(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu, đề xuất giải pháp phát triển nguồn điện mặt trời tại huyện côn đảo, tỉnh bà rịa vũng tàu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

TRẦN HOÀNG GIANG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN
NGUỒN ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI HUYỆN CÔN ĐẢO,
TỈNH BÀ RỊA - VŨNG TÀU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC BỀN VỮNG

HÀ NỘI – 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

TRẦN HOÀNG GIANG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN
NGUỒN ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI HUYỆN CÔN ĐẢO,
TỈNH BÀ RỊA - VŨNG TÀU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC BỀN VỮNG

Chuyên ngành: KHOA HỌC BỀN VỮNG
Mã số: 8900201.03QTD

Người hướng dẫn khoa học: GS. TSKH. Trương Quang Học

HÀ NỘI - 2020

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu đưa ra trong luận văn này do cá nhân tôi
thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. TSKH. Trương Quang Học, không sao chép
bất kỳ kết quả cơng trình nghiên cứu của các tác giả khác.
Các thơng tin thứ cấp sử dụng trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng được trích dẫn
đầy đủ, trung thực và đúng qui cách.
Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn.

Tác giả

Trần Hoàng Giang

i


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo cùng toàn thể
Quý thầy cô Khoa Các khoa học liên ngành, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện
tốt nhất cho tôi được tham gia học tập, làm việc, nghiên cứu trong suốt thời gian học tập tại
Khoa.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và trân trọng nhất tới GS. TSKH. Trương Quang
Học - người thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực
hiện và hồn thành luận văn này.
Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn tới Lãnh đạo, đồng nghiệp tại Trung tâm Năng
lượng tái tạo - Viện Năng lượng - Bộ Công Thương, nơi tôi đang công tác hiện nay đã ủng
hộ và có những ý kiến đóng góp q báu giúp tơi hồn thành luận văn.
Tơi cũng muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến cán bộ Cơng ty điện lực huyện Cơn
Đảo đã nhiệt tình hướng dẫn, cung cấp thơng tin để tơi có thể hồn thành nghiên cứu của

mình.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã ln ở bên động viên, ủng hộ, chia
sẻ giúp tôi tập trung nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Do thời gian và kiến thức cịn hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi những thiếu
sót, vì vậy tơi rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của Q thầy, cơ để luận văn được
hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 14 tháng 03 năm 2019
Tác giả

Trần Hoàng Giang

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT...................................................................... v
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ vii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................... 5
1.1. Tổng quan tình hình phát triển và nghiên cứu năng lượng mặt trời trên thế giới ................ 5
1.1.1. Tổng quan phát triển năng lượng mặt trời trên thế giới ............................................... 5
1.1.2. Các nghiên cứu về năng lượng mặt trời trên thế giới ..................................................17
1.2. Thực trạng phát triển năng lượng mặt trời ở Việt Nam và các nghiên cứu về tiềm năng
năng lượng mặt trời hiện có ở Việt Nam .................................................................................18
1.3. Tổng quan khu vực nghiên cứu ........................................................................................21
1.3.1. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội tại khu vực nghiên cứu .........................................22
1.3.2. Mơ hình nhà máy điện mặt trời 36 kWp tại huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa - Vùng Tàu 24

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LÝ LUẬN, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU................................................................................................................................... 30
2.1. Cơ sở lý luận ...................................................................................................................30
2.1.1. Các khái niệm cơ bản ................................................................................................30
2.1.2. Cở sở lý luận của sử dung năng lượng mặt trời
2.1.3. Khung phân tích vấn đề nghiên cứu ...........................................................................32
2.2. Cách tiếp cận ...................................................................................................................33
2.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................................33
2.3.1. Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp số liệu .................................................33
2.3.2. Phương pháp phỏng vấn bằng bộ câu hỏi...................................................................34
2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu .........................................................................................34
2.3.4. Tiêu chí và các chỉ số đánh giá ..................................................................................34

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................. 37
3.1. Đánh giá tiềm năng bức xạ mặt trời tại huyện Côn Đảo ...................................................37
iii


3.2. Đánh giá hiện trạng cung cấp điện tại huyện Cơn Đảo .....................................................37
3.3. Phân tích các tác động của hệ thống kết hợp giữa nhà máy điện mặt trời và nhà máy điện
diesel. .....................................................................................................................................37
3.3.1. Phân tích khía cạnh sinh thái .....................................................................................38
3.3.2. Phân tích khía cạnh xã hội ........................................................................................38
3.3.3. Phân tích khía canh Kinh tế .......................................................................................40
3.4. Kết quả đánh giá theo bộ tiêu chí .....................................................................................44
3.4.1. Về khía cạnh sinh thái ...............................................................................................44
3.4.2. Về khía cạnh xã hội ...................................................................................................45
3.4.3. Về khía cạnh Kinh tế .................................................................................................45
3.5. Những khó khăn để phát triển nguồn điện mặt trời cho huyện Côn Đảo ...........................46

3.6. Đề xuất giải pháp phát triển nguồn điện mặt trời cho huyện Côn Đảo .............................48
3.6.1. Giải pháp về công suất lắp đặt nguồn điện mặt trời tại huyện Côn Đảo ......................48
3.6.2. Giải pháp về cơ chế chính sách của Chính phủ nhằm phát triển nguồn điện mặt trời
cho huyện Côn Đảo.............................................................................................................48
3.6.3. Giải pháp về hỗ trợ tài chính cho các dự án nguồn năng lượng mặt trời trên huyện đảo.
...........................................................................................................................................50
3.6.4. Giải pháp về phát triển nguồn nhân lực......................................................................50
3.6.5. Giải pháp nhằm tăng cường công tác thông tin tuyên truyền, nâng cao nhận thức của
người dân, cộng đồng về phát triển và sử dụng năng lượng .................................................51
3.6.6. Giải pháp về kỹ thuật, công nghệ. ..............................................................................51

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.................................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 55
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 57

iv


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TT
1

Chữ viết tắt
CENER

2

Nguyên nghĩa
Centro Nacional de Energías Renovables (Spain): Trung tâm năng

lượng tái tạo quốc gia (Tây Ban Nha)
Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y

CIEMAT

Tecnológicas: Trung tâm nghiên cứu năng lượng, môi trường và
công nghệ ( Tây Ban Nha)

