nghiên cứu sử dụng điện mặt trời cho lồng bè nuôi thủy sản

i

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
LỜI CẢM ƠN
Dưới áp lực của tốc độ phát triển kinh tế xã hội và sự gia tăng dân số nhanh,
nhu cầu năng lượng của con người cũng ngày một tăng lên. Mỗi năm, nhu cầu điện
năng ở Việt Nam tăng khoảng 15%, trong khi đó các nguồn năng lượng hoá thạch
đang giảm nhanh chóng và sẽ cạn kiệt dần trong tương lai. Do vậy, phát triển năng
lượng tái tạo đặc biệt năng lượng mặt trời đang trở thành một xu thế cho tương lai.
Do vị trí địa lý của những lồng bè nuôi thuỷ sản nằm cách xa đất liền nên việc
đưa lưới điện phục vụ nhu cầu sinh hoạt hằng ngày là vô cùng khó khăn, vì vậy việc áp
dụng điện mặt trời cho lồng bè nuôi thuỷ sản là điều cần thiết.
Trong quá trình thực hiện đề tài: “NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐIỆN MẶT
TRỜI CHO LỒNG BÈ NUÔI THỦY SẢN” tôi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến
Thầy Trần Tiến Phức đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình tôi trong suốt quá trình thực hiện
Đồ án tốt nghiệp này.
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến các Thầy, Cô trong bộ môn đã giảng dạy,
cung cấp cho tôi nhiều kiến thức trong suốt quá trình học tập tại trường Đại học Nha
Trang, những kiến thức mà tôi đã nhận được trên giảng đường Đại học sẽ là hành trang
giúp tôi vững bước trong tương lai.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy bên Khoa nuôi trồng, Chú Ba ở lồng bè
Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi nhất và giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt
quá trình lắp đặt thực tế tại lồng bè nuôi thuỷ sản.
Do vốn kiến thức của Tôi còn hạn chế nên chắc chắn đồ án không tránh khỏi
nhiều thiếu sót. Tôi rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của Thầy cô và các bạn.

Nha Trang, ngày tháng năm 2012
Sinh viên

Lê Nhật Quang
ii

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC HÌNH iv
DANH MỤC BẢNG vi
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4
CHƯƠNG 2 MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 6
2.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CỦA NHÂN
LOẠI 6
2.2 TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 9
2.3 ĐIỆN MẶT TRỜI 13
2.3.1 Các phương pháp chuyển đổi tạo nên điện mặt trời 13
2.3.2 Tốc độ phát triển điện mặt trời trên thế giới 16
2.3.3 Tốc độ phát triển điện mặt trời ở Việt Nam 18
2.4 MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN THẾ GIỚI 21
2.5 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA ĐIỆN MẶT TRỜI 22
CHƯƠNG 3 ĐIỆN MẶT TRỜI, TIỀM NĂNG LỚN Ở VIỆT NAM 25
3.1 TIỀM NĂNG ĐIỆN MẶT TRỜI Ở VIỆT NAM 25
3.2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM 28
CHƯƠNG 4 PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 33
4.1 CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA PIN MẶT TRỜI 33
4.1.1 Cấu tạo pin mặt trời 33
4.1.2 Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời 35
4.1.3 Hiệu suất của quá trình biến đổi quang điện 37
4.1.4 Ứng dụng pin mặt trời 38

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CHO
LỒNG BÈ NUÔI THỦY SẢN 40
5.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÍ 40
5.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 40
5.3 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MỘT HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG
MẶT TRỜI 40
iii

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
5.3.1 Các thông số cần thiết để thiết kế hệ thống điện mặt trời 42
5.3.2 Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời 44
5.3.2.1 Lựa chọn sơ đồ khối 44
5.3.2.2 Tính toán hệ nguồn điện pin mặt trời 45
5.3.2.3 Các bộ điều phối năng lượng 49
5.4 THỐNG KÊ CÔNG SUẤT CÁC ĐỒ DÙNG ĐIỆN VÀ TÍNH TOÁN
ĐƯA RA CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN MỘT SỐ
LỒNG BÈ KHU VỰC VŨNG NGÁN 54
5.4.1 Lồng bè Ông Bùi Kiệm 54
5.4.2 Lồng bè Ông Lê Văn Tuấn 55
5.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHỌN CẤU HÌNH CHI TIẾT CHO PHỤ
TẢI TRÊN LỒNG BÈ ĐẠI HỌC NHA TRANG 57
5.5.1 Tổng lượng điện tiêu thụ mỗi ngày 58
5.5.2 Số pin mặt trời phải dùng 58
5.5.3 Tính toán dung lượng acquy 59
5.5.4 Tính bộ chuyển đổi DC-AC inverter 60
5.5.5 Chọn bộ điều khiển (solar charge controller) 60
5.6 LẮP ĐẶT HỆ THỐNG 61
CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG PIN MẶT
TRỜI TRÊN LỒNG BÈ NUÔI THUỶ SẢN CỦA ĐẠI HỌC NHA TRANG 63
6.1 KẾT QUẢ TRIỂN KHAI THỰC NGHIỆM HỆ THỐNG 63

6.2 THAY THẾ THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG TRÊN LỒNG BÈ 65
6.3 NGHIÊN CỨU HIỆU SUẤT TẤM PIN QUA CÁC HƯỚNG 68
6.4 NGHIÊN CỨU CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN SẠC PIN MẶT TRỜI (SOLAR
CHARGE CONTROLLER) 70
6.4.1 Bộ sạc pin mặt trời tự ngắt dùng relay 70
6.4.2 Phân tích bộ điều khiển nạp bình acquy dùng trong thực tế trên lồng bè
của Đại học Nha Trang 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
PHỤ LỤC
iv

