Tụt áp lưới điện và bài toán hoàn vốn của hệ điện mặt trời

Khi quyết định đầu tư điện mặt trời, hầu hết chủ đầu tư đều quan tâm đến một câu hỏi:

“Bao lâu thì thu hồi vốn?”

Thông thường, các đơn vị tư vấn sẽ dựa trên công suất hệ thống, sản lượng điện dự kiến và giá điện hiện hành để tính toán thời gian hoàn vốn.

Tuy nhiên, trong thực tế vận hành, có một yếu tố thường bị bỏ qua nhưng lại ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả đầu tư:

Tình trạng tụt áp lưới điện.

Nói cách khác, một hệ điện mặt trời được thiết kế tốt vẫn có thể kéo dài thời gian hoàn vốn nếu nguồn điện lưới tại khu vực không ổn định.

Hoàn vốn điện mặt trời được tính như thế nào?

Bản chất của bài toán hoàn vốn khá đơn giản.

Hệ điện mặt trời tạo ra điện năng để:

• Giảm lượng điện mua từ điện lực.
• Giảm chi phí vận hành hàng tháng.
• Tăng tính chủ động về năng lượng.

Số tiền tiết kiệm được mỗi năm sẽ được dùng để bù đắp chi phí đầu tư ban đầu.

Càng tạo ra nhiều điện năng hữu ích, hệ thống càng hoàn vốn nhanh.

Ngược lại, nếu sản lượng thực tế thấp hơn dự kiến thì thời gian hoàn vốn sẽ kéo dài.

Tụt áp lưới điện là gì?

Tụt áp là hiện tượng điện áp tại điểm sử dụng thấp hơn mức tiêu chuẩn.

Nguyên nhân thường gặp gồm:

• Công trình nằm cuối tuyến điện.
• Khoảng cách xa trạm biến áp.
• Đường dây điện quá dài.
• Tiết diện dây dẫn nhỏ.
• Khu vực có nhiều phụ tải công suất lớn.

Trong nhiều khu dân cư hoặc vùng ven đô, hiện tượng tụt áp xuất hiện thường xuyên vào giờ cao điểm hoặc khi các cơ sở sản xuất hoạt động mạnh.

Vì sao tụt áp làm giảm hiệu quả điện mặt trời?

Nhiều người cho rằng điện mặt trời chỉ phụ thuộc vào nắng.

Thực tế, đối với hệ thống hòa lưới, inverter phải liên tục đồng bộ với điện lưới quốc gia.

Khi điện áp lưới giảm xuống dưới ngưỡng vận hành tối ưu, inverter sẽ:

• Giảm công suất phát điện.
• Hạn chế lượng điện hòa lưới.
• Kích hoạt cơ chế bảo vệ.
• Trong một số trường hợp có thể tạm ngừng phát điện.

Điều này khiến sản lượng điện thực tế thấp hơn so với tính toán ban đầu.

Một ví dụ thực tế

Giả sử một hệ điện mặt trời 10kWp được thiết kế tạo ra:

• 14.000 kWh mỗi năm.
• Giá trị điện tiết kiệm khoảng 40 triệu đồng/năm.

Với mức đầu tư 120 triệu đồng, thời gian hoàn vốn dự kiến là khoảng 3 năm.

Tuy nhiên, nếu inverter thường xuyên giảm công suất do điện áp thấp khiến sản lượng giảm 15%, kết quả sẽ thay đổi:

• Sản lượng còn khoảng 11.900 kWh/năm.
• Giá trị tiết kiệm giảm tương ứng.
• Thời gian hoàn vốn kéo dài thêm nhiều tháng hoặc thậm chí hơn một năm.

Đối với hệ thống lớn, mức chênh lệch này có thể lên tới hàng chục triệu đồng trong suốt vòng đời dự án.

Những khu vực có nguy cơ cao

Công trình cuối nguồn điện

Đây là nhóm thường gặp nhất.

Điện áp vốn đã thấp nên khả năng inverter bị ảnh hưởng cao hơn.

