Điện mặt trời có phù hợp nhà xưởng dùng điện ban ngày không?

Điện mặt trời thường là phương án đáng cân nhắc đối với nhà xưởng có mức tiêu thụ điện cao và tương đối ổn định vào ban ngày, bởi thời gian phát điện của hệ thống có thể trùng với thời gian máy móc, dây chuyền sản xuất, thông gió, điều hòa và các phụ tải khác đang hoạt động.

Tuy nhiên, không nên chỉ dựa vào hóa đơn tiền điện hoặc diện tích mái để quyết định công suất lắp đặt. Muốn biết điện mặt trời có phù hợp nhà xưởng dùng điện ban ngày không, doanh nghiệp cần xem xét đồng thời biểu đồ phụ tải, thời gian vận hành, hiện trạng mái, hệ thống điện và mục tiêu đầu tư.

Vì sao nhà xưởng dùng nhiều điện ban ngày thường phù hợp với điện mặt trời?

Điểm thuận lợi của nhà xưởng sản xuất ban ngày là nhu cầu sử dụng điện và thời gian hệ thống điện mặt trời phát điện có mức độ trùng nhau cao.

Điều này tạo điều kiện để phần điện được tạo ra từ tấm pin được sử dụng trực tiếp tại nhà xưởng thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào phương án lưu trữ.

Thời gian phát điện trùng với thời gian sản xuất

Tấm pin mặt trời tạo điện khi có bức xạ mặt trời. Trong khi đó, nhiều nhà xưởng vận hành máy móc chủ yếu từ buổi sáng đến chiều.

Các phụ tải có thể bao gồm:

• máy móc và dây chuyền sản xuất;
• hệ thống điều hòa, làm mát và thông gió;
• máy nén khí;
• bơm và động cơ;
• thiết bị văn phòng;
• hệ thống chiếu sáng;
• các phụ tải phụ trợ khác.

Nếu nhu cầu điện duy trì trong khoảng thời gian hệ thống solar đang phát điện, phần năng lượng tạo ra có thể được đưa trực tiếp đến các tải đang hoạt động.

Tăng tỷ lệ điện mặt trời được sử dụng trực tiếp

Một chỉ số quan trọng khi đánh giá hệ thống cho nhà xưởng là tỷ lệ tự tiêu thụ.

Hiểu đơn giản, đây là tỷ lệ điện mặt trời tạo ra được chính nhà xưởng sử dụng thay vì trở thành phần điện dư tại một thời điểm nhất định.

Ví dụ về nguyên tắc vận hành:

Tấm pin → inverter → phụ tải nhà xưởng

Khi công suất solar thấp hơn nhu cầu của tải, hệ thống điện hiện hữu sẽ bổ sung phần thiếu theo cấu hình thiết kế và phương án đấu nối.

Khi công suất solar lớn hơn phụ tải tức thời, cần xem xét cách hệ thống xử lý phần điện dư theo thiết kế kỹ thuật và các yêu cầu đấu nối áp dụng tại công trình.

Vì vậy, một nhà xưởng có phụ tải ban ngày cao chưa chắc cần lắp hệ thống lớn nhất có thể. Công suất phù hợp cần bám theo đặc tính tiêu thụ điện thực tế.

Diện tích mái nhà xưởng có thể trở thành vị trí lắp đặt

Nhiều nhà xưởng sở hữu diện tích mái tương đối lớn, tạo điều kiện bố trí tấm pin mà không cần dành thêm diện tích mặt bằng sản xuất.

Tuy nhiên, diện tích rộng không đồng nghĩa toàn bộ mái đều có thể lắp pin. Khi khảo sát cần kiểm tra:

• kết cấu và tình trạng mái;
• hướng và độ dốc;
• khu vực thường xuyên bị che bóng;
• khoảng cách giữa các cụm thiết bị;
• lối đi phục vụ kiểm tra, bảo trì;
• hệ thống thoát nước;
• các thiết bị có sẵn trên mái;
• điều kiện môi trường xung quanh.

