Giải pháp pin mặt trời cấp điện nối lưới cho khu kỹ thuật Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam

Tính cấp thiết của đề tài

Thế giới đang đứng trước một lựa chọn khó khăn cho sự phát triển bền vững trong tương lai khi các nguồn năng lượng đang dần cạn kiệt. Ngành công nghiệp điện chủ yếu dựa trên công nghệ nhiệt điện và thủy điện, đã mang đến cho nhân loại nền văn minh điện, nhưng cũng đã bộc lộ mặt trái của nó đối với môi trường, và dần cạn kiệt. Công nghệ điện hạt nhân lại không an toàn và gây ra những hiểm họa phóng xạ để lại tác hại lâu dài cho môi trường. Vì vậy, với chiến lược phát triển bền vững trên toàn cầu, đặc biệt là thời kỳ phát triển “kinh tế xanh”, “năng lượng xanh” đã bắt đầu chứng kiến những công nghệ mới để sản xuất điện, trong đó việc sản xuất điện từ các nguồn năng lượng tái tạo trong tự nhiên đang là hướng đi mới trong ngành công nghiệp năng lượng, nguồn năng lượng tái tạo khá dồi dào, nó có khả năng thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch, giảm thiểu tác hại tới môi trường, đặc biệt là năng lượng mặt trời.

Việt Nam là một trong những nước có nguồn năng lượng mặt trời rất dồi dào, với số giờ nắng trung bình 2200 giờ/năm và cường độ bức xạ cao nhất có thể đến 980W/m². Thế nhưng các nguồn sản xuất điện ở nước ta hiện nay chủ yếu là từ nhiệt điện và thủy điện. Nhiều chuyên gia nhận định, nhu cầu điện năng sẽ thiếu hụt trầm trọng với mức tăng tiêu thụ từ 15% – 20% mỗi năm.

Tại Bệnh Viện Đa khoa Quảng Nam, nhu cầu sử dụng điện năng rất lớn. Có những trang thiết bị Y tế buộc phải hoạt động 24/24. Đặc biệt, khu Kỹ thuật của đơn vị có Khoa Mổ và Khoa Hồi sức tích cực là nơi trọng yếu nhất. Vì thế yêu cầu bắt buộc ổn định lưới điện là điều rất quan trọng. Thế nhưng, do tải lớn nên lưới điện của Bệnh viện hiện nay mới chỉ đáp ứng đủ nhu cầu; thế nhưng, những giờ cao điểm cũng như những lúc sửa chữa đường dây hay Điện lực tạm ngừng cung cấp điện dẫn đến những thiết bị hỗ trợ bệnh nhân bị gián đoạn làm nguy hiểm đến tính mạng của con người.

Đứng trước những khó khăn và thử thách đặt ra, tính thiết yếu của đề tài “Giải pháp pin mặt trời cấp điện nối lưới cho khu kỹ thuật Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam” là rất cần thiết, ứng dụng thực tế trong điều kiện hiện nay không chỉ riêng khu Kỹ thuật của Bệnh viện Đa khoa Quảng mà còn có thể ứng dụng cho toàn bộ Bệnh viện và các bệnh viện trên cả nước. Đề tài sau khi thực hiện sẽ giúp chủ động trong việc thiết kế, cải tiến lưới điện Bệnh viện nhằm nâng cao chất lượng khám chữa bệnh, đảm bảo những Khoa phòng trọng yếu của Bệnh viện sẽ hoạt động xuyên suốt, không gián đoạn.

Mục tiêu nghiên cứu

Tính toán thiết kế với “Giải pháp pin mặt trời cấp điện nối lưới cho khu kỹ thuật Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam”.

Đây là đề tài nghiên cứu ứng dụng, địa chỉ ứng dụng được xác định rõ. Những kết quả nghiên cứu và ứng dụng của đề tài sẽ được thực hiện trên thực tế. Giải pháp này khi đưa vào vận hành sẽ đạt được các chỉ tiêu:

• Đảm bảo lưới điện khu Kỹ thuật hoạt động xuyên suốt, luôn sẵn sàng có nguồn thay thế khi mất điện;
• Nâng cao hiệu quả khám chữa bệnh;
• Tăng hiệu suất thiết bị;
• Chi phí sẽ thấp hơn so với sử dụng máy phát.

Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành trên lưới điện của Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam.

Phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu được giới hạn trong phạm vi khu Kỹ thuật Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Khảo sát điều kiện thực tế, phân tích các yếu tố liên quan của khu triển khai ứng dụng. Xem xét lại toàn bộ cơ sở lý thuyết về pin mặt trời để thành lập hệ thống pin năng lượng mặt trời từ đó đưa vào ứng dụng.

Phương pháp nghiên cứu tính toán thiết kế: Tính toán thiết kế trên cơ sở chung.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Khảo sát thực nghiệm trên lưới điện Kỹ thuật Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam.

Phương pháp chuyên gia: Tham khảo các ý kiến khoa học từ thực tiễn của các chuyên gia để nghe phân tích và nhận định.

Dàn ý nội dung chính

Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, luận văn gồm 3 chương:

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I: Cơ sở lý thuyết về năng lượng mặt trời. Các khảo sát, thống kê tiềm năng bức xạ mặt trời tại khu kỹ thuật bệnh viện Đa khoa Quảng Nam.

CHƯƠNG II: Tính toán – Thiết kế hệ thống Pin năng lượng mặt trời cấp điện nối lưới khu kỹ thuật bệnh viện Đa khoa Quảng Nam.

CHƯƠNG III:Tổng mức đầu tư và tính hiệu quả khi xây dựng hệ thống Pin năng lượng mặt trời cấp điện nối lưới cho khu kỹ thuật bệnh viện Đa khoa Quảng Nam.

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

CÁC TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

CÁC PHỤ LỤC

Tổng quan về tài liệu nghiên cứu

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

KHẢO SÁT, THỐNG KÊ TIỀM NĂNG BỨC XẠ MẶT TRỜI TẠI KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM

1.1. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

1.1.1. Khái niệm năng lượng mặt trời

1.1.2. Vai trò và lợi ích của năng lượng mặt trời

1.1.3. Bức xạ mặt trời

1.1.4. Phương pháp tính toán năng lượng bức xạ mặt trời

1.2. PIN MẶT TRỜI CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ

1.2.1. Cấu tạo pin mặt trời

1.2.2. Nguyên lý hoạt động

1.2.3. Đặc tính làm việc của pin mặt trời

1.2.4. Ứng dụng

1.2.5. Cách ghép nối các tấm năng lượng mặt trời

1.3. MÔ HÌNH BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG

1.3.1. Mô hình hệ thống năng lượng mặt trời cấp điện độc lập

Hình 1.24. Sơ đồ điển hình của hệ thống NLMT độc lập

1.3.2. Mô hình hệ thống độc lập, kết hợp giữa năng lượng mặt trời và các nguồn năng lượng khác

Hình 1.25. Mô hình hệ thống độc lập kết hợp giữa NLMT – Diesel

Hình 1.26. Mô hình hệ thống độc lập kết hợp giữa NLMT- gió-Diesel

1.3.3. Mô hình hệ thống năng lượng mặt trời kết nối lưới

a. Mô hình hệ thống năng lượng mặt trời kết nối lưới không dự trữ

Hình 1.27. Sơ đồ điển hình hệ thống NLMT kết nối lưới không dự trữ

b. Mô hình hệ thống năng lượng mặt trời kết nối lưới có dự trữ

Hình 1.28. Sơ đồ điển hình hệ thống NLMT kết nối lưới có dự trữ

1.4. GIỚI THIỆU KHU KỸ THUẬT BV ĐA KHOA QUẢNG NAM

Khu kỹ thuật bệnh viện đa khoa Quảng Nam gồm các khoa Hồi sức tích cực, khoa Phẫu thuật – Gây mê hồi sức, Khoa Huyết học và khoa Chẩn đoán hình ảnh. Những ca bệnh nguy kịch hầu hết đều phải được cứu chữa tại đây. Nơi mà ranh giới giữa sự sống và cái chết gần như không còn, người thầy thuốc phải chiến đấu với tử thần giành lại sự sống cho bệnh nhân.

