lưới điện mini và điện mặt trời cho hộ gia đình

Lưới điện mini &Điện Mặt trờicho hộ gia đình

Ngày 03/05/2011

Seminar Rural Energy Supply

Postgraduate Programme

Renewable Energy (PPRE)

Anita, Corinna, Dirk,

Esther, Rangini, Tuong

Điện mặt trời trong tương lai sẽ như thế nào ?

Source: Siemens, 2009Source: Solarprojekt Freilassing

Mục lục

1. Trình bày vấn đề

2. Giới thiệu về lưới điện mini & điện MT hộ gia đình

3. Hệ thống điện Mặt trời cho hộ gia đình(SHS)3.1 Vấn đề kỹ thuật

3.2 Vấn đề mặt kinh tế

3.3 Vấn đề mặt xã hội & môi trường

4. Trường hợp điển hình

5. Kết luận và kiến nghị

Đặt vấn đề

Source: http://www.mhi.co.jp/en/earth/issue/history/future/renewable/solar.html

http://www.mhi.co.jp/en/earth/issue/history/future/renewable/solar.html

Vấn đề ở đây là gì?

• Nhiều khu vực nông thôn không có điện, việc kết nối với lưới điện quốc gia không thích hợp.

• Sự cần thiết của giải pháp cung cấp năng lượng với chi phí thấp

• Nhiều nguồn năng lượng khác nhau-> Điện mặt trời là một giải pháp

Mục lục


2. Giới thiệu về lưới điện mặt trời mini & SHS




4. Trường hợp cụ thể


Lưới điện mặt trời mini là gì?

Lưới điện mặt trời mini

Thành phần gồm: 1. Dàn pin mặt trời, 2. SUNNY BOY (bộ chuyển đổi điện), 3. SUNNY ISLAND (Bộ điều khiển xạc), 4. Ắc quy, 5. Máy phát điện Diesel,6. Tuabin gió

Xem video mô tả: http://www.youtube.com/watch?v=H0cpjqudoQM

http://www.youtube.com/watch?v=H0cpjqudoQM



Hệ thống điện mặt trời hộ gia đình là gì?

Tổng quan về hệ thống điện mặt trời cho hộ gia đình

Photo: solarenergylive.com

Tổng quan về hệ thốngđiện mặt trời hộ gia đình

Pho

to:

SE

C L

t, N

epal

Pho

to:

hqw

eb.u

nep.

org

Tổng quan về hệ thốngđiện mặt trời hộ gia đình

Mục lục








Vấn đề kỹ thuật của SHS – Thiết kế

Vấn đề cơ bản:• Yếu tố cần thiết là dễ vận hành• Hệ thống điện một chiều /xoay chiều

và các thiết bị gia dụng• Các hệ thống khác nhau

Source: Sovacool et al. 2011

Kích cỡ của hệ thống (module/pin quang điện) phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của địa phương:

• Bức xạ mặt trời, điều kiện địa hình• Nhu cầu sử dụng điện (thiết bị gia dụng/phụ tải)• Các mô hình tiêu thụ năng lượng• Tình hình kinh tế xã hội

Wp: Công suất tối đa dàn pin mặt trời

load: Năng lượng tiêu thụ bởi phụ tải hàng ngày.(Wh/day)

η battery

: Hiệu suất ắc quy (%)

η installation

: Hiệu suất lắp đặt (%)

G mean

: Bức xạ trung bình của tháng thấp nhất

Vấn đề kỹ thuật của SHS – Thiết kế

Vấn đề kỹ thuật của ĐMT hộ gia đình Đào tạo và bảo dưỡng

Trước khi lắp đặt:• Đào tạo người sử dụng:

Thông tin về giá cả và hiệu suất sản phẩm Thông tin về sự cần thiết phải bảo trì Giải thích về công nghệ và hoạt động của hệ thống pin mặt trời

• Đào tạo kỹ thuật viên lành nghề và tiếp cận địa điểm lắp đặt

Source: Rural21/C. Kropke 2010

Sau khi lắp đặt:• Thường xuyên bảo trì

các thành phần chính– Kiểm tra hiệu suất– Làm sạch các tấm pin quang điện– Bổ sung nước cho pin– Kiểm tra sự ăn mòn– Thay thế các bộ phận bị hỏng.


Vấn đề kỹ thuật của ĐMT hộ gia đình Đào tạo và bảo dưỡng

Vấn đề kỹ thuật của ĐMT hộ gia đình – Chất lượng và tính tiện lợi

Đảm bảo chức năng của SHS hoạt động tốt• Chất lượng và tính tương thích của các bộ phận• Các linh kiện dễ thay thế• Các doanh nhân địa phương

kỹ thuật viên, nhà sản xuất.

