Khi các nguồn tài nguyên thiên nhiên trên thế giới đang ngày càng cạn kiệt thì việc tạo ra điện đang ngày càng đắt đỏ hơn. Do đó để tạo ra điện bằng năng lượng sạch đang là vấn đề cấp thiết hiện nay. Lĩnh vực này được các chính phủ trên thế giới hỗ trợ và ưu tiên phát triển cũng như tập trung giải quyết các vấn đề liên quan đến năng lượng sạch và khuyến khích đầu tư. Điện mặt trời cũng là một trong số đó và mặt trời thì dĩ nhiên là miễn phí, cho nên chúng ta càng tận dụng nguồn năng lượng này càng nhiều càng tốt. Bài viết sau đây sẽ giải thích một số vấn đề về việc đầu tư điện năng lượng mặt trời cũng như cho các bạn thêm một số một vài thông tin để các bạn tham khảo.
I. Định nghĩa điện mặt trời
Điện mặt trời là năng lượng được tạo ra từ ánh sáng mặt trời, thông qua các tấm pin mặt trời. Những tấm pin này chuyển đổi ánh sáng thành điện năng, giúp cung cấp nguồn năng lượng tái tạo và thân thiện với môi trường.
Công nghệ chính của điện mặt trời bao gồm pin quang điện (PV) và hệ thống nhiệt mặt trời. Ứng dụng cụ thể có thể là cung cấp điện cho hộ gia đình, hệ thống chiếu sáng công cộng, hoặc sử dụng trong nông nghiệp.
II. Hệ thống điện năng lượng mặt trời
1. Thành phần và cấu tạo của hệ thống năng lượng mặt trời
- Tấm pin mặt trời (Solar Panels): Chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Các tấm pin này được làm từ các tế bào quang điện, thường là silicon.
- Biến tần (Inverter): Chuyển đổi điện một chiều (DC) từ pin mặt trời thành điện xoay chiều (AC) để sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày.
- Bộ điều khiển sạc (Charge Controller): Quản lý việc sạc và xả điện từ pin lưu trữ, giúp bảo vệ pin khỏi tình trạng quá tải hoặc xả sâu.
- Pin lưu trữ (Battery): Lưu trữ điện năng cho các thời điểm không có ánh sáng mặt trời, cho phép sử dụng điện vào ban đêm hoặc trong những ngày mây mù.
- Khung đỡ (Mounting System): Hệ thống giữ cho tấm pin được lắp đặt một cách chắc chắn và có góc nghiêng tối ưu để nhận ánh sáng mặt trời.
- Hệ thống nối điện (Electrical Wiring): Kết nối tất cả các thành phần lại với nhau, đảm bảo truyền tải điện năng an toàn và hiệu quả.
- Bộ đồng hồ (Meter): Theo dõi lượng điện được sản xuất và tiêu thụ, có thể bao gồm cả bộ đếm điện từ lưới nếu hệ thống kết nối với lưới điện.
2. Chi tiết về Tấm pin mặt trời, Biến tần, Bộ điều khiển sạc, Pin lưu trữ
a. Tấm pin mặt trời
* Cấu tạo:
Gồm các tế bào quang điện, thường là silicon. Có hai loại chính:
- Mono-si: Hiệu suất cao, thường từ 18-22%, nhưng giá thành cao hơn.
- Poly-si: Hiệu suất từ 15-18%, giá rẻ hơn nhưng ít hiệu quả hơn.
Thời gian hoạt động: Thường từ 25 đến 30 năm, với hiệu suất giảm dần theo thời gian.
* Cấu trúc:
- Tế bào quang điện: Tạo ra điện khi hấp thụ ánh sáng. Các tế bào được ghép lại thành tấm pin, thường có kích thước tiêu chuẩn là 1,6m x 1m.
- Kính bảo vệ: Bảo vệ các tế bào khỏi thời tiết và va chạm.
- Khung nhôm: Giúp tấm pin chắc chắn và dễ lắp đặt.
- Chất liệu lót: Chống ẩm và bảo vệ các tế bào.
* Hiệu suất:
Hiệu suất của tấm pin thường dao động từ 15% đến 22%, tùy thuộc vào loại và công nghệ. Công nghệ mới như pin đa lớp có thể đạt đến 30%.
Thử nghiệm và chứng nhận: Các tấm pin thường phải trải qua các bài kiểm tra tiêu chuẩn như IEC 61215 (hiệu suất) và IEC 61730 (an toàn).
* Ưu nhược điểm
- Ưu điểm:
- Năng lượng tái tạo: Giúp giảm lượng khí thải carbon.
- Tiết kiệm điện: Giảm chi phí điện trong thời gian dài.
- Bảo trì thấp: Sau khi lắp đặt, cần ít bảo trì.
- Nhược điểm:
- Chi phí đầu tư ban đầu cao: Mặc dù có thể tiết kiệm về lâu dài, nhưng chi phí lắp đặt có thể cao.
- Phụ thuộc vào thời tiết: Hiệu suất giảm trong thời tiết xấu hoặc vào ban đêm.
* Công nghệ mới
- Pin đa lớp (Tandem Cells): Sử dụng nhiều lớp tế bào quang điện để hấp thụ các bước sóng khác nhau của ánh sáng. Công nghệ này có thể đạt hiệu suất lên đến 30% hoặc hơn.
- Pin perovskite: Được biết đến với khả năng sản xuất dễ dàng và chi phí thấp, loại pin này đang được nghiên cứu để kết hợp với pin silicon, tạo ra hiệu suất cao hơn.
- Tấm pin linh hoạt: Sử dụng vật liệu như polymer để sản xuất tấm pin nhẹ và linh hoạt, dễ dàng lắp đặt trên nhiều bề mặt, kể cả trên ô tô hoặc vật liệu xây dựng.
b. Biến tần
* Chức năng:
Chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) từ tấm pin thành dòng điện xoay chiều (AC) cho các thiết bị điện gia đình.
- Loại biến tần:
- Biến tần chuỗi: Thích hợp cho các hệ thống lớn, dễ lắp đặt, nhưng nếu một tấm bị che khuất, toàn bộ hệ thống có thể bị ảnh hưởng.
- Biến tần micro: Tối ưu hóa hiệu suất cho từng tấm pin, phù hợp cho hệ thống nhỏ hơn hoặc nơi có bóng mát.
- Chức năng thông minh: Một số biến tần hiện đại tích hợp tính năng giám sát từ xa, giúp người dùng theo dõi hiệu suất hệ thống qua ứng dụng.
Thời gian hoạt động: Thường từ 5 đến 10 năm, cần được thay thế định kỳ.
* Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
- Chuyển đổi hiệu quả: Chuyển đổi năng lượng từ pin mặt trời thành điện sử dụng trong nhà.
- Tối ưu hóa năng lượng: Biến tần micro giúp tăng hiệu suất của từng tấm pin.
Nhược điểm:
- Chi phí: Biến tần có thể tốn kém và cần thay thế sau một thời gian.
- Hệ thống phức tạp: Nếu có sự cố, có thể ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
* Công nghệ mới
- Biến tần thông minh: Tích hợp công nghệ IoT (Internet of Things), cho phép người dùng theo dõi hiệu suất và quản lý từ xa qua ứng dụng di động.
- Biến tần hybrid: Kết hợp khả năng xử lý cả điện từ tấm pin mặt trời và từ nguồn điện lưới, giúp tối ưu hóa việc sử dụng điện và tiết kiệm chi phí.
- Biến tần tối ưu hóa (Power Optimizers): Được lắp đặt cho từng tấm pin, tối ưu hóa sản lượng điện và giảm thiểu ảnh hưởng của bóng mát.
c. Bộ điều khiển sạc:
* Chức năng:
Ngăn ngừa tình trạng quá tải và xả sâu của pin lưu trữ, điều chỉnh điện năng từ tấm pin để tối ưu hóa hiệu suất và bảo vệ pin.
- Loại:
- PWM (Pulse Width Modulation): Thích hợp cho các hệ thống nhỏ, chi phí thấp nhưng kém hiệu quả hơn trong việc tận dụng năng lượng.
- MPPT (Maximum Power Point Tracking): Tối ưu hóa năng lượng, giúp thu được nhiều điện hơn từ tấm pin, đặc biệt trong điều kiện ánh sáng không đồng đều.
Thời gian hoạt động: Khoảng 5-10 năm, tùy thuộc vào loại và cách sử dụng.
* Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
- Bảo vệ pin: Ngăn ngừa tình trạng quá tải hoặc xả quá mức, kéo dài tuổi thọ pin.
- Tối ưu hóa năng lượng: Loại MPPT có khả năng tối ưu hóa hiệu suất tốt hơn so với loại PWM.
Nhược điểm:
- Chi phí: Bộ điều khiển sạc loại MPPT thường đắt hơn loại PWM.
- Cần phải có: Nếu không có, pin có thể bị hỏng do quá tải.
d. Pin lưu trữ
* Chức năng:
Lưu trữ điện năng để sử dụng khi không có ánh sáng mặt trời, giúp tăng cường khả năng tự cung tự cấp
- Loại phổ biến:
- Lithium-ion: Có tuổi thọ từ 10-15 năm, hiệu suất cao, gọn nhẹ nhưng giá thành cao.
- Axit chì: Rẻ hơn, tuổi thọ 3-5 năm, nặng và yêu cầu bảo trì nhiều hơn.
* Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
- Sử dụng linh hoạt: Cho phép sử dụng điện vào ban đêm hoặc khi có mây.
- Giảm phụ thuộc vào lưới điện: Tăng cường độ tự cung tự cấp.
Nhược điểm:
- Chi phí cao: Pin lithium-ion đắt hơn và cần phải thay thế sau một thời gian.
- Thời gian sạc lâu: Pin cần thời gian để sạc đầy, có thể không đủ nhanh trong những ngày nhiều mây.
* Công nghệ mới
- Pin lithium-ion cải tiến: Công nghệ mới giúp tăng cường tuổi thọ và hiệu suất sạc/xả, đồng thời giảm chi phí sản xuất.
- Pin flow: Một giải pháp lưu trữ năng lượng mới, sử dụng các dung dịch điện phân trong các bể chứa, cho phép lưu trữ năng lượng quy mô lớn với thời gian lâu dài.
- Pin natri-ion: Là một công nghệ tiềm năng thay thế pin lithium-ion, với chi phí thấp hơn và tài nguyên sẵn có hơn, mặc dù hiện tại chưa đạt được hiệu suất cao như lithium-ion.
3. Các đơn vị sản xuất lớn trên thế giới về hệ thống điện năng lượng mặt trời
. Trina Solar
Công nghệ: Chủ yếu sản xuất tấm pin quang điện silicon tinh thể (mono và poly). Họ đang phát triển công nghệ tấm pin đa lớp để nâng cao hiệu suất.
Sản phẩm nổi bật: Tấm pin năng lượng mặt trời Vertex với hiệu suất lên đến 22,6%.
. JinkoSolar
Công nghệ: Sử dụng công nghệ tế bào mono-si và poly-si, cũng như phát triển tấm pin với công nghệ PERC (Passivated Emitter Rear Cell) để tối ưu hóa hiệu suất.
Sản phẩm nổi bật: Tấm pin Jinko Tiger có hiệu suất khoảng 21,3%.
. Canadian Solar
Công nghệ: Tập trung vào tấm pin silicon tinh thể và công nghệ PERC, cũng như tấm pin năng lượng mặt trời mỏng.
Sản phẩm nổi bật: Tấm pin BiKu với công nghệ hai mặt (bifacial) cho phép hấp thụ ánh sáng từ cả hai mặt, nâng cao hiệu suất.
. First Solar
Công nghệ: Chuyên sản xuất tấm pin mỏng (thin-film) bằng công nghệ cadmium telluride (CdTe), cho phép sản xuất với chi phí thấp và hiệu suất tốt trong điều kiện ánh sáng yếu.
Sản phẩm nổi bật: Tấm pin Series 6, với hiệu suất đạt khoảng 18,2% và thiết kế thân thiện với môi trường.
. LONGi Solar
Công nghệ: Tập trung vào sản xuất tấm pin mono-si với công nghệ PERC, cũng như phát triển tấm pin với khả năng bám dính tốt hơn.
Sản phẩm nổi bật: Tấm pin Hi-MO 4, đạt hiệu suất lên đến 22,5%.
. SunPower
Công nghệ: Sử dụng công nghệ tấm pin hiệu suất cao với cấu trúc tế bào Maxeon, cho phép tối ưu hóa ánh sáng và giảm tổn thất hiệu suất.
Sản phẩm nổi bật: Tấm pin SunPower A-Series có hiệu suất lên đến 22,8%.
4. Các đơn vị sản xuất lớn tại Việt Nam về hệ thống điện năng lượng mặt trời
. Tập đoàn năng lượng mặt trời Bến Thành (Bến Thành Solar)
Công nghệ: Sản xuất tấm pin mặt trời bằng công nghệ silicon tinh thể. Họ cũng cung cấp giải pháp lắp đặt và bảo trì.
Sản phẩm nổi bật: Các tấm pin mặt trời được chứng nhận chất lượng và hiệu suất cao.
. Tập đoàn Đầu tư và Phát triển Năng lượng mặt trời Trung Nam
Công nghệ: Tham gia vào cả sản xuất và phát triển các dự án điện mặt trời lớn. Họ sử dụng công nghệ tấm pin hiện đại và thiết bị tiên tiến.
Dự án nổi bật: Nhà máy điện mặt trời Trung Nam với công suất lớn tại Ninh Thuận.
. Công ty Cổ phần Năng lượng Mặt trời Gia Lai
Công nghệ: Sản xuất và cung cấp các giải pháp năng lượng mặt trời với công nghệ tấm pin silicon.
Dự án nổi bật: Nhà máy điện mặt trời tại Gia Lai, đóng góp vào nguồn cung năng lượng cho khu vực.
. Công ty TNHH SolarViet
Công nghệ: Cung cấp các giải pháp năng lượng mặt trời bao gồm tấm pin, biến tần và hệ thống lắp đặt.
Dịch vụ: Tư vấn và triển khai hệ thống điện mặt trời cho hộ gia đình và doanh nghiệp.
. Công ty TNHH Trái đất xanh (Green Earth)
Công nghệ: Cung cấp sản phẩm và dịch vụ lắp đặt hệ thống điện mặt trời, với các sản phẩm chất lượng từ các nhà sản xuất lớn.
Giải pháp: Tập trung vào cung cấp các giải pháp bền vững và hiệu quả về năng lượng cho khách hàng.
. Công ty TNHH Năng lượng Mặt trời VinaSolar
Công nghệ: Sản xuất và cung cấp tấm pin năng lượng mặt trời với công nghệ tiên tiến.
Dịch vụ: Cung cấp dịch vụ lắp đặt, bảo trì và tư vấn cho hệ thống điện mặt trời.
III. Đầu tư vào điện mặt trời
1. Các yếu tố cân nhắc
Lợi ích:
- Tiết kiệm chi phí điện: Giảm hóa đơn điện trong thời gian dài.
- Năng lượng tái tạo: Góp phần giảm thiểu khí thải carbon, bảo vệ môi trường.
- Tăng giá trị bất động sản: Hệ thống điện mặt trời có thể làm tăng giá trị nhà ở.
Yếu tố cần xem xét:
- Chi phí ban đầu: Mặc dù có thể tiết kiệm về lâu dài, nhưng chi phí lắp đặt ban đầu có thể cao.
- Khả năng tài chính: Đảm bảo bạn có nguồn lực tài chính để đầu tư và duy trì hệ thống.
- Vị trí và khí hậu: Hiệu suất điện mặt trời phụ thuộc vào mức độ ánh sáng mặt trời và vị trí lắp đặt.
2. Chính sách hỗ trợ điện năng lượng mặt trời tại Việt Nam
a. Giá mua điện (FiT)
Giá cố định: Chính phủ Việt Nam đã quy định giá mua điện từ các nhà máy điện mặt trời theo quy định của Bộ Công Thương. Ví dụ, giá FiT cho điện mặt trời mái nhà là 2.000 VNĐ/kWh, và cho các nhà máy điện mặt trời quy mô lớn là 1.640 VNĐ/kWh (các mức này có thể thay đổi theo thời gian).
Thời gian áp dụng: Giá FiT thường được áp dụng trong khoảng 20 năm, giúp đảm bảo lợi nhuận ổn định cho các nhà đầu tư.
b. Ưu đãi thuế
Miễn thuế nhập khẩu: Các thiết bị và công nghệ dùng cho năng lượng mặt trời được miễn thuế nhập khẩu, giúp giảm chi phí đầu tư ban đầu.
Miễn thuế thu nhập doanh nghiệp: Các dự án điện mặt trời thường được miễn thuế thu nhập doanh nghiệp trong một số năm đầu, tùy thuộc vào quy định hiện hành.
c. Chương trình tín dụng
Gói tín dụng ưu đãi: Một số ngân hàng như Agribank, Vietcombank có các gói tín dụng đặc biệt hỗ trợ người dân và doanh nghiệp đầu tư vào điện mặt trời. Lãi suất thường thấp hơn so với vay thông thường.
Quỹ hỗ trợ: Một số quỹ đầu tư và tổ chức phi chính phủ cũng cung cấp tài chính cho các dự án năng lượng tái tạo.
d. Khuyến khích đầu tư tư nhân
Chính sách khuyến khích: Chính phủ tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà đầu tư tư nhân tham gia vào các dự án năng lượng mặt trời thông qua các chính sách hỗ trợ và thủ tục hành chính đơn giản hơn.
Chương trình hợp tác: Khuyến khích hợp tác giữa các doanh nghiệp trong nước và quốc tế để phát triển công nghệ và chia sẻ kinh nghiệm.
e. Khung pháp lý
Luật Điện lực: Các quy định trong Luật Điện lực và các nghị định hướng dẫn đã tạo ra một khung pháp lý rõ ràng cho việc phát triển năng lượng tái tạo, bao gồm năng lượng mặt trời.
3. Quy định về bán điện dư thừa:
a. Văn bản pháp lý
Các quy định về việc bán điện dư thừa tại Việt Nam được thể hiện trong một số văn bản pháp lý quan trọng, bao gồm:
- Nghị định số 137/2013/NĐ-CP: Quy định về phát triển năng lượng tái tạo, trong đó có hướng dẫn về việc đấu nối và bán điện cho lưới điện quốc gia.
- Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg: Quy định về cơ chế khuyến khích phát triển điện mặt trời tại Việt Nam, bao gồm giá mua điện từ các hệ thống điện mặt trời mái nhà và quy trình đấu nối với lưới điện.
- Thông tư số 16/2017/TT-BCT: Hướng dẫn thực hiện một số nội dung liên quan đến việc bán điện từ hệ thống điện mặt trời mái nhà.
b. Yêu cầu chung
- Hệ thống đo đếm: Bạn cần lắp đặt một đồng hồ điện hai chiều để ghi nhận lượng điện mà bạn sản xuất và tiêu thụ.
- Giá mua điện: Điện dư thừa sẽ được mua với giá theo quy định của chính phủ (giá FiT).
- Thủ tục: Cần làm các thủ tục đăng ký với công ty điện lực địa phương để được phép bán điện.
c. Lợi ích:
Giảm chi phí điện: Bạn có thể tiết kiệm chi phí bằng cách sử dụng điện sản xuất từ hệ thống của mình và bán lượng dư thừa.
Tăng thu nhập: Doanh thu từ việc bán điện dư thừa có thể giúp hoàn vốn đầu tư ban đầu.
d. Lời khuyên khi chọn công ty lắp đặt hệ thống điện mặt trời:
. Tham khảo ý kiến từ người dùng
Hỏi bạn bè, người thân hoặc các doanh nghiệp đã lắp đặt để nhận được phản hồi thực tế về công ty mà bạn đang xem xét.
. Kiểm tra chứng chỉ và giấy phép
Đảm bảo công ty có các chứng chỉ cần thiết và giấy phép hoạt động hợp pháp trong lĩnh vực năng lượng mặt trời.
. Xem xét các dự án đã thực hiện
Yêu cầu công ty cung cấp danh sách các dự án đã hoàn thành. Bạn có thể liên hệ với khách hàng trước đó để biết thêm thông tin.
. Tìm hiểu về bảo hành
Kiểm tra các điều khoản bảo hành cho tấm pin và thiết bị. Công ty nên cung cấp bảo hành từ 10-25 năm cho tấm pin.
. Khả năng tài chính
Đảm bảo công ty có đủ khả năng tài chính để thực hiện dự án và không gặp khó khăn trong quá trình lắp đặt và bảo trì.
. Thời gian hoàn thành
Hỏi rõ về thời gian lắp đặt và các bước thực hiện dự án để tránh bất ngờ.
. Tư vấn miễn phí
Nhiều công ty cung cấp dịch vụ tư vấn miễn phí. Tận dụng điều này để nhận được thông tin chi tiết và lựa chọn hệ thống phù hợp nhất.
. So sánh các gói dịch vụ
So sánh không chỉ về giá cả mà còn về các dịch vụ đi kèm như thiết kế, lắp đặt, bảo trì và hỗ trợ kỹ thuật.
e. Chi phí đầu tư:
Chi phí đầu tư cho 1 kW hệ thống điện mặt trời tại Việt Nam thường dao động từ khoảng 15 triệu đến 25 triệu VNĐ, tùy thuộc vào nhiều yếu tố như:
- Loại tấm pin: Tấm pin mono-si thường có giá cao hơn nhưng hiệu suất cũng tốt hơn.
- Biến tần: Chi phí biến tần cũng ảnh hưởng đến tổng chi phí.
- Chi phí lắp đặt: Bao gồm nhân công và các vật tư khác.
- Quy mô hệ thống: Hệ thống lớn có thể có mức giá mỗi kW thấp hơn do tiết kiệm chi phí theo quy mô.
IV. Kết luận
Điện mặt trời là một xu hướng chung của tương lai và với tiến bộ khoa học thì giá cả sẽ ngáy càng rẻ hơn để tiếp cận được với nhiều người hơn. Tính tiện dụng và tuổi thọ của điện mặt trời cao nên ngày càng được nhiều hộ gia đình, doanh nghiệp lắp đặt. Thời gian lấy lại vốn đầu tư thường từ 3 đến 5 năm tùy vào đặc điểm khu vực. Hiện tại nhà nước đã có chính sách thu lại điện dư thừa khiến cho việc quyết định lắp đặt càng dễ dàng hơn. Đầu tư điện mặt trời là đầu tư cho tương lai và bảo vệ môi trường sống của mình.