Khi Việt Nam đặt mục tiêu hướng tới Net Zero, thì các nguồn năng lượng bền vững và tái tạo đặc biệt là năng lượng mặt trời đã nổi lên như một lựa chọn hàng đầu. Nhưng làm thế nào để nguồn năng lượng sạch, dồi dào này có thể hòa nhập vào lưới điện quốc gia?

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sự phức tạp về cách năng lượng mặt trời và lưới điện cùng tồn tại và hợp tác. Chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách giải thích lưới điện và cách nó hoạt động như xương sống của nguồn cung cấp điện. Chúng ta sẽ thảo luận về cách nó truyền tải rộng khắp đất nước và những thách thức mà nó phải đối mặt trong bối cảnh năng lượng đang phát triển nhanh chóng ngày nay.

Điện mặt trời và điện lưới phối hợp với nhau
Điện mặt trời và điện lưới phối hợp với nhau

Chúng tôi sẽ giải thích cách năng lượng mặt trời được tạo ra từ các mái nhà riêng lẻ đến các trang trại năng lượng mặt trời lớn, tích hợp vào hệ thống lưới điện hiện có này.

Tìm hiểu thêm về cách năng lượng mặt trời và lưới điện Việt Nam phối hợp với nhau để thắp sáng ngôi nhà của bạn.

Lưới điện là gì?

Lưới điện là một mạng lưới rộng lớn cung cấp điện từ nguồn phát điện đến các hộ gia đình và doanh nghiệp của chúng ta. Đó là một kỳ quan kỹ thuật được Thomas Edison hình dung lần đầu tiên (ở quy mô nhỏ hơn nhiều), kết nối các nhà máy điện với người tiêu dùng trên khắp các tình thành và quốc gia. Lưới bao gồm các thành phần chính:

Trạm phát điện

Đây là nơi sản xuất điện. Chúng có thể được cung cấp năng lượng từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm nhiên liệu hóa thạch như than đá và khí tự nhiên, năng lượng hạt nhân hoặc các nguồn tái tạo như năng lượng mặt trời và điện gió.

Đường dây truyền tải

Đây là những đường dây điện áp cao bạn thường thấy trên các tháp kim loại cao trải dài khắp đất nước. Chúng mang điện đi một quãng đường dài từ các nhà máy điện đến cộng đồng địa phương. Như đường dây 500kV Bắc Nam.

Trạm biến áp

Những hệ thống lắp đặt này giúp giảm điện áp cao từ đường dây truyền tải xuống điện áp thấp hơn phù hợp cho việc phân phối cục bộ. Chúng là mối liên kết quan trọng giữa truyền tải đường dài và sử dụng điện tại địa phương.

Đường dây phân phối

Đây là những đường cáp bạn nhìn thấy dọc theo các đường phố và ngõ hẻm, mang điện từ các trạm biến áp đến các hộ gia đình và cơ sở kinh doanh. Chúng hoạt động ở điện áp thấp hơn nhiều so với đường dây truyền tải.

Máy biến áp

Thường được gắn trên cột hoặc trên mặt đất gần các tòa nhà, máy biến áp làm giảm điện áp để đảm bảo an toàn cho gia đình và doanh nghiệp.

Đồng hồ đo hay công tơ đo đếm

Ngôi nhà của bạn kết nối với lưới điện thông qua đồng hồ đo lượng điện bạn sử dụng.

Cách năng lượng mặt trời được tích hợp vào lưới điện

Các tấm pin mặt trời, thường được lắp đặt trên mái nhà hoặc trong các trang trại năng lượng mặt trời lớn, chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện bằng cách sử dụng tế bào quang điện.

Dòng điện một chiều (DC) này được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC) bằng bộ biến tần, làm cho nó tương thích với lưới điện thông qua các thông số chính như điện áp, tần số … Điện xoay chiều từ biến tần được đưa vào lưới điện thông qua một điểm kết nối, thường có đồng hồ thông minh theo dõi lượng điện được sản xuất và tiêu thụ.