1.5. NHU CẦU XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI CHO KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM

Tại Bệnh Viện Đa khoa Quảng Nam, nhu cầu sử dụng điện năng rất lớn. Thế nhưng, do tải lớn nên lưới điện của Bệnh viện hiện nay mới chỉ đáp ứng; những giờ cao điểm cũng như những lúc sửa chữa đường dây dẫn đến những thiết bị hỗ trợ bệnh nhân bị gián đoạn làm nguy hiểm đến tính mạng của con người.

Đứng trước những khó khăn và thử thách đặt ra, tính thiết yếu của đề tài “Giải pháp pin mặt trời cấp điện nối lưới cho khu kỹ thuật Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam” là rất cần thiết, ứng dụng thực tế trong điều kiện hiện nay không chỉ riêng khu Kỹ thuật của Bệnh viện Đa khoa Quảng mà còn có thể ứng dụng cho toàn bộ Bệnh viện và các bệnh viện trên cả nước.

1.6. CÁC KHẢO SÁT, THỐNG KÊ TIỀM NĂNG BỨC XẠ MẶT TRỜI TẠI KHU VỰC BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM

Bảng 1.1. Bức xạ mặt trời phân bố theo ngày tại Tam Kỳ

Bảng 1.2. Phân bố bức xạ mặt trời trung bình các tháng tại Tam Kỳ

Vậy, Cường độ bức xạ trung bình ngày đạt 4,76kWh/m².ngày hay 149,9kWh/m².tháng

1.7. KẾT LUẬN

Chương này giới thiệu cơ sở lý thuyết về năng lượng mặt trời, đưa ra các mô hình biến đổi năng lượng mặt trời thành điện năng. Trên cơ sở phân tích các ưu, nhược điểm của từng loại mô hình, điều kiện và cơ sở vật chất hiện có tại Bệnh viện đa khoa Quảng Nam, đề xuất lựa chọn mô hình “Giải pháp Pin mặt trời kết hợp nối lưới cho khu kỹ thuật bệnh viện đa khoa Quảng Nam”. Mô hình kiểu này có đầy đủ lợi thế của các nguồn năng lượng tiềm năng, hiện có tại địa phương.

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG

PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN NỐI LƯỚI

KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM

2.1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI KẾT HỢP NỐI LƯỚI, VỊ TRÍ LẮP ĐẶT

2.1.1. Lựa chọn mô hình hệ thống

Trong đề tài này, đề xuất lựa chọn Mô hình hệ thống Pin mặt trời kết hợp nối lưới có dự trữ.

Hình 2.1. Mô hình hệ thống Pin mặt trời kết hợp nối lưới có dự trữ

2.1.2. Vị trí xây dựng hệ thống pin năng lượng mặt trời

Hệ thống Pin năng lượng mặt trời được dự kiến xây dựng trên mái của khu kỹ thuật Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam.

2.2. TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN NỐI LƯỚI CHO KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM

2.2.1. Xác định phụ tải khu Kỹ thuật bệnh viện đa khoa Quảng Nam

Phụ tải tính toán của một thiết bị:

P_tt = k_nc . P_đm (2.1)

a. Xác định phụ tải thiết bị y tế trong Khu Kỹ thuật

Tổng công suất tính toán các thiết bị y tế của khoa Chẩn đoán hình ảnh: P_tt1 = 13.437,5 W

Tổng công suất tính toán các thiết bị y tế của khoa Phẫu thuật – Gây mê hồi sức: P_tt2 = 4.226,4 W

Tổng công suất tính toán các thiết bị y tế của Hồi sức tích cực:

P_tt3 = 2.812,3 W

Tổng công suất tính toán các thiết bị y tế của khoa Huyết học: P_tt4 = 4.689,9 W

b. Phụ tải chiếu sáng, quạt, điều hòa, thang máy toàn khu Kỹ thuật

Tổng công suất tính toán phụ tải chiếu sáng, quạt, điều hòa, thang máy toàn khu Kỹ thuật: P_tt5 = 10.950 W

c. Tổng công suất tính toán tất cả các thiết bị sử dụng điện trong khu kỹ thuật:

P_ttΣ = P_tt1 + P_tt2 + P_tt3 + P_tt4 + P_tt5 = 36.116,1 W

? Tổng điện năng phải cấp hằng ngày cho tất cả các thiết bị trong khu kỹ thuật:

E_ng = P_ttΣ x 24 = 36.116,1 x 24 = 866.786,4 (Wh/ngày)

2.2.2. Tính toán lựa chọn Pin năng lượng mặt trời

a. Hiệu suất truyền năng lượng của hệ

Trong đó:

+ : hiệu suất bộ biến đổi điện. Với = 0.981

+ : hiệu suất bộ điều khiển. Với = 0.99

+ : hiệu suất nạp/phóng điện của bộ Acquy. Với = 0.8

b. Công suất dàn Pin Mặt Trời cần lắp đặt

(2.2)

Trong đó:

+E_ng : nhu cầu điện năng trung bình ngày của phụ tải (Wh),

E_ng = 866.786,4 Wh/ngày

+ I₀=1000W/m²=1kW/m² là bức xạ ở điều kiện tiêu chuẩn

+ I_T là cường độ tổng xạ trên mặt phẳng nghiêng

+ η : hiệu suất tổng thể của hệ thống bao gồm: bộ điều khiển, bộ biến đổi, hiệu suất phóng nạp điện của kho ắc quy,η = 0,777

* Cường độ tổng xạ trên mặt phẳng nghiêng:

(2.3)

Với: + I_Th lấy trung bình bằng 16,96 MJ/m2.ngày (Phụ lục 2)

+ I_Dh lấy trung bình bằng 6,76 MJ/m2.ngày (Phụ lục 1)

+ R là hệ số phản xạ của mặt nền nơi lắp đặt, gần bằng 0,5

+ lấy gần bằng 15⁰ (Tỉnh Quảng Nam)

+ = + 10⁰ =25⁰

+ lấy gần bằng 23⁰

+ Đối với mặt phẳng ngang :

+ Đối với mặt phẳng nghiêng:

Từ công thức (2.3), ta tính được cường độ tổng xạ trên mặt phẳng nghiêng tại nơi đặt dàn pin mặt trời:

Từ công thức (2.2), ta tính được dung lượng dàn Pin Mặt Trời cần lắp đặt:

c. Tính toán số lượng Panel

Trong đề tài này, tác giả chọn loại Pin IREX có công suất là 300Wp để xây dựng hệ thống pin mặt trời tại khu kỹ thuật bệnh viện Đa khoa Quảng Nam.

* Dự kiến số lượng tấm Pin mặt trời cần lắp đặt:

N = E_wp / P_đm = 239955,95 / 300 = 799,85

? Chọn số lượng tấm Pin mặt trời sử dụng là: 800 tấm

d. Tính toán số tấm Pin mắc song song và nối tiếp

* Số tấm mắc nối tiếp:

Vậy số tấm mắc nối tiếp ta chọn là 10 module

* Số tấm mắc song song:

?

Công suất hệ thống Pin mặt trời cần lắp đặt:

E_Wp = 800 x 300 = 240.000 Wp = 240 kWp

Sản lượng điện năng trung bình do hệ thống pin mặt trời sản suất ra một năm tại khu Kỹ thuật BV đa khoa Quảng Nam là:

Như vậy, hệ thống Pin mặt trời có công suất 240 kWp gồm 800 tấm pin có công suất 300 Wp được chia thành 80 dãy đấu song song, trong đó mỗi dãy gồm 10 tấm pin đấu nối tiếp với nhau; có điện áp V_max = 376,6 V; dòng điện I_lvmax = 8,05 A và lượng điện năng trung bình do hệ thống pin mặt trời sản xuất ra hằng năm sẽ là 316.435,115 kWh.

