THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN MẶT TRỜI CHO HỘ GIA ĐÌNH VỚI PHỤ TẢI MÁY THU HÌNH, MÁY TÍNH, QUẠT, ĐÈN CHIẾU SÁNG BẰNG LED

i

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 hố 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.
Tuy nguồn năng lượng sạch từ mặt trời là vô tận, nhưng không phải ai cũng có
thể tận dụng để biến nó thành nguồn năng lượng điện phục vụ cho cuộc sống hằng
ngày, nhất là những gia đình có kinh tế khó khăn nói riêng và người dân nói chung, vì
vậy việc áp dụng điện mặt trời phục vụ cho cuộc sống hằng ngày của hộ gia đình là
điều cần thiết.
Với tư cách là một sinh viên của trường ĐH Nha Trang, được tiếp cận với
những công nghệ, kiến thức và những sản phẩm tiên tiến của nhân loại, tôi xin được
thực hiện đề tài “THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN MẶT TRỜI CHO HỘ GIA ĐÌNH
VỚI PHỤ TẢI: MÁY THU HÌNH, MÁY TÍNH, QUẠT, ĐÈN CHIẾU SÁNG BẰNG
LED”, nhằm đưa lý thuyết, công nghệ vào thực tiễn để đến gần hơn với người dân,
cũng như tìm kiếm cơ hội để phát huy những gì mình học được, tìm hiểu được.
Trong quá trình thực hiện đề tài: “THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN MẶT TRỜI
CHO HỘ GIA ĐÌNH VỚI PHỤ TẢI: MÁY THU HÌNH, MÁY TÍNH, QUẠT, ĐÈN
CHIẾU SÁNG BẰNG LED” tôi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến Thầy Trần
Tiến Phức đã gợi ý, khơi nguồn cảm hứng và ý tưởng để tơi có thể thực hiện thành
công đề tài 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.
Do vốn kiến thức của Tơi cịn hạn chế nên chắc chắn đồ án không tránh khỏi
nhiều thiếu sót. Tơi rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của Thầy cô và các bạn.
Nha Trang, ngày 19 tháng 12 năm 2013

Sinh viên
Nguyễn Quang Hải

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


ii

MỤC LỤC
1.LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CỦA NHÂN LOẠI
5
1.CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA PIN MẶT TRỜI...........................................
2. ỨNG DỤNG PIN MẶT TRỜI...............................................................................
3.2.Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời..........................................................
1.2.Số liệu các giá trị UV, IV, US, IN từ bộ điều khiển sạc mặt trời (controlsolar panel) đo đạc được sau khi lắp đặt xong hệ thống điện mặt trời...................
1.3.Kết luận..............................................................................................................
2.1.Sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp......................................................................
2.2.Các thành phần của mạch..................................................................................
2.4.Kết luận..............................................................................................................
CHƯƠNG 6................................................................................................................
CÁC BỘ PHẬN VÀ CHỨC NĂNG CỦA MÁY CUNG CẤP ĐIỆN NĂNG
LƯỢNG MẶT TRỜI TỰ THIẾT KẾ......................................................................
(AUTO SOLAR POWER).........................................................................................
1.SƠ ĐỒ KHỐI MÁY AUTO SOLAR POWER.......................................................
2.BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM...........................................................................
2.1.Sơ đồ nguyên lý bộ điều khiển trung tâm.........................................................
2.2.Chức năng của bộ điều khiển trung tâm...........................................................
2.3.Hình ảnh thực tế của bộ điều khiển trung tâm..................................................

