Trong khi việc thiết kế cho đa số hệ thống PV hoà lưới khá đơn giản thì thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời có lưu trữ cho khách hàng dân dụng khó khăn và phức tạp hơn. Nhà thầu tư vấn thiết kế cần chia sẻ với khách hàng kiến thức kinh nghiệm về điện năng lượng mặt trời và hiểu rõ mục tiêu dự án, định hướng thiết kế và lựa chọn công nghệ.
Sau đây, công ty Alena xin chia sẻ một số kinh nghiệm thực tế trong thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời có lưu trữ cho khách hàng dân dụng hoặc thương mại.
Xác định mục tiêu của khách hàng
Hệ thống điện năng lượng mặt trời có lưu trữ cung cấp an toàn điện dự phòng, cho phép sử dụng năng lượng lưu trữ theo thời gian giúp quản lý được hoá đơn tiền điện và tăng khả năng tự tiêu thụ nguồn năng lượng mặt trời. Tuy nhiên cần hiểu rõ là hệ thống Inverter dùng lưu trữ không là công cụ lý tưởng cho tất cả mọi trường hợp ứng dụng.
Để có lựa chọn tối ưu bộ lưu trữ, công nghệ sử dụng và cấu hình hệ thống, nhà thiết kế cần xác định và tập trung vào mục tiêu dự án của khách hàng ngay từ bước đầu.
Một số khách hàng muốn thêm hệ thống lưu trữ để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện do đã có kinh nghiệm bị mất điện lưới kéo dài trong khi đang sử dụng các phụ tải yêu cầu an toàn cung cấp điện, hoặc chỉ đơn giản muốn tránh sự bất tiện khi mất điện lưới mặc dù trường hợp này hiếm khi xảy ra.
Khi cần điện dự phòng là chính, mục tiêu khách hàng là SỰ AN TÂM hơn là thời gian hoàn vốn đầu tư hệ thống ROI. Những khách hàng này có thể nhận ra giá trị của bộ lưu trữ năng lượng vào dịp mất điện lưới hiếm hoi, họ có thể sẵn sàng chấp nhận đầu tư hệ thống điện năng lượng mặt trời có lưu trữ lớn để có thể sử dụng phụ tải quan trọng trong thời gian mất điện dài.
Phổ biến hơn là các khách hàng quan tâm đến hệ thống điện năng lượng mặt trời có lưu trữ như một chiến lược đầu tư. Trong trường hợp này, tư vấn thiết kế cần phải xác định xem khách hàng đang có mục tiêu tối đa hóa tỷ suất lợi nhuận nội tại (IRR) hay tối thiểu chi phí hoá đơn tiền điện do đây là hai mục tiêu hoàn toàn khác nhau trong mục đích thiết kế. Với mục tiêu quản lý hoá đơn dùng điện theo thời gian, công suất lưu trữ lớn có xu hướng để tối đa hóa doanh thu khi sử dụng năng lượng chênh lệch giá trong khi đó lại làm giảm thiểu IRR do chi phí thiết bị cao. Việc giảm thiểu dung lượng lưu trữ có xu hướng để tối đa hóa IRR do chi phí thiết bị thấp nhưng lại giảm thiểu tiết kiệm chi phí tiền điện do không có đủ năng lượng cung cấp theo thời gian cần thiết.
Nắm bắt được thị trường
Tâm lý đa số khách hàng muốn có một hệ thống điện năng lượng mặt trời có lưu trữ vừa đáp ứng an toàn cung cấp năng lượng vừa có hiệu quả hoàn vốn đầu tư.
Mặc dù thị trường lưu trữ năng lượng đang mở rộng liên tục do các chính sách, biện pháp khuyến khích và tỷ lệ cấu trúc đầu tư cho phép khách hàng tiết kiệm tiền trong khi cải thiện độ tin cậy cung cấp điện, các dịch vụ tư vấn thiết kế đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định dự án khả thi và đáp ứng mong đợi của khách hàng. Điều này đòi hỏi một sự hiểu biết về tỷ lệ cấu trúc và kết nối hệ thống yêu cầu; chi phí vận hành và rủi ro tiềm năng thay đổi theo chính sách tác động vào thời gian hoàn vốn phân tích, chẳng hạn như dòng tiền (Cash Flow) hoặc chi phí tiết kiệm tiềm năng (Potential Saving), sự hiểu biết dao động điều kiện thị trường. Tất cả các yếu tố trên là điều cần thiết để xác định cuối cùng chi phí đầu tư ban đầu và chi phí liên tục theo thời gian.