2.2.3. Lựa chọn bộ biến đổi điện DC-AC (Inverter)

Trong đề tài này, tác giả đề xuất lựa chọn bộ biến đổi điện DC-AC Sunny Tripower 12000TL-10 có tích hợp sẵn thiết bị hòa lưới và bộ RS 485 để truyền thông tin đến bộ Sunny WebBox, có thể lắp cùng các bộ biến đổi điện.

* Nối điện dàn Pin mặt trời:

Hệ thống pin mặt trời có công suất 240 kWp gồm 800 tấm pin có công suất 300 Wp được chia thành 80 dãy đấu song song, trong đó mỗi dãy gồm 10 tấm pin đấu nối tiếp với nhau. Các dãy pin này sẽ được chia thành 20 nhóm, trong đó mỗi nhóm gồm 4 dãy pin đấu song song với nhau để đấu vào 20 bộ biến đổi điện Sunny Tripower 12000TL-10 có công suất 12,250 kW và dòng làm việc 33 A. Cuối cùng, các bộ biến đổi này sẽ được đấu nối vào bộ Sunny WebBox lắp đặt cùng với các bộ biến đổi điện.

2.2.4. Hệ thống kho Ắc quy

. Dung lượng của hệ thống ắc quy tính ra Ah, phụ thuộc vào hiệu điện thế V_x của hệ thống ắc quy, số ngày cần dự trữ năng lượng (số ngày không có nắng) D, hiệu suất nạp phóng điện của ắc quy , độ sâu phóng điện thích hợp D_OS (khoảng 0,6 0,7) và được tính theo công thức:

Trong đó: E_out = E_ng = 866.786,4 W là nhu cầu tiêu thụ điện năng trung bình ngày của phụ tải do hệ thống pin mặt trời phát.

Ta chọn: D =1 (ngày), D_OS = 0,7; = 0,8; V_x = 48 V

Số bình ắc quy mắc nối tiếp trong hệ thống là:

Để có điện áp 48V cần gép 24 ắc quy CL 3000 nối tiếp lại với nhau thành một dãy có dung lượng 3000Ah/48V.

Số dãy bình ắc quy mắc song song:

Chọn n_ss = 10. Như vậy, cần ghép song song 10 dãy ắc quy 3000Ah/48V.

Tổng số bình ắc quy CL 3000 cần lắp đặt được xác định:

Như vậy, hệ thống kho ắc quy lúc này có dung lượng 30.000Ah/48V gồm 240 ắc quy Vison CL 3000 được lắp ghép với nhau thành 10 dãy song song, mỗi dãy gồm 24 ắc quy mắc nối tiếp.

2.2.5. Bộ điều khiển sạc ắc quy

Công suất của mỗi nhóm: P_nhóm = 300 x 10 x 4 = 12.000 Wp

Dòng sạc của hệ ắc quy : I_C = P_nhóm / U

Trong đó: U là điện áp danh định của ắc quy.

? I_C = P_nhóm / U = 12.000 / 48 = 250 A

Chọn hệ số an toàn là 1,2

? Dòng sạc lớn nhất của ắc quy:

I_Cmax = 1,2 . I_C = 1,2 . 250 = 300 A

Vậy, cần phải chọn Bộ điều khiển sạc ắc quy với đáp ứng điện áp danh định của ắc quy CL 3000 và có dòng sạc lớn nhất là 300 A.

Đề xuất lựa chọn Bộ điều khiển sạc ắc quy SYD48-300 do HEFEI SUNSOURCE xản xuất.

Như vậy, phải sử dụng 10 bộ điều khiển sạc ắc quy SYD48-300. Đầu vào mỗi bộ này sẽ được nối với 2 nhóm pin mặt trời và đầu ra mỗi bộ sẽ lắp ghép với mỗi dãy ắc quy.