Source: Afircan Electrification Initiative/Youngreen 2010

Mục lục








Phân tích chi phí: Phương pháp luận

Mục tiêu• Tính toán giá điện cho mỗi kWh được tạo bởi ĐMT Chi phí hàng năm/lượng điện phát ra hàng năm

Chi phí vòng đời hàng năm (ALCC)• Tất cả chi phí ban đầu và tương lai được tính dựa trên tuổi thọ của một

hệ thống.• Tổng chi phí đầu tư chuyển đổi thành các chi phí đồng nhất hàng năm

Hệ số hoàn trả vồn (CRF) • Tài khoản cho các chi phí tài trợ cho một dự án (lãi suất)• Công thức: i (1+i)n / [(1+i)n -1]

i=lãi suất chiết khấu, n=tuổi thọ hệ thống• Số tiền trả hàng năm = Các chi trả đơn lẻ * CRF

Phương pháp luận(2)

Chi phí điện năng bình quân (LUCE)

Wp = công suất lớn nhất của pin quang điện

EHFS = số giờ nắng tương đương

CUF = Hệ số công suât sử dụng

Ví dụ phân tích tài chính (Ấn Độ)Thiết bị Vốn đầu tư

(USD)Tuổi thọ(năm)

CRF Chi phí theo năm (USD)

Hệ thống pin MT (70 Wp) 296.72 20 0.1339 39.73

Ắc quy (12 V, 40 Ah) 107.88 5 0.2774 29.93

Bộ điều khiển 11.24 5 0.2774 3.12

Thiết bị sử dụng (4*9 W) 67.44 10 0.1770 11.94

Balance-of-systems 44.98 10 0.1770 7.96

Chi phí vận hành bảo dưỡng hàng năm

3.39

Tổng chi phí các năm 528.26 96.07

Lượng điện sản xuất hàng năm (kWh)

114.98 kWh

Chi phí điện (USD/ kWh) 0.84

Giả định

Tỷ lệ chiết khấu 12%

EHFS 5

Số ngày vận hành 365

Hệ số sử dụng hệ thống 0.9Source: based on Chaurey, Kanpal (2010))

So sánh với chi phí của lưới điện mini

Nói chung: Tăng kích cỡ và khối lượng của pin mặt trời và ắc quy làm giảm chi phí bình quân ($/kWh).

Lưới điện mini có lợi thế về chi phí

Nhưng: Chi phí của lưới điện mini phụ thuộc vào:

Tổng chiều dài đường dây phân phối

• Số lượng và không gian phân bố của các hộ gia đình được kết nối với lưới điện mini.

• Yếu tố địa lý

Có thể được bù đắp bởi lợi thế về chi phí

So sánh chi phí ĐMT hộ gia đình với lưới mini

Source: Chaurey, Kandpal (2010)

Mô hình tài chính cho ĐMT hộ gia đình

Mục lục








Vấn đề xã hội của ĐMT hộ gia đình: Lợi ích

• Tăng sự thoải mái• Bổ sung thu nhập/ tiết kiệm chi phí• Giáo dục và việc làm• Y tế và an ninh• Ngăn chặn di cư từ

nông thôn ra thành thị

Source: www.designthatmatters.org/k2 2005

Vấn đề xã hội của ĐMT hộ gia đình: Rào cản

• Hiểu biết thấp• Mong muốn của người dân• Các rào cản văn hóa


Vấn đề xã hội của ĐMT hộ gia đình: Rào cản

“Năng lượng mặt trời rất quan trọng, nó không đắt tiền và có thể sử dụng lâu dài, khoảng 100 năm. Một hệ thống ĐMT hộ gia đình có thể tạo ra đủ năng lượng cho máy tính, máy photocopy, đèn chiếu sáng trong phòng, tivi, các thiết bị gia dụng, tất cả chỉ từ một thiết bị khá nhỏ."

(Sovacool et. al. 2011: 8)

(Trích một quan niệm sai lầm của người dân về điện mặt trời)

Vấn đề xã hội của SHS: rào cản

• Hiểu biết• Mong muốn của người dân• Các rào cản văn hóa


Vấn đề môi trường của ĐMT: thuận lợi & khó khăn

Tích cực

• Giảm phát thải CO2

• Thay thế pin khô• Tiêu tốn ít không gian

Tiêu cực• Yêu cầu hệ thống tái chế acquy• Khai thác tài nguyên, tiêu thụ năng lượng cho sản

xuất pin MT, vận chuyển và vấn đề tái chế• Sản phẩm phụ và thành phần độc hại

Source: www.berlin.de/special/umwelt/batterien

Mục lục






4. Trường hợp điển hình


• Nhà cung cấp dịch vụ năng lượng và doanh nghiệp xã hội ở Bangalore

• Thành lập năm 1995 bởi kỹ sư năng lượng - Harish Hande

• Hiện nay có 170 nhân viên, 25 trung tâm dịch vụ năng lượng

• Sản phẩm: chiếu sáng bằng năng lượng mặt trời, nhiệt mặt trời, bếp nấu

dùng năng lượng mặt trời.

SELCO India Solar Pvt. Ltd.

• Bán và cung cấp các dịch vụ ĐMT cho những vùng nông

thôn chưa có điện ở Ấn Độ.

• Thực hiện với giá cả phải chăng thông qua các công cụ tài

chính như các khoản vay ngân hàng, dịch vụ tín dụng tài

chính vi mô.

