1. Đặt vấn đề
Điện mặt trời là năng lượng sạch, chi phí đầu tư giảm theo thời gian nhờ sự phát triển của công nghệ sản xuất các tấm pin quang điện (PV). Điện mặt trời cần diện tích để chứa các tấm pin tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, các tấm pin đặt trên mặt đất thường chiếm diện tích đất lớn và được cho là khó khăn trong đầu tư phát triển điện mặt trời bởi chi phí giải phóng mặt bằng, quỹ đất tại các địa phương. Để tiết kiệm, các nhà đầu tư đã nghiên cứu tận dụng hồ thủy điện, thủy lợi, đầm, phá để đặt tấm pin nổi trên mặt nước, một ưu điểm nữa là đặt các tấm pin trên mặt nước hiệu suất cao hơn trên mặt đất do nước bốc hơi làm mát. Khó khăn khi đặt tấm pin trên mặt nước là độ bền của vật liệu nổi, góc nghiêng của tấm PV và dao động của mực nước.

2. Nội dung nghiên cứu
Thông thường, tấm pin được đặt theo hướng Bắc-Nam, tùy theo vĩ độ bố trí của trạm phát điện sẽ có những lựa chọn phù hợp cho góc nghiêng của tấm pin để có được hiệu suất phát điện tốt nhất trong ngày cho trạm. Theo tính toán góc nghiêng của tấm pin tối ưu về mùa hè bằng vĩ độ -15o , mùa đông bằng vĩ độ +15o, tuy nhiên việc thay đổi này sẽ rất khó tạo ra hệ thống với giá thành tối ưu. Do vậy, chọn góc nghiêng cố định để có được hiệu suất tối ưu trong năm đã được một số nhà phát triển áp dụng tính toán bằng phần mềm. Góc nghiêng này sẽ được tính toán căn cứ theo vĩ độ thực tế của dự án và tấm PV áp dụng, với vị trí của Việt Nam có đặc điểm trải dài từ vĩ độ 23°23'B  đến vĩ độ 8°34'B sẽ có các góc nghiêng tối ưu tùy địa điểm của trạm phát điện.

Với các trạm phát điện nổi, việc thay đổi góc nghiêng liên quan đến phao, khuôn chế tạo, giá thành hệ thống, qua nghiên cứu tính toán lý thuyết kết hợp với kinh nghiệm các trạm đã lắp ở nước ngoài, Viện Nghiên cứu Cơ khí đi sâu nghiên cứu, chế tạo phao đỡ pin cho hai dạng góc nghiêng tấm pin cụ thể là 5 và 12 độ.

​Phao đỡ pin 5 độ được phát triển trên nhu cầu giảm giá thành hệ thống của khách hàng, với góc nghiêng này bóng tấm PV sẽ nằm trọn vẹn trên phao đỡ nên không cần thêm phao cách hàng. Sơ đồ bố trí thường áp dụng cho phao dạng này là 4 hàng sẽ có một hàng phao đường đi sử dụng chung phao của loại 12 độ để phục vụ bảo dưỡng, vận hành.
Thông số kỹ thuật phao chính:
- Vật liệu: HDPE;
- Độ dày trung bình: 3mm;
- Trọng lượng: 9 - 11kg/ phao;
- Lực nổi: 158 daN;
- Lực kéo đứt của tai liên kết: ≥ 600 daN.

Sơ đồ bố trí kinh tế với 4 hàng phao sẽ có một đường vận hành liên tục: vẫn đáp ứng khả năng chịu tải của mảng và có giá thành hợp lý cho hệ thống.

Viện Nghiên cứu Cơ khí cùng đối tác là Công ty TNHH công trình mặt nước Qihua (Trung Quốc) đã nghiên cứu, sản xuất cung cấp cho dự án điện mặt trời nổi Đa Mi 47,5MW (Bình Thuận) loại phao có góc nghiêng 12 độ, lắp đặt theo phương án 1, hệ thống hoạt động ổn định, hiệu suất và điện lượng cao hơn tính toán lý thuyết.

Các phao và mảng phao được tính toán thiết kế và chế tạo với tải trọng gió tối đa 120 km/h, tuổi bền tương ứng với tuổi bền của hệ thống là 25 năm. Dưới đây là thông số và hình ảnh của phao đỡ pin, phao cách pin và phụ kiện hiện sản xuất trong nhà máy tại Đa Mi:

​

Thông số kỹ thuật:

Kết luận: Qua quá trình thực hợp đồng, trên cơ sở kết quả đạt được trong nghiên cứu, thiết kế chế tạo và cung cấp sản phẩm cho dự án Nhà máy Điện mặt trời nổi Đa Mi, cho thấy:

- Viện Nghiên cứu Cơ khí làm tốt vai trò nhà thầu EPC, đã làm chủ được công tác thiết kế, chế tạo, sản xuất, lắp đặt và đưa vào vận hành hệ thống phao nổi đỡ tấm pin quang điện cho Nhà máy Điện mặt trời nổi Đa Mi 47,5 MW (lớn nhất Đông Nam Á tại thời điểm 2019), là cơ sở cho nhiều chủ đầu tư khác học tập và triển khai nhà máy tương tự;

- Nâng cao năng lực khoa học công nghệ, năng lực sản xuất cũng như năng lực cạnh tranh cho Viện Nghiên cứu Cơ khí với các nhà thầu nước ngoài trong lĩnh vực triển khai nhà máy điện mặt trời nổi.   

Kiến nghị: Các phụ kiện cho điện mặt trời nổi là mới tại Việt Nam, dây chuyền sản xuất, vật liệu, phụ gia vẫn phải nhập toàn bộ từ nước ngoài, rất cần có sự quan tâm, hỗ trợ từ Chính phủ để tiến tới làm chủ toàn bộ công nghệ chế tạo, sản xuất phao nổi, có cơ chế hỗ trợ để các nhà thầu trong nước tham gia vào các dự án điện mặt trời nổi, nâng cao năng lực sản xuất, tiết kiệm ngoại tệ, tạo công ăn việc làm cho người lao động.