2.2.6. Bộ biến đổi điện Ắc quy

Trong đề tài này, đề xuất lựa chọn bộ biến đổi điện ắc quy là bộ Sunny Island SI 8.0H. Hệ thống pin mặt trời cần xây dựng có công suất 240 kW. Vì thế, sử dụng 40 bộ SI 8.0H có công suất 6kW.

Hình 2.9. Sơ đồ bố trí hệ thống ắc quy

Trong đó: 1: Ắc quy CL 3000

2: Bộ biến đổi ắc quy gồm 4 bộ SI 8.0H mắc song song

3: Bộ Sunny WebBox

2.3. ĐẤU NỐI HỆ THỐNG

2.3.1. Một số lưu ý khi đấu nối

2.3.2. Sơ đồ đấu nối

Hệ thống pin mặt trời gồm 800 tấm pin có công suất 300 Wp được chia thành 80 dãy đấu song song, trong đó mỗi dãy gồm 10 tấm pin đấu nối tiếp với nhau. Các dãy pin này sẽ được chia thành 20 nhóm, trong đó mỗi nhóm gồm 4 dãy pin đấu song song với nhau để đấu vào 20 bộ biến đổi điện Sunny Tripower 12000TL-10. 20 bộ biến đổi sẽ được đấu vào bộ Sunny WebBox.

a. Mặt bằng lắp đặt

Hệ thống Pin mặt trời được lắp đặt trên mái Khu kỹ thuật bệnh viện Đa khoa Quảng Nam.

THÔNG TẦNG

Hình 2.10. Bản vẽ mái Khu kỹ thuật bênh viện Đa khoa Quảng Nam

Hệ thống Pin mặt trời được đấu nối theo sơ đồ dưới đây:

Hình 2.11. Sơ đồ đấu nối hệ thống Pin mặt trời cấp điện nối lưới

cho khu kỹ thuật bệnh viện Đa khoa Quảng Nam

b. Sơ đồ ghép nối các tấm Pin với bộ biến đổi điện DC-AC

Hình 2.14. Sơ đồ ghép nối các tấm Pin với bộ biến đổi điện DC-AC

c. Sơ đồ bố trí hệ thống ắc quy

Hình 2.15. Sơ đồ bố trí hệ thống ắc quy

Trong đó:

1: Ắc quy CL 3000

2: Bộ biến đổi ắc quy gồm 4 bộ SI 8.0H mắc song song

3: Bộ Sunny WebBox

2.3.3. Giải pháp lắp đặt Pin lên mái khu Kỹ thuật

CHƯƠNG III

TỔNG MỨC ĐẦU TƯ VÀ TÍNH HIỆU QUẢ KHI XÂY DỰNG HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN NỐI LƯỚI CHO KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM

3.1. TỔNG MỨC ĐẦU TƯ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CẤP ĐIỆN NỐI LƯỚI CHO KHU KỸ THUẬT BỆNH VIÊN ĐA KHOA QUẢNG NAM

3.1.1. Chi phí xây dựng (CPXD)

Chi phí xây dựng gồm chi phí xây dựng nhà điều hành và chi phí gia công, lắp dựng giá đỡ ắc quy và dàn pin mặt trời:

CPXD = 70.000.000 + 103.950.000 = 173.950.000 (đồng)

3.1.2. Chi phí mua thiết bị (CPTB)

Bảng 3.3. Chi phí mua thiết bị hệ thống Pin mặt trời

3.1.3. Chi phí quản lý dự án (CPQLDA), tư vấn đầu tư xây dựng (CPTVĐTXD) và chi phí khác (CPK)

Bảng 3.4. Chi phí quản lý dự án, tư vấn đầu tư xây dựng

và chi phí khác khi xây dựng hệ thống Pin mặt trời

Tổng mức đầu tư công trình (TMĐT) chính là tổng cộng các chi phí xây dựng, chi phí mua thiết bị, đền bù, quản lý dự án, tư vấn đầu tư xây dựng và chi phí khác được tính ở trên:

TMĐT = CPXD + CPTB + CPQLDA + CPTVĐTXD + CPK

? TMĐT = 173.950.000 + 9.678.000.000 + 353.389.447 + 158.264.085 + 82.295.399 = 10.445.898.930 (đồng)

3.1.4. Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống (CPVHBD).

Bảng 3.5. Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống hệ thống pin

3.1.5. Các chi phí khấu hao hằng năm (CPKH)

Giả thuyết thời gian khấu hao của hệ thống là 25 năm, giá trị còn lại sau 25 năm sử dụng là 20% tổng giá trị đầu tư công trình.

Giá trị khấu hao hằng năm của hệ thống pin mặt trời là:

CPKH = (TMĐT – 20% x TMĐT)/25

? CPKH = (10.445.898.930 – 20% x 10.445.898.930) / 25

= 334.268.766 (đồng/năm)

3.2. PHÂN TÍCH TÍNH HIỆU QUẢ KHI XÂY DỰNG HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHO KHU KỸ THUẬT BỆNH VIỆN ĐA KHOA QUẢNG NAM

Số tiền bệnh viện chi trả cho lượng điện năng phục vụ khu kỹ thuật trong một năm nếu không có hệ thống Pin

T_năm = 316.435 x 1.557 = 492.689.295 (đồng)

Một năm bệnh viện không phải trả khoản chi phí:

T_cp = T_năm – CPVHBD

= 492.689.295 – 84.482.862= 408.206.433 (đồng)

Như vậy, thời gian thu hồi vốn của dự án:

T_THV = TMĐT / T_cp

= 10.445.898.930 / 408.206.433 = 25,59 (năm)

* Kết luận:

Khi xây dựng hệ thống pin mặt trời nối lưới có dự trữ sẽ giúp chủ động trong việc thiết kế, cải tiến lưới điện Bệnh viện nhằm nâng cao chất lượng khám chữa bệnh. Tuy nhiên, thời gian thu hồi vốn hơn 25,5 năm là quá dài; vì thế việc đầu tư hệ thống năng lượng mặt trời này không mang lại hiệu quả kinh tế. Hơn nữa, do tuổi thọ của acquy thường không cao nên chi phí để sửa chữa thay thế bình acquy là lớn do đó thời gian thu hồi vốn có thể lớn hơn 25,5 năm.

Do đó, ta cần đề ra giải pháp khác mang lại tính hiệu quả tích cực hơn cho dự án.

3.3. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN TÍNH HIỆU QUẢ CỦA DỰ ÁN

Qua kết quả tính toán ở chương 3, ta nhận thấy rằng, chi phí đầu tư cho bộ phận dự trữ chiếm khoảng 45% tổng mức đầu tư.

Xét trường hợp ta không thiết kế hệ thống dự trữ mà chỉ kết nối lưới thì tổng mức đầu tư của dự án sẽ giảm đi đáng kể.

Cụ thể trong trường hợp này:

+ CPXD_kdt = 173.950.000 (đồng)

+ CPTB_kdt = 4.714.000.000 (đồng)

Xây dựng các bảng tính toán 3.3 – 3.4 – 3.5 ta tính được các chi phí khi không thiết kế hệ thống dự trữ:

+ CPQLDA_kdt = 175.330.767 (đồng)

+ CPTVĐTXD_kdt = 86.837.089 (đồng)

+ CPK_kdt = 41.853.691 (đồng)

Tổng mức đầu tư trong trường hợp này:

TMĐT_kdt = CPXD_kdt + CPTB_kdt + CPQLDA_kdt +

CPTVĐTXD_kdt + CPK_kdt = 5.191.971.546 (đồng)

Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống hệ thống pin mặt trời khi không thiết kế hệ thống dự trữ bao gồm: chi phí trả lương cho công nhân và chi phí bảo dưỡng hệ thống pin mặt trời.