3

4
5

FIT
GHI

IDEA

Feed-in-tarrifs: Giá bán điện sản xuất ra từ nguồn năng lượng thứ cấp
Global Horizontal Irradiation: Tổng lượng bức xạ theo phương
ngang toàn cầu
Institute for democracy and electoral assistant (Spain): Viện hỗ trợ
bầu cử và dân chủ ( Tây Ban Nha)

6

KH&CN

Khoa học và Công nghệ

7

LCOE

Leverlized cost of energy: chi phí sản xuất điện quy dẫn

8

LPG

Liquified Petroleum Gas: Khí hóa lỏng

9

NLMT

Năng lượng mặt trời

10

NLTT

Năng lượng tái tạo

11

PMT

Pin mặt trời

12

PV

Photovoltaic: pin quang điện

12

PPA

Power purchase agreement: Hợp đồng mua bán điện

13

UBND

Ủy ban nhân dân

14

WACC

Weight Average Cost of Capital: Chi phí sử dụng vốn

v


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 – Một số số liệu thống kê về phát triển NLTT hiện nay trên thế giới............................. 9

Bảng 1.2 - Các đặc tính của các loại pin mặt trời theo dạng công nghệ .......................................13
Bảng 2.1 - Tiêu chí và các chỉ số để đánh giá các cơng nghệ năng lượng....................................34
Bảng 2.2 - Các mức đánh giá với từng tiêu chí ...........................................................................36
Bảng 3.1 - Giá thành máy phát điện diesel của hang Kama.........................................................41
Bảng 3.2 - Giá tham khảo hệ thống điện mặt trời với công suất nhỏ ...........................................41
Bảng 3.3 - Bảng đánh giá theo bộ chỉ số tác động đối với 2 giải pháp cấp điện cho các hộ dân
huyện đảo ..................................................................................................................................44
Bảng 3.4 - Tổng hợp kết quả đánh giá tác động của các giải pháp cấp điện ................................46

vi


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1- Cơng suất lắp đặt PV mới và tích lũy tồn cầu tính đến hết năm 2017 ......................... 5
Hình 1.2- Cơng suất tăng thêm năm 2017 và top 10 .................................................................... 6
Hình 1.3 – Sơ đồ khối cơng nghệ điện mặt trời ứng dụng tại Việt Nam ......................................10
Hình 1.5 - Nhà máy điện mặt trời PV .........................................................................................14
Hình 1.5 - Bản đồ Tổng bức xạ trung bình ngày cho cường độ bức xạ ngang (GHI) tại Việt Nam
..................................................................................................................................................20
Hình 1.6 – Vị trí các nhà máy điện mặt trời tại Việt Nam tính đến 30/06/2019 ...........................21
Hình 1.7 - Bản đồ hành chính tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu ...............................................................22
Hình 1.8 - Bản đồ hành chính huyện Cơn Đảo, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu .....................................23
Hình 1.9 – Sơ đồ hệ thống điện mặt trời + Ắc quy + máy phát điện Diesel .................................25
Hình 1.10 – Bố trí tấm pin mặt trời tại nhà máy..........................................................................26
Hình 1.11 – Sơ đồ đấu dây .........................................................................................................29
Hình 2.1-Thơng lượng bức xạ của mặt trời và trái đất. ...............................................................31
Hình 2.2 - Khung phân tích vấn đề nghiên cứu ...........................................................................33

vii

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm qua, Việt Nam là một trong những nền kinh tế phát triển năng
động, với nhịp độ phát triển khá cao so với các nước trong khu vực và trên thế giới. Ngành
năng lượng đóng vai trị then chốt trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của đất
nước.
Hiện nay, tiềm năng khai thác nguồn thủy điện ở Việt Nam đã tới giới hạn. Theo
Quy hoạch phát triển Điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030 ( Quy hoạch
điện VII hiệu chỉnh) đã được phê duyệt, sau năm 2017 khơng cịn các dự án nhà máy thủy
điện, kể cả thủy điện nhỏ được xây dựng ngoại trừ một số dự án nhà máy thủy điện được
triển khai tại Lào và Campuchia. Từ năm 2019, Việt Nam phải phát triển 4 dự án nhà máy
thủy điện tích năng để đến năm 2030 đạt 5700 MW bù đắp vào công suất bị thiếu hụt.
Các dự án nhà máy điện chạy dầu khơng được khuyến khích do giá thành điện cao
trong khi các nhà máy điện chạy khí có nhiều khả năng bị chậm tiến độ và chưa có hướng
phát triển do hạn chế về nguồn cung.
Đối với các dự án nhà máy điện hạt nhân (Ninh Thuận I và Ninh Thuận II), Quốc
hội đã chính thức ban hành quyết định tạm dừng vào tháng 11/2016, để dồn nguồn lực xây
dựng các dự án trọng điểm quốc gia khác.
Các dự án nhà máy nhiệt điện than đang dần hạn chế phát triển do nguồn nhiên liệu
than đang dần cạn kiệt và giá thành có xu hướng tăng cao. Ngồi ra các tác động của việc
đốt than như ơ nhiễm khơng khí, ơ nhiễm nguồn nước, gây phát thải khí nhà kính, làm trầm
trọng hơn hiện tượng biến đổi khí hậu, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ con người...
Ngược lại với giá than, giá năng lượng mặt trời đang có xu hướng giảm. Việt Nam
được đánh giá có nguồn năng lượng mặt trời khá tốt với khoảng 2.000 – 2.600 giờ nắng và
cường độ bức xạ trung bình khoảng 4,5 kWh/m2/ngày đến 5,8 kWh/m2/ngày. Theo nhiều ý
kiến chuyên gia nhận xét rằng, bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên to lớn cho các tỉnh
miền Trung và miền Nam trong quá trình phát triển bền vững điện mặt trời.
Hướng đến việc xây dựng ngành công nghiệp điện mặt trời Việt Nam lên hàng đầu

khu vực và cạnh tranh với thế giới về công nghệ và sản lượng điện, Thủ tướng chính phủ
đã phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm
1


