NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI HÒA LƯỚI SỬ DỤNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH HƯỚNG MẶT TRỜI KẾT HỢP LÀM MÁT CHO TẤM PIN QUANG ĐIỆN

Đề tài đã tập trung phát triển mô hình toán học đơn giản và thực nghiệm hệ thống tự động định hướng mặt trời kết hợp làm mát cho tấm pin quang điện cho phép các tấm pin quang điện hấp thụ năng lượng mặt trời luôn luôn vuông góc với hướng ánh sáng và có nhiệt độ phù hợp, từ đó chúng đạt công suất tối đa. Hệ thống tự động định hướng mặt trời kết hợp làm mát cho tấm quang điện là một hệ thống mới, không trùng với các đề tài khoa học, giải pháp kỹ thuật so với công bố trong các nguồn thông tin chính thống tại Việt Nam. So với các thiết kế hệ thống định hướng đã công bố tại các nghiên cứu tại Việt Nam, hệ thống đề xuất đã bổ sung thêm bộ làm mát, giúp tăng sản lượng của hệ thống dưới tác động của việc giảm nhiệt độ tấm quang điện và đã tiến hành thực nghiệm đối với hệ thống điện mặt trời hòa lưới. Hơn nữa hệ thống đề xuất còn chứng minh được khả năng tăng sản lượng cho các hệ thống điện mặt trời hòa lưới đã lắp đặt và không thể tăng công suất lắp đặt dưới sự hạn chế của chính sách của chính phủ. Với sự hỗ trợ của hệ thống tự động định hướng kết hợp làm mát, hệ thống điện mặt trời hòa lưới có khả năng tăng sản lượng điện hòa lưới, giảm thời gian thu hồi vốn đầu tư, tiết kiệm không gian lắp đặt hệ thống, góp phần không nhỏ vào việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Đề tài là một nghiên cứu điển hình về công bố các kết quả phân tích đánh giá toàn diện hệ thống điện mặt trời hòa lưới dưới tác động của cơ chế ưu đãi FiT2 tại tỉnh Thừa Thiên Huế, miền trung Việt Nam. Nội dung của đề tài cũng chưa tham dự giải thưởng tại các Hội thi Sáng tạo kỹ thuật cấp tỉnh và các Hội thi toàn quốc.

Các công bố và báo cáo tổng kết đề tài là tài liệu tham khảo học thuật cho các chuyên gia trong lĩnh vực nâng cao hiệu suất điện mặt trời, phục vụ công tác đào tạo tại Đại học Huế các ngành kỹ thuật điện và tự động hóa. Hệ thống tự động định hướng mặt trời kết hợp làm mát đã được lắp đặt và thử nghiệm trên mái nhà tại thành phố Huế. Các kết quả thực nghiệm cũng đã minh chứng hệ thống đề xuất có khả năng cải thiệu hiệu suất của hệ thống điện mặt trời hòa lưới. Với nguồn lực con người kết hợp giữa Kỹ thuật điện và Kỹ thuật điều khiển tự động hóa tại Khoa Kỹ thuật và Công nghệ - Đại học Huế, nhóm đề tài đủ năng lực để thiết kế và thi công các sản phẩm thương mại tiếp theo. Các linh kiện, thiết bị được lựa chọn sử dụng có nguồn cung cấp khá dồi dào. Chi phí linh kiện, nguyên liệu cho mỗi hệ thống đề xuất vào khoảng 2,4 triệu đồng (chưa bao gồm chi phí thiết kế và nhân công lắp đặt), có khả năng sản xuất và lắp đặt đại trà. Trong tương lai, nhóm đề tài dự kiến phát triển hệ thống để tích hợp với các hệ thống điện mặt trời có công suất vừa và nhỏ.

Hiệu quả kinh tế của các hệ thống điện mặt trời hòa lưới áp dụng biểu giá FiT2 (hợp đồng với thời hạn là 20 năm) đã được phân tích. Hệ thống điện mặt trời hòa lưới nghiên cứu sử dụng hệ thống nghiêng cố định và hệ thống đề xuất có suất đầu tư lần lượt là 15.573.000 VNĐ/kWp và 17.391.000 VNĐ/kWp, thấp so với các nghiên cứu khác đã công bố. Giá điện quy dẫn và thời gian hoàn vốn chiết khấu cho hệ thống điện mặt trời hòa lưới nghiên cứu sử dụng hệ thống nghiêng cố định và hệ thống đề xuất lần lượt là 1414 VNĐ/kWh, 1317 VNĐ/kWh và 5,26 năm, 4,76 năm. Rõ ràng, các hệ thống điện mặt trời hòa lưới với dự án FiT2 có thời gian hoàn vốn chiết khấu chỉ bằng một phần tư vòng đời của hệ thống, thời hạn của hợp đồng. Hiệu quả xã hội của đề tài thể hiện qua việc góp phần nâng cao trình độ dân trí và bảo vệ môi trường. Thứ nhất, các công bố và báo cáo đề tài giúp người dân tiếp cận công nghệ sản suất điện từ mặt trời tại mái nhà của mình, giúp họ có hiểu biết về các phương pháp nâng cao hiệu suất cho các hệ thống điện mặt trời hòa lưới, từ đó nâng cao sản lượng điện và giảm chi phí điện năng phải chi trả cho các công ty điện lực. Thứ hai, hiệu quả bảo vệ môi trường thông qua việc giảm thải lượng khí thải CO2. Tổng lượng khí thải CO2 có thể giảm được của một ngôi nhà có hệ thống điện mặt trời hòa lưới 1,32 kWp sử dụng nghiêng cố định và hệ thống đề xuất trong năm đầu tiên lần lượt là 1,5 tấn và 1,8 tấn, trong vòng đời dự án 20 năm lần lượt khoảng 28,5 tấn và 33,1 tấn. Đây là một con số đáng kể cho một môi trường tốt hơn.