Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ bảy, 15/06/2024 | 07:21

Thứ bảy, 15/06/2024 | 07:21

Kết quả nhiệm vụ KHCN

Cập nhật lúc 07:55 ngày 26/05/2023

NARIME nghiên cứu, ứng dụng phao đỡ tấm pin quang điện cho nhà máy điện mặt trời nổi Đa Mi

Nhằm giải quyết nhu cầu xây dựng nhà máy điện mặt trời tại khu vực có diện tích hạn chế. Kết hợp với phao nổi giúp phát triển nhà máy điện mặt trời nổi tại các hồ thủy điện, thủy lợi, đầm, phá,... Viện Nghiên cứu Cơ khí (NARIME) đã tiến hành nghiên cứu, ứng dụng phao đỡ tấm pin quang điện cho nhà máy điện mặt trời nổi cho hai dạng góc nghiêng tấm pin, cụ thể là 5 độ và 12 độ.
Điện mặt trời là một nguồn 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, tuy nhiên 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 chi phí, các nhà đầu tư đã nghiên cứu tận dụng hồ thủy điện, thủy lợi, đầm, phá để đặt tấm pin nổi trên mặt nước. Giải pháp này có ưu điểm là khi đặt các tấm pin trên mặt nước, hiệu suất cao hơn trên mặt đất do nước bốc hơi làm mát. Tuy nhiên, giải pháp này cũng gặp phải những khó khăn trong việc tính toán độ bền của vật liệu nổi, góc nghiêng của tấm PV và dao động của mực nước.
Tại Việt Nam, với vị trí 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. 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. 
Để giải quyết các vấn đề thay đổi góc nghiêng liên quan đến phao, khuôn chế tạo, giá thành hệ thống, với kinh nghiệm các trạm đã lắp ở nước ngoài, Viện Nghiên cứu Cơ khí đã đi sâu nghiên cứu, chế tạo phao đỡ pin cho hai dạng góc nghiêng tấm pin cụ thể là 5 độ và 12 độ. 
Sau quá trình tính toán về các thông số kỹ thuật và phân tích địa hình, các kỹ sư của Viện Nghiên cứu Cơ khí đã đưa ra những kết quả phù hợp. Đối với phao đỡ pin 5 độ, 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. 
Sơ đồ bố trí đỡ pin bằng phao nghiêng 12 độ (phương án 1) (Nguồn ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Đối với phao đỡ pin góc nghiêng 12 độ, ở góc này sẽ cho hiệu suất cao, tuy nhiên đi kèm với góc nghiêng này sẽ sinh ra bóng nắng dài và để giảm thiểu bóng nắng bắt buộc phải bố trí các hàng pin xa nhau (khoảng 0,4 ÷ 0,5 m), đây cũng là lý do làm tăng giá thành của loại phao đỡ pin với góc nghiêng 12 độ. Sau tính toán, các kỹ sư nhận thấy 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 và cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, hiệu suất và điện lượng cao hơn tính toán lý thuyết.  
Toàn cảnh Nhà máy Điện mặt trời nổi Đa Mi (Nguồn ảnh: evn.com.vn/)
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.
Dựa 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, có thể thấy Viện Nghiên cứu Cơ khí 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). Đây là cơ sở cho nhiều chủ đầu tư khác học tập và triển khai nhà máy tương tự, từ đó 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.
An Nhiên
lên đầu trang