nhìn đến năm 2050 [1] nhằm đẩy mạnh việc phát triển NLTT nói chung, điện mặt trời nói
riêng.
Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến
năm 2050 đã vạch ra các mục tiêu cụ thể là khai thác hiệu quả điện mặt trời, đảm bảo an
ninh năng lượng quốc gia trong mọi tình hình và cùng với lưới điện quốc gia điện khí hóa
100% tồn bộ lãnh thổ Việt Nam vào năm 2020. Chính vì vậy, việc đầu tư xây dựng nhà
máy điện mặt trời sẽ từng bước nâng cao tỷ lệ tiếp cận nguồn điện mặt trời của người dân
các khu vực nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo: Đến năm 2020, hầu
hết số hộ dân có điện, đến năm 2030 hầu hết các hộ dân được tiếp cận các dịch vụ năng
lượng hiện đại, bền vững, tin cậy với giá bán điện và giá năng lượng hợp lý; góp phần thực
hiện các mục tiêu mơi trường bền vững và phát triển nền kinh tế xanh, tăng nguồn phát điện
tại chỗ, thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội cho các khu vực này. Các hoạt động xây dựng ở
khu vực dự án sẽ tạo cơ hội việc làm, phát triển giao thông tại chỗ, cải thiện cơ sở hạ tầng
cho cộng đồng dân cư của khu vực.
Huyện Côn Đảo là một quần đảo gồm 16 hịn đảo lớn nhỏ, nằm ở ngồi khơi bờ biển
Nam Bộ, thuộc tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Huyện Côn Đảo cách thành phố Vũng Tàu 185km,
cách thành phố Hồ Chí Minh 230km, nơi gần huyện Cơn Đảo nhất là thị xã Vĩnh Châu,
tỉnh Sóc Trăng, cách 74km. Huyện Cơn Đảo có trên 200km bờ biển, nằm sát đường hàng
hải quốc tế từ châu Âu sang châu Á, ở ngay giữa ngư trường lớn và rất gần khu vực dầu khí
của cả nước. Trên đất liền, huyện có khu di tích lịch sử vơ giá là “Nhà tù cách mạng Cơn
Đảo”. Bên cạnh đó, diện tích rừng trên huyện đảo có rất nhiều các loại gỗ và các lồi động
thực vật quý hiếm. Trong những năm gần đây, cơ cấu kinh tế của huyện Cơn Đảo có nhiều
chuyển biến tích cực, tăng tỷ trọng ngành dịch vụ - du lịch, và giảm dần tỷ trọng nông
nghiệp. Tuy nhiên, về mặt cung cấp điện, do vị trí địa lý của huyện cách rất xa đất liền,
không thể liên kết với lưới điện Quốc gia, do vậy, lưới điện trên địa bàn huyện là lưới điện

độc lập. Hiện nay, huyện Côn Đảo đang được cấp điện chủ yếu từ nguồn diesel của 2 nhà
máy điện (nhà máy điện Trung tâm và nhà máy điện An Hội) với tổng công suất thiết kế
8,56 MW. Ngồi ra, cịn có một trạm năng lượng mặt trời công suất lắp đặt 36 kWp khánh
thành năm 2015 và 1 trạm năng lượng mặt trời có cơng suất 100 kWp đưa vào hoạt động
cuối năm 2017.
2


Xuất phát từ những thực tế nêu trên, học viên đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đề
xuất giải pháp phát triển nguồn điện mặt trời tại huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa-Vũng
Tàu” nhằm đánh giá ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời tới sự phát triển của hệ thống
điện tại huyện Cơn Đảo, từ đó đưa ra các giải pháp phát triển nguồn điện mặt trời cho các
khu vực ngoài lưới điện quốc gia. Học viên lựa chọn đề tài nghiên cứu về năng lượng mặt
trời mà chưa chọn các dạng năng lượng tái tạo khác như năng lượng gió, năng lượng thủy
triều, sóng biển...cho huyện đảo bởi hiện tại, ngoài 2 nhà máy điện mặt trời 36kWp và
100kWp thì trên đảo chưa có một dự án nào về các dạng năng lượng tái tạo khác để có thể
nghiên cứu đánh giá được tính bền vững của các dạng năng lượng đó cho huyện Cơn đảo.
2. Mục tiêu nghiên cứu
-

Đánh giá được hiện trạng bức xạ mặt trời, sản lượng điện sản xuất của nhà máy.

-

Đánh giá ảnh hưởng của sự kết hợp hệ thống tới hệ thống lưới điện của huyện

-

Đề xuất các giải pháp thúc đẩy phát triển điện mặt trời cho huyện đảo, từ đó đưa ra

các giải pháp nhằm phát triển nguồn điện mặt trời cho các khu vực ngoài lưới.
3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là các giải pháp phát triển nguồn điện mặt trời
4. Câu hỏi nghiên cứu
-

Tiềm năng bức xạ mặt trời tại huyện Côn Đảo như thế nào ?

-

Tình hình cung cấp điện của nhà máy điện Diesel như thế nào ?

-

Ảnh hưởng của hệ thống kết hợp nhà máy điện mặt trời với nhà máy điện Diesel An

Hội tới hệ thống điện của huyện Côn Đảo ra sao ?
-

Liệu có thể đẩy mạnh việc xây dựng thêm các nhà máy điện mặt trời nối lưới vào

lưới điện độc lập trên đảo, đảm bảo tính khả thi về Kinh tế - Xã hội - Môi trường, nhằm
thay thế dần cho việc đang sử dụng điện Diesel trên đảo được không?
5. Giả thuyết nghiên cứu
-

Tiềm năng bức xạ mặt trời tại huyện Cơn Đảo rất tốt.

