Thời gian hoàn vốn hệ thống điện mặt trời 100 kW khi có bộ lưu trữ

Hệ thống điện mặt trời cho những ngôi nhà xa lưới điện

Giải pháp điện mặt trời cho cơ sở sử dụng năng lượng trọng điểm

Giải pháp pin tích trữ năng lượng cho doanh nghiệp và công nghiệp

Lưu trữ năng lượng là ‘mắt xích’ còn thiếu trong hệ thống năng lượng tái tạo

Thời gian hoàn vốn như thế nào?

Định nghĩa:

Trước tiên thời gian hoàn vốn được xác định là năm mà khoản tiết kiệm tích lũy lớn hơn chi phí tích lũy của hệ thống điện mặt trời. Khoản tiết kiệm thể hiện chi phí tiêu dùng tránh được (nhờ có hệ thống điện mặt trời) và cộng thêm bất kỳ doanh thu nào nhận được từ FiT. Chi phí tích lũy phát sinh thể hiện khoản đầu tư ban đầu và giá trị thời gian của tiền (ví dụ thay vì đầu tư điện mặt trời thì gửi ngân hàng sẽ sinh ra lãi).

Phép tính:

Thời gian hoàn vốn xảy ra khi:

Tổng tiết kiệm > Tổng chi phí.

Trong đó:

Tổng tiết kiệm = (chi phí sử dụng) x (1 + CPI)^t x tiêu thụ/100) + (điện thừa x FiT)

Tổng chi phí = tiền đầu tư x (1 + tỷ lệ chiết khấu thực)^t

CPI = Chỉ số giá tiêu dùng

t = năm.

Chi phí tránh được và FiT:

Mức tiêu thụ tại chỗ (hay tự dùng) được nhân với giá bán điện lẻ của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), CPI đã được áp dụng để cho phép tăng giá bán lẻ, mặc dù do Covid-19 nên năm 2020 giá điện không tăng, nhưng lịch sử đã tăng và tương lai chắc chắn sẽ tăng.

Năng lượng dư thừa được xuất vào lưới điện và khách hàng sẽ nhận được một khoản tiền từ việc bán lại lượng điện thừa này.

Các yếu tố liên quan đến thời gian hoàn vốn:

Theo trên thì thời gian hoàn vốn sẽ được tính như sau:

T = (Tổng chi phí)/(Tổng tiết kiệm).

T được tính bằng năm.

Như vậy, thời gian hoàn vốn phụ thuộc vào chi phí đầu tư, giá bán điện lẻ của EVN, giá mua điện mặt trời thông qua cơ chế FiT của Chính phủ, chi phí tài chính... và suy hao hiệu suất tấm panel PV theo thời gian (khoảng 0.5%/năm cho các tấm panel đạt chất lượng).

Nó còn phụ thuộc vào sản lượng điện của hệ thống lắp đặt, điều đó có nghĩa là phụ thuộc vào nơi lắp đặt. Ví dụ: Hệ thống 100 kW lắp ở TP. HCM và các tỉnh phía Nam, sản lượng điện tạo ra trung bình 12,000 kWh mỗi tháng.

Theo dự thảo FiT3 thì giá mua điện mặt trời như sau:

Biểu giá mua, bán điện mặt trời theo cơ chế FiT3 dự thảo (chưa duyệt).

Bảng giá điện bán lẻ cho hộ kinh doanh mà EVN đang áp dụng theo Quyết định 648/QĐ-BCT ban hành ngày 20/3/2019:

Biểu giá lẻ điện cho đối tượng kinh doanh mà EVN đang áp dụng.

Để cho cách tính đơn giản, giả sử bỏ qua chi phí tài chính, vì đang giả thuyết lợi nhuận từ tiền gửi ngân hàng và mức tăng giá điện hàng năm là tương đương nhau.

Trong phạm vi bài viết này, đưa ra phép thử tính thời gian hoàn vốn của hệ thống 100 kW nối lưới không lưu trữ và hệ thống điện mặt trời vừa nối lưới vừa lưu trữ 100 kW/100 kWp/100 kWh.