3.BỘ PHÂN ÁP CHO ADC CỦA ATMEGA16.......................................................
3.1.Sơ đồ nguyên lý.................................................................................................
3.2.Chức năng của mạch phân áp............................................................................
3.3.Hình ảnh thực tế của bộ phân áp.......................................................................
4.KHỐI THI HÀNH SẠC VÀ NGẮT.......................................................................
4.1.Sơ đồ nguyên lý của khối thi hành sạc và ngắt.................................................
4.2.Chức năng của khối thi hành sạc và ngắt..........................................................
4.3.Hình ảnh thực tế của khối thi hành sạc và ngắt................................................
5.LCD HIỂN THỊ ĐIỆN ÁP.......................................................................................
6.KHỐI CUNG CẤP NGUỒN DC............................................................................
6.1.Sơ đồ nguyên lý.................................................................................................
SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


iii
6.2.Chức năng của bộ cung cấp điện áp DC...........................................................
6.3.Hình ảnh thực tế của bộ cung cấp điện áp DC.................................................
7.BỘ NGHỊCH LƯU DC-AC 220V/50HZ (INVERTER)........................................
7.1.Sơ đồ nguyên lý bộ nghịch lưu DC-AC 220V/50Hz (Inverter).......................
7.2.Chức năng của bộ nghịch lưu DC-AC 220V/50Hz (Inverter).........................
7.3.Hình ảnh thực tế bộ nghịch lưu DC-AC 220V/50Hz (Inverter).......................
8.CHỨC NĂNG CỦA MÁY CUNG CẤP ĐIỆN MẶT TRỜI (AUTO SOLAR
POWER)......................................................................................................................
9.TỔNG QUAN KẾT CẤU BÊN NGOÀI CỦA MÁY CUNG CẤP ĐIỆN
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI (AUTO SOLAR POWER).........................................

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


iv

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Edmond Becquerel……………………………………………………..........5
Hình 1.2: Chiếc máy hơi nước chạy bằng năng lượng mặt trời…………………...…...6
Hình 1.3: Thiết kế sử dụng gương tạo ra nguồn năng lượng mặt trời……….................7
Hình 1.4: Mẫu thiết kế pin mặt trời đầu tiên…………………………………………...7
Hình 1.5: Jonh Ericson……………………………………………...…………….........8
Hình 1.6: Cơng viên sử dụng quang điện……………………………………………..13
Hình 1.7: Tấm pin mặt trời tập trung…………………………………………………13
Hình 1.8: Hệ thống dàn xoay 1 trục…………………………………………………...14
Hình 1.9: Hệ thống dàn xoay 2 trục……………………………………………….…..14
Hình 1.10: Dự báo công suất lắp đặt điện mặt trời tồn cầu đến năm 2016………...15
Hình 1.11: Cơng suất lắp đặt điện mặt trời dự đốn đến năm 2016..………………..16
Hình 1.12: Cơng suất điện mặt trời lắp đặt mới ở các nước ngồi EU………………..17
Hình 1.13: Mơ hình điện mặt trời tại Bn Chăn (Đăk Lăk)…………………………19
Hình 2.1: Hệ thống điện mặt trời tại nhà máy Intel Việt Nam………………………..26
Hình 2.2: Pin mặt trời nối lưới trình diễn tai trụ sở Bộ Cơng Thương……………......27
Hình 2.3:Dự án điện mặt trời-diesel ở thôn Bãi Hương, Cù Lao Chàm,Quảng
Nam…………………………………………………………………………………....27
Hình 2.4: Dự án pin mặt trời tại trung tâm y tế Tam Kỳ (Quảng Nam)………………28
Hình 2.5: Dự án tại xã Thượng Trạch, Bố Trạch, Quảng Bình……………………….28
Hình 2.6: Dàn pin cơng suất 5 Kwp tại đảo Hịn Chuối, Cà Mau…………………….29
Hình 2.7: Trường Tiểu học cấp 2 Minh Châu, Quan Lạn và Trạm y tế Minh Châu….29
Hình 2.8: Những tấm pin năng lượng mặt trời trên nóc nhà đảo Trường Sa Đơng…...30
Hình 2.9: Những tấm pin năng lượng mặt trời đầu tiên do nhà máy sản xuất………..30
Hình 3.1: Quá trình tạo module……………………………………………………….32

