07 tháng 3 2013

NĂM 2013 THÁNG 3 NGÀY 07
HASCON.NET

TRẢ LỜI CÂU HỎI
VỀ ỨNG DỤNG PIN MẶT TRỜI CHO GIA ĐÌNH
 
Tiến sĩ Nguyễn Bách Phúc
Chủ tịch Hội Tư vấn Khoa học Công nghệ và Quản lý TP. HCM HASCON
Viện trưởng Viện Điện - Điện tử - tin học EEI
 
    Vừa qua, Bạn đọc Lâm Thành Thảo, email: vanuocxp23@yahoo.com, đã chuyển đến trang Web hascon.net câu hỏi về sử dụng Pin Mặt Trời trong gia đình. TS Nguyễn Bách Phúc, Chuyên gia Năng lượng đã trả lời như sau:

 Câu hỏi

    Xin cho tôi hỏi, nhà tôi sử dụng 3 máy lạnh loại 2 cục, 3 tivi tinh thể lỏng 32"/ cái, tủ lạnh 2 cái, mỗi cái 200 lit, 2 máy giặt, mỗi cái 7,5kg và một số bóng đèn chiếu sáng cũng như quạt điện. Nếu tôi muốn lắp đặt một hệ thống pin điện mặt trời thì chi phí khoảng bao nhiêu? tuổi thọ của thiết bị này khoảng bao lâu?

 Trả lời:

     Chúng tôi xin trả lời bạn, cho hai trường hợp:

 1. Nhà bạn ở nơi không có lưới điện Quốc gia, bạn chỉ dùng điện Pin MT (ví dụ ở Hải đảo, ở vùng sâu vùng xa); hoặc bạn ở nơi có lưới điện, nhưng bạn quyết không mua điện của nhà đèn mà chỉ dùng điện Pin MT.

2. Nhà bạn ở nơi có lưới điện Quốc gia, bạn dùng điện lưới là chính, còn lắp thêm Pin MT chỉ để tiết kiệm tiền điện mà thôi.

I. Trả lời trường hợp 1:

 1. Tính toán Tổng công suất của các Thiết bị của Gia đình bạn:

 -        3 Máy lạnh 2 cục:

                  mỗi máy khoảng 1 KW, 3 máy là 1 KW x 3 = 3 KW.

-        3 TV 32”:

                   mỗi TV khoảng 100 W = 0,1 KW; 3 TV khoảng 0,1 KW x 3= 0,3 KW.

-        2 tủ lạnh 200l:

                   mỗi tủ lạnh khoảng 200 W = 0,2 KW, hai tủ lạnh 0,2 KW x 2 = 0,4 KW.

-        2 máy giặt 7,5 kg:

                   mỗi máy khoảng 1 KW, 2 máy giặt: 2 x 1 KW = 2 KW.

-        Một số bóng đèn:

                   Cho rằng nhà bạn dùng 5 bóng đèn, mỗi bóng 40 W = 0,04 KW;

                         5 bóng đèn khoảng 0,04 x 5 = 0,2 KW.

-        Một số quạt:

                   cho rằng nhà bạn dùng 5 cái quạt, mỗi quạt khoảng 60 W = 0,06 KW,

                          5 quạt dùng: 0,06 x 5 = 0,3 KW

    Tổng công suất nhà bạn dùng:

      3 KW+ 0,3 KW + 0,4 KW + 2 KW + 0,04KW +0,06 KW + 0,3 KW = 6,2 KW.

 2. Thời điểm và thời lượng làm việc của các thiết bị nhà bạn:

-  Thời điểm làm việc: là làm việc vào giờ nào trong ngày. Thông tin này không cố định, chỉ có thể tính bình quân gần đúng.

-  Thời lượng làm việc: Thiết bị làm việc mấy giờ trong một ngày. Thông tin này cũng không cố định, chỉ có thể tính bình quân gần đúng.

-  Vì vậy, thông thường người ta tính thời lượng làm việc bình quân gần đúng là 6 giờ trong một ngày.

