Phương pháp xác định sản lượng điện mặt trời dựa trên nền tảng web luận văn thạc sĩ















BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG


PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SẢN LƯỢNG ĐIỆN
MẶT TRỜI DỰA TRÊN NỀN TẢNG WEB

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

ĐỒNG NAI – 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG













PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SẢN LƯỢNG ĐIỆN
MẶT TRỜI DỰA TRÊN NỀN TẢNG WEB

Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện
Mã số
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN
Người hướng dẫn khoa học
TS.

ĐỒNG NAI – 2020


i

LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu tơi đã hồn thành luận văn thạc sỹ được
giao, lời đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy TS. ,
người hướng dẫn khoa học của luận văn đã nhiệt tình hướng dẫn và chỉ bảo tơi
trong suốt thời thực hiện nghiên cứu này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành và
kính trọng đến tập thể các thầy cô khoa Sau đại học, khoa Cơ – Điện tử Trường Đại
học Lạc Hồng, các bạn bè đồng nghiệp đã có những đóng góp quý báu về chuyên

trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám Hiệu, phòng Đào Tạo, Khoa Điện
Điện Tử Trường Cao đẳng nghề Bình Phước đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi
học tập và nghiên cứu luận văn.
Cuối cùng tơi cũng muốn nói lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, anh chị, chồng
và các con đã ln bên tơi hết lịng quan tâm, chia sẻ, động viên tinh thần, tạo điều
kiện giúp tơi có nghị lực, thời gian thực hiện nghiên cứu.

Tác giả luận văn


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan tất cả các nội dụng viết trong luận văn này là do tơi tìm tòi,
nghiên cứu phát triển dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. . Kết
quả và số liệu tính tốn trong luận văn hoàn toàn trung thực.

Tác giả luận văn


iii

TĨM TẮT
Luận văn này trình bày một phương pháp xác định sản lượng điện mặt trời dựa
trên nền tảng web được gọi là PV_Cal. Trong nghiên cứu này, xây dựng một công
cụ xác định sản lượng điện mặt trời bao gồm dữ liệu bức xạ, hiệu xuất của hệ thống
và các thông số của pin quang điện thương mại. Hệ thống xây dựng để xác định sản
lượng tại 5 huyện và hai thành phố thuộc tỉnh Đồng Nai. Thông số bức xạ mặt trời
được thu thập từ vệ tinh thông qua hệ thống của Meteonorm. Kết quả tính tốn được

so sánh với phần mềm thương mại PVSyst.
Từ kết quả tính tốn cho thấy hệ thống có các ưu điểm như là dễ dàng truy
cập, hiệu quả về chi phí và độ chính xác được tin cậy.
Từ khóa Xác định sản lượng; Năng lượng mặt trời; bức xạ mặt trời


iv

MỤC LỤC
TÓM TẮT ..............................................................................................................iii
MỤC LỤC ............................................................................................................. iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. vii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ viii
DANH MỤC BIỂU ĐỒ.......................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................. 1
2 Mục đích nghiên cứu ........................................................................................... 2
3 Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 2
4 Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 2
5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.............................................................................. 2
6 Cấu trúc luận văn ................................................................................................. 2
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ................................................................................... 4
1.1 Đặt vấn đề ............................................................................................... 4
1.2 Tình hình nghiên cứu điện mặt trời trong nước và thế giới ....................... 7
1.3 Tình hình phát triển điện mặt trời tại Việt Nam ....................................... 8
1.4 Các nghiên cứu phát triển hệ thống xác định sản lượng.......................... 11
1.4.1 Phần mền PV sys................................................................................... 11
1.4.2 Phần mền HOMER(Hybrid Renewable and Distributed Power Design). 12
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ƯỚC LƯỢNG SẢN LƯỢNG

ĐIỆN MẶT TRỜI........................................................................................... 17
2.1 Mơ tả hệ thống....................................................................................... 17
2.2 Xây dựng phương trình ước lương sản lương điện ................................. 18
2.2.1 Một số nghiên cứu phương pháp xác định sản lượng điện của các nhà
khoa học trên thế giới……………………………………………………18
2.2.2 Ước lượng sản lượng điện dựa trên mô đun quang điện thương mại…. 20


v

2.2.3 Hiệu suất của pin quang điện ảnh hưởng đến sản lượng điện ............... 23
2.3 Xây dựng cơng thức tính toán sản lượng điện trên phần mền PV_call................ 25
2.4 Bức xạ mặt trời và dữ liệu BXMT ..................................................................... 27
2.5 Web server ....................................................................................................... 28
2.5.1 Web server ................................................................................................. 28
2.5.2 Mơ hình hoạt động cơ bản của server.......................................................... 28
2.5.3 Giới thiệu 1 số trang web server phổ biến ................................................... 29
2.5.3.1Apache HTTP server ................................................................................ 29
2.5.3.2 Nginx ...................................................................................................... 30
2.5.3.3 Internet Information Services .................................................................. 31
2.5.3.4 Apache Tomcat ....................................................................................... 31
2.5.5.5 Lighttpd .................................................................................................. 32
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG PHẦN MỀN TÍNH TỐN SẢN LƯỢNG ĐIỆN DỰA
TRÊN WEB .......................................................................................................... 33
3.1 Môi trường phát triển hệ thống .............................................................. 33
3.2 Lưu đồ giải thuật.................................................................................... 33
3.3 Thiết kế giao diện của hệ thống ............................................................. 34
3.3.1 Lựa chọn vị trí lắp đặt ......................................................................... 34
3.3.2 Lựa chọn công suất lắp đặt.................................................................. 39
3.3.3 Lựa chọn tấm pin ................................................................................ 39

3.3.4 Kết quả cuối cùng ............................................................................... 41
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ ....................................................................................... 37
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN ..................................................................................... 39
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO


vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT TẮT

NGHĨA TIẾNG ANH

NGHĨA TIẾNG VIỆT

COE

Cost Of Energy

Chi phí năng lượng

GHG

Greenhouse charges

Phí nhà kính

IAM

Incidence angle losses

Tổn thất góc nghiêng

IRNA

International Renewable
Energy Agency

Cơ quan năng lượng tái tạo
quốc tế

Inverter losses

Tổn thất biến tần

LIDL

LID losses (For crystalline
module)

Tổn thất LID ( đối với modul
tinh thể LIDL)

MDL

Module degradation loss

Tổn thất giảm modul

Mismatch losses

Tổn thất không khớp

MQL

Module quality losses

Giảm chất lượng modul

NPC

Net Present Cost

Chi phí hiện tại dịng

Ntional energy laboratory

Phịng thí nghiệm Năng
lượng Tái tạo Quốc gia

SL

Soiling losses

Tổn thất bẩn

PR

Performance

Hiệu suất

TrL

Transformer losses

Tổn thất biến áp

InL

ML

NREL


vii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Giá thành bản quyền của PV syst ............................................................ 12
Hình 1.2 Giá thành bản quyền của Homer ............................................................ 14
Hình 2.1 Sơ đồ mơ tả hệ thống ............................................................................. 18
Hình 2.2 Sơ đồ khối của mơ hình năng suất ........................................................... 21
Hình 2.3 Hệ thống biến tần trung tâm truyền thống ............................................... 24
Hình 2.4 Hệ thống biến tần phân tán...................................................................... 24
Hình 2.5 Phương pháp xác định sản lượng điện mặt trời........................................ 26
Hình 2.6 Mơ tả hoạt động cơ bản của server ......................................................... 28
Hình 2.7 Mơ tả hệ thống GINX ............................................................................ 30
Hình 3.1 Lưu đồ giải thuật của hệ thống ................................................................ 34
Hình 3.2a Lựa chọn vị trí....................................................................................... 35
Hình 3.2c Lựa chọn loại Pin PV ........................................................................... 36

