Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Xây dựng Điện 3 - Giải pháp tốt nhất cho lựa chọn tốt nhất
Chọn ngôn ngữ:
Khi thiết kế một dự án nhà máy điện mặt trời điều quan trọng là xem xét, tính toán dàn pv panel sẽ sản sinh công suất bao nhiêu, tương ứng lựa chọn công suất đầu ra AC của inverter.
Với xu hướng giá thành tấm pv panel ngày càng giảm và chế độ giá điện theo biểu, lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời với tỉ số DC/AC cao hơn đang mang lại hiệu quả.
Tỉ số giữa công suất đặt phần DC (tính toán từ số lượng và công suất của các tấm pv panel – tấm “pin” năng lượng mặt trời) so với công suất đặt phần AC của inverter được gọi là tỉ số DC/AC.
DC/AC =𝑃_(𝐷𝐶 𝑎𝑡 𝑆𝑇𝐶)/𝑃_𝐴𝐶
𝑃_(𝐷𝐶 𝑎𝑡 𝑆𝑇𝐶): Công suất lắp đặt của toàn bộ tấm pin ở điều kiện tiêu chuẩn (MW)
𝑃_𝐴𝐶: Công suất xoay chiều đầu ra của toàn bộ inverter (MW)
Hình 1 dưới đây minh họa sản lượng inverter tạo ra trong ngày theo tỉ số DC/AC thấp và cao. Khi chọn tỉ số DC-AC thấp thì sản lượng giảm đáng kể so với tỉ số DC/AC cao. Trong khi đó khi chọn tỉ số DC/AC cao thì sản lượng bị mất đi ít hơn nhiều và chỉ xảy ra trong khoảng thời gian inverter làm việc quá ngưỡng cho phép.
Hiệu quả tài chính của một dự án thường được đánh giá thông qua tiêu chí Giá trị hiện tại ròng – NPV
NPV (Net present value) – là giá trị tại thời điểm hiện nay của toàn bộ dòng tiền dự án trong tương lai được chiết khấu về hiện tại:
NPV = giá trị hiện tại của dòng tiền vào (thu) – giá trị hiện tại của dòng tiền ra (chi)
NPV: giá trị hiện tại ròng (M$); t: thời gian tính dòng tiền; n: tổng thời gian dự án; r: tỉ lệ chiết khấu; C_t: dòng tiền thuần tại thời gian t; C_0: chi phí ban đầu thực hiện dự án.
Nếu NPV dương thì dự án có lợi tức kinh tế.
Thông thường NPV không chỉ được coi là chỉ số mà còn được xem là phương pháp tốt nhất để đánh giá khả năng sinh lời của phương án hay dự án vì ý nghĩa của nó cho biết mức lãi ròng của dự án sau khi đã thu hồi vốn đầu tư ban đầu và trang trải tất cả chi phí (bao gồm cả lạm phát).
Ngoài NPV, việc phân tích kinh tế của một dự án còn dựa vào chi phí điện năng (LCOE – Level Cost Of Energy).
LCOE là giá trị hiện tại ròng của chi phí điện năng trong suốt vòng đời của một dự án tạo ra nó. LCOE được tính bằng tổng chi phí trọn đời chia cho tổng sản lượng năng lượng tạo ra trong khoảng thời gian đó. Tổng chi phí bao gồm vốn đầu tư ban đầu, chi phí hoạt động và bảo trì, chi phí nhiên liệu và chi phí sử dụng vốn
LCOE: chi phí điện năng (Cent/kWh); TMDT: Tổng mức đầu tư (M$); t: năm thứ t; n: vòng đời dự án (năm); C_t: Chi phí O&M năm thứ t; A_t: sản lượng năm thứ t (MWh/năm)
Phân tích LCOE xem xét các chi phí được phân bổ trong suốt thời gian dự án, cung cấp một bức tranh tài chính có độ chính xác cao. LCOE tính toán chi phí thực, được đo bằng Cent/kWh năng lượng được sản xuất.
LCOE càng thấp thì chi phí sản xuất 1 kWh điện năng càng thấp.
Trên cơ sở dữ liệu các dự án điện mặt trời mặt đất, báo cáo xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỉ số DC/AC và NPV, LCOE.
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỉ số DC/AC và NPV, LCOE cho thấy tỉ số DC/AC tối ưu là 1,5 theo tiêu chí LCOE và 1,7 theo tiêu chí NPV.
Một inverter có thể đáp ứng được tỉ số DC/AC tối ưu thì dự án có thể đạt tới ngưỡng lợi nhuận tốt nhất
Theo ABB và SMA, một inverter có thể đáp ứng được tỉ biến DC/AC lên tới 1,6 đến 1,7 là lý tưởng nhất bởi vì khi đó, dự án có thể đạt tới ngưỡng lợi nhuận tốt nhất để bù đắp chi phí tăng công suất phần DC, mà không tăng chi phí cố định của hệ thống như inverter, máy biến áp trung áp/hạ áp, thiết bị trung áp thiết bị hạ áp, cáp điện AC, trạm biến áp nâng áp và đường dây đấu nối vào hệ thống điện.
Tuy nhiên, việc lắp đặt dư công suất dàn pv panel tạo sức ép lên inverter, tăng dòng ngắn mạch và công suất định mức đặt lên inverter trong quá trình “cắt” công suất dư thừa. Inverter phải làm việc với cường độ cao hơn trong một số giờ, thậm chí cả trong những tháng mùa hè.
Với giá thành pv panel ngày càng giảm, các chính sách giá khuyến khích và công nghệ inverter mới, các tính năng hỗ trợ nối lưới, việc lắp đặt quá công suất dàn pv panel sẽ vẫn là xu hướng đáng quan tâm trong thời gian tới.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tỉ số DC/AC:
Kết luận: Tỉ số DC/AC 1,7 là tối ưu nhất về mặt kinh tế theo báo cáo và phù hợp với kết quả đánh giá của ABB và SMA. Tuy nhiên, do hạn chế về mặt công nghệ inverter nên báo cáo kiến nghị tỉ số DC/AC nên trong phạm vi từ 1,3 đến 1,5. Tăng tỉ số DC/AC đến giá trị tối ưu phụ thuộc nhiều vào sự phát triển công nghệ inverter trong tương lai.