 3. Năng lượng điện (đo bằng KWh, là số đo của Công tơ điện) mà gia đình bạn xài trong một ngày:

- Cách tính: lấy Tổng công suất của thiết bị trong gia đình bạn (6,2 KW, đã tính ở mục 1), nhân với thời lượng làm việc bình quân gần đúng (6 giờ, đã tính trong mục 2)

- Cụ thể: 6,2 KW x 6 giờ = 37,2 KW giờ = 37,2 KWh

 4. Thời lượng trời nắng bình quân trong một ngày:

- Khi trời nắng thì Pin mặt trời mới phát điện

- Thời lượng nắng (số giờ nắng) trong 1 ngày thay đổi theo thời tiết, theo mùa …

- Người ta tính gần đúng thời lượng nắng bình quân trong ngày:

         + Nếu gia đình bạn ở Nam Bộ, thời lượng này là: 4,5 giờ/ngày

         + Nếu gia đình bạn ở miền Trung: 4 giờ/ngày.

         + Ở miền Bắc: ít hơn 4 giờ/ngày.

 5. Công suất Pin MT mà Bạn cần mua sắm và lắp đặt:

- Gia đình bạn xài mỗi ngày 37,2 KWh (đã tính ở mục 3)

- Thời gian nắng bình quân mỗi ngày (thời gian Pin phát điện) là 4,5 giờ (đã tính ở mục 4)

- Để có đủ 37,2 KWh, bạn phải mua và lắp Pin Mặt trời với công suất:

                 37,2 KWh/4,5 h = 8,3 KW

  6. Tiền mua sắm Pin MT:

- Hiện nay Pin MT rẻ nhất là của TQ, giá 1200 USD/KW

- Tiền mua Pin MT rẻ nhất:

- 8,3 KW x 1200 USD/KW = 9960 USD

- Tương đương 9660 USD x 21.000 đồng / USD = 209 triệu đồng.

- Tuổi thọ trung bình của Pin Mặt trời là 20 năm.

- Như vậy bạn bỏ tiền 209 triệu mua Pin MT, sẽ dùng được trong 20 năm, sau đó bạn phải mua sắm mới.

7. Bạn cần mua sắm Ắcqui:

- Pin MT chỉ phát điện lúc trời nắng , bình quân gần đúng là 4,5 giờ mỗi ngày. Những giờ còn lại (24 giờ - 4,5 giờ = 19,5 giờ) Pin MT không phát điện

- Vì vậy, bạn phải sắm Ắcqui, để tích điện vào Ắcqui khi trời nắng, Ắcqui sẽ cung cấp điện khi trời không nắng.

 8. Số lượng Ắcqui mà bạn cần mua sắm:

      Ắcqui thông dụng hiện nay:

- Điện thế 12 Vôn, Dung lượng 200 Ampe giờ = 200 A.h

- Năng lượng điện mà Ắcqui này chứa được:

12 Vôn x 200 A.h = 2400 W.h = 2,4 KWh.

- Mỗi ngày gia đình bạn xài 37,2 KWh (đã tính ở mục 3)

- Vậy số lượng Ắcqui cần mua sắm:

37,2 KWh / 2,4 KWh = 15,5 cái. Như vậy bạn phải mua 16 cái Ắcqui

- Tuổi thọ trung bình của loại Ắcqui này là hai năm.

 9. Tiền mua Ắcqui và chăm sóc, bảo dưỡng Ắcqui trong 20 năm:

- Loại Ắcqui nói trên, giá hiện nay khoảng 180 USD

Tương đương: 180 USD x 21.000 đồng / USD = 3.780.000 đồng

-        Tiền mua 16 Ắcqui là: 16 x 3.78 triệu = 60.5 triệu đồng

-        Đây là tiền mua sắm Ắcqui lần đầu tiên. Sau 2 năm Ắcqui hết tuổi thọ (hỏng không dùng được nữa) thì bạn phải sắm tiếp một lần nữa.

-        Để phù hợp với tuổi thọ của Pin MT là 20 năm, thì số lần bạn phải sắm Ắcqui:

               20 năm / 2 năm = 10 lần.

 -        Như vậy tổng số tiền sắm Ắcqui trong 20 năm là:

               60.5 triẹu đồng/1 lần x 10 lần = 605 triệu đồng.

- Ngoài ra còn phải tính tiền chăm sóc, bảo dưỡng thường xuyên cho Ắcqui, không dưới 20% số tiền mua sắm Ắcqui.

- Như vậy tổng số tiền mua sắm và bảo dưỡng Ắcqui trong 20 năm là:

             605 triệu đồng + 20% x 605 triệu đồng = 726 triệu đồng.

 10. Tiền mua Invertor:

- Invertor là bộ chuyển đổi, chuyển đổi điện một chiều 12 Vôn của Pin MT và Ắcqui thành điện xoay chiều 220 Vôn, 50 Hz, để cấp điện xoay chiều này cho các thiêt bị của bạn.