Hình 3.2d Bức xạ mặt trời .................................................................................... 36


viii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1 Một số nghiên cứu về tiềm năng điện mặt trời tại các quốc gia ................ 5
Bảng 1.2 So sánh giá thành của các phần mềm thương mại mại ước lượng sản
lượng điện ............................................................................................................... 6
Bảng 1.3 Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam [6] ............................................... 9
Bảng 1.4 Các nghiên cứu về năng lượng mặt trời tại Việt Nam.............................. 10
Bảng 2.1 Phương pháp nghiên cứu ước lượng sản lượng điện mặt trời................... 19
Bảng 2.2 So sánh một số nhà máy điện để tính tốn độ chính xác thực tế .............. 20
Bảng 2.3 Mơ hình tổn thất ..................................................................................... 21
Bảng 4.1 . So sánh kết quả giữa PV_cal và PVsyst Biên Hòa................................. 37
Bảng 4.2. Kết quả tính tốn sản lượng từ cơng cụ PV_Cal ..................................... 38


ix

DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 1.1 Năng lượng PV toàn cầu ....................................................................... 7
Biểu đồ 1.2 Mười quốc gia hàng đầu phát triển nguồn năng lượng mặt trời ............. 8
Biểu đồ 1.3 Phân bố năng lượng Việt Nam năm 12/2018....................................... 11
Biểu đồ 2.1 Tỷ lệ % trang web được sử dụng hiện nay .......................................... 28
Biểu đồ 3.1 Bức xạ mặt trời Biên Hòa ................................................................... 35
Biểu đồ 3.2 Bức xạ mặt trời Long Khánh .............................................................. 36
Biểu đồ 3.3 Bức xạ mặt trời Long Thành ............................................................... 36
Biểu đồ 3.4 Bức xạ mặt trời Tân Phú ..................................................................... 36
Biểu đồ 3.5 Bức xạ mặt trời Định Quán ................................................................. 37

Biểu đồ 3.6 Bức xạ mặt trời Thống Nhất ............................................................... 37
Biểu đồ 3.7 Bức xạ mặt trời Xuân Lộc .................................................................. 38
Biểu đồ 3.8 Bức xạ mặt trời Trảng Bom ................................................................ 38


x


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong bối cảnh các nguồn năng lượng truyền thống như nhiệt điện, thủy
điện,... ngày càng cạn kiệt và gây ô nhiễm môi trường, động lực sử dụng các nguồn
năng lượng tái tạo như mặt trời, gió đang ngày càng trở nên mạnh mẽ.Tỷ trọng các
loại nguồn này đang tăng lên theo cấp số nhân qua các năm, nhận được sự quan tâm
của chính phủ các quốc gia trên toàn thế giới, các nhà khoa học ở tất cả lĩnh vực
liên quan.
Một dự án điện năng lượng mặt trời trước khi đi vào triển khai thì cần phải có
sự tính tốn chính xác, lên các phương án kĩ càng trong quá trình hoạt động. Để các
dự án này có thể phát huy được tối đa hiệu quả, mang lại giá trị sử dụng thì việc sử
dụng các phần mềm tính tốn năng lượng mặt trời là giải pháp hàng đầu.
Năng lượng mặt trời góp phần khơng nhỏ vào việc tiết kiệm chi phí và giảm
thiểu ô nhiễm môi trường. Sự ra đời của các phần mền tính tốn năng lượng điện
mặt trời sẽ giúp chúng ta xác định được khu vực đó có thích hợp để lắp đặt hệ thống
điện năng lượng mặt trời hay khơng? Ngồi ra, chúng có thể tính tốn được số
lượng pin mặt trời cần lắp đặt, công suất bao nhiêu sẽ phù hợp nhờ những phần mền
này.
Hiện nay các phần mền tính tốn sản lượng điện đã được các nhà chun mơn
trong nước và ngồi nước nghiên cứu, sủ dụng khá nhiều và phổ biến. Tuy nhiên đại

đa phần các phần mền đó người dùng phải trả chi phí khá cao cho mỗi lần sử dụng
thường được bán theo năm học theo tháng. Ngoài ra muốn sử dụng được chúng hầu
hết các phần mền địi hỏi người dùng phải có chuyên môn về lĩnh vực điện mặt trời.
Từ những lý do đó mà học viên chọn đề tài “ Phương pháp xác định sản lượng
điện mặt trời dựa trên nền tảng web được gọi là PV- Call”. Chương trình được
thực hiện trực tiếp ở các huyện và thành phố của tỉnh Đồng Nai với ưu điểm đem lại
nhiều tiện ích cho cộng đồng có ý nghĩa thiết thực với người dân tỉnh nhà.
Phươngpháp dễ dàng truy cập ở mọi nơi chỉ cần máy tính hay điện thoại có kết nối


2

wifi, dễ sử dụng không cần phải tập huấn chuyên mơn, khơng tốn chi phí mua hàng
năm.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng công cụ xác định sản lượng điện mặt trời bao gồm dữ liệu bức xạ,
hiệu suất của hệ thống và các thông số pin quang điện thương mại.
Sử dụng thông số bức xạ mặt trời được thu thập từ vệ tinh thông qua hệ thống
của Meteonorm của 5 huyện và 2 thành phố tỉnh Đồng Nai đưa vào công cụ của
phần mền. Kết quả được so sánh với phần mền PV syst để xác định độ chính xác.
3. Đối tượng nghiên cứu
Các cơng thức tính tốn sản lượng điện, các phần mền thương mại đã được sử
dụng để tính tốn sản lượng điện
4. Phương pháp nghiên cứu
Thu thập tài liệu từ nguồn thư viện, thư viện số, số liệu thu thập từ các cơng
trình nghiên cứu trong nước và quốc tế đã được công bố.
Thu thập số liệu bức xạ mặt trời của 5 huyện và 2 thành phố thuộc tỉnh Đồng
Nai thông qua hệ thống của Meteonorm lấy số liệu bức xạ từ tháng 6 năm 2018 đến
tháng 6 năm 2019.
Xây dựng mơ hình xác định sản lượng điện bằng phần mền PV – call nhập

các dữ liệu mặt trời kết quả vào so sánh với phần mền PVsys để kiểm tra độ chính
xác.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đem lại nhiều ý nghĩa lớn với cộng đồng nó thiết thực gần gũi với người dân
sống trên địa bàn tỉnh Đồng Nai. Bất kể người dân nào cũng có thể sử dụng để tính
tốn dựng mơ hình điện mặt trời cho hộ gia đình mình sử dụng mà khơng phải bỏ
phí chỉ cần điện thoại hay Smasphone có wifi.
6. Cấu trúc luận văn
Luận văn bố cục gồm 5 chương
Chương 1 Tổng quan
Chương 2 Phương pháp nghiên cứu ước lượng sản lượng điện mặt trời.


3

Chương 3 Xây dựng phần mềm tính tốn sản lượng điện dựa trên web.
Chương 4 Kết quả tính tốn
Chương 5 Kết luận


4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay với hình tình dân số và cơng nghiệp phát triển khơng ngừng, năng
lượng càng thể hiện rõ vai trò quan trọng và trở thành yếu tố không thể thiếu trong
cuộc sống. So với những nguồn năng lượng mới đang được khai thác sử dụng như
năng lượng gió, năng lượng hạt nhân… Năng lượng mặt trời được coi là một nguồn
năng lượng rẻ, vô tận, là một nguồn năng lượng sạch không gây hại cho môi trường
đang thu hút sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học, nhà nghiên cứu và sẽ trở

thành nguồn năng lượng tốt nhất trong tương lai.
Trước tình hình đó có nhiều nghiên cứu phân tích tiềm năng cũng như sản
lượng điện các dự án điện mặt trời được nghiên cứu tại một số quốc gia điển hình
như bảng 1.1. Theo thống kê bảng 1.1, những nghiên cứu này tác giả tập trung vào
các kết quả đo lường sản lượng điện từ các nhà máy điện mặt trời trên mái hoặc nối
lưới từ đó tính tốn hiệu suất (PR) của hệ thống. Theo kết quả nghiên cứu được tại
Ấn Độ với cơng suất lắp đặt 10MWp [1] thì sản lượng điện hàng năm là 15798 MW
và tại Tây Ban Nha [4] chỉ đưa ra hiệu suất nhà máy (PR) là 84.13%.
Theo đó, những nghiên cứu này các tác giả tập trung vào các kết quả đo lường
sản điện từ các nhà máy điện mặt trời trên mái hoặc nối lưới từ đó tính tốn hiệu
suất của của hệ thống nhằm mục đích cho thấy hiệu quả của các nhà máy quang
điện trong giai đoạn vận hành. Từ các kết quả phân tích hiệu suất của nhà máy làm
tiền đề cho những phân tích tiền khả thi cho các dự án điện mặt trời tiếp theo tại khu
vực khảo sát.


5

Bảng 1. 1 Một số nghiên cứu về tiềm năng điện mặt trời tại các quốc gia
Quốc gia

Công suất Sản lượng
lắp đặt

Hiệu suất

[kwh]

[MW]
Ấn độ [1]

10

15798

86,12

Mauritania

15

-

73,56

[2]
Ghana[3]

2.5

-

70,4

Tây Ban

1000

-

84,13

Nha [4]

Bên cạnh đó, đối với các dự án điện mặt trời có cơng suất lắp đặt lớn (từ 50kw
đến vài trăm MW) khi quyết định đầu tư một hệ thống quang điện nhà đầu tư cần
phân tích tiềm năng năng lượng mặt trời tại vị trí đặt nhà máy cũng như khả năng
sinh lời của dự án. Để phân tích được tiềm năng năng lượng mặt trời dữ liệu về bức
xạ mặt trời tại khu vực dự án là rất cần thiết.
Từ dữ liệu bức xạ mặt trời kết hợp với các dữ liệu thời tiết khác các chuyên
gia về năng lượng mặt trời sẽ tính tốn sản lượng điện của nhà máy tùy vào công
suất lắp đặt. Hiện tại, để ước lượng sản lượng điện các nhà đầu tư cần trang bị các
phần mềm thương mại, ưu điểm của các phần mềm thương mại là ước lượng sản
lượng điện mặt trời nhanh và tích hợp các dữ liệu thời tiết như là bức xạ mặt trời,
nhiệt độ khu vực cần tính tốn. Tuy nhiên chi phí đầu tư cho phần mềm thương mại
tương đối cao (xem bảng 1.2).


6

Bảng 1.2 So sánh giá thành của các phần mềm thương mại mại ước lượng sản
lượng điện
Phần mền

Chức năng

Giá USD/

Thông tin phần mềm

Năm
PV syst

Ước lượng sản lượng điện

1300

https www.pvsyst.com

2160

https www.homerenergy.

mặt trời
Homer

Ước lượng sản lượng các
dự án năng lượng tái tạo và

com

tính tốn chi phí
RETscreen

Ước lượng sản lượng các

869

www.nrcan.gc.ca/

dự án nănglượng tái tạo và
tính tốn chi phí
Nghiên cứu

Xác định sản lượng điện

-

https //www.lephuongtru

này PV call

mặt trời dựa trên nền tảng

ong.com/p/blog-

web

page.html

Các phần mền thương mại theo bảng 1.2 này đều bán theo năm với giá thành
khá cao và giới hạn người sử dụng cần phải được đào tạo hoặc phải là những
chuyên gia về năng lượng mặt trời.
Vấn đề đặt ra ở đây
1. Dễ dàng truy cập
2. Hiệu quả chi phí
3. Độ chính xác được tin cậy.
Từ đó học viên chọn đề tài “ Phương pháp xác định sản lượng điện mặt
trời dựa trên nền tảng web được gọi là PV – call” làm đề tài nghiên cứu.

7

1.2 Tình hình nghiên cứu điện mặt trời trong nước và thế giới
Theo báo cáo của IRNA (Cơ quan năng lượng tái tạo quốc tế) cho biết, hàng
năm điện mặt trời được bổ xung ổn định trong năm 2019 điện mặt trời ước tính tăng
thêm 12% khoảng 115 Gwh.
Trong khoảng 10 năm gần đây điện mặt trời phát triển nhanh chóng nhất là
các nước Châu Âu và Hoa Kỳ. Thị trường toàn cầu đối với điện mặt trời tăng
khoảng 44% năm 2019. Tổng số năng lượng toàn cầu là 627 Gw ( thể hiện ở biểu
đồ 1.1) [5]

Biểu đồ 1.1 Năng lượng PV toàn cầu 10 năm gần nhất và năng lượng bổ xung
hàng năm [5]
Bên cạnh sự phát triển ngành năng lượng mặt trời tồn cầu, tốc độ khơng đồng
đều giữa các Châu lục, Các nước Trung Quốc, Hoa Kỳ, Đức, Ấn Độ tiếp tục là
những nước dẫn đầu trong việc lắp đặt mới và đưa vào vận hành các dự án điện mặt
trời PV [5]. Đồng thời, 10 quốc gia được xếp hạng tăng trưởng hành đầu trên thế
giới thể hiện như biểu đồ 1.2


