Tính toán hiệu quả hệ thống điện mặt trời mái nhà (khu vực Hà Nội)

Kết quả tính toán hiệu quả kinh tế và tổn thất của điện mặt trời mái nhà tự dùng Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo, không cạn kiệt. Nguồn điện từ điện mặt trời mái nhà giúp tiết kiệm chi phí tiền điện do không sử dụng điện lưới, hoặc giảm chi phí tiền điện theo giá điện sinh hoạt bậc thang; chi phí vận hành và bảo trì thấp; suất đầu tư đối với điện mặt trời giảm bình quân trên 10%/năm trong những năm gần đây; làm giảm lượng khí thải carbon gây hiệu ứng nhà kính toàn cầu. Ngoài ra, sử dụng điện mặt trời còn làm tăng thêm khả năng cạnh tranh hàng hoá khi áp dụng chứng chỉ xanh. (Tính toán, phân tích của chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam).

Trong Quy hoạch điện VIII, phần nói về điện mặt trời mái nhà nêu rõ: “Ưu tiên và có chính sách đột phá để thúc đẩy phát triển điện mặt trời mái nhà của người dân, mái công trình xây dựng, nhất là các khu vực có nguy cơ thiếu điện như miền Bắc và điện mặt trời tự sản, tự tiêu. Loại hình nguồn điện này được ưu tiên phát triển không giới hạn công suất, với điều kiện giá thành hợp lý và tận dụng lưới điện sẵn có, không phải nâng cấp. Phấn đấu đến năm 2030 có 50% các tòa nhà công sở và 50% nhà dân sử dụng điện mặt trời mái nhà tự sản, tự tiêu”. Đây có thể là cơ sở quan trọng để các cơ quan, công sở, doanh nghiệp, nhà máy và người dân... phát triển hệ thống điện mặt trời tự dùng trong tương lai tới.

Thành phố Hà Nội nằm ở phía Tây Bắc trung tâm đồng bằng châu thổ sông Hồng, có vị trí từ 20º53′ đến 21°23′ vĩ độ Bắc và 105º44′ đến 106º02′ kinh độ Đông. Phía Bắc tiếp giáp với các tỉnh: Thái Nguyên, Vĩnh Phúc; phía Nam là các tỉnh: Hà Nam, Hòa Bình; phía Đông là các tỉnh: Bắc Giang, Bắc Ninh, Hưng Yên; phía Tây là các tỉnh: Hòa Bình và Phú Thọ. Diện tích Hà Nội (sau khi mở rộng) là 3.342,92 km². Phần lớn Thành phố Hà Nội địa hình là đồng bằng, trù phú bậc nhất là đồng bằng sông Hồng, còn lại của huyện Ba Vì, Mỹ Đức, Sóc Sơn, Quốc Oai là đồi núi.

Hà Nội là Thành phố trực thuộc trung ương, có diện tích 3.359 km2, với dân số 8.25 triệu người (được thống kê năm 2020), là thành phố đông dân thứ 2 của Việt Nam, với mật độ trung bình là 1.935 người/km2 cao thứ hai trong 63 đơn vị hành chính cấp tỉnh của Việt Nam. Đây là một trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của Việt Nam - nơi tập trung, hội tụ nhiều địa điểm văn hóa giải trí, công trình thể thao quan trọng của đất nước, đồng thời cũng là nơi tổ chức các sự kiện chính trị và thể thao mang tầm quốc tế.

Hiện nay Thành phố Hà Nội có 12 quận, bao gồm: Hoàng Mai, Long Biên, Thanh Xuân, Bắc Từ Liêm, Ba Đình, Cầu Giấy, Đống Đa, Hai Bà Trưng, Hoàn Kiếm, Hà Đông, Tây Hồ và Nam Từ Liêm. Thành phố Hà Nội cũng có 17 huyện, bao gồm: Đan Phượng, Gia Lâm, Đông Anh, Chương Mỹ, Hoài Đức, Ba Vì, Mỹ Đức, Phúc Thọ, Thạch Thất, Quốc Oai, Thanh Trì, Thường Tín, Thanh Oai, Phú Xuyên, Mê Linh, Sóc Sơn, Ứng Hòa và Thị xã là Sơn Tây.

