Hệ thống phao nổi cho dự án điện mặt trời đã được ứng dụng trong nhiều công trình

Thứ Năm, 10/12/2020, 11:08

Nhóm nghiên cứu của Ths. Nguyễn Hà An - Giám đốc Trung tâm Cơ điện thủy (Viện Nghiên cứu cơ khí Viện Nghiên cứu cơ khí) đã thiết kế và làm chủ công nghệ chế tạo hệ thống phao nổi, neo cho các dự án điện mặt trời nổi.

Điều này có ý nghĩa rất lớn khi trong các dự án điện mặt trời nổi, hệ thống phao nổi đỡ các tấm pin và hệ thống phụ trợ chiếm khoảng 40% giá trị thiết bị, mà Việt Nam chưa sản xuất được hệ thống phao nổi nên phải nhập khẩu từ nước ngoài.

Theo đánh giá của Hiệp hội năng lượng sạch, Việt Nam là một trong những nước có ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong bản đồ bức xạ mặt trời thế giới. Việt Nam sở hữu bờ biển dài, nhiều sông hồ, đặc biệt là hệ thống các hồ thủy điện đang vận hành, là những điều kiện hết sức thuận lợi cho việc triển khai các nhà máy điện mặt trời nổi. Đặc biệt, việc tác động ít tới quỹ đất đồng nghĩa với giảm được chi phí giải phóng mặt bằng để lắp đạt những tấm pin mặt trời.

Ưu điểm đáng kể nhất của điện mặt trời nổi là tiêu tốn ít nguồn tài nguyên đất quý giá, khi có khả năng khai thác không gian trống của các công trình sẵn có như đập thủy điện hồ xử lý nước thải, đồng thời, tiết kiệm được diện tích lắp đặt dàn pin mặt trời, giảm suất đầu tư và tăng hiệu suất phát điện do được hơi nước làm mát.

Hệ thống phao nổi cho dự án điện mặt trời.

Các nghiên cứu cũng cho thấy các cấu trúc pin mặt trời nổi góp phần giảm 70% lượng nước bốc hơi nhờ hạn chế lưu thông không khí và ánh nắng chiếu xuống mặt nước. Đó cũng là lợi thế quan trọng, vô cùng hữu ích ở những nơi thường xuyên xảy ra hạn hán. Hơn nữa, bóng râm che phủ giúp ngăn sự phát triển của tảo nở hoa gây ô nhiễm nguồn nước ngọt, từ đó hạn chế phát sinh chi phí cải tạo.

Các tấm pin mặt trời không phải được đặt trên mặt đất, mà đặt trên mặt nước nên sẽ cho hiệu suất cao hơn do nước bốc hơi làm mát. Tuy nhiên, do tấm pin đặt trên mặt nước nên đòi hỏi độ bền của vật liệu nổi và dao động của mực nước trên các hồ. Điều này đòi hỏi các nhà khoa học phải nghiên cứu sâu về vật liệu nổi, phương án kết bè nổi, phương án neo bè trong lòng hồ. Do phần lớn thiết bị nhập khẩu nên giá thành hệ thống điện mặt trời nổi rất đắt, gây khó khăn cho các nước đang phát triển có thể xây dựng hệ thống này.

Trước tình hình trên, các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Cơ khí đã chủ động nghiên cứu, làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo thành công hệ thống phao nổi, neo cho các dự án điện mặt trời nổi. Để phục vụ cho việc nghiên cứu, chế tạo, các đoàn kỹ sư chuyên ngành đã nghiên cứu, khảo sát các nhà máy điện mặt trời ở Trung Quốc, Malaysia, Hàn Quốc, Nhật Bản, Pháp, Đài Loan và tìm ra giải pháp phù hợp với điều kiện trong nước.

Việc tính toán, thiết kế các phao nổi gặp nhiều khó khăn do các tiêu chuẩn tính toán, thiết kế và thử nghiệm sản phẩm của Việt Nam chưa có. Nhất là các tính toán thiết kế phải đảm bảo độ bền sản phẩm đến 25 năm trong mọi điều kiện của thời tiết. Tuy nhiên, chủ động khắc phục khó khăn, các nhà khoa học của Viện đã thiết kế thành công hệ thống phao nổi đầu tiên của Việt Nam với dao động mực nước tại hồ thủy điện khá lớn, từ 4m đến 40m. Hệ thống phao nổi, neo do Viện thiết kế và chế tạo được neo giữ nhờ hệ thống cáp neo chuyên dụng, có thể thích nghi với mọi điều kiện thời tiết …

Các chuyên gia cho rằng, việc các nhà khoa học Việt Nam đã thiết kế, chế tạo và lắp đặt thành công hệ thống phao nổi đã ghi nhận bước phát triển mới của ngành khoa học và công nghệ trong nước. Kết quả này cũng có ý nghĩa rất lớn khi theo thống kê, cả nước đã có khoảng hơn 30 dự án điện mặt trời nổi được các nhà đầu tư trong và ngoài nước xúc tiến, lập dự án với công suất từ 20 - trên 300MW, tập trung chủ yếu ở miền Trung, Tây Nguyên và miền Nam, khi trong các dự án điện mặt trời nổi, hệ thống phao nổi đỡ các tấm pin và hệ thống phụ trợ chiếm tỷ trọng khoảng 40% giá trị thiết bị dự án.

Kết quả của dự án được khẳng định thêm khi Viện Nghiên cứu Cơ khí đã trúng thầu thực hiện công trình "Thiết kế, cung cấp lắp đặt và thử nghiệm hệ thống phao và neo" với công suất 47,5MW cho Dự án Nhà máy điện mặt trời Đa Mi. Công trình được đưa vào lắp đặt ổn định tại hồ Đa Mi với hệ pin mặt trời nổi trên hồ được đấu nối đồng bộ với hệ thống phao và thiết bị điện, điều khiển. Hệ thống phao được neo giữ trên lòng hồ nhờ hệ thống cáp neo chuyên dụng, đảm bảo thích nghi với mọi điều kiện thời tiết trên lòng hồ…

Theo Ths. Nguyễn Hà An, hiện tại, hệ thống thiết bị đang được ứng dụng hiệu quả tại Dự án Nhà máy điện mặt trời nổi hồ Đa Mi, với tổng diện tích mặt bằng 56,65 ha, tổng công suất thiết kế 47,5 MWp, sản lượng điện khoảng 70 triệu kWh/năm.

Thành công của các nhà khoa học Việt Nam trong việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo và lắp đặt thành công hệ thống phao nổi có giá trị lớn khi giúp cho các dự án điện mặt trời giảm được chi phí so với nhập khẩu, góp phần phát triển kinh tế ở các địa phương.

Khánh Ngọc