8

Thêm vào
năm 2019
Tổng năm
2018

Phần còn Trung
lại của Quốc

thế giới

Hoa
Kỳ

Ấn
Độ

Nhật Việt Tây
Bản Nam Ban
Nha

Đức Châu Ukranie Hàn
Quốc
Úc

Biểu đồ 1.2 Mười quốc gia hàng đầu về phát triển nguồn năng lượng mặt trời
[5]
Trong 7 năm liền thị trường Châu Á phát triển mạnh nhất chiếm một nửa số
lượng bổ sung toàn cầu. Tiếp theo là Châu Âu (17%), Châu Mỹ (15%).[5]
Năm thị trường hàng đầu là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Ấn Độ, Nhật Bản, Việt
Nam chiếm khoảng 56% công suất lắp đặt tiếp theo là Tây Ban Nha, Đức, Úc,
Ukraina và Hàn Quốc xếp hạng 10 quốc gia hàng đầu tăng hơn gấp đôi vào năm
2019 đạt 3,1 Gw thể hiện trên biểu đồ 1.2
1.3 Tình hình phát triển điện mặt trời tại Việt Nam
Việt Nam nằm trong khu vực cận xích đạo, do đó có tiềm năng điện mặt trời
khá cao, đặc biệt là khu vực phía nam. Với đặc điểm khí hậu là nắng nóng quanh
năm với số giờ nắng tới 2265 giờ/năm, nên khu vực này có ưu thế rất lớn so với các
khu vực khác trong cả nước để phát triển ngành cơng nghiệp điện khơng khói này.
Nhằm khai thác tốt tiềm năng năng lượng mặt trời và cụ thể hóa chính sách

phát triển điện mặt trời, Chính phủ đã ban hành Quyết định 11/2017/QĐ-TTg ngày
11/4/2017 về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam
[7] và Quyết định số 02/2019/QĐ-TTg ngày 8/1/2019 sửa đổi bổ sung 1 số điều của
Quyết định 11/2017/QĐ-TTg.
Theo dữ liệu từ bản đồ do bộ công thương xây dựng [6], thì các tỉnh từ khu
vực Nam Trung Bộ trở vào là khu vực có số giờ nắng và bức xạ cao nhất cả nước,


9

đặc biệt là các tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận, với điều kiện tự nhiên thuận lợi,
phù hợp cho việc phát triển các trang trại điện mặt trời quy mô lớn.
Các tỉnh ở phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào), bình qn có khoảng 2000 – 2600
giờ nắng, lượng bức xạ mặt trời tăng 20% so với các tỉnh phía Bắc. Ở vùng này, mặt
trời chiếu gần như quanh năm, kể cả vào mùa mưa. Do đó, đối với các địa phương ở
Nam Trung bộ và Nam bộ, nguồn bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên to lớn để
khai thác sử dụng.
Bảng 1.3 Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam [6]
Giờ nắng trong

Cường độ BXMT

năm

(kWh/m , ngày)

Đông Bắc

1600 – 1750

3,3 – 4,1

Tây Bắc

1750 – 1800

4,1 – 4,9

Bắc Trung Bộ

1700 – 2000

4,6 – 5,2

Tây Nguyên và Nam Trung Bộ

2000 – 2600

4,9 – 5,7

Nam Bộ

2200 – 2500

4,3 – 4,9

Trung bình cả nước

1700 – 2500

Vùng

2

4,6

Trong những năm gần đây, với chính sách thúc đẩy phát triển năng lượng mặt
trời của chính phủ điển hình là quyết định số 11 năm 2017 và quyết định số 13 năm
2020 [7, 8] về cơ chế khuyến khích phát triển năng lượng mặt trời các nhà khoa học
Việt Nam đã đưa ra một số nghiên cứu về năng lượng mặt trời được trình bày như
bảng 1.4