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Edmond Becquerel…………………………………………………… 6
Hình 2.2: Chiếc máy hơi nước chạy bằng năng lượng mặt trời………………… … 7
Hình 2.3: Thiết kế sử dụng gương tạo ra nguồn năng lượng mặt trời……… 8
Hình 2.4: Mẫu thiết kế pin mặt trời đầu tiên………………………………………… 8
Hình 2.5: Jonh Ericson…………………………………………… …………… 9
Hình 2.6: Công viên sử dụng quang điện…………………………………………… 14
Hình 2.7: Tấm pin mặt trời tập trung…………………………………………………14
Hình 2.8: Hệ thống dàn xoay 1 trục………………………………………………… 15
Hình 2.9: Hệ thống dàn xoay 2 trục……………………………………………….… 15
Hình 2.10: Công suất lắp đặt điện mặt trời trên thế giới từ năm 2000 – 2010……… 16
Hình 2.11: Công suất lắp đặt điện mặt trời mới ở châu Âu năm 2010……………… 17
Hình 2.12: Công suất điện mặt trời lắp đặt mới ở các nước ngoài EU……………… 18
Hình 2.13: Mô hình điện mặt trời tại Buôn Chăn (Đăk Lăk)…………………………20
Hình 3.1: Hệ thống điện mặt trời tại nhà máy Intel Việt Nam……………………… 28
Hình 3.2: Pin mặt trời nối lưới trình diễn tai trụ sở Bộ Công Thương…………… 29
Hình 3.3:Dự án điện mặt trời-diesel ở thôn Bãi Hương, Cù Lao Chàm,Quảng
Nam………………………………………………………………………………… 29

Hình 3.4: Dự án pin mặt trời tại trung tâm y tế Tam Kỳ (Quảng Nam)………………30
Hình 3.5: Dự án tại xã Thượng Trạch, Bố Trạch, Quảng Bình……………………….30
Hình 3.6: Dàn pin công suất 5 Kwp tại đảo Hòn Chuối, Cà Mau…………………….31
Hình 3.7: Trường Tiểu học cấp 2 Minh Châu, Quan Lạn và Trạm y tế Minh Châu….31
Hình 3.8: Những tấm pin năng lượng mặt trời trên nóc nhà đảo Trường Sa Đông… 32
Hình 3.9: Những tấm pin năng lượng mặt trời đầu tiên do nhà máy sản xuất……… 32
Hình 4.1: Quá trình tạo module……………………………………………………….34
Hình 4.2: Cấu tạo module…………………………………………………………… 34
Hình 4.3: Pin mặt trời…………………………………………………………………34
Hình 4.4: Hệ 2 mức năng lượng………………………………………………………35
Hình 4.5: Các vùng năng lượng…………………………………………………….…36

v

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
Hình 4.6: Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời…………………………………… 37
Hình 4.7: Quan hệ

(E
g
)…………………………………………………………… 38
Hình 5.1: Hệ thống pin mặt trời………………………………………………………41
Hình 5.2: Góc nghiêng

của pin mặt trời………………………………………… 44
Hình 5.3: Sơ đồ khối của hệ thống điện mặt trời………………………………… 45
Hình 5.4: Acquy axit………………………………………………………………….49
Hình 5.5: Tấm pin 75Wp…………………………………………………………… 59
Hình 5.6: Acquy dung lượng 200Ah dùng trên lồng bè Đại học Nha Trang……… 59
Hình 5.7: Bộ DC – AC inverter dùng trên lồng bè Đại học Nha Trang…………… 60

Hình 5.8: Bộ sạc 15A/12V dùng trong hệ thống………………………………… 60
Hình 5.9: Tấm pin mặt trời sau khi đã chỉnh đúng hướng………………………… 61
Hình 5.10: Tiến hành cột tấm pin vào mái nhà và nối dây sau khi đã chỉnh đúng góc
nghiêng và hướng mang lại hiệu quả tốt nhất……………………………………… 61
Hình 5.11: Hoàn tất nối dây và cố định pin mặt trời trên mái nhà……………… 62
Hình 5.12: Nối dây hoàn tất từ pin mặt trời xuống bộ điều khiển sạc mặt trời (control-
solar panel)……………………………………………………………………………62
Hình 5.13: Nối dây từ bộ sạc mặt trời xuống acquy………………………………… 62
Hình 6.1: Bộ inverter DC – AC được nối từ acquy lên và đang dùng để sạc điện
thoại……………………………………………………………………… 63
Hình 6.2: Sử dụng laptop lấy điện từ hệ thống điện mặt trời………………………….64
Hình 6.3: Sử dụng Radio lấy điện từ hệ thống điện mặt trời…………………… … 65
Hình 6.4: Sơ đồ mạch nguồn xung cho led sử dụng IC 555………………………….65
Hình 6.5 Nguồn xung áp dụng thực tế……………………………………………… 66
Hình 6.6: Led chiếu sáng trên lồng bè………………………………………… … 67
Hình 6.7: So sánh hiệu suất của 1 hệ thống pin mặt trời gắn cố định và hệ thống pin
mặt trời được điều khiển………………………………………………………………68
Hình 6.8 : Mạch điều khiển sạc pin mặt trời dùng Relay…………………………… 70
Hình 6.9 : Mạch điều khiển sạc pin mặt trời………………………………………….71
Hình 6.10: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển sạc pin mặt trời……… …………… 71
Hình 6.11: Kết quả đo oscilloscope tại điểm số 1 trên Hình 6.10…………………….72
vi

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Giá trị trung bình cường độ bức xạ mặt trời ngày trong năm và số giờ nắng
của một số khu vực khác nhau ở Việt Nam………………………………………… 27
Bảng 3.2: Số giờ nắng và bức xạ mặt trời của khu vực miền Nam………………… 27
Bảng 3.3: Điều tra năng lượng mặt trời tại vùng Tây Bắc……………………………28
Bảng 5.1: Quan hệ giữa cường độ dòng điện và tiết diện dây dẫn………………… 53

Bảng 5.2: Bảng thống kê các đồ dùng điện trên lồng bè của Ông Bùi Kiệm……… 55
Bảng 5.3: Bảng thống kê các đồ dùng điện trên lồng bè của Ông Lê Văn Tuấn…… 56
Bảng 5.4: Bảng thống kê các đồ dùng điện trên lồng bè của Trường Đại học Nha
Trang………………………………………………………………………………… 57
Bảng 5.5: Thông số tấm pin 75W…………………………………………………… 58
Bảng 6.1 Bảng giá trị U, I của hệ thống điện mặt trời đo được sau khi hoàn tất lắp
đặt…………………………………………………………………………………… 64
Bảng 6.2: Thông số led 1W………………………………………………………… 65
Bảng 6.3: Độ rọi của led (5W) trên sàn nhà (đơn vị đo lx)………………………… 67
Bảng 6.4: Độ rọi của bóng đèn huỳnh quang trên sàn nhà (đơn vị đo lx)…………….68
Bảng 6.5: Giá trị U, I của tấm pin theo các hướng……………………………………69
Bảng 6.6: Điện áp tại các điểm (II), (III) đánh dấu trên Hình 6.7…………………….73




SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
1

MỞ ĐẦU
 GIỚI THIỆU CHUNG
Nhu cầu về năng lượng của con người trong thời đại khoa học kỹ thuật phát
triển ngày càng tăng. Trong khi đó các nguồn nhiên liệu dự trữ như than đã, dầu mỏ,
khí thiên nhiên và ngay cả thuỷ điện đều có hạn, khiến cho nhận loại đứng trước nguy
cơ thiếu hụt năng lượng.
Vấn đề tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt
nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió và năng lượng mặt trời… là hướng quan
trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng.
Việc nghiên cứu sử dụng năng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm, nhất là
trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay Năng

lượng mặt trời được xem là dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng
lượng sẵn có siêu sạch và miễn phí. Do vậy năng lượng mặt trời ngày càng được sử
dụng rộng rãi trên thế giới.
Ở Việt Nam năng lượng mặt trời cũng đã dần thức giấc đem lại nhiều hiệu quả
cao trong kinh tế. Điện mặt trời đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau,
trong đó có lĩnh vực nuôi trồng thuỷ sản, một lĩnh vực có quy mô ngày càng mở rộng
và có một vị trí vô cùng quan trọng trong sự phát triển đất nước.
Hiện nay, việc nuôi trồng thuỷ sản trên các lồng bè xa bờ chủ yếu dùng năng
lượng acquy nạp trên đất liền điều này là rất bất tiện. Chính vì vậy, sử dụng hệ thống
thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời vào lồng bè nuôi thuỷ sản là rất cần thiết bởi công
nghệ này góp phần giảm giá thành sản xuất và bảo vệ môi trường sinh thái lại an toàn
cho người sử dụng.
 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Những năm gần đây, nghề nuôi thủy sản lồng bè đang phát triển mạnh mẽ tại
nước ta – một ngành kinh tế mũi nhọn của Việt Nam. Tuy nhiên, vị trí địa lý thích hợp
đặt lồng bè thường ở giữa biển hoặc vùng ven đảo cách xa đất liền nơi có những điều
kiện phù hợp với từng loại hải sản. Chính vì vậy nguồn năng lượng để đáp ứng nhu
cầu công việc hàng ngày cho người dân nơi đây vô cùng khó khăn.

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
2

Qua chuyến khảo sát thực tế tại một số lồng bè tại vịnh Nha Trang cho thấy: Một số
lồng bè dùng năng lượng sức gió, số khác dùng máy phát điện diesel (những hộ có
điều kiện) nhưng phần lớn nguồn năng lượng điện phục vụ cho công việc, giải trí mỗi
ngày dựa vào nguồn acquy đươc nạp đầy từ đất liền đưa ra. Vì thế việc sử dụng điện
năng ở đây vô cùng tiết kiệm.
Mặc khác, cần phải tìm nguồn năng lượng vừa có thể phục vụ cho sự phát triển,
vừa đảm bảo cho môi trường, đó chính là nguồn năng lượng tái tạo được. Điển hình là
năng lượng mặt trời.

Từ lâu, công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời đã được ứng dụng ở nhiều nơi,
trong nhiều lĩnh vực, hiện nay công nghệ này đang được ứng dụng vào quá trình nuôi
trồng thủy sản công nghiệp, đây chính là giải pháp hiệu quả giải quyết vấn đề năng
lượng điện cung cấp cho lồng bè.
Việc sử dụng hệ thống điện mặt trời vào lồng bè là cần thiết, vừa giảm tiêu hao nhiên
liệu, không có tiếng ồn, không mất thời gian và công lao động đưa bình acquy vào bờ
để nạp điện lại vừa bảo vệ môi trường sinh thái.
 NHIỆM VỤ VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI
 Nhiệm vụ
Đề ra cấu hình tối ưu và thực hiện mô hình điện mặt trời cho lồng bè nuôi thủy
sản của Trường Đại học Nha Trang sử dụng các phụ tải chiếu sáng, báo hiệu, thông tin
liên lạc, giải trí.
 Phạm vi áp dụng thực tế của đề tài
Đề tài thực hiện cho lồng bè nuôi thủy sản của Trường Đại Học Nha Trang.
 ỨNG DỤNG NHU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI
Thiết kế hệ thống điện mặt trời cho lồng bè nuôi thủy sản của Trường Đại học
Nha Trang với mục đích giúp giảm chi phí, tiết kiệm năng lượng, nhiên liệu trong nuôi
thủy sản và góp phần bảo vệ môi trường. Đề tài được nghiên cứu và áp dụng ngay tại
lồng bè nuôi thủy sản của Trường Đại Học Nha Trang.
 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu về năng lượng mặt trời, điện mặt trời, cách thiết kế, tính toán một hệ
thống điện mặt trời.

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
3

- Khảo sát thực tế lấy các thông số (P, U
đm
, I
đm

) phụ tải chiếu sáng, báo hiệu,
thông tin liên lạc, giải trí trên lồng bè của Trường Đại học Nha Trang.
- Thông qua số liệu đã thu thập được tính toán thiết kế đưa ra cấu hình hệ thống
điện mặt trời tối ưu phục vụ cho phụ tải trên lồng bè.
- Đánh giá kết quả đạt được.
























SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử

4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
Việt Nam với lợi thế là một trong những nước nằm trong giải phân bố ánh nắng
mặt trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ của thế giới, năng lượng mặt trời ở
Việt Nam có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân bố rộng rãi trên các vùng miền. Đặc
biệt, số ngày nắng trung bình trên các tỉnh của miền Trung và miền Nam là khoảng
300 ngày/năm.
Với lợi thế như vậy nhiều nghiên cứu ứng dụng điện mặt trời đã triển khai từ
năm 1990 như:
- Dự án điện khí hoá nông thôn Fondem France – Solarlab Viet Nam,
1997 - 2005.
- Chương trình RET ở châu Á 1997 -2005, tài trợ bởi Sida (Thụy Điển),
1997 – 2005.
- Dự án nối lưới và điện khí hoá nông thôn được thực hiện bởi Solar với sự cộng
tác của Bộ Khoa học công nghệ Việt Nam và Atersa của Tây Ban Nha, 2006 – 2009.
- Dự án điện mặt trời với công suất 100 Kwp (tài trở bởi Nedo – Japan) ở
Gia Lai.
- Dự án điện mặt trời với công suất 154 Kwp ở khuôn viên Trung tâm Hội nghị
quốc gia, Hà Nội.
Với đặc thù bờ biển dài hơn 3000 Km với hàng nghìn đảo lớn nhỏ là điều kiện
thích hợp cho phát triển nuôi trồng thuỷ sản. Nhưng với vị trí địa lý những lồng bè
nuôi thuỷ sản thường ở giữa biển nên điện năng cho công việc và giải trí ở đây vô
cùng khó khăn.
Đáp ứng nhu cầu đó nhóm nghiên cứu Công ty điện tử và dịch vụ công
nghiệp Sài Gòn đã nghiên cứu và thử nghiệm thành công mô hình ứng dụng năng
lượng mặt trời vào nuôi trồng thuỷ sản gồm hai tấm pin mặt trời, thiết bị trữ điện là
hai bình acquy 12V DC cung cấp cho hệ thống chiếu sáng và động cơ sục khí
120W, động cơ bơm nước.