Hình 3.2: Cấu tạo module……………………………………………………………..32
Hình 3.3: Pin mặt trời…………………………………………………………………32
Hình 3.4: Hệ 2 mức năng lượng………………………………………………………33
Hình 3.5: Các vùng năng lượng…………………………………………………….…34
Hình 3.6: Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời……………………………………...35
Hình 3.7: Quan hệ η (Eg)……………………………………………………………..36
Hình 4.1: Hệ thống pin mặt trời………………………………………………………39
SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


v
Hình 4.2: Góc nghiêng β của pin mặt trời…………………………………………...42
Hình 4.3: Sơ đồ khối của hệ thống điện mặt trời…………………………………......43
Hình 4.4: Acquy axit………………………………………………………………….47
Hình 5.1: Bộ inverter DC – AC trong máy đang cung cấp điện năng 220V cho Laptop,
quạt và loa đang sử dụng ……………………………………………………………..52
Hình 5.2: Quạt đang chạy lấy điện từ máy cung cấp điện mặt trời...............................52
Hình 5.3: Sử dụng Radio lấy điện từ hệ thống điện mặt trời..................................…...53
Hình 5.4: Chiếu sáng băng LED lấy nguồn DC từ máy điện mặt trời…...…………...53
Hình 5.5 Sơ đồ mạch nguồn xung cho led sử dụng IC 555………….....……………..55
Hình 5.6: So sánh hiệu suất của 1 hệ thống pin mặt trời gắn cố định và hệ
thống pin mặt trời được điều khiển………..............…………………….....58
Hình 6.1: Sơ đồ khối máy Auto Solar Power..............................................................60
Hình 6.2: Sơ đồ nguyên lý bộ điều khiển trung tâm ..................................................60
Hình 6.3: Hình ảnh thực tế của bộ điều khiển trung tâm ...........................................61
Hình 6.4: Sơ đồ nguyên lý của bộ phân áp..................................................................61
Hình 6.5: Hình ảnh thực tế của bộ phân áp..................................................................62
Hình 6.6: Sơ đồ nguyên lý khối thi hành sạc và ngắt...................................................62

Hình 6.7: Hình ảnh thực tế khối thi hành sạc và ngắt...................................................63
Hình 6.8: Thơng tin hiển thị trên LCD..........................................................................63
Hình 6.9: Sơ đồ nguyên lý bộ cung cấp các mức điện áp DC cho tải...........................64
Hình 6.10: Hình ảnh thực tế của bộ cung cấp các mức điện áp DC cho tải..................65
Hình 6.11: Sơ đồ nguyên lý bộ inverter DC-AC..........................................................65
Hình 6.12: Hình ảnh thực tế của bộ inverter DC-AC....................................................66
Hình 6.13: Hình ảnh phía trước và nắp trên của máy....................................................67
Hình 6.14: Hình ảnh nơi cấp nguồn DC của máy.........................................................68
Hình 6.15: Hình ảnh nơi cấp nguồn AC của máy.........................................................68
Hình 6.16: 2 nút điều khiển tay của máy (sạc và ngắt nóng)........................................68
Hình 6.17: Mặt sau của máy đã được kết nối với PIN và ACU....................................68
Hình 6.18: Máy Auto Solar Power và các thiết bị gia đình ........................................68

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: 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…………………………………………...25
Bảng 2.2: Số giờ nắng và bức xạ mặt trời của khu vực miền Nam…………………...26
Bảng 2.3: Điều tra năng lượng mặt trời tại vùng Tây Bắc……………………………26
Bảng 4.1: Quan hệ giữa cường độ dòng điện và tiết diện dây dẫn…………………....51
Bảng 5.1 Bảng giá trị U, I của hệ thống điện mặt trời đo được sau khi hồn tất lắp
đặt……………………………………………………………………………………..53
Bảng 5.2: Thơng số led 1W…………………………………………………………...54
Bảng 5.3: Độ rọi của led (5W) trên sàn nhà (đơn vị đo lx)…………………………...56

Bảng 5.4: Độ rọi của bóng đèn huỳnh quang trên sàn nhà (đơn vị đo lx)…………….57
Bảng 5.5: Giá trị U, I của tấm pin theo các hướng……………………………………58