- Bạn phải mua Invertor với công suất ít nhất bằng tổng công suất mà gia đình bạn xài (7,2 KW, đã tính ở mục 1)

- Gía Invertor hiện nay, với công suất từ 8 đến 10 KW, khoảng 800 USD

         Tương đương 800 USD x 21.000 đồng = 16,8 triệu đồng

-        Tuổi thọ của Invertor khoảng 5 năm.

-        Như vậy để phục vụ trong 20 năm, phù hợp với tuổi thọ của Pin MT,

              thì số lần bạn phải sắm Invertor là:  20năm/5năm = 4 lần.

-        Tổng số tiền sắm Invertor trong 20 năm:

              16,8 triệu x 4 = 75,6 triệu đồng

 11. Tiền thiết kế, xây dựng, lắp đặt:

không tính khoản tiền này, vì bạn có thể tự làm được hoặc nhờ bạn bè làm giúp miễn phí.

 12. Tổng số tiền đầu tư cho hệ thống Pin MT của gia đình bạn trong 20 năm:

- Tiền Pin MT:                                                      209,0 triệu đồng

- Tiền mua sắm và chăm sóc Ắcqui                    726,0 triệu đồng

-  Tiền mua sắm Invertor                                       75,6 triệu đồng

- Tổng cộng                                                        1000    triệu đồng

 13. Điện năng mà Pin MT của bạn phát ra trong 20 năm:

- Công suất Pin MT: 8,3 KW (đã tính ở mục 5)

- Thời gian phát điện trong một ngày bình quân:

                4,5 giờ (xem mục 4)

- Thời gian phát điện trong 20 năm:

                4,5 giờ/ngày x 365 ngày/ năm x 20 năm = 32.850 giờ

- Điện năng do 8,3 KW Pin MT phát ra trong 20 năm là:

                8,3 KW x 32.850 giờ = 272.655 KWh

 14. Tính hiệu quả kinh tế:

- Nếu không có Pin MT, cho rằng bạn phải trả Nhà Đèn 1.500 đồng mỗi 1 KWh

- Như vậy trong 20 năm, 8,3 KW Pin MT có thể mang lại cho bạn số tiền điện là:

               272.655 KWh x 1.500 đồng/ KWh = 409 triệu đồng.

- Kết luận: bạn đầu tư 8,3 KW Pin MT với số tiền 1000 triệu đồng, thì sau 20 năm bạn thu về được 409 triệu đồng, tiền thua thiệt là 1000 – 409 = 591 triệu đồng.

 15. Xét trường hợp nhiều ngày không nắng

- Những tính toán trên đây chỉ phù hợp với điều kiện: quanh năm ngày nào cũng có nắng. Nhưng trong thực tế vẫn thường thấy nhiều khi 5, 10 ngày liền trời không nắng. Với cách tính toán và đầu tư như trên, ngày nào trời không nắng là ngày đó nhà bạn mất điện.

- Để khắc phục hiện tượng này, bạn phải sắm thêm Ac quy. Số lượng Ac quy sắm thêm là bao nhiêu? Tùy bạn, ví dụ, bạn muốn rằng nhà bạn vẫn có điện dù liên tục 4 ngày trời không nắng, nghĩa là bạn muốn dự trữ điên 4 ngày, như vậy bạn phải sắm thêm số lượng Ac quy bằng 4 lần số lượng đã tính ở trên (16 Ac quy, tính ở mục 6):

           4 x 16 = 64 Ac quy

- Tiền mua sắm và bảo dưỡng Acquy trữ điện 4 ngày là:

           4 x 726 triêu (đã tính ở mục 9) = 2900 triệu.

- Tổng vốn đầu tư trong 20 năm sẽ là:

           1000 triệu (mục 12) + 2900 triệu (mục 15) = 3900 triệu đồng

- Kết luận: bạn đầu tư 8,3 KW Pin MT với số tiền 3900 triệu đồng, thì sau 20 năm bạn thu về được 409 triệu đồng (mục 14), tiền thua thiệt là 3900 – 409 = 3491 triệu đồng (gần 3,5 tỷ đồng).

  16. Nhận xét:

Qua ví dụ này có thể thấy rằng lắp đặt và sử dụng Pin MT trong từng gia đình, và không sử dụng song song với điện lưới, là rất không có lợi.