10

Bảng 1.4 Các nghiên cứu về năng lượng mặt trời tại Việt Nam
Tác giả

Mục tiêu nghiên cứu

Kết quả

Nguyễn Xuân

Mô phỏng hệ thống điện

Sản lượng trung bình ước tính với

Trường và cộng sự

mặt trời trên mái nối lưới

thiết đặt góc nghiên của pin là

[9]

có cơng suất 15kWp sử

150 là 19348kWh/năm

dụng phần mềm Pvsyst.
Vũ Minh pháp và

Mô phỏng hệ thống điện

Sản lượng ước tính là 68625

cộng sự [10]

mặt trời trên mái nối lưới

kWh

có cơng suất 56.7 kWp sử
dụng phần mềm Pvsyst.
Dương Minh Quân

Phân tích kinh tế hệ thống

Tổng vốn đầu tư và 2,154.77

và cộng sự [11]

điện mặt trời trên mái nối

USD. Sản lượng ước tính là 2569

lưới thực tế có cơng suất

kWh/năm

2kW. So sánh sản lượng
ước tính với sản lượng
thực tế
Lê Phương Trường

Tính tốn phân tích tính

Hộ gia đình thơng thường lắp đặt

cùng cộng sự [12]

khả thi của hệ thống điện

hệ thống điện mặt trời từ 3kW – 5

mặt trời nối lưới tại tp Thủ

kW, sản lượng điện tương ứng là

Dầu Một

4,48 – 7,54MWh/năm là phù hợp.
Giá đầu tư cho hệ thống dao động
từ 2827-4260USD

Theo bảng 1.4, các nhà nghiên cứu chủ yếu sử dụng phần mềm PV syst mô
phỏng sản lượng của hệ thống điện mặt trời trên mái nối lưới.
Hơn nữa, nhu cầu cung cấp nguồn năng lượng phục vụ nhu cầu phát triển của
đất nước ngày cao đã được dự báo qua tốc độ tăng trưởng giai đoạn 2016 - 2020 là
10,3-11,3%/năm và giai đoạn 2021 - 2030 khoảng 8,0-8,5%/năm, trong khi nguồn


11

năng lượng chủ yếu tại Việt Nam là thủy điện (41%), than (37%), tuabin khí (15%),
nguồn khác (7%) [13] được thể hiện qua biểu đồ 1.3
Năng lượng tại Việt Nam

7%
15%
41%

37%

Thủy điện

Than

Tuanin khí

Khác

Biểu đồ 1.3 Phân bố năng lương tại Việt Nam năm 12/2018
Theo biểu đồ 1.3 các nguồn năng lượng mới còn chiếm tỷ lệ rất nhỏ, trong khi
năng lượng truyền thống như than đá ngày càng cạn kiệt, thủy điện đem lại nhiều hệ
lụy biến đổi kết cấu sinh thái tàn phá mơi trường khí hậu. Trước tình hình đó Thủ
Tướng có nhiều giải pháp khuyến khích nguồn năng lượng mới phát triển đặc biệt
nguồn năng lượng mặt trời thơng qua Quyết định 11/2017/QÐ-TTg [7]. Tính đến
tháng 6/2019, cả nước có 88 dự án điện mặt trời nối lưới với tổng công suất gần
4.500 MW và 154,6 MW điện mặt trời mái nhà vào vận hành phát điện. Ngoài ra,
200 dự án điện mặt trời với tổng công suất là 17 GWp đang đăng ký triển khai trong
giai đoạn từ nay đến 2025 [13].
Năm 2019, Việt Nam có cơng suất lắp đặt là 5.695 MW dẫn đầu Đông Nam Á
(51,16% Đơng Nam Á, chiếm 1,72% Châu Á, 0,98% tồn cầu) [5].
1.4 Các nghiên cứu phát triển hệ thống xác định sản lượng
1.4.1 Phần mền PV sys ( Software for Photovoltaic Systems)[14- 21]
Được sản xuất bởi các nhà nghiên cứu khoa học có trụ sở cơng ty tại Thụy Sĩ
là một cơng cụ mơ phỏng để phân tích, nghiên cứu phân loại và phân tích dữ liệu