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
5

Gần đây tập đoàn Solar Air LLC của Mỹ cũng đã triển khai dự án với năng lượng mặt
trời trong nuôi tôm và cá da trơn đến bà con nuôi thuỷ sản ở hai tỉnh Bạc Liêu và Cà
Mau. Cụ thể là ứng dụng năng lượng mặt trời để tạo oxy cho mô hình nuôi tôm công
nghiệp, thay thế máy chạy dầu diesel. Dự án sử dụng pin năng lượng mặt trời tích điện
cho bình acquy và cung cấp điện cho các máy nén khí để sục khí xuống lồng nuôi tôm
và cá da trơn. Qua mô hình thử nghiệm kết quả cho thấy tôm sinh trưởng tốt, giảm tỷ
lệ nhiễm bệnh và giảm lượng thức ăn tới 30%, cải thiện môi trường nước, loại bỏ các
vi khuẩn gây hại, cải thiện hệ sinh thái tảo,…
Tuy nhiên, hạn chế chủ yếu việc áp dụng pin mặt trời là giá thành dàn pin còn
cao và hiệu suất hệ thống giảm vào những ngày không có nắng chính vì vậy vấn đề
cần giải quyết là tính toán cấu hình hệ thống phù hợp đáp ứng đủ công suất cho những
ngày trời không có nắng.

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
6

CHƯƠNG 2
MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Mặt trời là một trong những ngôi sao phát sáng mà con người có thể quan sát
được trong vũ trụ. Mặt trời cùng với các hành tinh và các thiên thể của nó tạo nên hệ
mặt trời nằm trong dải ngân hà cùng với hàng tỷ hệ mặt trời khác. Mặt trời luôn phát ra
một nguồn năng lượng khổng lồ và một phần năng lượng đó truyền bằng bức xạ đến
trái đất chúng ta. Trái đất và mặt trời có quan hệ chặt chẽ, chính bức xạ mặt trời là yếu
tố quyết định cho sự tồn tại của sự sống trên hành tinh của chúng ta. Năng lượng mặt
trời là một trong các nguồn năng lượng sạch và vô tận và nó là nguồn gốc của các
nguồn năng lượng khác trên trái đất. Con người đã biết tận hưởng nguồn năng lượng
quý giá này từ rất lâu, tuy nhiên việc khai thác, sử dụng nguồn năng lượng này một
cách hiệu quả nhất thì vẫn là vấn đề mà chúng ta đáng quan tâm.
2.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CỦA NHÂN LOẠI
 Năm 1838: Edmond Becquerel, nhà vật lý người Pháp, được ghi nhận là người
đầu tiên có những ý tưởng và ghi chép chính thống về một phương pháp “thần diệu”
giúp chuyển biến ánh sáng thành năng lượng. Tại thời điểm bấy giờ, ý tưởng của ông
được nhiều người cho là khá mới mẻ và thú vị, tuy nhiên nó không có nhiều ứng dụng
thực tế cho lắm nên đã nhanh chóng đi vào quên lãng.

 Giai đoạn 1860 – 1881: Phải hơn 2 thập kỷ sau, những ý tưởng của Becquerel
mới lại được người ta nhắc đến. Tiếp nối những ghi chép lại của người tiền bối,
Hình 2.1: Edmond Becquerel

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
7

Auguste Mouchout đã được cấp bằng sáng chế cho mẫu động cơ đầu tiên có khả năng
chạy bằng năng lượng mặt trời. Nhận được tài trợ từ chính phủ Pháp, ông thành công
trong việc tạo ra một thiết bị giúp chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng lượng
hơi nước và từ đó cho ra đời chiếc máy hơi nước chạy bằng năng lượng mặt trời đầu
tiên.
Không dừng lại đây, nhà phát minh này sau đó đã sử dụng động cơ hơi nước của mình
để lắp cho một chiếc tủ làm lạnh, Ông muốn chứng minh cho mọi người thấy rằng tia
nắng mặt trời nếu được ứng dụng đúng cách thậm chí có thể tạo ra băng đá, như
Newton đã nói: “năng lượng không tự nhiên sinh ra, cũng chẳng tự nhiên mất đi. Nó
chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác”.
Đáng tiếc là những nghiên cứu của Auguste Mouchout chỉ dừng lại tại đây.
Nước Pháp ít lâu sau ký được một số thỏa thuận với nước Anh trong việc cung cấp lâu
dài nguồn năng lượng than đá giá rẻ. Phát minh của Auguste trong việc tìm ra nguồn
năng lượng thay thế đã không còn là ưu tiên của chính phủ Pháp. Không nhận được
nguồn kinh phí tài trợ cần thiết cho việc nghiên cứu, Auguste Mouchout sau đó đã sớm
phải từ bỏ giấc mơ về một nguồn năng lượng mới vô tận của mình.

 Năm 1873: Willoughby Smith, một nhà khoa học người Anh tình cờ phát hiện
ra vật liệu chế tạo pin năng lượng mặt trời. Khi đang thử nghiệm một số chất liệu cho
mẫu thiết kế dây cáp viễn thông xuyên đại dương của mình, ông vô tình tìm ra một
Hình 2.2: Chiếc máy hơi nước chạy bằng năng
lư
ợng mặt trời


SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
8

loại chất liệu mới có tính nhạy sáng cao. Một số thí nghiệm đầu tiên đã được thực hiện
và ghi lại liên quan tới mẫu vật liệu mới này.
 Giai đoạn 1876 – 1878: William Adams cho ra đời cuốn sách chính thống đầu
tiên về năng lượng mặt trời mang tên: “Nguồn năng lượng thay thế cho năng lượng
hóa thạch tại các quốc gia nhiệt đới”. Cùng với sự trợ giúp của cậu sinh viên Richard
Day trẻ tuổi, Ông đã có mẫu thiết kế thú vị sử dụng gương để tạo ra nguồn năng lượng
mặt trời tương đương với động cơ 2,5Hp. Mẫu thiết kế của Ông được coi là bước tiến
bộ vượt bậc (mẫu thiết kế trước đó của Mouchout chỉ tương đương với động cơ
0,5Hp), và vẫn còn được ứng dụng cho tới tận ngày nay.

Hình 2.3: Thiết kế sử dụng gương tạo ra nguồn năng lượng mặt trời

 Năm 1883: Charles Fritz là nhà khoa học đầu tiên thành công trong việc
chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng lượng điện. Mẫu thiết kế pin mặt trời của
Ông tuy có mức chuyển hóa không cao, chỉ từ 1 – 2%, tuy nhiên vẫn được cộng đồng
khoa học quốc tế đánh giá là cột mốc quan trọng trong lịch sử phát triển và ứng dụng
năng lượng mặt trời của nhân loại.






Hình 2.4: Mẫu thiết kế pin mặt trời đầu ti
ên


SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
9

 Năm 1888: Jonh Ericson, một người Mỹ nhập cư đã viết ra những nhận định
như sau: “Sau hơn 2000 năm sinh sống và tồn tại trên trái đất, nhân loại sẽ sớm sử
dụng hết những nguồn năng lượng hóa thạch của mình. Con cháu của chúng ta sẽ
phải đối mặt với tình trạng thiếu thốn năng lượng trầm trọng trong thế kỷ mới. Viễn
cảnh đen tối này sẽ trở thành hiện thực trừ khi chúng ta tìm ra cách chế ngự và khai
thác năng lượng mặt trời…”

Lời “tiên tri” trên khép lại giai đoạn mở đầu trong dòng lịch sử nghiên cứu và ứng
dụng năng lượng mặt trời. Nhân loại bước sang kỷ nguyên mới, kỷ nguyên của
“NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI”.










2.2 TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Năng lượng mặt trời (NLMT) là nguồn năng lượng mà con người biết sử dụng
từ rất sớm, nhưng ứng dụng năng lượng mặt trời vào các công nghệ sản xuất và trên
quy mô rộng thì mới chỉ thực sự vào cuối thế kỷ 18 và cũng chủ yếu ở những nước
nhiều năng lượng mặt trời, những vùng sa mạc. Từ sau các cuộc khủng hoảng năng
lượng thế giới năm 1968 và 1973, năng lượng mặt trời càng được đặc biệt quan tâm.
Các nước công nghiệp phát triển đã đi tiên phong trong việc nghiên cứu ứng dụng
năng lượng mặt trời.
Với chi phí lắp đặt ngày một giảm, việc sử dụng năng lượng mặt trời đang trở nên
ngày một phổ biến trên thế giới, thậm chí còn hơn cả năng lượng gió, nhờ dễ khai thác
và sản xuất.
Hình 2.5: Jonh Ericson

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
10

Các ứng dụng năng lượng mặt trời phổ biến hiện nay bao gồm 2 lĩnh vực chủ

yếu:
Thứ nhất là năng lượng mặt trời được biến đổi trực tiếp thành điện năng nhờ
các tế bào quang điện bán dẫn, hay còn gọi là pin mặt trời, các pin mặt trời sản xuất ra
điện năng một cách liên tục chừng nào còn có bức xạ mặt trời chiếu tới.
Lĩnh vực thứ hai là sản xuất điện mặt trời đưới dạng nhiệt năng, ở đây chúng ta
dùng các thiết bị thu bức xạ nhiệt mặt trời và tích trữ nó dưới dạng nhiệt năng để dùng
vào các mục đích khác nhau.
Theo thống kê trên thế giới: “Tổng sản lượng điện năng lượng mặt trời từ 38% năm
2006 đến 89% năm 2008, trước khi thụt lùi xuống còn 51% năm 2009. Riêng sản xuất
điện từ quang năng trên thế giới cứ sau 2 năm là tăng gần gấp đôi kể từ năm 2001 và
có tổng công suất vượt ngưỡng 20000 MW trong năm 2011”.
Về mặt sản xuất, những nước tiên phong như Mỹ, Nhật, Đức đã bị Trung Quốc
vượt mặt, hiện tại công suất của các tấm pin mặt trời được sản xuất hàng năm ở Trung
Quốc đã gấp đôi Nhật Bản.
Mỹ đang xúc tiến khoảng 77 dự án quang điện qui mô lớn và nâng tổng công
suất quang điện lên tới 13200 MW. Nhóm công nghiệp năng lượng của Italia đang có
dự án lắp đặt các nhà máy phát điện bằng quang năng với tổng công suất 15000 MW
vào năm 2020. Còn Nhật Bản đang lên kế hoạch nâng tổng công suất phát điện lên
3000 MW vào năm 2017.
Maroco hiện đang lên kế hoạch tiến hành 5 dự án sản xuất năng lượng quy mô
lớn (trong đó có cả quang năng lẫn nhiệt năng hoặc kết hợp cả hai) với công suất phát
điện của mỗi dự án 100 – 500 MW.
Saudi Arabia – đất nước giàu năng lượng mặt trời – đã thông báo kế hoạch
chuyển dần sang sử dụng năng lượng mặt trời cho các nhà máy khử muối, biến nước
biển thành nước ngọt cung cấp đủ nước canh tác và sinh hoạt cho nhân dân. Đất nước
này đang tiêu tốn tới 15 triệu thùng dầu để cung cấp năng lượng cho khoảng 30 nhà
máy khử muối hoạt động.
Tính đến cuối năm 2009, tổng công suất quang điện trên toàn thế giới lên tới
23000 MW, tương đương với công suất phát điện của 23 nhà máy điện hạt nhân.