Ở những nơi hoàn toàn không có điện lưới, như ở Hải đảo, núi cao, rừng sâu, người ta dùng máy phát điện Đi ê den, tổng chi phí thấp hơn nhiều so với dùng Pin Mặt trời. Cũng cần nói thêm rằng ở những nơi xa xôi đó, việc chăm sóc bảo dưỡng Acquy gặp rất nhiều khó khăn trở ngại, hậu quả là tuổi thọ của Acquy giảm xuống rất nhiều, càng làm tăng thêm tiền đầu tư và tăng chi phí vận hành.

Cuối cùng, chỉ những người hết sức “lãng mạn”, hoặc những người "thừa tiền vứt qua cửa sổ" mới xài chơi mô hình này.

 II. Trả lời trường hợp 2:

 1.      Công suất Pin MT cần mua sắm:

- Trong trường hợp này, bạn thích mua sắm và lắp đặt bao nhiêu KW cũng được, vì chủ yếu bạn vẫn phải dùng điện lưới.

- Chẳng hạn bạn mua sắm và lắp đặt 5 KW Pin MT

 2.   Tiền mua Pin MT:

        - 5 KW x 1200 USD/ KW = 6000 USD

        - Tương đương: 6000 USD x 21 000 đồng / USD = 126 triệu đồng.

 3. Vấn đề Ắcqui:

      Trường hợp này bạn không cần mua sắm Ắcqui

 4. Mua sắm Invertor:

 - Bạn phải mua sắm Invertor 5 KW, giá khoảng 500 USD

            Tương đương 500 USD x 21 000 đồng = 10,5 triệu đồng.

- Tuổi thọ trung bình của Invertor là 5 năm, vì vậy để phù hợp với tuổi thọ 20 năm của Pin MT, số lần bạn phải sắm Invertor là: 20 /5 = 4 lần

- Tổng số tiền sắm Invertor: 10,5 x 4 = 42 triệu đồng.

5. Cầu dao tự động chuyển mạch:

- Bạn phải mua một Cầu dao tự động, làm nhiệm vụ tự động chuyển mạch nguồn điện cung cấp cho các thiết bị nhà của bạn, chuyển từ nguồn điện lưới sang nguồn điện mặt trời hoặc ngược lại

- Gía bộ chuyển mạch dưới 1 triệu đồng

- Tuổi thọ khoảng 5 năm

- Trong 20 năm bạn phải sắm cầu dao chuyển mạch: 20 năm/ 5 năm = 4 lần

- Tổng số tiền mua chuyển mạch: 1 triệu x 4 = 4 triệu đồng

 6. Tổng tiền đầu tư:

- 126 triệu đồng + 42 triệu đồng + 4 triệu đồng = 172 triệu đồng.

 7. Điện năng mà Pin MT của bạn phát ra trong 20 năm:

- Công suất Pin MT: 5 KW

- Thời gian phát điện trong một ngày bình quân:

            4,5 giờ (xem mục 4, trả lời Trường hợp 1)

- Thời gian phát điện trong 20 năm:

             4,5 giờ/ngày x 365 ngày/ năm x 20 năm = 32.850 giờ

- Điện năng do 5 KW Pin MT phát ra trong 20 năm là:

              5 KW x 32.850 giờ = 164.250 KWh

 8. Tính hiệu quả kinh tế:

- Nếu không có Pin MT, cho rằng bạn phải trả 1.500 đồng cho 1 KWh

- Như vậy trong 20 năm, 5 KW Pin MT đã giảm bớt số tiền điện mà bạn phải trả cho nhà đèn là: 164.250 KWh x 1.500 đồng/ KWh = 286 triệu đồng.

- Kết luận: bạn đầu tư 5 KW Pin MT với số tiền 172 triệu đồng,  thì sau 20 năm bạn  thu về được 286 triệu đồng, tiền làm lợi là 286 – 172 = 114 triệu đồng.

- Tính bình quân mỗi năm bạn tiết kiệm được 114 / 20 = 5,7 triệu đồng./năm

- Tỷ suất lợi nhuận hàng năm là:  5,7 triệu / 172 triệu = 3,3%/năm

 9. Nhận xét:

    Qua ví dụ này có thể thấy rằng lắp đặt và sử dụng Pin MT trong từng gia đình, và sử dụng song song với điện lưới là rất có ích.

    Tuy lợi nhuận không cao, 3,3% mỗi năm, nhưng có ý nghĩa lớn: góp phần khắc phục khủng hoảng năng lượng và môi trường của nhân loại.  Cũng vì vậy ở các nước tiên tiến người ta sử dụng mô hình này rất rộng rãi, đặc biệt phổ biến ở Bắc Mỹ và Tây Âu.

 

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét