Nhóm nghiên cứu của Trung tâm Phân tích, kiểm nghiệm và dịch vụ KHCN Hòa Bình vừa tiếp nhận công nghệ và triển khai thành công Dự án “Ứng dụng năng lượng mặt trời phối hợp động cơ diezel để cấp điện cho vùng đặc biệt khó khăn tỉnh Hòa Bình”.

Giải pháp tiết kiệm năng lượng

Năng lượng mặt trời có những ưu điểm như: sạch, chi phí nhiên liệu và bảo dưỡng thấp, an toàn cho người sử dụng… Vì thế, đây được coi là nguồn năng lượng quý giá, có thể thay thế những dạng năng lượng cũ đang ngày càng cạn kiệt. Tận dụng những ưu điểm này, nhóm nghiên cứu của Trung tâm Phân tích, kiểm nghiệm và dịch vụ KHCN Hòa Bình đã tiếp nhận công nghệ chuyển giao của Viện Khoa học năng lượng – Viện KH - CN Việt Nam nhằm triển khai Dự án “Ứng dụng năng lượng mặt trời phối hợp động cơ diezel để cấp điện cho vùng đặc biệt khó khăn tỉnh Hòa Bình”.

Quan nghiên cứu, khảo sát cho thấy Hòa Bình có nguồn năng lượng gió yếu; nguồn thủy năng tuy phong phú nhưng các nguồn có khả năng cho phát điện gần các điểm dân cư đã được khai thác. Chăn nuôi gia súc còn ở mức độ nhỏ, chưa tập trung nên vấn đề sử dụng khí sinh học để phát điện chưa đặt ra. Trong số các nguồn năng lượng sạch nói trên, nguồn năng lượng mặt trời ở Hòa Bình là khá lớn. Theo thống kê của Trung tâm Khí tượng thủy văn Hòa Bình, số giờ nắng trung bình trong năm của Hòa Bình vào khoảng 1.545 giờ. Đây là con số tương đối cao đối với số giờ nắng trung bình của các địa phương trên cả nước, do đó việc sử dụng năng lượng mặt trời phát điện là giải pháp khả thi để cấp điện cho đồng bào vùng sâu, vùng xa đặc biệt khó khăn của tỉnh Hòa Bình.

Với mục tiêu xây dựng mô hình cung cấp điện độc lập sử dụng pin mặt trời phối hợp nguồn diezel cấp điện cho cụm dân cư vùng đặc biệt khó khăn, dự án được triển khai thực hiện tại xóm Mừng, xã Xuân Phong, huyện Cao Phong, Hòa Bình. Đây là một xóm đặc biệt khó khăn của tỉnh, cách trung tâm xã 10km, trên vùng núi cao 800m so với mực nước biển, đường giao thông đi lại rất khó khăn.

Dự án đã xây dựng mô hình gồm 2 trạm độc lập, điều khiển tự động (mỗi trạm gồm pin mặt trời phối hợp nguồn diezel) cung cấp cho 2 cụm dân cư: trạm 1 cấp điện cho 30 hộ dân và 1 nhà văn hóa, 1 nhà trẻ; trạm 2 cấp điện cho 11 hộ dân. Tổng số phụ tải là 43, mỗi phụ tải được sử dụng 2 bóng chiếu sáng 2x18W (Compax), thời gian sử dụng 4h/ngày.
Trên cơ sở khảo sát tại thực địa và các số liệu tính toán, Viện Khoa học năng lượng, cơ quan chủ trì dự án phê duyệt thiết kế trạm, lưới điện cung cấp cho các phụ tải sử dụng cáp đồng 3 pha: 3x2,5mm2 cho trục chính và cáp đồng 3 pha 3x1mm2 cho các nhánh rẽ vào hộ dân; mỗi phụ tải được cung cấp bằng 2 pha độc lập.

Công nghệ được chuyển giao đã xây dựng được 2 mô hình phát điện mặt trời có công suất: 8640 Wp, phối hợp nguồn diezel dự phòng có công suất 11,5kVA. Trạm điện vận hành hoàn toàn tự động, trên cơ sở đo lượng điện năng thu được trong ngày, phụ tải sử dụng thực tế và lượng dự trữ của ác quy để tính toán thời gian cấp điện. Khi dung lượng ác quy phóng đến giới hạn thiết bị cắt bớt phụ tải có chọn lọc ưu tiên cho phụ tải chiếu sáng.

Khả năng áp dụng nhân rộng

Theo số liệu điều tra của Sở Công thương Hòa Bình năm 2011, trên địa bàn tỉnh Hòa Bình hiện còn 77 xóm, bản chưa có điện và trong tương lai vẫn còn 31 xóm chưa có điện lưới quốc gia do điều kiện khó khăn về kinh phí, địa hình hiểm trở, đường giao thông đi lại khó khăn… Trên cơ sở thực hiện thành công của dự án là cơ sở để triển khai các dự án tiếp theo tại các vùng sâu, vùng xa trên địa bàn tỉnh.

KS Nguyễn Hữu Độ - Phó giám đốc Trung tâm Phân tích, kiểm nghiệm và dịch vụ KHCN Hòa Bình, chủ nhiệm dự án cho biết, sau khi mô hình đưa vào hoạt động từ tháng 9.2011 đến nay, mô hình hoạt động ổn định và cung cấp điện liên tục. Do đặc điểm hoạt động lao động của dân xóm Mừng ban ngày ít sử dụng điện, chỉ sử dụng cho sinh hoạt buổi tối và buổi sáng nên tiêu thụ điện không nhiều. Tổng điện năng tiêu thụ đối với trạm 1 khoảng 32% dung lượng dự trữ của ắc quy và 36% đối với trạm 2. Trong thực tế theo dõi 3 tháng hoạt động có những giai đoạn mưa liên tiếp 20 ngày nhưng không có ngày nào bị gián đoạn cung cấp điện. Thực tế ngày mưa cũng có lúc tạnh, nên ắc quy được nạp bổ sung, công suất pin mặt trời có dự trữ cao nên chỉ cần có nắng 2 - 3 giờ là hệ ác quy được nạp đầy.

Bên cạnh đó, các trạm điện mặt trời hoạt động thông qua bộ hẹn giờ, cán bộ quản lý, vận hành trạm điện linh hoạt thông qua bật tắt từ xa và quan sát hoạt động trạm điện không cần phải đến trạm.

Hoạt động của mô hình không ảnh hưởng đến môi trường do sử dụng công nghệ năng lượng mặt trời để phát điện, các thiết bị chính của mô hình như ắc quy được sử dụng loại chuyên dụng không cần bảo dưỡng, đối với máy phát diezel, đây chỉ là nguồn dự phòng nên rất ít khi sử dụng, máy phát điện sử dụng của dự án có thông số kỹ thuật đạt tiêu chuẩn về tiếng ồn và khí thải phù hợp với tiêu chuẩn…

Cũng theo KS Nguyễn Hữu Độ, việc triển khai, thực hiện dự án sẽ là mô hình mẫu về sử dụng năng lượng mặt trời phối hợp nguồn diezel cấp điện cho cụm dân cư bằng lưới phân phối 220V về thiết kế, quản lý và vận hành. Vì hiện nay hầu hết các mô hình cấp điện bằng năng lượng mặt trời triển khai trong cả nước chỉ cấp điện cho các phụ tải công cộng, các dự án cấp điện cho nhà dân thường sử dụng các modul nhỏ, đặt phân tán, ở nhiều nơi trình độ dân trí còn thấp nên trong quá trình sử dụng không am hiểu và tuân thủ các quy trình kỹ thuật dẫn đến tuổi thọ của hệ thống không cao, gây nhiều lãng phí.