Đặc biệt với nhà xưởng, khả năng chịu tải và phương án liên kết hệ khung lên mái cần được người có chuyên môn đánh giá trước khi thi công.

Nhà xưởng nên chọn hệ hòa lưới, hybrid hay có pin lưu trữ?

Không có một cấu hình phù hợp cho tất cả nhà xưởng. Lựa chọn cần dựa vào phụ tải, mục tiêu sử dụng điện, yêu cầu dự phòng và ngân sách đầu tư.

Hệ điện mặt trời không lưu trữ

Với nhà xưởng có phụ tải lớn và ổn định vào ban ngày, hệ thống không sử dụng pin lưu trữ là một phương án nên được đưa vào so sánh trước tiên.

Lý do là điện mặt trời có thể được sử dụng ngay khi được tạo ra. Doanh nghiệp không nhất thiết phải đầu tư pin chỉ vì muốn sử dụng năng lượng mặt trời.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hệ thống không lưu trữ thông thường không nên được mặc định là nguồn điện dự phòng khi lưới mất điện. Khả năng vận hành khi mất lưới phụ thuộc vào kiến trúc và thiết bị cụ thể của hệ thống.

Hệ hybrid kết hợp pin lưu trữ

Hệ hybrid có thể phù hợp khi doanh nghiệp muốn kết hợp nhiều nguồn năng lượng và có yêu cầu lưu trữ.

Cấu trúc khái quát có thể gồm:

Tấm pin → inverter hybrid → tải / pin lưu trữ / hệ thống điện hiện hữu

Ưu điểm của cấu hình này là khả năng quản lý năng lượng linh hoạt hơn. Đổi lại, hệ thống phức tạp hơn và cần đánh giá kỹ công suất inverter, dung lượng lưu trữ, tải cần ưu tiên cũng như chiến lược nạp/xả.

Khi nào pin lưu trữ đáng cân nhắc?

Không phải nhà xưởng nào cũng cần pin lưu trữ.

Pin nên được phân tích sâu hơn khi doanh nghiệp có một hoặc nhiều nhu cầu như:

• cần cấp điện cho một số tải ưu tiên khi nguồn điện chính gián đoạn;
• muốn sử dụng một phần năng lượng đã lưu vào thời điểm khác;
• có phụ tải quan trọng cần phương án dự phòng;
• muốn triển khai chiến lược quản lý năng lượng phù hợp với đặc tính vận hành cụ thể.

Trước khi chọn pin, cần xác định tải nào thực sự cần dự phòng và cần duy trì trong bao lâu. Sau đó mới có cơ sở tính dung lượng và cấu hình hệ thống.

6 yếu tố cần kiểm tra trước khi lắp điện mặt trời cho nhà xưởng

1. Biểu đồ phụ tải theo thời gian

Đây là một trong những dữ liệu quan trọng nhất.

Thay vì chỉ hỏi “mỗi tháng nhà xưởng trả bao nhiêu tiền điện?”, cần xác định điện được tiêu thụ vào thời điểm nào trong ngày.

Hai nhà xưởng có tổng điện năng tiêu thụ tương tự nhau nhưng hoàn toàn có thể cần hai cấu hình solar khác nhau nếu lịch sản xuất khác nhau.

Doanh nghiệp nên xác định:

• giờ bắt đầu và kết thúc sản xuất;
• phụ tải nền;
• thời điểm tải cao;
• ngày nghỉ;
• lịch sản xuất cuối tuần;
• biến động sản xuất theo mùa.

2. Hóa đơn và sản lượng điện tiêu thụ

Hóa đơn điện giúp hình dung quy mô nhu cầu năng lượng nhưng không nên là dữ liệu duy nhất dùng để thiết kế.

Nên thu thập dữ liệu của nhiều kỳ liên tiếp để nhận biết mức tiêu thụ bình thường, giai đoạn cao điểm và các biến động theo hoạt động sản xuất.

