Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điện mặt trời nổi trên hồ thủy điện đồng nai 4

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHAN MINH TÚ

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG
ĐIỆN MẶT TRỜI NỔI TRÊN
HỒ THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện
Mã số

: 60.52.02.02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. LƯU NGỌC AN

Phản biện 1: TS. TRỊNH TRUNG HIẾU

Phản biện 2: TS. LÊ HỮU HÙNG

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc
sĩ kỹ thuật họp tại Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 03
tháng 3 năm 2018.

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa
- Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
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 năng lượng
dự trữ như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên … đều có hạn, khiến cho
nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt. Việc tìm kiếm và khai thác
các nguồn năng lượng mới như năng lượng gió, năng lượng mặt trời,
năng lượng địa nhiệt … là hướng quan trọng để phát triển nguồn
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 như hiện nay. Năng lượng mặt trời được xem là
dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là dạng năng lượng sẵn
có, siêu sạch và miễn phí. Do vậy năng lượng mặt trời đã và ngày
càng được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới.
Tại Việt Nam điện mặt trời vẫn là một chủ đề vẫn còn mới mẻ và
chưa được đầu tư để phát triển đúng với tiềm năng của nó, tuy nhiên
chính phủ cũng đã và đang có những quyết định hỗ trợ đầu tư, phát
triển nguồn năng lượng sạch này, đồng thời cũng đặt ra các mục tiêu
phát triển đến năm 2050.
Hiện nay EVN đang chú trọng phát triển điện mặt trời, một số
công trình điện mặt trời đã được đưa vào vận hành và một số dự án
đang chuẩn bị khởi công tuy nhiên để đạt được lộ trình như chính

phủ đưa ra cần phát triển các dự án mặt trời nổi trên các hồ thủy điện
do có diện tích bỏ không lớn, phí thuê đất thấp, hiệu suất các tấm pin
cao do được làm mát từ nước hồ, mặt khác giảm được lượng bốc hơi
trên các mặt hồ để có thêm nước chạy các máy phát thủy điện.
Hồ Đồng Nai 4 nằm ở khu vực ít dân cư, giao thông tương đối
thuận lợi, lưới điện truyền tải đi gần khu vực hồ, độ chênh mực nước
hồ nhỏ do đó thuận lợi cho việc thiết kế một hệ thống điện mặt trời
nổi nối với lưới điện quốc gia.


2
Vì các lý do trên nên việc “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điện
mặt trời nổi trên hồ thủy điện Đồng Nai 4” để cung cấp năng lượng
sạch cho lưới điện quốc gia là cần thiết và đó cũng là lý do Tôi chọn
đề tài này.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế hệ thống nguồn điện từ các tấm pin mặt trời đặt nổi trên
mặt hồ thủy điện Đồng Nai 4, kết nối với hệ thống lưới điện 220kV
Quốc gia nhằm cung cấp nguồn cho hệ thống điện Quốc gia theo lộ
trình phát triển các nguồn điện sử dụng năng lượng tái tạo. Các mục
tiêu cụ thể bao gồm:
Khảo sát, tính toán và đưa ra được các phương án nối lưới cho
các máy phát điện mặt trời.
Xác định số lượng và vị trí lắp đặt các thiết bị (Tấm pin mặt
trời, inveter, máy biến áp…), lựa chọn thiết bị, thiết kế các giá và
phao đỡ cho các tấm pin mặt trời
Sử dụng phần mềm PVsyst để mô phỏng sơ đồ đấu nối và chạy
ra được kết quả cần thiết.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là thiết kế hệ thống máy phát

sử dụng các tấm pin mặt trời đặt nổi trên mặt hồ đấu nối với lưới
điện 220kV.
Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu các công nghệ về pin mặt trời và các bộ nghịch lưu
ứng dụng cho việc thi công hệ thống điện mặt trời nổi trên hồ thủy
điện Đồng Nai 4.
- Nghiên cứu các phương án kết nối hệ thống điện mặt trời đặt nổi
tại hồ thủy điện Đồng Nai 4 với lưới điện quốc gia.
- Mô phỏng hệ thống pin năng lượng mặt trời nối lưới bằng phần
mềm PVsyst