Để giải quyết sự thay đổi của điện năng lượng mặt trời do thời tiết, các nhà vận hành lưới điện sử dụng các hệ thống lưu trữ năng lượng như pin lưu trữ, chiến lược đáp ứng nhu cầu và tích hợp với các nguồn năng lượng khác để duy trì nguồn cung cấp điện ổn định và đáng tin cậy.

Ngoài ra, các công nghệ dự báo và quản lý lưới điện tiên tiến giúp dự đoán và điều chỉnh những thay đổi trong việc sản xuất điện mặt trời do thời tiết hoặc thời gian trong ngày. Khi công nghệ năng lượng mặt trời tiến bộ và trở nên tiết kiệm chi phí hơn, việc tích hợp nó vào lưới điện thể hiện một bước quan trọng hướng tới một tương lai năng lượng bền vững.

Mối quan hệ giữa hệ thống năng lượng mặt trời của bạn và lưới điện

Bất chấp những gì mọi người thường nghĩ, là khi sử dụng điên năng lượng mặt trời sẽ không cần sử dụng lưới điện. Trên thực tế, phần lớn các hệ thống điện mặt trời trong khu dân cư và khu đô thị, nhà máy sản xuất và các hệ thống thương mại đều cần kết nối với lưới điện.

Điều này là do phần lớn các ngôi nhà sử dụng nhiều thiết bị điện vẫn cần lấy điện từ lưới điện do điện mặt trời chỉ hoạt động khi có nắng và phụ thuộc nhiều vào thời tiết. Mặc dù có hệ thống pin lưu trữ những không đáng kể so với công suất tiêu thụ.

Vậy tại sao nhà bạn lại cần nguồn điện từ lưới sau khi lắp đặt tấm pin năng lượng mặt trời?

Câu trả lời đơn giản là việc duy trì kết nối với lưới điện sẽ cho phép ngôi nhà của bạn lấy thêm điện khi các tấm pin mặt trời không thể tạo ra đủ điện, kể cả trong đêm và những ngày nhiều mây mưa. Đồng thời, ngôi nhà của bạn cũng có thể đẩy nguồn điện dư thừa trở lại lưới từ hệ thống điện mặt trời tạo ra, chẳng hạn như giữa ngày nắng khi mọi người đều vắng nhà.

Đối với hầu hết các ngôi nhà, hệ thống năng lượng mặt trời dân dụng của bạn có thể sẽ được nối lưới, thường được gọi là nối lưới. Khi hòa lưới, hệ thống điện năng lượng mặt trời của bạn được kết nối với lưới điện thông qua đồng hồ đo điện hai chiều ( trong trường hợp bán được điện ). Nó đo lượng năng lượng dư thừa bạn gửi vào lưới điện khi các tấm pin mặt trời của bạn sản xuất nhiều hơn mức bạn cần và lượng năng lượng bạn lấy từ lưới điện khi hệ thống điện mặt trời của bạn không tạo ra đủ.

Nếu bạn sử dụng độc lập không kết nối với lưới điện. Điều đó có nghĩa là không có dây phân phối nào từ đường dây điện đến nhà bạn. Bạn hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn điện mà các tấm pin mặt trời tạo ra để đáp ứng nhu cầu năng lượng của bạn và không có nguồn điện dự phòng trong trường hợp mất điện hoặc sự cố khác.

Cuộc sống không có lưới điện yêu cầu bạn phải thực hiện thêm một số bước để ngắt kết nối khỏi lưới điện thành công, bao gồm tạo ra năng lượng từ nhiều nguồn, lưu trữ pin năng lượng mặt trời và thiết kế nhà ở để giảm thiểu việc sử dụng năng lượng dư thừa.

Phụ tải điện và tác động lên công suất hệ thống điện năng lượng mặt trời

Lưới điện phải đối mặt với những thách thức lớn

Mặc dù mạnh mẽ và rộng khắp nhưng lưới điện vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức.

Cơ sở hạ tầng lưới điện cũ

Phần lớn cơ sở hạ tầng của lưới điện đã có tuổi đời hàng chục năm và được thiết kế cho một kỷ nguyên sử dụng năng lượng khác. Thiết bị cũ và công nghệ lạc hậu có thể dẫn đến hoạt động kém hiệu quả, thường xuyên hỏng hóc và tăng khả năng bị ngừng hoạt động.

Lưới điện phải đối mặt với những thách thức lớn

Mặc dù mạnh mẽ và rộng khắp nhưng lưới điện vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức.

Cơ sở hạ tầng lưới điện cũ

Phần lớn cơ sở hạ tầng của lưới điện đã có tuổi đời hàng chục năm và được thiết kế cho một kỷ nguyên sử dụng năng lượng khác. Thiết bị cũ và công nghệ lạc hậu có thể dẫn đến hoạt động kém hiệu quả, thường xuyên hỏng hóc và tăng khả năng bị ngừng hoạt động.

Nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng

Khi dân số của chúng ta tăng lên và công nghệ tiến bộ đặc biệt là di chuyển bằng xe ô tô điện do đó nhu cầu điện tiếp tục tăng. Lưới điện hiện tại phải thích ứng để xử lý các tải ngày càng tăng này mà không ảnh hưởng đến độ tin cậy và hiệu quả.

Tích hợp năng lượng tái tạo

Việc kết hợp các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời vào lưới điện đặt ra những thách thức kỹ thuật. Vì các nguồn này không liên tục và phi tập trung nên khó có thể quản lý dòng điện ổn định.

Các mối đe dọa an ninh mạng

Sự phụ thuộc của lưới điện vào công nghệ kỹ thuật số khiến mạng lưới ngày càng dễ bị đe dọa bởi các mối đe dọa an ninh mạng. Bảo vệ lưới điện khỏi các cuộc tấn công mạng tiềm ẩn đang là mối lo ngại ngày càng tăng.

Biến đổi khí hậu và thời tiết cực đoan

Biến đổi khí hậu dẫn đến các hiện tượng thời tiết thường xuyên và nghiêm trọng hơn, chẳng hạn như bão, lũ lụt và cháy rừng. Những sự kiện này có thể gây ra thiệt hại đáng kể cho cơ sở hạ tầng lưới điện, dẫn đến tình trạng mất điện kéo dài.

Miền Bắc Việt Nam phải đối mặt với tình trạng mất điện lưới vào năm 2023 do một hạn hán kéo dài, không có mưa làm có các hồ thủy điện cạn kiệt nước để phát điện, dẫn đến mất điện trên diện rộng tại các tỉnh thành có nhiều khu công nghiệp, thiệt hại hàng tỷ đổng, và ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp và người dân.

Khả năng phục hồi của lưới điện

Đảm bảo khả năng phục hồi của lưới điện trước các tình trạng gián đoạn khác nhau, từ thiên tai đến sự cố kỹ thuật, là một thách thức thường xuyên. Xây dựng một mạng lưới có khả năng phục hồi tốt hơn đòi hỏi sự đầu tư và đổi mới đáng kể.

Sự chênh lệch về địa lý

Có sự chênh lệch về cơ sở hạ tầng và công suất lưới điện giữa các khu vực khác nhau của Việt Nam. Một số khu vực có hệ thống hiện đại hóa hơn, trong khi những khu vực khác lại tụt hậu, ảnh hưởng đến hiệu suất và độ tin cậy tổng thể của lưới điện.

Giải pháp là gì?

Những thách thức này nêu bật sự cần thiết phải đầu tư đáng kể vào việc hiện đại hóa lưới điện, kết hợp các công nghệ tiên tiến và áp dụng các giải pháp năng lượng bền vững hơn. Khả năng tạo ra điện tại địa phương và giảm sự phụ thuộc vào nguồn điện tập trung của năng lượng mặt trời là rất quan trọng trong việc giải quyết một số thách thức này.

