Phát triển Điện mặt trời mái nhà cần đảm bảo an toàn với vận hành hệ thống điện

Điện mặt trời mái nhà đang chiếm tỷ trọng lớn

Theo thông tin từ Cục Điều tiết Điện lực (Bộ Công Thương), tính đến thời điểm hiện tại, công suất đặt của ĐMTMN ở Việt Nam xấp xỉ là 7660MWAC, chiếm xấp xỉ 9% tổng công suất đặt và chiếm gần 4% sản lượng điện và chiếm tỷ trọng đáng kể trong hệ thống điện quốc gia. Xét về công suất lắp đặt, nguồn ĐMTMN có tỉ trọng cao hơn nhiều loại hình nguồn điện năng lượng tái tạo khác như điện gió, điện sinh khối. Thậm chí công suất lắp đặt của ĐMTMN còn vượt qua công suất Thủy điện nhỏ và Tua-bin khí là những loại nguồn điện đã từng chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu nguồn điện của Việt Nam trước đây.

Phát triển ĐMTMN cần đảm bảo an toàn với vận hành hệ thống điện.

Trong những thời điểm tiềm năng bức xạ tăng cao, công suất ĐMTMN có nguy cơ vượt quá khả năng hấp thụ của lưới điện khu vực.

Việc phát triển ĐMTMN đáp ứng nhu cầu phát triển điện sạch, sử dụng được nguồn năng lượng tái tạo (mặt trời) mà Việt Nam có nhiều tiềm năng. Tuy nhiên, ĐMTMN có những đặc điểm riêng biệt, cần được lưu ý trong quá trình phát triển, đặc biệt là trong quá trình xây dựng các chính sách, chiến lược về năng lượng nói chung. Trong đó, ảnh hưởng của ĐMTMN đối với vận hành hệ thống điện là những vấn đề cần sự đánh giá sát sao, do nó trực tiếp ảnh hưởng đến việc vận hành an toàn của hệ thống điện.

Theo đánh giá của các chuyên gia, xét ở góc độ những nhà đầu tư ĐMTMN, hẳn nhiên là đều nhìn thấy những ưu điểm của ĐMTMN, trực tiếp nhất là chỉ đầu tư một lần mà sẽ giảm được chi phí mua điện hàng tháng từ Công ty điện lực, bên cạnh đó là việc đóng góp được vào mục tiêu phát triển xanh, góp phần bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, để việc cung cấp điện cho các hộ sử dụng điện có đầu tư ĐMTMN ổn định, thì phải tính đến hoạt động của ĐMTMN trong hoạt động chung của toàn hệ thống điện, do hệ thống điện quốc gia là hệ thống kết nối toàn quốc, được chỉ huy, điều độ, vận hành thống nhất trong phạm vi toàn quốc.

Đảm bảo an toàn với việc vận hành hệ thống điện

Với việc chiếm tỷ trọng lớn trong hệ thống điện quốc gia như hiện nay, theo các chuyên gia, ĐMTMN có những đặc điểm như tính bất định của nguồn ĐMTMN; tính phân tán của nguồn ĐMTMN; chi phí cân bằng công suất của hệ thống điện do ĐMTMN gây ra. Cụ thể, ĐMTMN là nguồn điện phụ thuộc vào bức xạ mặt trời, do đó chỉ có tác dụng vào những giờ có ánh nắng mặt trời. Vào ban đêm, hay vào những giờ có mây, mưa ban ngày, nguồn điện từ năng lượng mặt trời suy giảm về mức thấp hoặc về 0. Do đó, để ổn định nguồn cung cấp điện, sẽ phải đầu tư các nguồn lưu trữ phù hợp. Ở quy mô nhỏ là các bộ pin lưu trữ (hiện nay giá thành đang giảm nhưng vẫn còn khá cao). Ở quy mô lớn là các nguồn thủy điện tích năng hoặc phải huy động các nguồn điện truyền thống (thủy điện, nhiệt điện than, tuabin khí) điều chỉnh tăng giảm theo độ khả dụng của nguồn điện mặt trời.