3
4. Phương pháp nghiên cứu
Để giải quyết các mục tiêu nêu trên, luận văn đưa ra phương
pháp nghiên cứu như sau:
- Nghiên cứu lý thuyết: các lý thuyết về năng lượng mặt trời,
cấu tạo, nguyên lý làm làm việc của hệ thống pin mặt trời
- Xây dựng hệ thống pin năng lượng mặt trời nổi nối lưới tại
hồ thủy điện Đồng Nai 4.
- Mô phỏng hoạt động hệ thống pin năng lượng mặt trời nối
lưới tại hồ thủy điện Đồng Nai 4 bằng phần mềm PVsys chuyên
dụng
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Ứng dụng được công nghệ mới vào sản xuất,
góp phần phát triển năng lượng mặt trời, là nguồn năng lượng tái tạo,
sạch và được nhà nước khuyến khích đầu tư.Thiết kế, tính toán, mô
phỏng được sự hoạt động của hệ thống pin năng lượng mặt trời nối
với lưới điện 230kV Quốc gia, từ đó có cơ sở đánh giá tính hiệu quả
về mặt kinh tế và kỹ thuật của hệ thống trước khi đầu tư xây dựng.

Tính thực tiễn: Góp phần phát triển hệ thống điện mặt trời nối
lưới tại các mặt hồ đặc biệt là các mặt hồ thủy điện để đáp ứng nhu
cầu về phát triển nguồn năng lượng sạch theo lộ trình của Chính phủ.
6. Bố cục đề tài
Mở đầu.
Chương 1: Tổng quan về năng lượng mặt trời trời
Chương 2: Khảo sát thực trạng tại hồ thủy điện Đồng Nai 4.
Chương 3: Tính toán, thiết kế hệ thống điện mặt trời nổi trên hồ
thủy điện Đồng Nai 4.
Kết luận và kiến nghị.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN MẶT TRỜI
1.1. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
1.1.1 Bức xạ mặt trời
1.1.2 Nguồn gốc năng lượng mặt trời
1.1.3 Quá trình phát triển và triển khai ứng dụng năng lượng
mặt trời
1.2. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN THẾ
GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM
1.1.1. Tình hình phát triển điện mặt trời trên thế giới
1.1.2. Tình hình phát triển điện mặt trời tại Việt Nam
1.2.2.1 Tiềm năng điện mặt trời ở Việt Nam
1.2.2.2 Những dự án điện mặt trời ở Việt Nam
1.2. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG SỬ DỤNG TRONG
ĐỀ TÀI
1.2.1. Pin mặt trời

1.2.1.1. Cấu tạo của pin mặt trời
1.2.1.2. Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời
a. Hiện tượng quang điện
b. Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời
c. Đặc tính làm việc của pin mặt trời
d. Dàn pin mặt trời
1.2.2. Bộ nghịch lưu
1.3. CÁC MÔ HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG PIN MẶT
TRỜI
1.3.1. Vận hành độc lập với lưới (Off Grid)
1.3.2. Vận hành kiểu lai (Hybrid)
1.3.3. Vận hành kết nối với lưới điện (grid tie)
1.4. KẾT LUẬN


5

Năng lượng mặt trời truyền đến trái đất dưới dạng bức xạ. Trong
những ngày quang đãng (không có mây), phần năng lượng bức xạ
mặt trời truyền tới bề mặt trái đất ở thời điểm cao nhất khoảng
1000W/m2.
Một hệ thống điện pin mặt trời cơ bản gồm có ba thành phần là:
- Dàn pin mặt trời (nguồn điện)
- Dàn ắc quy (dự trữ điện năng)
- Hệ thống điều phối điện năng
Có ba mô hình vận hành cơ bản của hệ thống pin năng lượng mặt
trời là:
- Mô hình vận hành độc lập
- Mô hình vận hành kiểu lai
- Mô hình vận hành kết nối lưới điện

Tùy theo yêu cầu và điều kiện cụ thể tại nơi lắp đặt mà ta chọn
mô hình vận hành của hệ thống điện pin mặt trời thích hợp, để từ đó
tính toán và thiết kế hệ thống.


6

CHƯƠNG 2
KHẢO SÁT THỰC TRẠNG HỒ THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4
2.1. TỔNG QUAN VỀ HỒ THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4
Hồ thủy điện Đồng Nai 4 được hình thành bởi dự án thủy điện
Đồng Nai 3&4. Hiện nay hồ đang vận hành ổn định và thuộc quyền
quản lý của công ty thủy điện Đồng Nai, xã Quảng Khê huyện Đăk
Glong, xã Lộc Bảo huyện Bảo Lâm

Hình 2.1 Hồ thủy điện Đồng Nai 4 từ phần mềm
Google Earth.
2.1.1. Vị trí địa lý:
Hồ thủy điện Đồng Nai 4 nằm tại 110-12020 vĩ Bắc, 1070 –
108030 kinh đông, nơi giáp ranh giữa xã Quảng Khê, huyện Đăk
Glong, tỉnh Đăk Nông và xã Lộc Bảo, huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm
Đồng,. Đây là vị trí thuộc khu vực cao nguyên Nam trung bộ của
Việt Nam là khu vực có tiềm năng kỹ thuật để nghiên cứu, đầu tư
phát triển điện mặt trời CSP.
2.1.2. Tình trạng mặt thoáng:


7

Trong vận hành mực nước hồ giao động từ cao trình 474m đến

cao trình 476m, trong trường hợp đặc biệt mực nước gia cường lớn
nhất ở tần suất P0.02% có thể dâng đến cao trình 479.24m. Diện tích
mặt hồ ở cao trình 474m (mực nước chết) là 8,03km2 và diện tích ở
cao trình 476m (mực nước dâng bình thường) là 8.32km2, độ chênh
mực nước thấp thích hợp với việc đặt các phao nổi trên mặt hồ để
lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời.
2.1.3. Vị trí lắp đặt thiết bị:
2.1.3.1. Vị trí lắp đặt các tấm pin PV.
Do tại các vị trí đập và cửa nhận nước đã có sẵn đường dây
22kV nên dự định sẽ đặt các tấm PV tại gần 2 vị trí này
Tại khu vực gần đường ra cửa nhận nước có 1 khu đất trống có
diện tích vào khoảng 3,7 ha, nằm trên địa phận của xã Lộc Bảo,
huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng. Khu đất này trước đây dùng để đổ
đất đá thải lúc thi công cửa nhận nước, nay bỏ trống đất đai cằn cỗi
mặt bằng tương đối bằng phẳng, không có bóng che và gần với mặt
hồ có thể sử dụng để đặt các giá đỡ và các tấm PV trên cạn, đây
cũng là vị trí được chọn để đặt trạm inverter C và các trạm biến áp
0,4/22kV.
Tương tự khu vực lòng hồ phía phải của đập nhìn từ thượng lưu
có diện tích vào khoảng 60,6 ha thuộc địa phận xã Quảng Khê,
huyện Đăk Glong, tỉnh Đăk Nông cũng được chọn để đặt các phao
nổi và các tấm PV trên mặt hồ, gần đó có một hòn đảo diện tích
khoảng 1 ha có thể sử dụng để đặt trạm inverter A và một số trạm
biến áp 0,4/22kV. Tương tự trạm inverter B và một số trạm biến áp
sẽ được đặt tại khu đất trống bên bờ trái gần đó.
2.1.3.2. Vị trí đặt trạm phân phối 230kV
Cách vai trái của đập dâng hồ thủy điện Đồng nai 4 khoảng 300m
có một khoảng đất trống bằng phẳng có diện tích vào khoảng 6 ha
trước đây là khu phụ trợ để xây dựng đập nay bỏ hoang, nằm trên
đỉnh đồi thuộc xã Quảng Khê, huyện Đăk Glong, tỉnh Đăk Nông,

8

khá bằng phẳng có thể sử dụng để đặt nhà điều hành, máy biến áp
tăng áp 22/220kV và các thiết bị trạm phân phối.
2.1.4. Giao thông
Bên cạnh hồ có quốc lộ 28 chạy qua phía bên vai phải của đập
dâng và đập tràn, bên vai trái của đập đã có sẵn đường giao thông
nội bộ từ đập tràn đi cửa nhận nước của dự án thủy điện Đồng Nai 4.
Khu vực ven hồ và các vị trí đặt thiết bị cần được xây dựng thêm
đường để thi công và vận hành.

Hình 2.2 Các khu vực dự định đặt thiết bị.
2.2. TIỀM NĂNG ĐIỆN MẶT TRỜI LÝ THUYẾT TẠI KHU
VỰC
Hồ thủy điện Đồng Nai 4 nằm giáp ranh giữa 2 tỉnh Đăk Nông và
Lâm Đồng, theo thống kê được lấy từ các trạm khí tượng thủy văn
tại 2 trạm khí tượng Đăk Nông và Đà Lạt số liệu về năng lượng mặt
trời lấy được như sau
2.2.1. Số giờ nắng trung bình tháng năm tại khu vực


9

Hình 2.3 Biểu đồ số giờ nắng trong năm tại khu vực dự án
Số giờ nắng trung bình năm khu vực dự án khoảng 2281 giờ,
tương ứng khoảng 6.25 giờ/ngày là cao so với số giờ nắng trung bình
năm của cả nước.
2.2.2. Nhiệt độ trung bình tháng và năm tại khu vực.

Hình 2.4 Biểu đồ nhiệt độ trung bình tháng, năm tại khu vực.
2.2.3. Tổng xạ theo phương ngang (GHI) tại khu vực
Theo nguồn số liệu từ Solargis khu vực tỉnh Lâm Đồng có tổng
xạ theo phương ngang từ 1500 – 2000 kWh/năm, khu vực tỉnh Đăk
Nông có tổng xạ theo phương ngang từ 1700 – 2000 kWh/năm
Dựa trên bản đồ GHI trung bình ngày lý thuyết tại khu vực 2
huyện Đăk Glong, huyện Đăk Nông và huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm
Đồng là vùng có nguồn bức xạ mặt trời tốt, từ 4,9 đến 5,3


10

kWh/m2.ngày (Hình 2.5 Bản

đồ GHI trung bình ngày

lý thuyết khu vực

Hình 2.5 Bản đồ GHI trung bình ngày lý thuyết khu vực
Nhận xét: Qua các số liệu trên cho thấy nguồn năng lượng
mặt trời tại khu vực dự án là tốt, số giờ nắng trung bình năm tại khu
vực là cao so với cả nước, tổng xạ theo phương ngang tại khu vực
thuộc loại cao. Ngoài ra điều kiện thời tiết tại khu vực khá thuận lợi
do ít ảnh hưởng của mưa bão rất thích hợp cho việc xây dựng 1 nhà
máy điện mặt trời
2.3. THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TẠI HỒ THỦY ĐIỆN
ĐỒNG NAI 4
2.3.1. Lưới điện hạ thế và thông tin liên lạc:
Đã có sẵn điện sinh hoạt, cáp quang, internet.

2.3.2. Hệ thống lưới điện 22kV:
Hiện tại khu vực đã có lưới điện 22kV nối liền từ tỉnh Đăk
Nông với nhà máy thủy điện Đồng Nai 4.
Như vậy có thể sử dụng hệ thống điện mặt trời nổi trên mặt hồ
kết nối với lưới điện 22kV để phát cho các phụ tải địa phương, tự


11

dùng nhà máy Đồng Nai 4 và phụ tải 22kV phía Đăk Nông tuy nhiên
công suất sẽ không được lớn do phụ tải tại khu vực nhỏ và đường
dây mạch đơn dẫn ra trạm 22kV Đăk Nông sử dụng dây ACSR95
nên công suất truyền tải cũng không được lớn.
2.3.3. Lưới điện 230kV
Tại gần khu vực dự định đặt trạm phân phối của dự án có 2 vị trí
có đường dây 230kV gần đó và cách trạm phân phối 500kV Đăk
Nông khoảng 10 km.
Để thực hiện nối lưới hệ thống điện mặt trời nổi trên hồ thủy điện
Đồng Nai 4 với hệ thống điện 230kV Quốc gia đạt hiệu quả cao nhất
ta chọn phương án đấu nối vào đường dây kép từ trạm 230kV Đồng
Nai 3 tới trạm 500kV Đăk Nông
2.4. KẾT LUẬN
Các điều kiện tại hồ thủy điện Đồng Nai 4 có khá nhiều điểm
thuận lợi cho việc thiết kế 1 hệ thống điện mặt trời đặt nổi trên mặt
hồ như
- Độ chênh mực nước thấp.
- Các số liệu khảo sát khí tượng thủy văn tại khu vực phù hợp với
điều kiện xây dựng và phát triển điện mặt trời
- Giao thông thuận lợi, đã có đường quốc lộ chạy qua và đường
vận hành nội bộ của khu vực đập tràn và cửa nhận nước.