Với 577 đơn vị hành chính cấp xã, phường, thị trấn sẽ có tương ứng số lượng công sở, trạm y tế, trụ sở công an, quân sự cấp phường, nhà văn hoá… Với 2.835 trường học từ mầm non đến phổ thông trung học, 97 trường đại học, học viện, 33 trường cao đẳng và có trên 39 các bệnh viện lớn, trung tâm y tế.

Ngoài ra, Thành phố Hà Nội còn có trụ sở của các cơ quan Đảng, Nhà nước, Quốc hội, Chính phủ, bộ, ngành, trung tâm văn hoá - thể dục thể thao, các nhà hát, văn phòng các tổ chức hiệp hội, các tập đoàn, doanh nghiệp lớn - là những nơi có diện tích mái nhà, độ cao phù hợp, không bị bóng che… phụ tải tiêu thụ điện sinh hoạt, kinh doanh có số giờ hoạt động trong giờ hành chính gắn với số giờ phát công suất của hệ thống điện mặt trời mái nhà.

Giá điện được tính biểu giá theo Quyết định 1062 của Bộ Công Thương ngày 4/5/2023 theo nhóm đối tượng khách hàng ở cấp điệp áp dưới 6 kV. Hệ số phát thải CO2 được tham khảo từ kết quả tính toán hệ số phát thải của lưới điện Việt Nam năm 2021 là 0,7221 tCO2/MWh theo công bố số: 1278/BĐKH-TTBVTOD ngày 31/12/2021 của Cục Biến đổi Khí hậu (Bộ Tài nguyên và Môi trường).

Điện năng trung bình/ngày (kWh) trong 12 tháng của điện mặt trời mái nhà 10 kWp tại Mỹ Đức, Hà Nội.

Dưới đây là các bảng phân tích hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, môi trường hệ thống điện mặt trời tự dùng từ 5 kWp đến 2.000 kWp:

Qua phân tích trên các hệ thống từ 5 - 10 kWp phù hợp với diện tích mái nhà các hộ dân từ 20 - 50 m2, các hệ thống có công suất lớn hơn có thể lắp đặt trên mái công sở, trường học …vốn có diện tích rộng và độ cao từ 2 - 3 tầng trở lên. Các hệ thống này đấu nối vào các trạm biến áp công cộng, hoặc trạm biến áp khách hàng đã được lắp đặt, hoặc khách hàng tự đầu tư mới.

Từ kết quả tính toán nhận thấy:

1/ Đối với các khách hàng mua giá bán lẻ điện kinh doanh có thời gian thu hồi vốn nhanh (khoảng 3,6 năm) và giảm đáng kể chi phí tiền điện hàng tháng.

2/ Đối với nhóm khách hàng mua điện bán lẻ sinh hoạt có hệ số tiêu thụ điện năng 100% từ hệ thống điện mặt mái nhà (thời gian thu hồi vốn khoảng 3,5 năm) theo giá điện sinh hoạt bậc 6, (khoảng 5,0 năm) theo giá điện bậc 3.

3/ Đối với khách hàng có hệ số sử dụng từ 50% - 75%, thời gian thu hồi vốn lâu hơn (từ 5,5 - 8 năm), tương tự như khách hàng mua điện giá bán cho đơn vị hành chính sự nghiệp (có số ngày nghỉ làm việc).

Việc áp dụng mua điện thừa từ hệ thống điện mặt trời mái nhà với giá hợp lý (50% giá bán lẻ bình quân) là cần thiết, nhằm tránh lãng phí chi phí đầu tư, tránh lãng phí công suất và điện năng (nếu tính 106 ngày nghỉ/năm, tương ứng gần 30% công suất lắp đặt, khi các tòa nhà không hoạt động) và rút ngắn thêm 1/3 thời gian thu hồi vốn so với bảng tính trên. Việc mua lại toàn bộ, hay mua một phần, hoặc không mua phần điện năng thừa từ hệ thống điện mặt trời mái nhà có ảnh hưởng quyết định đến nhu cầu đầu tư của khách hàng, điều này tác động đến kế hoạch phấn đấu đến năm 2030 có 50% các tòa nhà công sở và 50% nhà dân sử dụng điện mặt trời mái nhà (tự sản, tự tiêu) và mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính mà Việt Nam cam kết tại COP26./.

(*) Bạn đọc quan tâm, có thể liên hệ với tác giả qua email: khoapower@gmail.com

NGUYỄN HỮU KHOA - HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM; TRƯỜNG CAO ĐẲNG ĐIỆN LỰC TP. HCM