Đối với các hộ gia đình, công xưởng đã đầu tư ĐMTMN thì sẽ thấy tính bất định của ĐMTMN thể hiện rất rõ. Vào những ngày âm u, mưa gió, công suất ĐMTMN giảm hẳn và phải mua điện từ lưới điện. Vào buổi đêm khi nhu cầu sử dụng điện cao thì chắc chắn phải mua điện từ Công ty điện lực nếu như không có phương pháp dự trữ điện. Ngược lại, vào những thời điểm bức xạ mặt trời cao, các nguồn ĐMTMN sẽ phát được công suất cao, có lợi cho các chủ đầu tư ĐMTMN. Tuy vậy, nếu thời điểm này mà công suất sử dụng của toàn hệ thống thấp, sẽ dẫn tới dư thừa, phải cắt giảm công suất phát điện. Đơn vị điều độ hệ thống điện lúc này có hai lựa chọn: Hoặc cắt giảm công suất các nhà máy điện truyền thống, hoặc cắt giảm công suất các nguồn phát năng lượng tái tạo và lựa chọn phổ biến và tất yếu là phải cắt giảm nguồn năng lượng tái tạo…

Cũng theo đánh giá của các chuyên gia, nguồn ĐMTMN có tính phân tán ở quy mô nhỏ và rất nhỏ. Điều này có lợi vì nguồn điện sẽ ở sát với phụ tải. Lý tưởng nhất là nguồn điện này được sử dụng ngay tại phụ tải và không truyền ra hệ thống. Tuy vậy, với đặc điểm bất định của nguồn ĐMTMN đã nói ở trên, nếu không có hệ thống lưu trữ phù hợp, bản thân ĐMTMN không đủ khả năng cung cấp cho nhu cầu sử dụng của hộ gia đình thông thường dù có đầu tư với công suất bao nhiêu đi chăng nữa. Một hộ gia đình thông thường sẽ có nhu cầu sử dụng điện cả ngày và đêm. Trong đó vào thời điểm ban đêm, khi mặt trời lặn, nhu cầu sử dụng điện cho sinh hoạt lại càng lớn. Trong điều kiện khí hậu ngày càng khắc nghiệt, kể cả thời gian nắng nóng của mùa hè hay lạnh giá của mùa đông thì càng làm nhu cầu sử dụng điện ban đêm cao hơn.

Tính phân tán của ĐMTMN cũng có nhược điểm. Đó là khả năng thu thập dữ liệu, điều khiển phục vụ công tác vận hành hệ thống điện rất khó khăn. Như chúng ta đều biết, hệ thống điện quốc gia là hệ thống được điều độ, chỉ huy tập trung, từ những nguồn điện lớn như thủy điện Sơn La 2400MW cho đến nguồn ĐMTMN chỉ vài chục kWp thì đều được vận hành trong một hệ thống thống nhất. Mỗi một hành động, dù chỉ là bật tắt bóng đèn, cho đến khởi động thiết bị công nghiệp lớn… đều tác động đến cân bằng cung – cầu công suất điện. Để có thể cân bằng công suất hệ thống điện quốc gia, đơn vị điều độ phải có hệ thống thu thập dữ liệu công suất từ tất cả các nguồn điện.

Đối với ĐMTMN, điều này chỉ có thể thực hiện được với các nguồn ĐMTMN quy mô đủ lớn, như là các nguồn ĐMTMN tại các khu công nghiệp, công xưởng lớn. Còn đối với nguồn ĐMTMN quy mô nhỏ cấp hộ gia đình thì không thể thực hiện được.

Ở góc độ của cơ quan điều độ hệ thống điện và chủ đầu tư của các nhà máy điện truyền thống (thủy điện, nhiệt điện than, tuabin khí) thì sự phát triển của ĐMTMN lại mang đến nỗi lo lớn về chi phí chung của hệ thống. Chi phí này đến từ nhu cầu sẵn sàng của các nguồn điện truyền thống để đáp ứng tính bất định của các nguồn ĐMTMN. Đơn vị điều độ sẽ phải duy trì một lượng nguồn điện truyền thống vận hành ở trạng thái chờ hoặc công suất thấp liên tục trong các giờ có ĐMTMN. Do đó, phải trả chi phí cho các nguồn điện duy trì ở trạng thái này thay vì trả cho điện năng phát ra…

Từ những đặc điểm nêu trên của ĐMTMN dẫn đến việc phải có sự thận trọng trong quá trình phát triển ĐMTMN để có thể phát huy ưu điểm và giảm thiểu nhược điểm của ĐMTMN. Các nguồn ĐMTMN chỉ nên phát triển ở mức sẵn sàng tiêu thụ tại phụ tải. Nếu ồ ạt phát triển ở quy mô lớn sẽ ảnh hưởng lớn đến cân bằng cung – cầu của hệ thống điện, gây ra những phí tổn không cần thiết. Trong khi đó, ĐMTMN phát vào hệ thống không những không phù hợp với tiêu chí “tự sản – tự tiêu” mà còn gây phát sinh chi phí cho vận hành hệ thống điện như đã phân tích trên đây.