Khi có dữ liệu đo chi tiết theo thời gian, việc phân tích sẽ chính xác hơn so với chỉ sử dụng tổng sản lượng theo tháng.

3. Diện tích và tình trạng mái

Trước khi bố trí tấm pin cần khảo sát trực tiếp mái nhà xưởng.

Một mái có diện tích lớn nhưng xuống cấp, bị chia cắt bởi nhiều thiết bị hoặc có nhiều vùng che bóng có thể không cung cấp diện tích lắp đặt hữu dụng như dự kiến.

Cần đánh giá cả kết cấu trước khi bổ sung tải trọng từ hệ khung và tấm pin.

4. Khả năng đấu nối hệ thống điện

Hệ thống solar phải được thiết kế phù hợp với hạ tầng điện đang sử dụng tại nhà xưởng.

Các nội dung cần khảo sát có thể gồm:

• tủ điện;
• cấp điện áp;
• máy biến áp nếu có;
• vị trí đấu nối;
• thiết bị bảo vệ;
• tuyến cáp;
• hệ thống tiếp địa;
• phương án chống sét và bảo vệ liên quan.

Đây là công việc dành cho đơn vị kỹ thuật có chuyên môn. Không nên tự đấu nối inverter hoặc thay đổi tủ điện nếu không có năng lực chuyên ngành phù hợp.

5. Mức độ che bóng và điều kiện môi trường

Bóng che từ cây, công trình bên cạnh, bồn nước, thiết bị trên mái hoặc các vật cản khác có thể ảnh hưởng đến khả năng khai thác năng lượng.

Với môi trường nhà xưởng, cũng nên xem xét bụi, hơi ẩm, nhiệt độ, chất ăn mòn hoặc các yếu tố đặc thù của ngành sản xuất khi lựa chọn vị trí và thiết bị.

6. Mục tiêu đầu tư của doanh nghiệp

Trước khi hỏi “lắp bao nhiêu kW?”, doanh nghiệp nên xác định rõ mục tiêu:

• tăng tỷ lệ sử dụng năng lượng mặt trời tại chỗ;
• giảm lượng điện phải lấy từ nguồn điện hiện hữu vào ban ngày;
• bổ sung khả năng dự phòng;
• khai thác diện tích mái;
• hay kết hợp nhiều mục tiêu trên.

Mục tiêu khác nhau sẽ dẫn đến phương án kỹ thuật khác nhau.

Có nên lắp công suất điện mặt trời càng lớn càng tốt?

Không. Công suất điện mặt trời cho nhà xưởng nên được xác định dựa trên phụ tải, diện tích lắp đặt, điều kiện kỹ thuật và mục tiêu sử dụng chứ không phải chỉ tối đa hóa số lượng tấm pin.

Đây là một lỗi khá phổ biến khi đánh giá dự án dựa chủ yếu vào diện tích mái.

Giả sử mái có khả năng bố trí một hệ thống lớn nhưng phụ tải nhà xưởng vào giữa ngày thấp hơn đáng kể. Khi đó, doanh nghiệp cần phân tích lượng điện dư và phương án xử lý trước khi quyết định tăng công suất.

Ngược lại, nếu nhà xưởng có phụ tải nền cao trong phần lớn thời gian ban ngày, khả năng sử dụng trực tiếp sản lượng solar có thể thuận lợi hơn.

Do đó, trình tự hợp lý nên là:

Phụ tải → mục tiêu → khảo sát mái → cấu hình hệ thống → lựa chọn thiết bị.

Không nên làm ngược lại bằng cách chọn công suất trước rồi mới tìm cách sử dụng lượng điện tạo ra.