- Điện sinh hoạt cũng như đường dây 22kV, 230kV sẵn có thuận
lợi cho công tác thi công .
- Khu vực ít dân cư sinh sống không phải giải tỏa, đền bù.
- An ninh tại khu vực tương đối tốt.
Như vậy khu vực hồ thủy điện Đồng Nai 4 rất phù hợp với việc
xây dựng một nhà máy điện mặt trời nổi nối lưới với công suất dự
kiến có thể lên đến hàng trăm MW


12

CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI
NỔI TRÊN HỒ ĐỒNG NAI 4
Để hoàn thành được dự án điện mặt trời nổi nối lưới cần phải
thực hiện các hạng mục công việc, tuy nhiên, trong phạm vi đề tài
này chỉ tập trung vào phần công nghệ mang tính đặc trưng của dự án
năng lượng mặt trời nổi như hệ thống phao nổi, Pin, Inverter và 1 số
sơ đồ kết nối tổng quan.
3.1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ PHẦN MỀM PVSYST
Phần mềm PVsyst được ra đời vào năm 1994, do hai tác giả đồng
sáng lập là ông André Mermoud và ông Michel Villoz.
Những tính năng của phần mềm PVsyst đối với việc thiết kế hệ
thống điện năng lượng mặt trời:
+ Có thể chọn vị trí lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời ở bất kỳ
vị trí nào trên toàn thế giới, với việc thống kê dữ liệu khí tượng từ
các nguồn uy tín, để phục vụ cho việc đánh giá trữ lượng năng lượng
mặt trời ở khu vực đó.
+ Chọn hệ thống pin quang điện, hệ thống biến tần, hệ thống dự
trữ, hệ thống dây điện, hệ thống máy bơm…với những số liệu cụ thể,

đánh giá khả năng của các hệ thống thông qua những vùng đặc tính
làm việc tối ưu của nó.
+ Tính toán các tổn thất trong hệ thống một cách chi tiết.
+ Đánh giá khả năng đáp ứng của hệ thống năng lượng mặt trời
đối với phụ tải.
+ Tính toán kinh tế của hệ thống năng lượng mặt trời từ đó kết
luận có nên thực hiện dự án hay không.
3.2. ĐỊNH VỊ ĐỊA ĐIỂM LẤY SỐ DỮ LIỆU KHÍ TƯỢNG
3.2.1. NHẬP SỐ LIỆU ĐẦU VÀO
Nhập các số liệu đầu vào cần thiết vào mục Meteo database


13

Hình 3.1 Giao nhập số liệu và kết quả của chương trình
3.2.2. Kết quả số liệu của chương trình
Sau khi nhập số liệu chương trình sẽ ra được bảng số liệu như Số
liệu khí tượng lấy từ phần mềm PVsyst

Hình 3.2 Số liệu khí tượng lấy từ phần mềm PVsyst
Nhận xét: Các dữ liệu khí tượng lấy từ phần mềm gần giống với dữ
liệu lấy từ các trạm thủy văn khi khảo sát tại CHƯƠNG 2
3.3. LỰA CHỌN, BỐ TRÍ CÁC TẤM PV
3.3.1. Góc nghiêng tấm Pin
Dự án nhà máy điện mặt trời nổi tại hồ thủy điện Đồng Nai 4
nằm ở vĩ độ 11,88o Bắc. Qua phân tích từ phần mềm PVsyst, góc
nghiêng tối ưu để đón lượng bức xạ cực đại là từ 12-20o, góc phương


14

vị hướng chính Nam (0o). Tác giả kiến nghị lựa chọn góc nghiêng
của tấm pin là 12o, góc phương vị hướng chính Nam.
3.3.2. Khoảng cách giữa các hàng

Hình 3.3 Khoảng cách lựa chọn giữa các hàng Pin
Với khoảng cách lựa chọn, hệ thống thỏa điều kiện không có bóng
che ( Khoảng cách lựa chọn giữa các hàng Pin) và tổn thất do bóng
che nội bộ là 1%. Ngoài ra khoảng cách lựa chọn cũng phù hợp để
vận hành bảo dưỡng.
3.3.3. Tính toán, lựa chọn số lượng tấm pin
Đối với hệ thống năng lượng mặt trời đầu ra thì hiệu suất toàn
hệ thống (công suất điểm đấu nối lên lưới /công suất đặt của hệ
thống pin quang điện) trong khoảng 75% đến 85%. Ta chọn hiệu suất
H = 85% .


15

 Để tạo ra được lượng công suất tương đương 40MWp cần
phải tạo ra được công suất DC của các tấm PV vào khoảng :
Pac 40
Pd =
=
=47,050 (MWP )
H 0,85
 Tính số module mắc song song và nối tiếp:
Với điện áp đầu vào DC của Inverter 1500V, chọn số lượng tấm
PV nối tiếp trong một chuỗi là 30 tấm.
- Số chuỗi pin song song tối đa vào một inverter:

Số chuỗi pin song song tối đa vào một inverter
𝑛𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔_𝑚𝑎𝑥 ≤

𝐼𝑚𝑝𝑝_𝑖𝑛𝑣𝑡
𝐼𝑚𝑝𝑝_𝑃𝑉

=

1635
8,74

= 187 (chuỗi)

3.3.4. Thiết kế, lựa chọn hệ thống giá đỡ và phao nổi
3.3.4.1. Giá đỡ các tấm pin trên cạn
Các thanh trụ thép , thanh chống xiên thanh dầm đỡ xà gồ và xà
gồ được liên kết với nhau bằng bu lông. Liên kết giã đới với cột bê
tông cốt thép bằng các bu lông
Các tấm pin mặt trời liên kết với xà gồ bằng bu lông vào
các vị trí đã định vị

Hình 3.4 Giá đỡ các tấm pin trên cạn.

Hình 3.5 Mặt bằng tổ hợp các tấm pin trên cạn


16

Trên thực tế kinh nghiệm sản xuất phao cho nhà máy điện mặt
trời nổi ở Việt Nam còn rất hạn chế, dẫn đến chi phí đầu tư cho công

nghệ dây chuyền sản xuất sẽ gặp nhiều khó khăn và tốn kém. Do
vậy, đề xuất lựa chọn loại phao đúc sẵn với công nghệ chế tạo đã
được áp dụng trên thế giới để tính toán tính hiệu quả của dự án. Mô
hình thiết kế kế hệ thống được mô tả như hình 3.6.
3.3.4.2. Phao và giá đỡ trên mặt hồ

Hình 3.6 Phao lắp ghép
3.3.4.3. Lựa chọn các tấm PV
Module năng lượng mặt trời-PV là thiết bị quan trọng nhất quyết
định hiệu suất của nhà máy điện năng lượng mặt trời - PV. Do đó,
việc lựa chọn một công nghệ module năng lượng mặt trời phù hợp,
lựa chọn đúng vị trí và hướng lắp đặt sẽ có tác động quyết định tới
sự thành công của dự án. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại
tuy nhiên qua tìm hiểu và tham khảo 1 số dự án khác tôi kiến nghị
chọn loại module JKM 330M-72 – A của hãng Jinkosolar.


17

Hình 3.7 Mặt bằng phao đỡ nổi tấm pin
Đi kèm với hệ thống phao là hệ thống neo giữ. Tùy thuộc vào địa
hình và địa chất thực tế để thiết kế hệ thống neo bờ hoặc neo thả đáy
cho phù hợp.
3.4. LỰA CHỌN INVERTER.
Inverter là một thiết bị điện tử công suất, có chức năng chuyển
đổi dòng điện một chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC nhờ các
linh kiện bán dẫn đóng cắt với tần số cao (FET, MOSFET, IGBT…).
Các inverter mới ngày nay có thể thực hiện nhiều chức năng khác
nhau: kết nối lưới trực tiếp, giám sát hoạt động của mảng pin mặt
trời để thu được công suất tối đa nhờ thuật toán dò tìm công suất cực

đại (MPPT), cung cấp các thiết bị đóng cắt và cách ly hệ thống với
các chức năng bảo vệ phù hợp với nhiều chế độ vận hành của hệ
thống điện.
Dự án điện mặt trời nổi trên hồ thủy điện Đồng Nai 4 có công
suất lắp đặt dự kiến khoảng 40MWac nối lưới nên đề xuất chọn loại
inverter trung tâm model Sunny Central 2500-EV của hãng SMA
thông số kỹ thuật chi tiết được trình bày tại bảng 4.2
3.5. LỰA CHỌN, ĐẤU NỐI CÁP DC:
Tiêu chí thiết kế hệ thống DC được xác định theo các yêu cầu sau khi
tham khảo các hướng dẫn của IFC:
- Sụt áp không quá 3% trên các mạch có chiều dài khác nhau
(từ chuỗi PV đến Inverter);
- Tổng tổn thất năng lượng trên cáp DC không quá 1%;


18

- Đầu nối với Inverter: các Inverter thường có đầu cốt đấu nối
cáp điện tối đa đến 400mm2;
Ngoài ra cáp được chọn cũng phải có tiết diện dây đáp ứng được
mật độ dòng điện cho phép theo tiêu chuẩn IEC 60439-1
Chiều dài các đoạn cáp được khảo sát theo kích thước các mảng
PV và vị trí thực tế của các thiết bị dự định đặt và đo tương đối từ
phần mềm Google earth.
3.6. NHẬP CÁC THÔNG SỐ HỆ THỐNG CHO PHẦN MỀM
3.6.1. Nhập cá thông số chính đầu vào
Qua các kết quả tính toán và lựa chọn các thiết bị như trên ta nhập
các thông số đầu vào của hệ thống cho phần mềm PVsyst như Giao
diện phần mềm sau khi nhập dữ liệu đầu vào

Hình 3.8 Giao diện phần mềm sau khi nhập dữ liệu đầu vào
3.6.2. Nhập các dữ liệu tổn thất
Nhập các giá trị tổn thất vào mục “Detailed losses” .


19

Hình 3.9 Giao diện nhập các giá trị tổn thất
Các giá trị nhập vào phần mềm được thể hiện tại Error!
Reference source not found.
3.7. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRONG PHẦN MỀM PVSYST
Sau khi chạy mô phỏng phần mềm PVsyst sẽ xuất ra 4 bản kết
quả mô phỏng
3.7.1. Các tham số mô phỏng
Bản kết quả này đưa ra các thông số đầu vào, thông số và số
lượng các tấm và chuỗi PV, thông số và số lượng các bộ inverter,
các loại tổn thất trong hệ thống, góc nghiêng và hướng của các
tấm PV…


20

Hình 3.10 Các tham số chính của hệ thống .


21

3.7.2. Các kết quả chính

Hình 3.11 Kết quả mô phỏng sản lượng dự án

3.7.3. Biểu đồ tổn thất trong cả năm


22

Hình 3.12 Lược đồ tổn thất trong năm của dự án
3.8. KẾT NỐI THIẾT BỊ
Đầu ra các hộp gom dây sẽ được kéo về các trạm inverter bằng
cáp đồng nhiều lõi bọc cách diện 2x50mm2, mỗi bộ inverter sẽ được
nối với 15 hộp gom dây. Trạm A và B mỗi trạm có 13 bộ inverter,
trạm C có 14 bộ inverter.
Mỗi trạm inverter dự định sẽ được đặt 5 đến 6 máy biến thế tăng
áp 0.55/22kV công suất 6MVA,. Như vậy phía AC của 2 bộ inverter
sẽ được nối đến phía hạ thế của 1 máy biến áp.
Phía cao thế của máy biến áp được nối với thanh cái chung của
từng trạm sau đó nối với đường dây 22kV từ đường dây này sẽ được
kéo về trạ phân phối 230kV đưa vào 1 thanh cái sau đó nối với phần
hạ thế của 1 máy biến áp 22/230kV, 63MVA.


23

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
 Sau một thời gian tìm tòi, học hỏi và nghiên cứu, vận dụng
các kiến thức chuyên ngành và tìm hiểu kiến thức bên ngoài cũng
như các dự án tương tự luận văn đã được hoàn thành. Trong đó bao
gồm tổng quan về năng lượng mặt trời, tìm hiểu các hệ thống điện
năng lượng mặt trời và phân tích, đánh giá để đưa ra phương án thiết
kế hợp lý, và đặc biệt là đã sử dụng thành công phần mềm PVsyst để
thiết kế cho hệ thống máy phát điện mặt trời nổi trên mặt hồ thủy

điện Đồng Nai 4 phát lên lưới điện Quốc gia.
 Kiến nghị
Từ kết quả phân tích đã trình bày trong luận văn, kiến nghị Dự án
điện mặt trời trên mặt hồ thủy điện Đồng Nai 4 cần được sớm tiếp
tục nghiên cứu để thực hiện và có thể phát triển thêm cũng như tiềm
năng kinh tế trên cơ sở giá điện đã được chính phủ quy định, đây là
một hướng đi tích cực trong việc phát triển năng lượng tái tạo, góp
phần giảm phát thải khí C02, giảm thiểu tác động đến môi trường,
đất đai vốn khá phức tạp trong thực tiễn hiện nay. Ngoài ra còn có
thể áp dụng để phát triển các dự án tương tự trên mặt hồ thủy điện,
thủy lợi đang có nhiều tiềm năng ở nước ta.