-

Tình hình cung cấp điện của nhà máy điện Diesel khơng hồn tồn đáp ứng được

nhu cầu của người dân trên đảo.
-

Hệ thống kết hợp giữa nhà máy điện mặt trời với nhà máy điện Diesel An Hội có

nhiều ảnh hưởng tích cực tới hệ thống điện của huyện, đặc biệt là về mặt tác động tới môi
3


trường.
-

Hồn tồn có thể đẩy mạnh việc xây dựng thêm các nhà máy điện mặt trời nối lưới

vào lưới điện độc lập trên đảo, tuy chưa thể thay thế hoàn toàn cho việc sử dụng điện Diesel
nhưng việc kết hợp giữa điện mặt trời và điện Diesel sẽ mang lại nhiều tác động tích cực
tới các khía cạnh Kinh tế - Xã hội - Môi trường.
6. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi không gian
Nghiên cứu được thực hiện tại huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.
- Phạm vi thời gian:
Nghiên cứu được tiến hành liên tục từ tháng 4 năm 2017 đến tháng 8 năm 2019. Các
số liệu về số giờ nắng, bức xạ mặt trời được tham khảo tại Niên giám thống kê năm 2018,
số liệu về sản lượng điện được cung cấp bởi công ty Điện lực huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa
- Vũng Tàu vào năm 2017.
7. Kết cấu luận văn
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

4


CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan tình hình phát triển và nghiên cứu năng lượng mặt trời trên thế giới
1.1.1. Tổng quan phát triển năng lượng mặt trời trên thế giới
1.1.1.1. Tình hình phát triển năng lượng mặt trời trên thế giới
Năm 2017 được coi là năm đáng ghi nhớ của điện mặt trời sử dụng công nghệ PV
khi mà tổng lượng công suất điện mặt trời PV đưa vào vận hành trong năm 2017 cao hơn
tất cả mọi loại hình nhiên liệu khác. Trong năm 2017, ít nhất 98 GW điện mặt trời PV đã
được bổ sung trên toàn thế giới - tương đương với việc lắp đặt hơn 40.000 tấm pin mặt trời
mỗi giờ, nâng tổng cơng suất PV tồn cầu đạt ít nhất 402 GW (chiếm khoảng 1,9% sản
lượng điện tồn cầu).

Hình 1.1- Cơng suất lắp đặt PV mới và tích lũy tồn cầu tính đến hết năm 2017
Nguồn: Renewable Status Report 2018, IRENA
Năm thứ năm liên tiếp, Châu Á đã vượt qua tất cả các thị trường khác, chiếm khoảng
75% lượng bổ sung công suất lắp đặt các nhà máy điện mặt trời trên toàn cầu. Năm thị
trường hàng đầu - Trung Quốc, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Ấn Độ và Thổ Nhĩ Kỳ chiếm khoảng
84% công suất bổ sung; những nước khác trong top 10 là Đức, Hàn Quốc, Úc, Anh và
Braxin. Đối với cơng suất tích luỹ, các nước hàng đầu là Trung Quốc, Hoa Kỳ , Nhật Bản,
Đức và, Ý và ở vị trí thứ 6 là Ấn Độ. Trong khi Trung Quốc tiếp tục thống trị cả việc sử
5

dụng và sản xuất PV, các thị trường mới nổi trên tất cả các châu lục đã bắt đầu đóng góp
đáng kể vào tăng trưởng tồn cầu. Tính tới cuối năm 2017, mọi châu lục đã lắp đặt tối thiểu
1 GW và ít nhất 29 quốc gia có 1 GW cơng suất hoặc nhiều hơn. Các nước có tỷ lệ công
suất PV trên đầu người cao nhất là Đức, Nhật, Ý, Bỉ và Úc.

Hình 1.2- Cơng suất lắp đặt tăng thêm năm 2017 và top 10
Nguồn: Renewable Status Report 2018, IRENA
Năm 2017, Trung Quốc đã vượt trên tất cả sự mong đợi, đưa thêm vào tới 53 GW điện
mặt trời PV, hơn cả lượng cơng suất lắp đặt tồn cầu năm 2015 (51 GW). Ngồi ra, điện từ
cơng nghệ PV cũng lần đầu tiên chiếm vị trí dẫn đầu trong các loại công nghệ sản xuất điện
được lắp đặt mới tại quốc gia này. Tới cuối 2017, tổng lượng công suất điện PV lắp đặt đã đạt
mức 131,1 GW, vượt xa mục tiêu tối thiểu là 105 GW vào năm 2020 do chính phủ nước này
đề ra cho việc phát triển điện mặt trời PV (mục tiêu đưa ra năm 2016).
Hoa Kỳ vẫn tiếp tục đứng ở vị trí thứ 2 dù cách rất xa Trung Quốc với 10,6 GW điện
mặt trời PV được lắp đặt mới. Tuy nhiên, trái ngược với các năm trước, trong năm 2017
điện mặt trời PV quy mơ thương mại cũng như hộ gia đình đều có xu hướng giảm với tỷ lệ
so với 2016 lần lượt là 40% và 16%.
Ấn Độ đã vươn lên trở thành quốc gia thứ ba có lượng cơng suất điện PV lắp đặt
6


trong năm 2017 và đứng thứ 6 trên toàn thế giới về tổng công suất điện mặt trời PV
(18,3GW). Điện từ công nghệ PV cũng đã lần đầu tiên vượt qua điện than trở thành loại
nguồn điện được lắp đặt mới nhiều nhất tại quốc gia này với 45% lượng công suất mới
trong năm 2017. Nhu cầu tăng cao của các dự án điện mặt trời quy mô lớn chủ yếu là do
giá thành công nghệ điện PV giảm quá nhanh và các chính sách hỗ trợ mạnh mẽ của chính
phủ nước này kể từ năm 2014. Các dự án quy mô lớn chiếm tới 91% tổng số công suất lắp
đặt mới tại Ấn Độ trong năm 2017.
Nhật Bản là quốc gia ở vị trí thứ 4 với 7 GW lắp đặt mới, nâng tổng công suất điện
mặt trời PV lên tới hơn 49GW. Nhu cầu đối với các dự án quy mơ lớn giảm trong năm 2017

vì sự cắt giảm giá hỗ trợ FITs từ phía chính phủ. Năm 2017, chính phủ Nhật đã chuyển
sang hình thức đấu thầu đối với các dự án có cơng suất từ 2 MW trở lên. Tuy nhiên, tỷ lệ
điện năng từ các nhà máy điện mặt trời PV vẫn tiếp tục tăng trong năm 2017. (chiếm 5,7%
so với 4,8% năm 2016 và 2,7% năm 2015).
Sự mở rộng thị trường chủ yếu là do sức cạnh tranh ngày càng tăng của PV, sự tăng
cao về nhu cầu điện năng tại các quốc gia đang phát triển cũng như nhu cầu điện tăng và
nâng cao nhận thức về tiềm năng PV của năng lượng mặt trời khi các nước tìm cách làm
giảm ơ nhiễm và giảm phát thải CO2. Ở nhiều thị trường mới nổi PV được coi là nguồn thu
nhập cạnh tranh về chi phí để tăng sản xuất điện và cung cấp năng lượng. Tuy nhiên, thị
trường ở hầu hết các địa điểm tiếp tục được điều khiển chủ yếu bằng các chính sách ưu đãi
của chính phủ.
Trong năm 2017, giá thành tấm pin PV tiếp tục giảm tuy nhiên với tốc độ chậm hơn
so với năm 2016, ước tính khoảng 6%, đưa mức giá pin PV trung bình trên tồn thế giới
xuống khoảng 0,39 USD/Wp. Chi phí vốn thấp hơn và sự cải thiện hiệu suất thiết bị và
công suất vẫn đang tiếp tục giúp giảm chi phí sản xuất điện mặt trời PV trong năm 2017.
Dựa trên một số dự án hồn thành trong năm 2017, chi phí sản xuất điện quy dẫn (LCOE)
của điện mặt trời PV của các nhà máy quy mơ cơng suất lớn ước tính khoảng dưới 100
USD/MWh, thấp hơn tới 73% so với năm 2010. Và ở mức chi phí này, điện mặt trời PV có
thể cạnh tranh đối với các nguồn năng lượng hóa thạch khác mà không cần tới những hỗ
trợ về tài chính nào.
Hiện nay các quốc gia trên thế giới ngày càng sử dụng công cụ đấu thầu để nâng cao
7


sự cạnh tranh trong sản xuất năng lượng mặt trời của họ và công cụ đấu thầu mới được đưa
ra áp dụng vào năm 2016, với việc đấu thầu ở một số thị trường Argentina, Chilê, Ấn Độ,
Jordan, Ả-rập Xê-út, Nam Phi và UAE đều cho thấy mức giá chào thầu rất thấp đối với pin
mặt trời vào năm 2016 và đầu năm 2017. Năm 2017 cũng cho thấy, các hồ sơ trúng thầu
thấp nhất ở quốc gia Trung Quốc, Đan Mạch và Đức, và mức thấp mới cho châu Phi ở
Zambia. Tại Hoa Kỳ, giá PPA giảm đã làm cho năng lượng PV hấp dẫn hơn nhiều so với

khí thiên nhiên mới ở nhiều nơi.
Các hồ sơ dự thầu thấp do một phần dự đốn rằng ít nhất chi phí cơng nghệ sẽ tiếp
tục giảm, cũng như chi phí vốn (WACC) và chi phí hoạt động thấp ở một số địa phương.
Chi phí tài chính đóng vai trị quan trọng trong việc xác định chi phí dự án và phụ thuộc rất
nhiều vào rủi ro về hoạt động và quản lý. Tuy nhiên, những hồ sơ dự thầu thấp đã gây ra
nhiều tranh cãi về việc các dự án rẻ nhất sẽ có lợi nhuận khơng hay thậm chí có được xây
dựng khơng. Tuy nhiên cũng có lo ngại rằng giá thấp đe dọa chất lượng sản phẩm, do vậy
cần phải có các giải pháp hỗ trợ đi kèm nhằm đảm bảo chất lượng.
Giá thành sản xuất điện mặt trời cũng còn khác biệt rất nhiều giữa các nước và các
khu vực khác nhau do sự thay đổi về chi phí mềm (phi cơng nghệ) và chi phí vốn, cũng như
trong điều kiện thị trường và điều kiện về bức xạ mặt trời. Quy mơ dự án cũng có ảnh hưởng
đáng kể đến giá thành. Mặt trời PV trên mặt đất dạng phân tán vẫn đắt hơn mặt trời PV quy
mô lớn nhưng đã đi theo quỹ đạo giá tương ứng và cạnh tranh (hoặc rẻ hơn) với giá bán lẻ
ở nhiều nước.
1.1.1.2. Các chính sách vùng và quốc gia liên quan đến phát triển năng lượng mặt trời
Các quốc gia trên thế giới ngày càng ưa thích sử dụng hình thức đấu thầu để thu hút
các dự án điện mặt trời và mức giá bỏ thầu thấp kỷ lục mới lại được đặt lại vào năm 2016,
với mức bỏ thầu ở một số thị trường dưới 0,03 USD/kWh. Argentina, Chile, Ấn Độ, Jordan,
Ả-rập Xê-út, Nam Phi và UAE đều chứng kiến mức giá thầu rất thấp đối với công nghệ
điện mặt trời PV trong năm 2016 và đầu năm 2017. Tại một số quốc gia khác như Trung
Quốc (nội Mông), Đức và Đan Mạch cũng chứng kiến các nhà đầu tư thắng thầu với mức
giá thấp kỷ lục đối với từng quốc gia này.
Bên cạnh đó, nhiều quốc gia cũng thúc đẩy sự phát triển năng lượng tái tạo nói chung
và điện mặt trời nói riêng do ảnh hưởng của các cam kết giảm phát thải đã đưa ra tại hội
8


nghị COP – 21 về biến đổi khí hậu. Các quốc gia Châu Á cũng đã kích hoạt các mục tiêu
mới cho năng lượng tái tạo hoặc hiệu chỉnh các mục tiêu, kế hoạch hiện có. Kế hoạch 5
năm mới nhất của Trung Quốc là đưa tổng công suất điện từ nguồn tái tạo lên mức 680 GW

vào năm 2020, chiếm khoảng 27% tổng công suất phát điện của nước này. Những mục tiêu
về công suất lắp đặt cũng như tỷ lệ năng lượng tái tạo mới cũng được đưa ra tại Ấn Độ,
Malaysia, Hàn Quốc, Singapore, Đài Loan, Thái Lan và cả ở Việt Nam. Tại Châu Á, mức
giá hỗ trợ FITs cho điện mặt trời PV đã giảm tại một số quốc gia như: Trung Quốc (1319%); Nhật Bản (11%) và Pakistan (36%). Trong chiều ngược lại, Indonesia đã tăng mức
giá hỗ trợ FITs cho điện mặt trời PV lên hơn 70%.
Tham khảo số liệu từ nguồn REN 21 để thấy các quốc gia và vùng có chính sách
phát triển NLTT trong đó có năng lượng mặt trời.
Bảng 1.1 – Một số số liệu thống kê về phát triển NLTT hiện nay trên thế giới
Các chỉ số

1
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3

Đầu tư vào điện NLTT và nhỉên liệu sinh học
Điện NLTT
Tổng công suất (kể cả thủy điện)
Tổng công suất (không kể thủy điện)
Công suất thủy điện
Công suất điện sinh khối
Sản lượng điện sinh khối/năm

Công suất điện địa nhiệt
Công suất điện mặt trời, PV
Cơng suất nhiệt điện mặt trời, CSP
Cơng suất điện gió
Nhiệt NLTT
Thiết bị nước nóng NL mặt trời
NLTT cho Giao thơng vận tải
Sản lượng Ethanol/năm
Sản lượng điêzen sinh học/năm
Chính sách NLTT
Số nước có mục tiêu chính sách NLTT
Số Bang/Tỉnh/quốc gia có chính sách FIT
Số Bang/Tỉnh/quốc gia có chính sách RPS/quota
Số quốc gia có chinh sách thầu/đấu thầu cạnh
tranh cơng khai
Số quốc gia có chính sách nghĩa vụ NLTT
Số Bang/Tỉnh/quốc gia có chính sách nghĩa vụ

4
4.1
4.2
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6

Năm

2015
Tỷ USD 312,2

Đơn vị

TT

9

Năm
2016
241,6

GW
GW
GW
GW
TWh
GW
GW
GW
GW

1856
785
1071
106
464
13
228

4,7
433

2017
921
1096
112
504
13,5
303
4,8
487

GWth

435

456

Tỷ lít
Tỷ lít

98,3
30,1

98,6
30,8

173
110

100

176
110
100

16

34

21
66

21
68


TT

Đơn vị

Các chỉ số

Năm
2015

Năm
2016

đối với nhiên liệu sinh học

1.1.1.3. Công nghệ và xu hướng phát triển năng lượng mặt trời
i) ? Công nghệ điện mặt trời
Công nghệ điện mặt trời là công nghệ thu và chuyển đổi NLMT của các tấm PMT,
nó biến đổi trực tiếp NLMT thành điện năng (dòng một chiều DC). Nhờ các bộ biến tần
(Inverter) dòng điện DC được chuyển thành dòng xoay chiều AC. Dàn PMT gồm nhiều
tấm PMT ghép nối lại, có cơng suất từ vài chục oát đến vài chục me-ga-oat. Hiệu suất
chuyển đổi của hệ nguồn PMT khá thấp, trong khoảng từ 12% đến 20% đối với các hệ
thương mại. Tuy nhiên, bù lại, hệ nguồn này có cấu trúc đơn giản, hoạt động tin cậy và lâu
dài, công việc vận hành và bảo trì bảo dưỡng đơn giản và chi phí rất thấp.

Hình 1.3 – Sơ đồ khối cơng nghệ điện mặt trời ứng dụng tại Việt Nam
Để khai thác, sử dựng năng lượng mặt trời cần phải có các cơng nghệ phù hợp khác
nhau. Hiện nay, có 3 cơng nghệ đã được phát triển và thương mại hóa. Đó là:
(1)

Cơng nghệ quang điện hay điện mặt trời (ĐMT).

(2)

Công nghệ nhiệt điện mặt trời (NĐMT) và

(3)

Công nghệ nhiệt mặt trời (NMT);

Cả 3 dạng công nghệ đều phải dùng Bộ thu và chuyển đổi NLMT (gọi tắt là Bộ thu
- collectors). Các công nghệ khác nhau sử dụng các Bộ thu khác nhau và do đó cho các sản
phẩm năng lượng khác nhau. Thiết bị khai thác NLMT để tạo ra các sản phẩm năng lượng
thương mại (như điện hay nhiệt) gọi là thiết bị NLMT tương ứng như: thiết bị ĐMT, thiết
bị NĐMT và thiết bị NMT.

Trong thiết bị ĐMT, Bộ thu làm việc dựa trên nguyên lý của Hiệu ứng quang điện
(solar photovoltaic effect). Sản phẩm là điện năng dòng điện một chiều (Direct electric
Current, DC).
Trong thiết bị NĐMT, Bộ thu làm việc dựa trên nguyên lý Hiệu ứng Hội tụ ánh
10


sáng (solar concentrating effect). Sản phẩm là nguồn nhiệt năng có nhiệt độ rất cao, >
500°C.
Trong thiết bị NMT, Bộ thu làm việc dựa trên nguyên lý của Hiệu ứng nhà kính
(greenhouse effect). Sản phẩm là nguồn nhiệt năng có nhiệt độ thấp, < 300°C.
Phương thức sử dụng quan trọng nhất của năng lượng mặt trời hiện nay và trong
tương lai vẫn là sản xuất điện năng. Ở đây, hai loại công nghệ sản xuất điện mặt trời được
phát triển rộng rãi, đó là: Cơng nghệ hội tụ năng lượng mặt trời CSP (concentrated solar
power) và Công nghệ quang điện SPV (Solar Photovoltaic).
a. Công nghệ điện mặt trời SPV ( Solar Photovoltaic)
Trong Công nghệ quang điện, năng lượng ánh sáng mặt trời được chuyển thành dòng
điện, nhờ hiệu ứng quang điện, qua các tế bào quang điện hay các Pin mặt trời. Các tế bào
quang điện ghép lại thành tấm Pin mặt trời lớn. Các tấm pin lớn này ghép lại với nhau thành
mô đun hay mảng (array).
Ban đầu, các tấm Pin mặt trời được dùng cho vệ tinh nhân tạo hay tầu vũ trụ. Bây
giờ, trong công nghiệp điện năng, cơng dụng chính của các tấm Pin mặt trời là cấp điện vào
lưới điện chung nhờ bộ chuyển đổi từ dòng điện một chiều từ hệ thống pin mặt trời sang
điện xoay chiều.
Các thế hệ pin mặt trời
Thế hệ thứ I:
- Silic đơn tinh thể ( c-Si)
Thế hệ thứ II:
- Silic vơ định hình (a-Si)
- Silic đa tinh thể ( poly- Si)

- Cadmium telluride ( CdTe)
Thế hệ thứ III:
- Pin tinh thể nano (nanocrystal solar cell)
- Photoelectronchemical (PEC) cell
- Pin hữu cơ ( polymer solar cell)
- Dye sensitized solar cell ( DSSC)
Thế hệ thứ IV:
11


- Hydrid – inorganic crystals within a polymer matrix
Công nghệ điện mặt trời SPV phổ biến nhất hiện nay bao gồm:
a. Pin mặt trời tinh thể, thị phần khoảng 90%:
+ Pin năng lượng mặt trời đơn tinh thể hay còn gọi là Monocrystalline. Chúng được
cắt từ các thỏi silic hình trụ, các tấm đơn tinh thể này có các mặt trống ở góc nối các module.
Một tinh thể hay tinh thể đơn (module) sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Đó là quy
trình điều chế silic đơn tinh thể. Silic là một nguyên liệu quan trọng trong việc chế tạo các
vi mạch bán dẫn. Đơn tinh thể chế tạo phức tạp có hiệu suất tới cao nên chúng thường rất
đắt tiền.
+ Pin năng lượng mặt trời đa tinh thể hay còn gọi là polycrystalline. Loại Poly được
làm từ các thỏi đúc – đúc từ silic nung chảy, làm nguội và làm rắn. Các pin này thường rẻ
hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém hơn.
b. Pin mặt trời màng mỏng, thị phần khoảng 10%:
• Silicon vơ định hình (a-Si)
• Cadmium telluride (CdTe)
• Đồng indium gallium selenide (CIS / CIGS)
• Các tế bào quang điện hữu cơ (OPC),...
Trong Cơng nghệ quang điện, năng lượng ánh sáng mặt trời được chuyển thành
dòng điện, nhờ hiệu ứng quang điện, qua các tế bào quang điện hay các Pin mặt trời. Các
tế bào quang điện ghép lại thành tấm Pin mặt trời lớn. Các tấm pin lớn này ghép lại với

nhau thành mô đun hay mảng (array).
Ban đầu, các tấm Pin mặt trời được dùng cho vệ tinh nhân tạo hay tầu vũ trụ. Bây
giờ, trong công nghiệp điện năng, công dụng chính của các tấm Pin mặt trời là cấp điện vào
lưới điện chung nhờ bộ chuyển đổi từ dòng điện một chiều từ hệ thống pin mặt trời sang
điện xoay chiều.
Các thế hệ pin mặt trời
Thế hệ thứ I:
- Silic đơn tinh thể ( c-Si)
Thế hệ thứ II:
- Silic vô định hình (a-Si)
12


- Silic đa tinh thể ( poly- Si)
- Cadmium telluride ( CdTe)
Thế hệ thứ III:
- Pin tinh thể nano (nanocrystal solar cell)
- Photoelectronchemical (PEC) cell
- Pin hữu cơ ( polymer solar cell)
- Dye sensitized solar cell ( DSSC)
Thế hệ thứ IV:
- Hydrid – inorganic crystals within a polymer matrix
Công nghệ điện mặt trời SPV phổ biến nhất hiện nay bao gồm:
a. Pin mặt trời tinh thể, thị phần khoảng 90%:
+ Pin năng lượng mặt trời đơn tinh thể hay còn gọi là Monocrystalline. Chúng được
cắt từ các thỏi silic hình trụ, các tấm đơn tinh thể này có các mặt trống ở góc nối các module.
Một tinh thể hay tinh thể đơn (module) sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Đó là quy
trình điều chế silic đơn tinh thể. Silic là một nguyên liệu quan trọng trong việc chế tạo các
vi mạch bán dẫn. Đơn tinh thể chế tạo phức tạp có hiệu suất tới cao nên chúng thường rất
đắt tiền.

+ Pin năng lượng mặt trời đa tinh thể hay còn gọi là polycrystalline. Loại Poly được
làm từ các thỏi đúc – đúc từ silic nung chảy, làm nguội và làm rắn. Các pin này thường rẻ
hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém hơn.
b. Pin mặt trời màng mỏng, thị phần khoảng 10%:
• Silicon vơ định hình (a-Si)
• Cadmium telluride (CdTe)
• Đồng indium gallium selenide (CIS / CIGS)
• Các tế bào quang điện hữu cơ (OPC),...
Bảng 1.2 - Các đặc tính của các loại pin mặt trời theo dạng công nghệ
Loại PV
Đơn tinh thể

Ưu điểm
Hiệu suất cao nhất, hệ số sử
dụng đất thấp
Độ bền và tuổi thọ đã được
chứng minh
Không chất độc hại với môi
13

Nhược điểm
Khối lượng nặng hơn dạn
Màng mỏng
Chi phí đầu tư ban đầu cao
Quá trình sản xuất PV đơn


trường

Đa tinh thể

Màng mỏng

Đã được thương mại hóa từ
nhiều nhà cung cấp
Giá thành thấp hơn loại đơn
tinh thể
Đã được thương mại hóa từ
nhiều nhà cung cấp
Chi phí đầu tư ban đầu thấp
nhất
Nhẹ
Hoạt động tốt trong môi
trường nhiệt độ cao
Hoạt động tốt trong mơi tán
xạ cao

tinh thể (q trình
Czochralski) tạo ra một khối
thạch anh tinh khiết lớn. Việc
cắt mỏng bốn mặt của khối
thạch anh để tạo ra tấm Silic
đơn tinh thể sẽ hao phí một
khối lượng lớn thạch anh tinh
khiết
Yêu cầu cao hơn về việc làm
sạch tấm pin
Hiệu suất thấp hơn loại đơn
tinh thể
Hiệu suất thấp hơn, dẫn đến hệ

số sử dụng đất cao hơn
Vật liệu độc hại
Bề mặt kính dễ vỡ hơn
Số lượng nhà cung cấp sản
phẩm hạn chế hơn

Hình 1.4 - Nhà máy điện mặt trời PV
b. Công nghệ điện mặt trời CSP
Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời CSP (concentrated solar power) cịn gọi là
Cơng nghệ nhiệt năng mặt trời STE (Solar thermal energy). Trong công nghệ này sử dụng
một hệ thống nhiều tấm kính, gương phản chiếu và các hệ thống theo dõi nhằm tập trung
14


ánh sáng mặt trời trên một khu vực rộng lớn vào một diện tích nhỏ.
Trong diện tích này, nước hoặc chất lỏng đặc biệt khác chứa trong các bể chứa hay
ống dẫn được làm nóng lên đến nhiệt độ từ vài chục độ hay vài trăm độ tùy theo mục đích
sử dụng, như sưởi ấm bể bơi, cung cấp nước ấm cho các hộ gia đình, lưu trữ năng lượng
phịng khi khơng có mặt trời chiếu sáng hoặc tạo thành những dịng hơi nước mạnh làm
quay tc-bin để sản xuất điện trong các nhà máy điện.
Các nhà máy điện thương mại sử dụng công nghệ CSP được phát triển đầu tiên vào
những năm 1980. Đến nay có những nhà máy lớn như Ivanpah Solar Power Facility ở San
Bernardino County, California của Mỹ lớn nhất thế giới với công suất 392MW, Solar
Energy Generating Systems nằm ở sa mạc Mojave của California, Hoa Kỳ, với công suất
354 MW.
Số nhà máy điện mặt trời dùng cơng nghệ CSP có cơng suất từ 100MW trở lên đạt
con số 22 (đến năm 2014). Trong đó, nhà máy có cơng suất lớn nhất (392MW) Ivanpah
Solar Power Facility ở San Bernardino County, California (Hoa Kỳ).
1) Xu hướng phát triển điện mặt trời trên thế giới
Các chỉ số hiệu suất phản ánh cụ thể về nhu cầu ứng dụng PMT. Bất kỳ công nghệ

PV nào cũng được xác định là có khả năng thương mại bền vững khi đáp ứng những chỉ số
về hiệu suất này. Chỉ số hiệu suất gồm ba đặc tính liên quan đến cơng nghệ được chia sẻ
bởi hầu hết các công nghệ PV và có thể định hướng phát triển trong tương lai.
a. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao
(Theo % hoặc W/m2) – Sau khi cải tiến công nghệ, chúng ta luôn thấy sự cải thiện
không ngừng về hiệu suất. Việc tăng hiệu suất chuyển đổi quang năng thành điện năng
chắc chắn sẽ mang lại lợi ích trực tiếp cho hầu hết các dự án. Tuy nhiên, để có hiệu quả thì
cần có chiến lược đầu tư bền vững vào R&D, chi phí thiết bị và q trình sản xuất ngày
càng phức tạp. Do đó, hiệu suất tăng cao sẽ cần quá trình lâu dài trong nhiều năm chứ chắc
chắn khơng có bước nhảy vọt đột ngột
b. Sử dụng vật liệu thấp (g/m2 hsoặc g/W) – Mọi công nghệ luôn mong đợi xu hướng
sử dụng tiết kiệm vật liệu. Mỏng hơn, khung nhẹ hơn, các lớp hoạt tính có thể làm giảm
tiêu thụ vật liệu và chi phí, đồng thời tăng cơng suất và sự linh hoạt của tế bào. Ngoài ra,
các cơng nghệ PV địi hỏi các vật liệu hiếm nên không thể triển khai được quy mô lớn.
15


c. Sự phức tạp về sản xuất và chi phí cao
Chi phí thiết bị cho nhà máy PV cần vốn đầu tư ban đầu cao và đó chính là yếu tố
hạn chế rất lớn cho việc triển khai PV quy mơ lớn. Trong mọi trường hợp chi phí trang thiết
bị cần được giảm xuống. Đối với các yếu tố quan trọng là vật liệu làm tấm pin c-Si và công
nghệ thay thế thì phương pháp sản xuất hợp lý là đồng thời giảm chi phí và triển khai các
hoạt động sản xuất theo cơng nghệ và hình thức mới. Vì vậy, cả hai yếu tố trên cần được ưu
tiên trong nỗ lực nghiên cứu và phát triển. Ví dụ như pin mặt trời linh hoạt bằng các phương
pháp in chi phí thấp sử dụng CIGS, QD hoặc mực hữu cơ, dù hai loại sau này vẫn chưa được
chứng minh theo quy mơ. Những thách thức chính về kỹ thuật đối với các phương pháp này liên
quan đến độ tin cậy mơ đun, năng suất sản xuất và hiệu suất.
Khơng có công nghệ PV nào ngày nay nổi trội với cả ba đặc điểm kỹ thuật nêu trên.
So sánh về sự tiến bộ của công nghệ, hiệu quả chuyển đổi năng lượng, sử dụng vật liệu, và
công suất cụ thể của cơng nghệ PV ngày nay ta có một số nhận định chung:

(1) C-Si và màng mỏng thông thường là những công nghệ duy nhất được triển khai
ở quy mô lớn ngày nay.
(2) Hiệu suất ghi nhận cho các mô đun diện tích lớn thường thấp hơn so với các
nghiên cứu trong phịng thí nghiệm là vấn đề quan trọng.
(3) Các cơng nghệ PV mỏng sử dụng vật liệu ít c-Si hơn từ 10 đến 1000 lần, giảm trọng
lượng tế bào trên một đơn vị diện tích và tăng sản lượng điện trên một đơn vị trọng lượng.
Các công nghệ mới nổi được cải thiện nhanh hơn so với các công nghệ triển khai
trong giai đoạn đầu, tuy nhiên điều quan trọng và lâu dài cần lưu ý là lộ trình ra thị trường
và triển khai trên quy mô lớn.
Trong lịch sử phát triển công nghệ PV việc nghiên cứu phát triển vật liệu tấm pin là
một thành phần quan trọng. Các vật liệu hoạt tính mới đạt được các mục tiêu về chi phí và
hiệu suất, tuy nhiên khơng dễ tiếp cận bằng vật liệu hiện có. Sự phụ thuộc vào vật liệu dồi
dào của trái đất là một yếu tố quan trọng cho việc triển khai công nghệ ở quy mô lớn. Các
bộ hấp thụ siêu mỏng, ở nhiệt độ mơi trường làm việc có thể đồng thời giảm được chi phí
sản xuất và tạo ra các yếu tố linh hoạt và các ứng dụng mới. Việc thương mại hóa c-Si,
CdTe, và CIGS hiện nay đã được củng cố chủ yếu nhờ những khám phá trong lịch sử và
đang đà phát triển của ngành công nghiệp. Hiện nay những nghiên cứu nhằm khai thác và
16