Kinh nghiệm thực tế trong hoạt động kinh doanh hệ thống điện năng lượng mặt trời khi làm việc với đa số khách hàng lúc đầu quan tâm đến các hệ thống điện dự phòng là khả năng cuối cùng quyết định đầu tư lắp đặt hệ thống đơn giản tương tác với lưới điện sau khi xem xét các chi phí và lợi nhuận tài chính.
Tuy nhiên song song với việc suất đầu tư cho hệ thống lưu trữ giảm dần theo thời gian cùng lúc với các yêu cầu về chính sách sử dụng năng lượng mặt trời nối lưới có lưu trữ, các nhà cung cấp dịch vụ cũng cần phải thích ứng với các dự án thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống dựa yêu cầu của khách hàng
Xác định dung lượng hệ thống
Để xác định dung lượng lưu trữ và công suất inverter phù hợp, tư vấn thiết kế hệ thống cần thu thập đầy đủ thông tin về các phụ tải quan trọng, thời gian hoạt động yêu cầu và dự kiến tổng năng lượng điện do hệ thống PV sản xuất.
Cần thiết phải xây dựng sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện trong đó các phụ tải quan trọng bất kỳ phải được cung cấp bởi hệ thống lưu trữ trong trường hợp mất điện. Xếp hạng phụ tải quan trọng dựa trên công suất biến tần và dung lượng lưu trữ đáp ứng hệ số đồng thời phụ tải.
Cần lập một bảng danh sách tính toán công suất và thời gian hoạt động yêu cầu của tất cả phụ tải trong các ngày làm việc và ngày cuối tuần. Nếu hệ thống lưu trữ cung cấp cho tải không thuần trở lớn như động cơ, máy bơm nước hay bếp từ hồng ngoại… Tư vấn thiết kế cần phải biết sự đột biến xung điện áp (kV) và tỷ lệ công suất yêu cầu cung cấp khi khởi động cũng như các công suất phản kháng (Var) cần thiết để ổn định tải.
Để xác định dung lượng lưu trữ kWh, tư vấn thiết kế cần phải xác định thời gian dự kiến sử dụng lưu trữ, có thể là giờ hoặc ngày. Với hệ thống điện lưới thỉnh thoảng bị gián đoạn trong thời gian ngắn thì chỉ cần một bộ lưu trữ được thiết kế để hỗ trợ hoạt động trong vài giờ. Những hệ thống khách hàng muốn chuẩn bị để đối phó với thiên tai, chẳng hạn như một cơn bão hoặc trận lũ lụt, hoặc những khách hàng không muốn sử dụng nhiều điện lưới vừa thì có thể thiết kế một lưu trữ hỗ trợ sử dụng điện trong thời gian nhiều ngày. Tính toán dung lượng lưu trữ không chỉ dựa trên yêu cầu công suất phụ tải và thời gian sử dụng mà còn phải dựa trên lựa chọn công nghệ pin lưu trữ như độ xả sâu cho phép và tỷ lệ suy giảm theo thời gian.
Tư vấn thiết kế cần phải dựa vào số giờ tiêu chuẩn năng lượng mặt trời sản xuất khi tính toán dung lượng hệ thống lưu trữ. Số giờ tiêu chuẩn tính toán dựa vào các dữ liệu như thông số kỹ thuật của tấm PV, vị trí địa lý, góc nghiêng và góc phương vị lắp đặt.
- Tối đa hóa tiết kiệm
- Tối ưu hoá ROI
- Thiết kế hệ thống an toàn theo quy chuẩn
Nguồn: Anh Tung Tran – Green Power Club Team