Cải thiện truyền tải điện bằng cách tăng nguồn vốn và thúc đẩy các quá trình kết nối để xây dựng các dự án năng lượng nhanh hơn; tạo ra các giải pháp toàn diện liên kết các hệ thống và vận hành hệ thống thông tin lưới điện để tăng cường khả năng phục hồi và giảm thiểu các mối đe dọa và mất điện;

Triển khai các công nghệ tiên tiến như nguồn năng lượng phân tán và hệ thống pin dự phòng để cung cấp các dịch vụ lưới điện thiết yếu, đảm bảo cộng đồng người Việt trên khắp đất nước có thể tiếp cận nguồn điện sạch, đáng tin cậy và giá cả phải chăng.

Cam kết đặt mục tiêu hướng tới Net Zero cùng với những hành động cụ thể quyết liệt của chính phủ là một bước quan trọng hướng tới hiện đại hóa lưới điện và làm cho nó hiệu quả hơn, đáng tin cậy hơn và có khả năng đáp ứng nhu cầu năng lượng trong tương lai.

Năng lượng mặt trời sẽ cải thiện độ tin cậy của lưới điện như thế nào

Khi Việt Nam áp dụng các giải pháp sử dụng năng lượng bền vững hơn như năng lượng mặt trời, chúng ta có thể nâng cao đáng kể độ tin cậy của lưới điện. Các nguồn năng lượng tái tạo, như năng lượng mặt trời, rất dồi dào và vô tận, do đó làm giảm sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên hữu hạn như nhiên liệu hóa thạch.

Việc đa dạng hóa các nguồn năng lượng này có thể giảm thiểu rủi ro liên quan đến việc phụ thuộc quá mức vào các nguồn năng lượng đơn lẻ. Thực hành năng lượng bền vững như năng lượng mặt trời liên quan đến việc phát triển hệ thống điện phi tập trung.

Sự phân tán này có nghĩa là sự cố của một nguồn năng lượng sẽ có tác động ít thảm khốc hơn đến toàn bộ lưới điện. Năng lượng mặt trời đi kèm với các tùy chọn lưu trữ pin có thể lưu trữ năng lượng dư thừa khi sản lượng cao và giải phóng năng lượng đó khi cần, giúp ổn định lưới điện hơn. Sự chuyển đổi sang năng lượng bền vững góp phần bảo tồn môi trường và đảm bảo cơ sở hạ tầng năng lượng ổn định và đáng tin cậy hơn.

Tương lai tươi sáng cho lưới điện Việt Nam

Việc tích hợp năng lượng mặt trời vào lưới điện ở Việt Nam đánh dấu một bước quan trọng trong hành trình hướng tới năng lượng bền vững của quốc gia. Hệ thống lưới điện cũ kỹ, nhu cầu năng lượng ngày càng tăng và nhu cầu về khả năng phục hồi trước biến đổi khí hậu và các mối đe dọa trên mạng thúc đẩy sự chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo và phi tập trung hơn.

Điện Năng lượng mặt trời rất quan trọng trong việc hiện đại hóa lưới điện, nâng cao hiệu quả và giảm sự phụ thuộc vào các phương pháp sản xuất điện tập trung, truyền thống.

Bằng cách khai thác sức mạnh của mặt trời, một nguồn tài nguyên có thể tái tạo và vô tận, đồng thời kết hợp nó với các công nghệ tiên tiến như bộ pin lưu trữ, Việt Nam đang mở đường cho một mạng lưới không chỉ có khả năng phục hồi tốt hơn trước các thách thức về môi trường và công nghệ mà còn có khả năng đáp ứng các thách thức nhu cầu năng lượng của các thế hệ tương lai một cách bền vững và thân thiện với môi trường.

Quá trình chuyển đổi sang nguồn năng lượng mặt trời và các nguồn tái tạo khác biểu thị một kỷ nguyên biến đổi trong sản xuất năng lượng, hứa hẹn một cách tiếp cận sạch hơn, đáng tin cậy hơn và có tư duy tiến bộ hơn trong việc sản xuất và phân phối điện.

Đánh giá
0 0 đánh giá
Đánh giá bài viết
Theo dõi
Thông báo của
guest

0 Góp ý
Phản hồi nội tuyến
Xem tất cả bình luận
0
Rất thích suy nghĩ của bạn, hãy bình luận.x