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 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.
Tuy nhiên, do chi phí đầu tư để sử dụng điện mặt trời là khá cao đối với những hộ gia

đình và hầu như những thiết kế đều dành cho sự phát triển kinh tế nhiều hơn là phục
vụ cho cuộc sống hằng ngày. Ý thức được những lợi ích to lớn khơng chỉ về kinh tế và
môi trường của điện mặt trời, nhà nước ta cũng đã khuyến khích phát triển nguồn năng
lượng sạch này để phục vụ cho cuộc sống; nhằm giảm bớt gánh nặng về điện từ các
nguồn năng lượng khác, đặc biệt là điện thủy điện.


TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Không phải cứ điện đưa vào sản xuất là mới phát triển kinh tế, đem lại lợi ích,

mà đưa vào phục vụ cuộc sống hằng ngày của hộ gia đình, đặc biệt là những gia đình
ở vùng sâu vùng xa cũng hết sức có ý nghĩa và mang lại hiệu quả kinh tế.
Hiện nay việc mang ánh sáng điện đến từng nhà hầu như đã thực hiện được.
Tuy nhiên, việc phân phối và truyền tải điện năng đến từng nhà, từng người buộc nhà
nước phải bỏ ra số tiền rất lớn để đầu tư cho mạng điện phân phối, hơn nữa lượng điện
tổn thất hàng năm trong quá trình truyền tải là hơn 10%.

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


2
Mặc khác, hằng năm cứ vào mùa khơ thì các hộ gia đình thường xuyên bị mất
điện, do cạn kiệt nguồn nước từ các hồ thủy điện, dẫn đến thiếu hụt điện năng và
lượng điện sản xuất ra được buộc phải ưu tiên cho phát triển sản xuất.
Một vấn nạn nữa đó là, việc dự trữ nước từ các đập thủy điện nhằm đảm bảo
duy trì điện năng vào mùa khơ đã làm khơng ít đất đai quanh khu vực thủy điện bị
thối hóa, người dân khơng sản xuất được, mùa mưa thì ồ ạc xả đập làm hủy hoại mùa
màn.

Một thực tế là giá điện hàng năm liên tục tăng, dân số đông, nhu cầu điên năng
ngày càng tăng cao khơng chỉ trong sản xuất mà cịn cả trong phục vụ cuộc sống hằng
ngày của từng gia đình, phục vụ cho vui chơi giải trí, hơn nữa là phục vụ cho “thú vui
công nghệ”.
Nghị quyết số 24-NQ/TW, ngày 3/6/2013, Hội nghị lần thứ 7, Ban Chấp hành
Trung ương Đảng khóa XI cũng đã chỉ ra tầm quan trọng trong việc chủ động ứng phó
với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường, tận dụng
các nguồn năng lượng sạch thay thế dần các nguồn năng lượng hóa thạch.
Vì vậy, cần phải tìm nguồn năng lượng vừa có thể phục vụ cho sự phát triển,
vừa đảm bảo cho mơi 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. Giờ đây nó sẽ được đi đến và phục vụ cho từng hộ gia đình, từng
nhà và từng người, với chi phí khơng q lớn như ngày xưa.


NHIỆM VỤ VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI
• Nhiệm vụ
Đề ra cấu hình tối ưu và thực hiện thiết kế máy cung cấp điện mặt trời cho hộ

gia đình sử dụng các phụ tải chiếu sáng, thông tin liên lạc, giải trí và các thiết bị cơng
nghệ là TV, điện thoại, quạt, laptop, LED chiếu sáng.
• Phạm vi áp dụng thực tế của đề tài
Đề tài thực hiện phục vụ cho sinh hoạt hàng ngày của hộ gia đình và cá nhân.


ỨNG DỤNG NHU CẦU THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI
Thiết kế máy cung cấp điện mặt trời cho hộ gia đình với mục đích giúp giảm sự

thiết hụt về điện năng cho nhà nước, gia đình, tiết kiệm năng lượng, nhiên liệu, tận

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


3
dụng tối đa nguồn năng lượng vơ tận có sẵn và góp phần bảo vệ mơi trường. Đề tài
được nghiên cứu và áp dụng ngay tại hộ gia đình.


PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Tìm hiểu về năng lượng mặt trời, điện mặt trời, cách thiết kế, tính tốn một hệ
thống điện mặt trời.

- Khảo sát thực tế lấy các thông tin như: công suất tiêu thụ và sử dụng của một số
thiết bị điện mà hộ gia đình dùng hàng ngày (TV, đèn chiếu sáng, LED chiếu sáng,
laptop, quạt, một số thiết bị dùng nguồn DC khác như: điện thoại, radio, máy ảnh,...).

- Thông qua số liệu đã thu thập được tính tốn thiết kế đưa ra cấu hình hệ thống
điện mặt trời tối ưu đáp ứng đủ tổng công suất sử dụng của các thiết bị trên trong hộ
gia đình.

- Đánh giá kết quả đạt được.

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử

4

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 hố nơng thơn 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 hố nơng thơn 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.

- Ngồi các dự án quy mơ lớn như trên thì việc sử dụng pin mặt trời làm
nguồn sạc chính cho các thiết bị dân dụng và cơng nghệ cũng đã ra đời khá lâu, cụ
thể như: đèn học, máy tình cầm tay, đèn chiếu sáng đường, các loại đèn màu trang

trí, xe điện, robot,...
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 khơng có nắng chính vì vậy vấn đề
cần giải quyết là tính tốn cấu hình hệ thống phù hợp đáp ứng đủ công suất cho những
ngày trời khơng có nắng.

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


5

CHƯƠNG 1
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 vơ 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.
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 khơng có nhiều ứng dụng
thực tế cho lắm nên đã nhanh chóng đi vào qn lãng.

Hình 1.1: Edmond Becquerel

• 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,

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


6
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 khơng 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 khơng cịn là ưu tiên của chính phủ Pháp. Khơng 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 vơ tận của mình.

Hình 1.2: Chiếc máy hơi nước chạy bằng năng
lượng mặt trời
• 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 thơng xun đại dương của mình, ơng vơ tình tìm ra một
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.
SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


7
•

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 cịn được ứng dụng cho tới tận ngày nay.

Hình 1.3: Thiết kế sử dụng gương tạo ra nguồn năng lượng mặt trời
• Năm 1883: Charles Fritz là nhà khoa học đầu tiên thành cơng trong việc
chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng lượng điện. Mẫu thiết kế pin mặt trời của
Ơng tuy có mức chuyển hóa khơng 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 1.4: Mẫu thiết kế pin mặt trời đầu tiên

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


8
•

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”.

Hình 1.5: Jonh Ericson

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 mơ 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 cịn hơn cả năng lượng gió, nhờ dễ khai thác
và sản xuất.

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


9
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 đơi 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 cơng nghiệp năng lượng của Italia đang có

dự án lắp đặt các nhà máy phát điện bằng quang năng với tổng cơng suất 15000 MW
vào năm 2020. Cịn 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 mơ
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 cơng suất quang điện trên tồn thế giới lên tới
23000 MW, tương đương với công suất phát điện của 23 nhà máy điện hạt nhân.

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


10
Với một nhà máy có cơng 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 cơng suất của các nhà máy quang điện trên tồn 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 1.0000F. 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 cơng 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
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.

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


11
Trước dự án này, Algeria – một nước xuất khẩu dầu – đang có kế hoạch xây
dựng nhà máy sản xuất điện mặt trời có cơng 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 tồn 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 mơi trường
an tồn 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: “Hịa 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.
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.

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


12
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/m2/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 ơ
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 cịn cao nên nó vẫn cịn là một món hàng xa xỉ với
những nước nghèo trên thế giới.
3. ĐIỆN MẶT TRỜI
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 khơng có ánh sáng các tế bào này
ngừng sản xuất điện quá trình chuyển đổi này được gọi là hiệu ứng quang điện).
- 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

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


13
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%.