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
11

Với một nhà máy có công suất quang điện gần 10000 MW đã được lắp đặt, Đức đã bỏ
xa nước đứng đầu thế giới về công suất phát điện của các nhà máy quang điện đơn lẻ.
Đến năm 2020, tổng công suất của các nhà máy quang điện trên toàn thế giới có thể
lên tới 1,5 triệu MW. Mặc dù đây là một mục tiêu xem ra quá tham vọng, nhưng trên
thực tế điều đó có thể đạt được bởi nếu 1,5 tỷ người đang thiếu điện hàng ngày mà lại
có đủ điện dùng vào năm 2020 thì chắc chắn là họ cần lắp đặt các hệ thống năng lượng
mặt trời tại nhà. Nhiều trường hợp, việc lắp đặt các thiết bị năng lượng mặt trời cho
các hộ gia đình rẻ hơn là phải xây cả một mạng lưới cung cấp điện từ một nhà máy
phát điện trung tâm.
Ngoài quang điện, một phương pháp khác là biến nhiệt năng của mặt trời thành
điện năng cũng được áp dụng. Đây chính là phương pháp giúp xây dựng các nhà máy
điện mặt trời công suất lớn (CSP). Phương pháp này sử dụng những tấm gương
parabol tập trung nhiệt lượng mặt trời làm nóng chảy muối, sản xuất ra hơi nước để
vận hành quạt gió và sản xuất điện năng.
Nhiệt lượng thu được từ mặt trời có thể được lưu trữ trong muối nóng chảy ở nhiệt độ
trên 1.000
0
F. Sau đó, số nhiệt lượng được lưu trữ này lại biến thành hơi nước quay
turbin phát điện trong khoảng thời gian từ 8 – 10 tiếng đồng hồ sau khi mặt trời lặn.
CSP đầu tiên được xây dựng trong năm 1991 cùng với khu nhà máy liên hợp nhiệt
năng 350 MW ở California. Đó là cơ sở sản xuất nhiệt năng qui mô tiện ích duy nhất
trên thế giới cho đến khi hoàn thành nhà máy năng lượng 64 MW ở tiểu bang Nevada
năm 2007 Mỹ đã có hơn 40 nhà máy nhiệt năng đang hoạt động và hiện đang trong
quá trình xây dựng, phát triển một loạt các nhà máy tương tự có công suất từ 10 đến
1200 MW.
Tây Ban Nha có 60 nhà máy phát điện CSP và mỗi nhà máy có công suất 50
MW. Theo hội năng lượng mặt trời Mỹ, nguồn nhiệt năng mặt trời ở miền Tây Nam

nước Mỹ có thể đáp ứng gấp 4 lần nhu cầu điện năng hiện nay của nước Mỹ.
Tháng 7 năm 2009, một nhóm 11 doanh nghiệp châu Âu hàng đầu và một doanh
nghiệp Algeria (do hãng tái bảo hiểm Munich Re cầm đầu) thông báo sẽ phát triển sản
xuất điện mặt trời ở Bắc Phi và Trung Đông. Dự án điện mặt trời khổng lồ này có thể

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
12

thỏa mãn nhu cầu điện các quốc gia sản xuất và cung cấp một phần điện năng cho châu
Âu thông qua cáp dẫn điện ngầm dưới biển.
Trước dự án này, Algeria – một nước xuất khẩu dầu – đang có kế hoạch xây
dựng nhà máy sản xuất điện mặt trời có công suất 6000 MW để xuất khẩu điện sang
châu Âu thông qua cáp ngầm dưới biển. Algeria có đủ năng lượng mặt trời có thể đáp
ứng nhu cầu điện của kinh tế thế giới.
Về phía Đức đã nhanh chóng đáp ứng và có kế hoạch xây dựng một hệ thống
vận chuyển điện dài 1900 dặm từ Adra (Ageria) đến Aachen, một thành phố ở biên
giới giữa Đức và Hà Lan.
Ở mức độ toàn cầu, Greenpeace, hiệp hội năng lượng điện nhiệt năng và
chương trình Solar Paces cơ quan năng lượng quốc tế đã thảo ra một kế hoạch nâng
công suất điện mặt trời lên 1,5 triệu MW vào năm 2050 và vào năm 2025, “nguồn
năng lượng mặt trời sẽ thay thế cho sản lượng điện hàng năm của khoảng 150 nhà
máy phát điện chạy bằng than đá”.
Theo kế hoạch ổn định khí hậu toàn cầu của Học viện chính sách trái đất đưa ra
mục tiêu xây dựng nhà máy CSP 200000 MW vào năm 2020 để đảm bảo môi trường
an toàn cho con người. Nhịp độ phát triển nhiệt năng đang tăng lên cũng như việc lắp
đặt các máy làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời trên mái nhà đang cất cánh nhờ
những thiết bị thu nhiệt năng đa dạng. Thiết bị này hiện đang được sử dụng nhiều nhất
tại Trung Quốc để cung cấp nước nóng cho 120 triệu hộ gia đình.
Báo cáo của hai Tổ chức: “Hòa Bình Xanh” và Hiệp hội Công nghiệp sản xuất
điện từ ánh sáng mặt trời châu Âu” (EPIA) cho biết các hệ thống sản xuất điện từ ánh

sáng mặt trời hiện đang cung cấp 0,5% nhu cầu điện của thế giới và có thể tăng lên
2,5% vào năm 2025, sau đó tăng vọt lên 16% vào năm 2040. Cũng theo báo cáo trong
năm 2005 thị trường các hệ thống quang điện sử dụng ánh sáng mặt trời đã thu về 8,1
tỷ Euro (10,41 tỷ USD). Theo dự kiến con số này sẽ tăng 113,8 tỷ Euro vào năm 2025.
Ở châu Âu, khoảng 2 triệu người Đức đang sử dụng các hệ thống năng lượng
trên mái nhà để làm nóng nước và sưởi ấm.
Việc giá thành các tấm panel pin mặt trời đã thu hút nhiều quốc gia khác tham gia như
Israel, Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha tận dụng khai thác nguồn năng lượng mặt trời.

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
13

Ngay cả tại châu lục đen, Nam Phi cũng đang thúc đẩy việc phát triển các máy
làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời trên mái nhà.
Việt Nam là nước có tiềm năng về năng lượng mặt trời, trải dài từ vĩ độ 8
’’
Bắc
đến 23
’’
Bắc, là một trong những nước nằm trong dải phân bố ánh nắng mặt trời nhiều
nhất trong năm trên bản đồ bức xạ mặt trời của thế giới, với lượng bức xạ trung bình
5Kw/m
2
/ngày với khoảng 2000 giờ nắng/năm. Do đó việc sử dụng năng lượng mặt trời
ở nước ta sẽ đem lại hiệu quả kinh tế lớn.
Việt Nam đã áp dụng nhiều hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời, trong đó
hiệu quả nhất là sử dụng năng lượng mặt trời vào đun nóng nước. Một số liệu của
Trung tâm Thông tin Khoa học công nghệ quốc gia cho biết năm 2008 ở Việt Nam
mới chỉ có khoảng 60 hệ thống đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời cho tập thể
và hơn 5000 hệ thống cho gia đình.

Thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam hiện nay chủ yếu là hệ thống
cung cấp điện dùng pin mặt trời, hệ thống nấu cơm có gương phản xạ, hệ thống cung
cấp nước nóng, chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời, dùng năng lượng mặt trời
chạy các động cơ nhiệt (động cơ Stirling), và ứng dụng năng lượng mặt trời để làm
lạnh là đề tài hấp dẫn có tính thời sự đã và đang được nhiều nhà khoa học trong và
ngoài nước nghiên cứu.
Với những lợi thế và tiềm năng của mình, điện mặt trời có thể là một nguồn năng
lượng thay thế giúp giải quyết những khó khăn như thiếu lương thực, tình trạng ô
nhiễm… mà cả thế giới đang phải đối mặt hiện nay. Tuy vậy, vì giá thành của 1 hệ
thống năng lượng mặt trời vẫn còn cao nên nó vẫn còn là một món hàng xa xỉ với
những nước nghèo trên thế giới.
2.3 ĐIỆN MẶT TRỜI
2.3.1 Các phương pháp chuyển đổi tạo nên điện mặt trời
 Chuyển đổi trực tiếp bằng cách sử dụng quang điện (PV)
Dùng pin mặt trời, hay tế bào quang điện (PV) chuyển đổi trực tiếp ánh sáng
thành dòng điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quang điện (khi ánh sáng chiếu tới các tế
bào quang điện, nó sẽ sản sinh ra điện năng, khi không có ánh sáng các tế bào này
ngừng sản xuất điện quá trình chuyển đổi này được gọi là hiệu ứng quang điện).

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
14

- Hiệu ứng quang điện được phát hiện đầu tiên năm 1838 bởi Nhà vật lý Pháp
Alexandre Edmon Becquerel. Tuy nhiên cho đến năm 1883 một tấm pin năng lượng
mới được tạo thành, bởi Charles Fritts, ông phủ lên mạch bán dẫn Selen một lớp cực
mỏng vàng để tạo mạch nối. Thiết bị chỉ có hiệu suất 1%.

 Chuyển đổi gián tiếp bằng cách sử dụng điện mặt trời tập trung
Hệ thống pin mặt trời tập trung có nghĩa tiếng Anh là Concentrator
Photovoltaics (CPS). Ý tưởng chung của pin mặt trời tập trung là sử dụng hệ thống
quang học tập trung ánh sáng vào một tế bào quang điện nhỏ, nhờ đó diện tích trung
tâm của tấm pin được giảm đi, đồng thời cường độ ánh sáng được khuyếch đại lên
tương ứng với tỷ lệ tập trung của hệ thống. Nhờ giảm diện tích pin sử dụng và tăng
hiệu suất mà có thể giảm được chi phí trên mỗi đơn vị Watt của tấm pin.









Hình 2.7: Tấm pin mặt trời tập trung
Hình 2.6: Công viên sử dụng quang điện

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
15

Đặc điểm của hệ pin mặt trời tập trung này là nó chỉ hấp thụ được các tia sáng
trực tiếp, do đó các hệ thống này thường đòi hỏi dàn xoay theo hướng mặt trời ( dàn

xoay 1 trục dùng cho hệ thống quang học hội tụ theo đường và dàn xoay 2 trục dùng
cho hệ thống quang học hội tụ theo điểm) để tận dụng tối đa nguồn sáng trực tiếp,
cùng với bộ phận quang học, dàn xoay làm tăng thêm chi phí và mức độ phức tạp của
hệ thống, đồng thời đòi hỏi các công tác bảo trì thường xuyên hơn.
























Hình 2.8: Hệ thống dàn xoay 1 trục
Hình 2.9: Hệ thống dàn xoay 2 trục

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
16

Sau 30 năm nghiên cứu và phát triển, ngày nay thị trường pin mặt trời tập trung
dường như đã sẵn sàng cất cánh với tốc độ phát triển nhanh chóng nhờ vào chính sách
hỗ trợ giá FIT ở một số nước cũng như việc cải thiện hiệu suất tấm pin lên tới 40% cho
loại tế bào quang điện đa kết nối.
Từ đó ta rút ra được ưu, nhược điểm của hệ thống điện mặt trời tập trung:
- Ưu điểm:
+ Tiết kiệm nguyên liệu (do diện tích tế bào quang điện nhỏ).
+ Hiệu suất cao (cường độ ánh sáng cực lớn).
- Nhược điểm:
+ Phải sử dụng dàn xoay (do tế bào quang điện chỉ hấp thu ánh
sáng trực tiếp).
+ Chi phí dàn xoay, bộ phận quang học, sản xuất pin đắt.
2.3.2 Tốc độ phát triển điện mặt trời trên thế giới
Trong vòng khoảng 15 năm qua điện mặt trời phát triển rất nhanh, với tốc độ
trung bình là 25% năm. Công nghiệp điện mặt trời bao gồm quang điện mặt trời và
nhiệt điện mặt trời.
Năm 2010 điện mặt trời là công nghệ năng lượng tái tạo dẫn đầu ở châu Âu với
mức tăng trưởng công suất tới 13000MW. Sản lượng năng lượng từ các dự án điện mặt
trời này tương đương với sản lượng điện của hai nhà máy nhiệt điện lớn. Tính đến cuối
năm 2011, tổng công suất lắp đặt điện mặt trời ở châu Âu đã vượt qua con số
28000MW, với sản lượng điện bằng mức tiêu thụ của 10 triệu hộ gia đình ở châu Âu.

Hình 2.10: Công suất lắp đặt điện mặt trời trên thế giới từ năm
2000
–
2010


SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
17

Mức tăng trưởng của điện mặt trời năm 2011 rất ấn tượng. Với sự quan tâm hỗ
trợ lớn của các nhà đầu tư đã góp phần vào sự phát triển này. Việc đưa điện mặt trời
lên thành công nghệ năng lượng xanh dẫn đầu về tăng trưởng công suất điện ở châu
Âu.
Chủ tịch Hiệp hội điện mặt trời châu Âu cho biết: “Điện mặt trời đã trở thành
công nghệ được chứng minh, đóng góp vào tiến trình giảm lượng carbon hoá trong cơ
cấu năng lượng của chúng ta, và do đó sẽ được khai thác nhiều hơn bởi các quốc gia
thành viên nhằm đạt các mục tiêu năng lượng tái tạo 2020”, Ông cho biết thêm: “Hơn
70% tất cả các công suất mới lắp đặt là từ các hệ thống điện mặt trời nhỏ và trung
bình. Điện mặt trời trên thực tế là sự lựa chọn đầu tiên của mọi người trong các công
nghệ tái tạo, khi họ trực tiếp tham gia và đóng góp cá nhân vì môi trường sạch hơn”.

- Trong 2 năm liên tiếp, Đức đã trở thành nước dẫn đầu về điện mặt trời trên thế
giới, thêm 6500 MW công suất lắp đặt vào 9800 MW các hệ thống điện mặt trời hiện
tại.
- Lần đầu tiên, công suất lắp đặt trong năm của Italia và Cộng Hoà Séc đã vượt
mức 1000MW.
- Sau Italia, Cộng Hoà Séc là Bỉ, Pháp và Tây Ban Nha với mức tăng trưởng
đáng kể trong năm 2010. Các phân tích thị trường và dự báo ngành trong vòng 4 năm
tới sẽ được thảo luận vào hội thảo thị trường của hiệp hội trong tháng 3 này.
Hình 2.11: Công suất lắp đặt điện mặt trời mới ở châu Âu năm 2010


SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
18

- Bà Eleni Despotou – Tổng thư ký hiệp hội EIPA nhận xét: “Các biện pháp chính
sách hỗ trợ cho điện mặt trời nên tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc thiết lập
một lộ trình quốc gia mạch lạc cho việc phát triển thị trường điện mặt trời đi tới cạnh
tranh hoàn toàn càng sớm càng tốt”.
Theo ước tính mới nhất của EIPA, hơn 3000 MW điện mặt trời được lắp đặt
mới ngoài châu Âu trong năm 2011. Các đóng góp chính là từ Nhật Bản, nơi gần như
1000MW đã được lắp đặt, tiếp theo là Mỹ, Trung Quốc.

2.3.3 Tốc độ phát triển điện mặt trời ở Việt Nam
Việt Nam có cơ sở rất lớn để phát triển ngành công nghiệp điện mặt trời.
Nước ta phát triển điện mặt trời từ những năm 1960, tới nay đã hoàn toàn làm
chủ công nghệ điện mặt trời.
Vì vậy hiện nay điện mặt trời đã từng bước nhân rộng khắp các địa phương trên
cả nước góp phần đẩy nhanh chương trình điện khí hoá nông thôn (dự kiến đến năm
2020, cung cấp điện cho toàn bộ 100% hộ dân nông thôn, miền núi, hải đảo).
Từ những năm 1990, khi nhiều thôn xóm ngoại thành chưa có lưới điện quốc
gia, phân viện TP Hồ Chí Minh đã triển khai các sản phẩm điện mặt trời. Tại một số
huyện như: Bình Chánh, Cần Giờ, Củ Chi điện mặt trời đã được sử dụng trong một số
nhà văn hoá, bệnh viện… Đặc biệt, công trình điện mặt trời trên đảo Thiềng Liềng, xã
Cán Gáo, huyện Cần Giờ cung cấp cho 50% số hộ sống trên đảo.
Hình 2.12: Công suất điện mặt trời lắp đặt mới ở các nước ngoài EU

SVTH: Lê Nhật Quang 50 Điện – Điện tử
19

Năm 1995 mạng lưới điện mặt trời đi vào hoạt động tại buôn Chăn, xã Easol,
huyện Ealeo, tỉnh Đăk Lăk cung cấp điện sinh hoạt cho hơn 200 hộ dân, nhà sinh hoạt
cộng đồng của Buôn, các lớp học, bơm nước giếng khoan,…
Gần đây, dự án phát điện ghép giữa pin mặt trời và thuỷ điện nhỏ, công suất
125Kw được lắp đặt tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai, và dự án phát điện
lai ghép giữa pin mặt trời và động cơ gió với công suất 9Kw đặt tại làng Kongu 2,
huyện Đăk Hà, tỉnh Kon Tum do Viện năng lượng thực hiện, góp phần cung cấp điện

cho khu vực đồng bào dân tộc thiểu số.
Từ những thành công này Viện năng lượng và Trung tâm năng lượng mới
(Trường Đại học bách khoa Hà Nội) triển khai ứng dụng giàn pin mặt trời nhằm cung
cấp điện cho một số hộ gia đình và các trạm biên phòng ở đảo Cô Tô (Quảng Ninh),
đồng thời thực hiện dự án “ứng dụng thí điểm điện mặt trời cho vùng sâu, vùng xa” tại
xã Ái Quốc, tỉnh Lạng Sơn.
Tại Nha Trang đã lắp đặt hệ thống gồm 14 trụ điện sử dụng những tấm pin mặt
trời thiết kế quanh quảng trường 2/4 chiều cao 5m. Dự kiến trong thời gian tới đèn
năng lượng mặt trời sẽ được sử dụng rộng rãi trong thành phố Nha Trang.
Điện mặt trời cũng được ứng dụng trong nuôi trồng thuỷ sản: Mới đây ứng
dụng năng lượng mặt trời được áp dụng tại các hộ nuôi tôm sú ở một số tỉnh miền Tây
Nam Bộ góp phần giảm chi phí sản xuất, bảo vệ môi trường và tăng lợi nhuận cho
người nuôi.
Tuy còn non trẻ song ngành công nghiệp điện mặt trời Việt Nam cũng đã đạt được
những thành tựu bước đầu đáng kể. Trong đó, thành phố Hồ Chí Minh với nguồn “tài
nguyên nắng” dồi dào, và các điều kiện thuận lợi về cơ sở hạ tầng cũng như chất lượng
lực lượng sản xuất, là một trung tâm có tiềm năng phát triển công nghiệp năng lượng
mặt trời nhất trong cả nước. Vì vậy, thành phố Hồ Chí Minh được đánh giá là một
“điểm tựa” đột phá cho ngành công nghiệp điện mặt trời Việt Nam với lộ trình 20
năm.
Thông tin từ hội thảo điện mặt trời công nghiệp (tại thành phố Hồ Chí Minh)
cho thấy, nhiều dự án ứng dụng pin mặt trời đang được triển khai và nhà máy pin năng