CPVHBD_kdt = 48.000.000 + 34.807.862 = 82.087.862 (đồng)

Khi không thiết kế hệ thống dự trữ, một năm bệnh viện không phải trả khoản chi phí:

T_cpkdt = T_năm – CPVHBD_kdt

= 492.689.295 – 82.087.862 = 410.602.433 (đồng)

Thời gian thu hồi vốn của dự án trong trường hợp không có dự trữ:

T_{THV kdt} = TMĐT _kdt / T_cpkdt

= 5.191.971.546 / 410.602.433 = 12,65 (năm)

Như vậy, thời gian thu hồi vốn trong trường hợp không thiết kế hệ thống dữ trữ sẽ là hơn 12,65 năm.

* Kết luận:

Khi xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới không dự trữ, tổng mức đầu tư và thời gian thu hồi vốn trong trường hợp này cũng sẽ giảm hơn một nữa so với hệ thống pin mặt trời nối lưới có dự trữ.

Giải pháp này sẽ tăng tính hiệu quả và triển khai rộng rãi hơn rất nhiều so với giải pháp nối lưới có dự trữ khi Nhà nước có chính sách và chủ trương cho tích trữ và bán phần điện năng dư lên lưới.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Hệ thống điện Việt Nam phát triển rất nhanh trong những năm gần đây nhưng chưa thể đáp ứng được nhu cầu ổn định thực tế về năng lượng tại Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam. Trong bối cảnh các nguồn năng lượng truyền thống như dầu mỏ, than đá… ngày dần cạn kiệt, giá thành cao và gây ô nhiểm môi trường thì việc nghiên cứu sử dụng nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời là rất thiết thực và cần thiết.

Đề tài đã tính toán và đưa ra các giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu để xây dựng hệ thống pin mặt trời cấp điện nối lưới cho khu kỹ thuật bệnh viện Đa khoa Quảng Nam. Khi hệ thống pin mặt trời được xây dựng sẽ giúp chủ động trong việc thiết kế, cải tiến lưới điện Bệnh viện nhằm nâng cao chất lượng khám chữa bệnh.

Kết quả tính toán tổng mức đầu tư và phân tích hiệu quả kinh tế cho thấy sự chênh lệch lớn về thời gian thu hồi vốn giữa việc xây dựng hệ thống pin mặt trời nối lưới có dự trữ là hơn 25,5 năm và trường hợp hệ thống năng lượng mặt trời không dự trữ là 12,65 năm. Nguyên nhân là do chi phí đầu tư cho bộ phận dự trữ chiếm khoảng 45% tổng mức đầu tư.

Hiện nay, việc phát triển năng lượng mới và năng lượng tái tạo đã được đưa vào trong chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2050. Trong tương lai không xa, khi Nhà nước có chính sách và chủ trương cho tích trữ điện năng lên lưới thì giải pháp xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời không dự trữ sẽ mang lại hiệu quả kinh tế và được triển khai rộng rãi hơn.

2. Kiến nghị

Sau khi thực hiện xong đề tài, tác giả xin đưa ra một số kiến nghị sau:

Cần tiếp tục đi sâu nghiên cứu và phát triển đề tài ở quy mô lớn hơn nữa để kết quả đem lại có ý nghĩa về mặt thực tiễn, có khả năng ứng dụng cao.

Nhà nước cần quan tâm hơn nữa trong lĩnh vực nghiên cứu và thực hiện các dự án về ứng dụng các nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời.

Cần có chính sách khuyến khích đầu tư và hỗ trợ về vốn ban đầu cho những chủ đầu tư trong lĩnh vực phát triển các dự án phát điện sử dụng năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng mặt trời nói riêng.

Nhà nước cần xây dựng cơ chế hiệu quả và khả thi cho các nhà đầu tư; cho phép bán và tính toán giá bán năng lượng mặt trời. Đồng thời cho phép, tích trữ điện năng chưa có sử dụng nhu cầu lên lưới.

3. Hướng phát triển của đề tài

Tiếp tục khảo sát tình hình thực tế, thu thập, thống kê số liệu nhằm xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời cấp điện nối lưới có hiệu quả kinh tế và kỹ thuật để đáp ứng được nhu cầu năng lượng cho toàn Bệnh viện Đa khoa Quảng Nam.

LIỆN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\KY THUAT DIEN\LE DUC KHANH