Hình 1.6: Cơng viên sử dụng quang điện
• 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 1.7: Tấm pin mặt trời tập trung
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 địi 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

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


14
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 cơng tác bảo trì thường xun hơn.

Hình 1.8: Hệ thống dàn xoay 1 trục

Hình 1.9: Hệ thống dàn xoay 2 trục
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.

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


15
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.
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. Cơng 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 cơng 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 1.10 Dự báo cơng suất lắp đặt điện mặt trời tồn cầu đến năm
2016
Khơng chỉ dừng lại ở đó, cơng suất điện mặt trời trên thế giới được dự đống sẽ
cịn tăng cực kỳ mạnh cho đến năm 2016 con số sẽ là 77,265 MW, vượt xa so với con
số hiện nay là 41,361 MW (năm 2013).

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử

16
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 hố 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”, Ơng cho biết thêm: “Hơn
70% tất cả các cơng 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 mơi trường sạch hơn”.

Hình 1.11 Cơng suất lắp đặt điện mặt trời dự đoán đến năm 2016
- Là khu vực phát triển mạnh nhất về vấn đề năng lượng mặt trời, Châu Âu đóng
vai trị là mũi tên dẫn đầu trong ngành năng lượng sạch, với con số hiện nay là 89,941
MW và cho đến năm 2016 là 154,992 MW gần gấp đôi so với con số hiện nay.
-

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.
-

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 trị 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”.

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


17
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.

Hình 1.12: Cơng suất điện mặt trời lắp đặt mới ở các nước ngoài EU
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 hồn tồn làm

chủ cơng 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 hố nơng thơn (dự kiến đến năm
2020, cung cấp điện cho toàn bộ 100% hộ dân nông thôn, miền núi, hải đảo).

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


18

Từ những năm 1990, khi nhiều thơn 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 hố, bệnh viện… Đặc biệt, cơng trình điện mặt trời trên đảo Thiềng Liềng, xã
Cán Gáo, huyện Cần Giờ cung cấp cho 50% số hộ sống trên đảo.
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 cơng 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 phịng ở đảo Cơ 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 mơi trường và tăng lợi nhuận cho
người ni.
Tuy cịn non trẻ song ngành cơng 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 cơng nghiệp năng
lượng mặt trời nhất trong cả nước. Vì vậy, thành phố Hồ Chí Minh được đánh giá là

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử


19
một “điểm tựa” đột phá cho ngành công nghiệp điện mặt trời Việt Nam với lộ trình 20
năm.
Thơng 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
lượng mặt trời đầu tiên ở Việt Nam vừa khởi công nhằm thay thế dần nguồn năng
lượng truyền thống.
Về việc triển khai các dự án ứng dụng pin mặt trời, đã triển khai tại Phú Quốc, bn
Chăn (Đăk Lăk), Sóc Bom Bo (Bình phước), quần đảo Trường Sa, đảo Cồn Cỏ,…

Hình 1.13: Mơ hình điện mặt trời tại Bn Chăn (Đăk Lăk)
Tính đến nay, cơng nghiệp điện mặt trời thành phố Hồ Chí Minh đã tạo dựng
được một số cơ sở sản xuất tiêu biểu như nhà máy sản xuất module pin mặt trời quy
mô công nghiệp đầu tiên tại Việt Nam, cơ sở hạ tầng công nghiệp sản xuất chế tạo các
thiết bị điện tử ngoại vi phục vụ cho điện mặt trời xây dựng trên sự hợp tác giữa Solar
và Công ty Cổ phần Nam Thái Hà, Nhà máy “Solar Materials Incorporated” có khả
năng cung cấp cả hai loại silic khối (mono anh multi – crystaline) sử dụng cho cơng
nghiệp sản xuất pin mặt trời.
Có thể kể đến một số sản phẩm tiêu biểu như module pin mặt trời, các thiết bị
ngoại vi inverter, các nhà máy smart, thiết bị điện mặt trời nối lưới công nghệ SIPV đã

SVTH: Nguyễn Quang Hải

52 Điện – Điện tử