1/ Thời gian hoàn vốn hệ thống điện mặt trời 100 kW nối lưới (không lưu trữ):

Sản lượng điện hệ thống 100 kW ở TP. HCM bình quân 12.000 kWh mỗi tháng.

Hệ thống này giả sử lắp đặt ở TP. HCM với sản lượng điện trung bình hàng tháng là 12.000 kWh (400 kWh/ngày x 30 ngày = 12.000 kWh/tháng). Cách tính theo công thức thực nghiệm (1 kWp = 4 kWh/ngày) và bằng mô phỏng bằng phần mềm Helioscope của Mỹ cho kết quả tương đồng. Thực tế lắp đặt ngoài hiện trường của các khách hàng LITHACO sản lượng cho nhiều hơn, phụ thuộc vào công nghệ lựa chọn.

Tổng chi phí đầu tư của hệ thống này là: 1,8 tỷ đồng (một tỷ tám trăm triệu đồng).

Tính tổng tiền tiết kiệm:

Giả sử trong 12.000 kWh mà hệ thống tạo ra mỗi tháng, doanh nghiệp sử dụng 25% vào giờ cao điểm buổi trưa (từ 9h30 đến 11g30 giá điện là 4.586 đ/kWh) 45% sử dụng vào giờ giá điện bình thường (2.666 đ/kWh) và 30% điện thừa bán cho lưới điện với giá 5,89 cent/kWh, tương đương 1.362 đồng/kWh.

Ta có:

Tổng tiền tiết kiệm = (25% ×12.000 ×4.587) + (45% x 12.000 x 2.666) + (30% x 12.000 x   1.362)  = 33.060.600 VNĐ.

Suy ra tiền tiết kiệm mỗi năm là: (12 x 33.060. 600) x 1.1 VNĐ = 436.399.920 VNĐ.

Như vậy thời gian hoàn vốn:

Tổng tiết kiệm = (chi phí sử dụng) x (1 + CPI)^t x tiêu thụ/100) + (điện thừa x FiT).

Tổng chi phí = tiền đầu tư x (1 + tỷ lệ chiết khấu thực)^t

t = năm.

T1 = (1.800.000.000) x 1,1 /(436.399.920) = 4,54 tháng    ⁽¹⁾

2/ Thời gian hoàn vốn hệ thống điện mặt trời 100 kW nối lưới (cộng lưu trữ):

Trong bài viết chọn hệ thống 100 kW/100 kWp/100 kWh.

Hệ thống này có suất đầu tư khoảng 2,3 tỷ (hai tỷ ba trăm triệu đồng), tăng thêm 500 triệu đồng so với không đầu tư hệ thống pin lưu trữ.

Hệ thống có công suất định mức của inverter là 100 kW, kết nối 100 kWp công suất tấm panel PV (thực tế có thể mở rộng đến 200 kWp), và chọn hệ lưu trữ 100 kWh.

Bạn có thể liên hệ LITHACO để được tư vấn thêm.

Với hệ thống trên thì tổng lượng điện mỗi tháng sẽ là 15.000 kWh. Trong đó 12.000 kWh do hệ thống điện mặt trời sinh ra như nêu trên, và 3.000 kWh do hệ thống pin lưu trữ từ việc sạc giờ thấp điểm buổi tối (từ 22h đêm đến 4 giờ sáng) để sử dụng vào giờ cao điểm. Nếu chỉ sạc bằng điện mặt trời (dĩ nhiên) vào buổi trưa và sử dụng buổi tối cũng là một phương án, tuy nhiên không tối ưu hiệu quả kinh tế cho nhà đầu tư.

Sơ đồ hệ thống:

Hệ thống này có thể điều chỉnh thời gian sạc và xả, ví dụ sạc lúc giá điện rẻ nhất (1.622 đồng/kWh) và xả sử dụng lúc giá điện đắt nhất (5.046 đồng/kWh).

Đồng thời nhờ đồng hồ thông minh và hệ thống quản lý điện thông minh thông qua BMS của pin lưu trữ, có thể điều khiển để sử dụng 100% lượng điện mặt trời tạo ra thay vì bán cho lưới điện.
Để đơn giản, giả sử trong 15.000 kWh trên sử dụng 70% ở khung giờ cao điểm và 30% sử dụng lúc bình thường.

Vì vậy kết quả tính toán như sau:

Tổng tiền tiết kiệm = (70% ×15.000 ×5.046) + (30% x 15.000 x 2.933) = 66.181.500 VNĐ.

Suy ra tiền tiết kiệm mỗi năm là: 12 x 66.181.500 VNĐ = 794.178.000 VNĐ.

Như vậy thời gian hoàn vốn là:

T2 = (2.300.000.000) x 1,1 /(794.178.000 đồng) = 3,185 năm. ⁽²⁾

Hệ số K=1,1 trong công thức (1) và (2) chính là hệ số tài chính, quy đổi từ (1 + CPI)^t , theo cách tính của Hội đồng năng lượng Úc. Với Úc, hệ số này là 0.5 đến 0.7.

Như vậy mặc dù suất đầu tư của hệ thống điện mặt trời có lưu trữ cao hơn hệ thống điện mặt trời không có lưu trữ điện (2,3 tỷ đồng so với 1,8 tỷ đồng), tuy nhiên thời gian hoàn vốn lại sớm hơn. Mấu chốt của vấn đề là do giá mua điện mặt trời theo FiT 3 quá thấp so với tự tiêu thụ, đối tượng kinh doanh đang chịu giá điện giờ cao điểm rất cao, cho nên tự tiêu thụ sẽ tiết kiệm nhiều hơn là bán điện cho lưới điện, yếu tố khác chính là bộ lưu trữ điện, thông qua cơ chế sạc giờ thấp điểm và xả để sử dụng giờ cao điểm (lúc giá điện cao) giúp cho chủ đầu tư tiết kiệm thêm đáng kể.

Cần hiểu rằng cách tính trên chỉ là tương đối do khó tính chính xác chi phí tài chính; chỉ số tăng giá điện cũng chỉ ước tính theo lịch sử tăng giá của EVN trong 10 năm qua và suy hao hiệu suất tấm pin khoảng 0.5% mỗi năm đối với các tấm pin chất lượng; cơ chế FiT 3 cũng chỉ mới dự thảo… Tuy nhiên thông qua bài viết này hy vọng chia sẻ cho bạn đọc và các chủ đầu tư ước lượng được thời gian hoàn vốn của từng hệ thống điện mặt trời phù hợp với thực trạng của Việt Nam.

Rất mong nhận được mọi góp ý hoặc ý kiến khác mang tính xây dựng và mang tính chia sẻ về cách tính hoàn vốn của tất cả các quý bạn đọc có quan tâm.

Nguồn tham khảo thêm:

1/ https://www.evn.com.vn/c3/evn-va-khach-hang/Gia-ban-dien-theo-gio-9-81.aspx

2/ Dự thảo FiT 3: https://lithaco.vn/wp-content/uploads/2021/05/Du-Thao-Fit-3.pdf

3/ Biểu giá điện lẻ của EVN: https://www.evn.com.vn/c3/evn-va-khach-hang/Bieu-gia-ban-le-dien-9-79.aspx

4/ Giờ cao điểm trong tính giá điện: https://www.evn.com.vn/d3/faqs/Gio-cao-diem-trong-tinh-gia-dien-7386.aspx

5/ IEA xác nhận năng lượng mặt trời hiện là ‘điện rẻ nhất trong lịch sử’: https://lithaco.vn/iea-xac-nhan-nang-luong-mat-troi-hien-la-dien-re-nhat-trong-lich-su/

6/ Cách tính thời gian hoàn vốn của Hội đồng năng lượng Úc. 

7/ https://www.energycouncil.com.au/media/jv4blk2l/final-pdf-australian-energy-council-solar-report_-jan-2021.pdf

LITHACO