12

của hệ thống quang điện mặt trời hoàn chỉnh. Phần mềm sử lý các hệ thống quang
điện mặt trời nối lưới DC độc lập, giao tiếp với lưới điện. Công cụ PV syst có thể
thực hiện hệ thống PV hàng tháng đánh giá năng suất, chi phí hệ thống ước tính
bằng cách sử dụng một số đặc điểm của hệ thống, người sử dụng có thể sử dụng số
lần mơ phỏng khác nhau và so sánh chúng với các giá trị hiện có.
Cơng cụ PV syst có thể xác định các thông số chi tiết hơn của hệ thống và nó
đánh giá cả hiệu ứng ánh sáng, hệ thống dây điện, chất lượng các modul sự không

phù hợp và tổn thất góc tới, bóng 1 phần của các đối tượng trên mảng

Hình 1.1 Giá thành bản quyền của PV syst
1.4.2 Phần mền HOMER(Hybrid Renewable and Distributed Power
Design)[22 - 27]
Sau 17 năm thành cơng trong sự nghiệp tại Phịng thí nghiệm Năng lượng Tái
tạo Quốc gia (NREL) của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Nhà kinh tế cao cấp Tiến sĩ
Peter Lilienthal quyết định rằng thế giới đã sẵn sàng cho phần mềm tối ưu hóa hệ
thống điện hỗn hợp HOMER® chuyển sang sản phẩm thương mại.
Với hơn 200.000 người dùng tại hơn 190 quốc gia, HOMER là tiêu chuẩn toàn
cầu về thiết kế hệ thống năng lượng phân tán và lưới điện siêu nhỏ.
 Tiêu chuẩn toàn cầu


13

Hơn 3 triệu lần chạy mơ hình làm cho HOMER trở thành tiêu chuẩn tồn cầu
khơng thể phủ nhận để tối ưu hóa các hệ thống phát điện phân tán, từ năng lượng
mặt trời kết nối lưới cộng với bộ lưu trữ đến các microgrids từ xa và mọi thứ ở giữa
 Giải pháp phần mềm dẫn đầu thị trường
HOMER Pro - Tiêu chuẩn tồn cầu để tối ưu hóa thiết kế lưới siêu nhỏ


Tự tin thiết kế hệ thống của bạn
HOMER cung cấp thông tin chi tiết về sự phức tạp và cân bằng của việc thiết

kế các hệ thống đáng tin cậy, hiệu quả về chi phí, thúc đẩy việc đưa ra quyết định
sáng suốt để bạn có thể tự tin thiết kế hệ thống của mình.
Các nguyên tắc của HOMER Năng lượng đã hoạt động trong việc tối ưu hóa
kinh tế và kỹ thuật của các microgrid trong hơn 25 năm. Tầm nhìn chung của chúng

tơi là trao quyền cho mọi người trên khắp thế giới bằng các công cụ, dịch vụ và
thông tin nhằm đẩy nhanh việc áp dụng các nguồn năng lượng tái tạo và phân tán.
Ngoài phần mềm HOMER, HOMER Energy cung cấp các dịch vụ bổ sung
như đào tạo trực tiếp và dựa trên web và hỗ trợ sử dụng HOMER. Chúng tôi cũng
tùy chỉnh phần mềm cho các vấn đề mới hoặc các loại thiết bị. Ngồi ra, chúng tơi
cung cấp một loạt các dịch vụ tư vấn liên quan đến các chính sách, kinh tế và cơng
nghệ điện tái tạo và phân phối.
Kể từ khi phát hành, HOMER đã được hơn 150.000 người ở 193 quốc gia tải
xuống. Đây là một cộng đồng toàn cầu gồm những người hành nghề tiên phong
trong lĩnh vực điện tái tạo và phân phối. Để khai thác trí tuệ chung của nhóm này,
HOMER Energy cũng đã tạo ra một cộng đồng trực tuyến với các diễn đàn thảo
luận, nơi người dùng có thể tương tác với nhau.
HOMER Grid - Một công cụ mạnh mẽ, mạnh mẽ để tối ưu hóa giá trị của các
hệ thống tạo phân tán, công nghệ tiên tiến. Để thực hiện phân tích. Tổng chi phí
hiện tại rịng (NPC) và chi phí điện năng (COE) thu được dưới dạng một giải pháp
phân tích Homer và sau đó kết quả này được tinh chính bằng cách thực hiện phân
tích độ nhạy. Thơng số độ nhạy như tiềm năng sinh khối, giá sinh khối, bức xạ mặt
trời và sự thay đổi của tải được sử dụng trong phân tích độ nhạy. Phân tích này so