Đột phá với tấm pin năng lượng mặt trời làm từ vật liệu không ngờ

Lắp điện mặt trời hộ gia đình thế nào cho tối ưu

Việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời hộ gia đình cần chọn công suất theo nhu cầu, tính toán tỷ lệ phù hợp khi kết hợp điện lưới.

Trên một số diễn đàn, nhiều người chia sẻ dự định đầu tư hệ thống điện năng lượng mặt trời để thắp sáng và sử dụng cho các thiết bị gia dụng trong gia đình như TV, tủ lạnh, máy giặt... Băn khoăn phổ biến của họ khi bắt đầu là liệu khu vực của mình có đủ giờ nắng hay không, lắp đặt công suất thế nào cho tiết kiệm nhưng vẫn đạt hiệu quả sử dụng cao nhất.

Giai đoạn lắp đặt

Ông Phan Tuấn (Quảng Trị) đang cân nhắc xây hệ thống điện mặt trời cho mục đích thắp sáng và một số nhu cầu khác trong gia đình. Tuy nhiên, ông phân vân có nên triển khai ngay hay đợi sang mùa hè. Theo các chuyên gia, người dùng có thể xây dựng hệ thống điện mặt trời bất cứ khi nào, kể cả giai đoạn này.

Ông Việt Dũng, kỹ thuật viên tại một công ty chuyên về năng lượng tái tạo ở Dak Lak, nói: "Thực tế với kỹ thuật hiện tại, việc xây dựng vào mùa nào không còn đáng lưu tâm. Thay vào đó, chất lượng công trình phụ thuộc vào nhà thầu, như linh kiện sử dụng, tay nghề lắp đặt của thợ, cũng như các tính toán về tối ưu hóa việc nhận bức xạ mặt trời".

Ông Ngô Thu, có hơn 5 năm kinh nghiệm về thực hiện các dự án điện mặt trời tại TP HCM, cũng cho biết việc thực hiện vào giai đoạn này có một số lợi ích nhất định. Do là mùa thấp điểm về nhu cầu xây dựng, người dùng có nhiều lựa chọn về thiết bị, hệ thống, nhà thầu, mức giá... cũng như có thêm thời gian kiểm thử độ bền của công trình.

Khu vực thích hợp

Theo các chuyên gia, do đặc thù ở vùng xích đạo, Việt Nam có lượng bức xạ lớn và ổn định cho phát triển năng lượng mặt trời. Trong đó, khu vực miền Trung và miền Nam được đán.h giá cao hơn do có số giờ nắng đỉnh và lượng bức xạ nhiệt cao hơn.

Số liệu trên website PVGIS thuộc Ủy ban châu Âu cho thấy Việt Nam có chỉ số bức xạ mặt trời trung bình đạt 3,5 kWh/m2/ngày, phù hợp lắp đặt điện mặt trời. Bên cạnh đó, một bản đồ nhiệt khác từ Cục Năng lượng Tây Ban Nha (Bộ phận Năng lượng Tái tạo - CIEMAT) thực hiện phối hợp với Bộ Công Thương Việt Nam cũng được một số đơn vị lắp đặt áp dụng thời gian qua. Bản đồ này được xây dựng vào năm 2015.

Chỉ số bức xạ mặt trời tại các vùng miền trên cả nước. Nguồn: CIEMAT

Với chỉ số trên, tất cả các vị trí tại Việt Nam đều có thể lắp đặt điện năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, khu vực Tây Bắc, Nam Trung Bộ và miền Nam tốt hơn do có chỉ số bức xạ cao hơn, lần lượt là từ 3,5 kWh/m2/ngày, 4 kWh/m2/ngày và 3,8 kWh/m2/ngày. Trong khi đó, vùng Đông Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ chỉ đạt từ 2,10 kWh/m2/ngày.

"Lượng bức xạ mặt trời vào mùa hè và mùa thu tại miền Bắc tương đương khu vực miền Nam, nhưng vào mùa đông và mùa xuân còn khoảng 40-60%", ông Ngô Thu nói. "Tuy không cao bằng miền Trung và miền Nam, việc xây dựng điện mặt trời tại miền Bắc vẫn đạt hiệu quả". Tuy nhiên, ông lưu ý bản đồ chỉ để tham khảo và việc lắp đặt cần dựa vào tình hình thực tế và có chuyên gia đo đạc cụ thể tại địa phương.

Công suất lắp đặt

Ông Nguyễn Hiệp, Giám đốc công ty Cổ phần Đầu tư và Xây dựng điện Miền Trung, các mức công suất 1 kWp, 3 kWp, 5 kWp và 10 kWp được đán.h giá phù hợp nếu nhu cầu chỉ để sử dụng, không bán điện hoặc chỉ bán một phần điện cho nhà nước.

Theo ông, người dùng nên chọn mức 1-3 kWp nếu chỉ để thắp sáng và sử dụng cho một số thiết bị không thường xuyên như điều hòa, TV hoặc kết hợp với điện lưới trong một số tình huống cụ thể. Hiện mức này có chi phí 20-30 triệu đồng cho một hệ thống gồm tấm pin, biến tần, bộ điều khiển sạc và ắc-quy lưu trữ.

Các hệ thống 5-10 kWp phục vụ cho nhu cầu dùng điện nhiều hơn, phù hợp với gia đình có hóa đơn tiề.n điện trên 2 triệu đồng mỗi tháng. Chi phí cho hệ thống từ 50 triệu đồng tới 150 triệu đồng.

Chuyên gia lưu ý, nếu dùng điện vào ban ngày nhiều hơn, người dùng có thể sử dụng mô hình điện mặt trời hòa lưới, không cần ắc-quy và tiết kiệm 1/3 chi phí kể trên. "Việc bảo trì cũng đơn giản, do không cần thay ắc-quy định kỳ", ông Hiệp nói. "Tuy nhiên, hệ thống chỉ thay thế điện lưới vào ban ngày, không hữu dụng vào ban đêm hoặc trong trường hợp gặp sự cố điện lưới".

Vị trí lắp đặt

Thông thường, mái nhà hoặc sân thượng được chọn vì ở vị trí cao, nhận được lượng bức xạ nhiệt mặt trời lớn. Bên cạnh đó, người dùng có thể chọn khu vực thoáng, ít bị bóng cây che khuất để lắp giàn chứa pin năng lượng mặt trời.

Hệ thống pin điện mặt trời của mộ hộ gia đình ở Dak Lak.

Theo SolarReviews, đối với các quốc gia ở Bắc bán cầu, nên nghiêng pin về hướng Nam, trong khi khu vực Nam bán cầu là hướng Bắc. Góc nghiêng tối ưu đối với các tấm pin bằng vĩ độ tại vị trí nơi đặt tấm pin. Chẳng hạn, TP HCM ở vĩ độ 10 độ, hướng sẽ là hướng Nam và nghiêng 10 độ.

Ngoài ra, do Việt Nam nằm trong khu vực thường xuyên có gió lớn, mưa bão, khi lắp đặt cần sử dụng hệ thống giá đỡ chắc chắn. Người dùng có thể chọn loại inox hoặc nhôm anodize không bị ăn mòn nhiều khi sử dụng lâu dài.

Chọn thiết bị, đơn vị thi công uy tín

Theo ông Lê Nho Thông, Phó Giám đốc kinh doanh Công nghệ năng lượng số của Huawei Việt Nam, việc chọn thiết bị hoặc đơn vị thi công uy tín giúp hệ thống vận hành lâu dài, đồng thời được hỗ trợ tối đa trong trường hợp gặp sự cố.

Về bộ lưu trữ, loại dùng pin lithium-ion đang trở thành xu hướng do ưu điểm về tuổ.i thọ, chu sạc xả cao, tỷ trọng lưu trữ năng lượng cao, an toàn và ít tác động môi trường hơn so với các dạng khác. Tuy nhiên, chi phí cho pin này vẫn còn cao.

Với tấm pin mặt trời, hiện có 2 loại là đơn tinh thể (mono) và đa tinh thể (poly). Theo ông Hiệp, các vùng miền núi nên chọn loại mono, vượt trội ở hiệu suất tối ưu và phù hợp với vùng có bức xạ mặt trời yếu. Ngược lại, nếu ở khu vực rộng rãi, nhiều nắng, người dùng có thể sử dụng pin poly vì giá "mềm" hơn.

Về biến tần Inverter, ông Thông cho rằng thiết bị cần đảm bảo độ an toàn cao, nhất là tính năng phát hiện lỗi phóng điện hồ quang DC - nguyên nhân gây cháy trong hệ thống điện mặt trời.

Bảo trì hệ thống điện mặt trời

Ông Nguyễn Hiệp đán.h giá, bảo trì là công đoạn cần thiết nhằm giúp hệ thống vận hành tối ưu. Người dùng cần kiểm tra bụi bám, cây cối che hoặc lá cây, rác nằm trên bề mặt pin khoảng mỗi tháng một lần. Mỗi năm, tối thiểu 4 lần nên vệ sinh tấm pin để giữ cho bề mặt luôn sạch.

Bên cạnh đó, người dùng có thể theo dõi bằng mắt thường hệ thống giá đỡ pin, khung viền pin, dây dẫn, hộp đấu dây, tủ điện... còn trong tình trạng tốt không. Trước mùa mưa bão, người dùng cần gia cố tấm pin năng lượng mặt trời và khung giàn để tránh những sự cố ngoài ý muốn.