Mục tiêu

Thành tích

• Hai lần giành “giải thưởng “Năng lượng Xanh”

“ASHDEN” trong năm 2005 và 2007

• Đã lắp đặt 115,000 hệ thống năng lượng mặt trời cho các

hộ gia đình trong 15 năm qua.

• Xây dựng được 75 đại lý ở các địa phương.

• 2/3 số khách hàng của công ty có thu nhập chỉ 3-4$/ngày.

Chiến lược

4. Dịch vụ sau bán hàng tốt

1. Tiếp cận tận nơi

2. Phương án tài chính linh hoạt

3. Phổ biến kinh nghiệm

Xem: http://www.youtube.com/watch?v=Gnkcs7icerk

http://www.youtube.com/watch?v=Gnkcs7icerk



KẾT LUẬN

- Điện mặt trời hộ gia đình là một lựa chọn tốt cho điện khí hóa nông thôn

- Cần khuyến khích doanh nghiệp tư nhân địa phương tham gia.

- Cần có công cụ tài chính tốt.- Cần xem xét điều kiện địa phương và nhu cầu khách

hàng trước khi triển khai.- Cần tìm hiểu kỹ hơn về cơ sở sản xuất và hạ tầng

dịch vụ bảo trì.- Còn tồn tại chênh lệch trong việc cung cấp năng

lượng giữa người dân ở nông thôn và thành thị.

Are there any Questions?

Lưới điện mặt trời mini & ĐMT hộ gia đình

1. Mini Grid Design Manual, Allen R. Inversin, International Programs, National Rural Electric Cooperative Association

2. http://www.sma.de/en/news-information/videos-animations/videos-animations-sunny-island.html (video on solar PV mini grid system by SMA)

3. A techno-economic comparison of rural electrification based on solar home systems and PV micro grids A. Chaurey a,1, T.C.Kandpal b, Energy Policy.

THAM KHẢO

http://www.sma.de/en/news-information/videos-animations/videos-animations-sunny-island.html

Vấn đề công nghệ1. Nieuwenhout, F.D.J. et al, 2001: Experience with Solar Home Systems in Developing

Countries: A Review. Progress in Photovoltais: Research and Applications 9: 455 – 474.

2. Van der Vleuten, F. et al., 2007: Putting Solar Home System Programmes into Perspective: What lessons are relevant? Energy Policy 35: 1439 – 1451.

3. Allicance Soleil SARL, ETC International Group, 2009: Training Manual for Domestic Solar Electricity Trainers

THAM KHẢO

Vấn đề kinh tế1. www.energypedia.info

2. Worldbank: http://data.worldbank.org/indicator/FR.INR.LEND

3. Anisuzzaman, M.; Urmee, T.P. . Financing Mechanisms of Solar Home Systems for Rural Electrification in Developing Countries: http://www.aseanenergy.info/Abstract/32010680.pdf

4. Chaurey, A.; Kandpal, T.C. ,2010. A techno-economic comparison of rural electrification based on solar home systems and PV microgrids. Energy Policy 38. 3118-3129

5. Scheutzlich, T.; Klinghammer, W.; Scholand, M.; Wisniwski, S.; Pertz, K., 2001. Financing of solar home systems in developing countries. Volume I: Main Report. Environmental Management, Water, Energy, Transport Division 44 GTZ

THAM KHẢO

Vấn đề xã hội và môi trường1. Baldwin, G., Childs, B., Hunter, C., Urrea V. 2007: Developing a Strategy to Improve

Solar Home System Sustainability in Rural Thailand. Worcester Polytechnic Institute: http://www.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-030107-003542/unrestricted/SOLAR_Final_Report.pdf 25.04.2011

2. Barua, D. C., Urmee, T. P., Kumar S., Bhattacharya S. C. 2001: A Photovoltaic Solar Home System Dissemination Model In: Progress In: Photovoltaics: Research And Applications 9: 313-322

3. Kaufman S., 1999: Rural Electrification with Solar Energy as a Climate Protection Strategy. http://www.repp.org/repp_pubs/articles/resRpt09/index.htm 25.04.2011

4. Khan, H. J., Hugue, A. J., Andaleeb, S. S. : The Solar Home System: An Alternative Energy Source For Rural Households in Bangladesh: http://www.bdiusa.org/Publications/JBS/Volumes/Volume3/jbs3.2-3.pdf25.04.2011

5. Posorski R., Bussmann M., Menke, C. 2003: Does the use of Solar Home Systems (SHS) contribute to climate protection? In: Renewable Energy 28 (2003) 1061-1080.

6. Sovacool B. K., D’Agostino A. L., Bambawale M. J. 2011: The socio-technical barriers to Solar Home Systems (SHS) in Papua New Guinea: ‘‘Choosing pigs, prostitutes, and poker chips over panels’’. In: Energy Policy 39 (2011) 1532–1542.

THAM KHẢO

Trường hợp điển hình

1. http://www.selco-india.com/

2. http://nexus.som.yale.edu/design-selco/ (video về gương doanh nghiêp)

3. http://www.selco-india.com/articles.html

4. http://money.cnn.com/magazines/business2/business2_archive/

2006/12/01/8394996/index.html

THAM KHẢO

lưới điện mini và điện mặt trời cho hộ gia đình

Technology