Khu vực gần xưởng hàn cơ khí

Máy hàn công nghiệp tạo ra dòng tải biến động lớn, làm điện áp dao động liên tục.

Khu dân cư đông đúc

Nhu cầu sử dụng điện tăng mạnh vào các khung giờ cao điểm.

Khu vực có hạ tầng điện cũ

Đường dây xuống cấp làm gia tăng tổn thất điện áp trên tuyến.

Dấu hiệu nhận biết

Nếu hệ điện mặt trời của bạn có các biểu hiện sau, nên kiểm tra chất lượng điện lưới:

• Sản lượng thấp hơn dự kiến.
• Công suất inverter dao động bất thường.
• Có cảnh báo điện áp thấp.
• Hiệu quả tiết kiệm điện giảm dần.
• Hệ thống hoạt động không ổn định vào các khung giờ cố định.

Vì sao nhiều dự án không khảo sát yếu tố này?

Trong quá trình tư vấn, phần lớn sự chú ý tập trung vào:

• Công suất pin.
• Thương hiệu inverter.
• Diện tích mái.
• Chi phí đầu tư.

Trong khi đó, điện áp lưới tại vị trí lắp đặt lại ít được đo đạc và đánh giá.

Khi hệ thống đi vào vận hành, những vấn đề liên quan đến điện lưới mới bắt đầu xuất hiện.

Lúc này chủ đầu tư thường nhầm tưởng thiết bị gặp lỗi hoặc hệ thống thiết kế chưa phù hợp.

Giải pháp để bảo vệ hiệu quả đầu tư

Đánh giá chất lượng điện năng trước khi lắp đặt

Đây là bước giúp phát hiện sớm các nguy cơ tụt áp.

Đo điện áp trong nhiều khung giờ

Không nên chỉ đo một lần duy nhất.

Cần ghi nhận dữ liệu vào các thời điểm phụ tải tăng cao.

Kiểm tra phụ tải lân cận

Xưởng hàn, cơ sở sản xuất hoặc các thiết bị công suất lớn có thể là nguyên nhân gây dao động điện áp.

Cân nhắc hệ lưu trữ ESS

Pin lưu trữ giúp tăng tính chủ động về nguồn điện và giảm sự phụ thuộc vào chất lượng điện lưới trong nhiều tình huống.

Góc nhìn đầu tư dài hạn

Nhiều chủ đầu tư dành nhiều thời gian để lựa chọn tấm pin hoặc inverter nhưng lại bỏ qua chất lượng nguồn điện.

Trong khi đó, điện lưới chính là môi trường vận hành của toàn bộ hệ thống.

Một inverter cao cấp hay một dàn pin hiệu suất cao sẽ khó phát huy hết khả năng nếu nguồn điện liên tục tụt áp hoặc dao động.

Vì vậy, khảo sát điện lưới không chỉ là bước kỹ thuật mà còn là một phần quan trọng trong bài toán tài chính của dự án điện mặt trời.

Kết luận

Tụt áp lưới điện là yếu tố âm thầm làm giảm sản lượng điện mặt trời và kéo dài thời gian hoàn vốn của dự án.

Trong nhiều trường hợp, hệ thống không hề gặp lỗi kỹ thuật mà nguyên nhân đến từ chất lượng điện năng tại khu vực lắp đặt.

Do đó, để đánh giá chính xác hiệu quả đầu tư điện mặt trời, cần xem xét đồng thời cả ba yếu tố:

• Chất lượng thiết bị.
• Điều kiện bức xạ mặt trời.
• Chất lượng điện lưới.

Một dự án điện mặt trời thành công không chỉ nằm ở số lượng tấm pin trên mái nhà mà còn phụ thuộc vào khả năng khai thác tối đa sản lượng trong suốt nhiều năm vận hành.

Anh Đức Energy khuyến nghị: Hãy khảo sát điện lưới trước khi tính toán thời gian hoàn vốn. Bởi đôi khi yếu tố quyết định hiệu quả đầu tư không nằm trên mái nhà mà nằm ở chính nguồn điện đang cấp cho công trình.