Ưu và hạn chế khi lắp điện mặt trời cho nhà xưởng

Cách đánh giá sơ bộ một nhà xưởng có phù hợp hay không

Nhà xưởng đáng để khảo sát điện mặt trời sâu hơn khi có nhiều đặc điểm sau:

• hoạt động sản xuất chủ yếu vào ban ngày;
• có phụ tải nền tương đối ổn định;
• mái có diện tích sử dụng phù hợp;
• mái không bị che bóng nghiêm trọng;
• hệ thống điện có khả năng tích hợp sau khi được khảo sát kỹ thuật;
• doanh nghiệp có dữ liệu tiêu thụ điện để phân tích;
• có kế hoạch sử dụng nhà xưởng đủ dài để xem xét hiệu quả đầu tư.

Ngược lại, cần phân tích kỹ hơn nếu phần lớn điện năng được sử dụng vào ban đêm, nhà xưởng thường xuyên ngừng sản xuất ban ngày hoặc diện tích mái có nhiều hạn chế.

Điều đó không đồng nghĩa điện mặt trời chắc chắn không phù hợp. Nó chỉ cho thấy cấu hình cần được tính toán khác, chẳng hạn cân nhắc lưu trữ hoặc điều chỉnh quy mô hệ thống.

Quy trình lựa chọn hệ thống điện mặt trời cho nhà xưởng

Một quy trình tư vấn hợp lý có thể bắt đầu từ dữ liệu thay vì bắt đầu từ báo giá.

Bước 1: Thu thập dữ liệu điện

Tổng hợp hóa đơn và dữ liệu tiêu thụ của nhà xưởng. Nếu có dữ liệu phụ tải theo giờ hoặc theo khoảng thời gian ngắn hơn, nên sử dụng để phân tích.

Bước 2: Xác định lịch sản xuất

Ghi nhận giờ hoạt động, ngày làm việc, ngày nghỉ và những giai đoạn sản xuất thay đổi theo mùa.

Bước 3: Khảo sát mái

Kiểm tra diện tích hữu dụng, che bóng, hướng bố trí, tình trạng mái và các điều kiện ảnh hưởng đến thi công.

Bước 4: Khảo sát hệ thống điện

Xác định vị trí inverter, tuyến cáp, tủ điện, phương án bảo vệ và vị trí đấu nối phù hợp.

Bước 5: So sánh cấu hình

Tùy nhu cầu, có thể phân tích hệ không lưu trữ và hệ hybrid để thấy rõ khác biệt về chức năng, mức độ phức tạp và phạm vi sử dụng.

Bước 6: Mô phỏng sản lượng và mức tự tiêu thụ

Thay vì chỉ xem hệ thống dự kiến tạo ra bao nhiêu điện, nên so sánh đường phát điện dự kiến với đường phụ tải của nhà xưởng.

Bước 7: Đánh giá phương án trước khi đầu tư

Doanh nghiệp nên xem xét đồng thời chi phí đầu tư, khả năng sử dụng điện mặt trời tại chỗ, yêu cầu vận hành, bảo trì và mục tiêu dài hạn trước khi quyết định.

Nhà xưởng dùng điện ban ngày có nên lắp điện mặt trời?

Có thể rất phù hợp để xem xét. Đặc biệt, nhà xưởng vận hành ổn định vào ban ngày có lợi thế vì thời gian tiêu thụ điện có thể trùng với thời gian hệ thống năng lượng mặt trời tạo ra điện.

Tuy nhiên, quyết định đầu tư không nên dựa đơn thuần vào diện tích mái hoặc hóa đơn tiền điện. Yếu tố quan trọng hơn là đường phụ tải thực tế, tỷ lệ tự tiêu thụ dự kiến, điều kiện mái và cấu hình hệ thống điện hiện hữu.

Nếu nhà xưởng đang cân nhắc triển khai, bước đầu tiên nên là tổng hợp dữ liệu tiêu thụ điện và khảo sát hiện trạng. Từ đó mới so sánh hệ không lưu trữ, hệ hybrid và phương án có pin lưu trữ nếu thực sự cần thiết.

Bạn có thể tham khảo thêm danh mục điện năng lượng mặt trời của TV Solar để xem các nhóm hệ thống và thiết bị hiện có trước khi lựa chọn phương án phù hợp với nhà xưởng.