Điện Mặt Trời Áp Mái Ảnh Hưởng Gì Đến Hệ Thống Điện?

Vận hành hệ thống điện

Tính đến nay, tổng công suất lắp đặt điện mặt trời áp mái tại Việt Nam đạt khoảng 7.660 MWAC, chiếm hơn 9% tổng công suất đặt toàn quốc và đóng góp gần 4% sản lượng điện hệ thống. Ở quy mô đó, tác động của loại hình nguồn điện này lên vận hành hệ thống điện quốc gia là không thể bỏ qua, dù nhìn từ góc độ nhà đầu tư hay đơn vị điều độ.

Điện Mặt Trời Áp Mái Đang Ở Đâu Trong Bức Tranh Điện Việt Nam?

Xét về công suất lắp đặt, điện mặt trời áp mái đã vượt qua điện gió, điện sinh khối, thậm chí vượt cả thủy điện nhỏ và tuabin khí, những nguồn điện từng chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu nguồn điện Việt Nam. Tốc độ tăng trưởng này phản ánh nhu cầu đầu tư điện sạch rất thực tế của các hộ gia đình và doanh nghiệp, đặc biệt trong bối cảnh giá điện tăng và áp lực giảm phát thải ngày càng lớn.

Tuy nhiên, sự tăng trưởng nhanh mà thiếu kiểm soát cũng đặt ra những thách thức nghiêm túc. Vào những thời điểm bức xạ cao, công suất phát từ hàng triệu hệ thống mái nhà trên toàn quốc có thể vượt quá khả năng hấp thụ của lưới điện khu vực. Đây không còn là rủi ro lý thuyết mà là bài toán vận hành thực tế mà đơn vị điều độ phải xử lý mỗi ngày.

Để hiểu rõ tác động này, cần nhìn vào hai đặc điểm cốt lõi của điện mặt trời áp mái: tính bất định và tính phân tán.

Tỉ trọng công suất của điện mặt trời áp mái và các nguồn năng lượng khác
Hình 1: Tỉ trọng công suất đặt các nguồn năng lượng tái tạo trong vận hành hệ thống điện
Biểu đồ xếp chồng công suất phát các nguồn năng lượng tái tạo
Hình 2: Biểu đồ xếp chồng công suất phát các nguồn năng lượng tái tạo cho ngày vận hành điển hình

Tại Sao Điện Mặt Trời Áp Mái Gây Áp Lực Lên Hệ Thống Điện?

Hệ thống điện quốc gia được điều độ tập trung và thống nhất trên toàn quốc. Mọi nguồn điện, từ thủy điện Sơn La 2.400 MW đến một hệ mái nhà vài chục kWp, đều vận hành trong cùng một bài toán cân bằng cung-cầu theo thời gian thực. Khi một nguồn điện có đặc điểm bất định và phân tán ở quy mô lớn tham gia vào hệ thống đó, áp lực vận hành tăng lên đáng kể.

Tính Bất Định Của Điện Mặt Trời Áp Mái

Sản lượng điện mặt trời áp mái phụ thuộc hoàn toàn vào bức xạ mặt trời. Trời âm u, mưa, hay sau khi mặt trời lặn, sản lượng giảm mạnh hoặc về 0. Trong khi đó, nhu cầu tiêu thụ điện không giảm theo, đặc biệt vào ban đêm khi phụ tải sinh hoạt và sản xuất thường đạt đỉnh.

Để bù đắp cho khoảng trống này, hệ thống điện phải duy trì nguồn dự phòng liên tục:

  • Pin lưu trữ điện (BESS) cấp độ cơ sở: chi phí đang giảm nhưng vẫn còn cao
  • Thủy điện tích năng ở quy mô quốc gia
  • Thủy điện, nhiệt điện than, tuabin khí phải liên tục tăng giảm công suất theo độ khả dụng của nguồn mặt trời

Hệ quả trực tiếp với các nhà máy truyền thống là phải vận hành ở trạng thái không liên tục: liên tục khởi động, dừng máy hoặc điều chỉnh công suất lên xuống. Điều này vừa làm giảm sản lượng phát điện thực tế, vừa đẩy nhanh tốc độ hao mòn thiết bị so với chế độ chạy nền ổn định.

Ngoài ra còn có nghịch lý dư-thiếu cùng lúc: hệ thống dư thừa công suất vào buổi trưa khi bức xạ cao và phụ tải thấp, nhưng đến đầu chiều tối khi phụ tải tăng và mặt trời bắt đầu lặn, hệ thống lại thiếu công suất. Đây là thực tế mà đội ngũ solar o&m theo dõi vận hành thực địa đều nhận thấy rõ.

Tính Phân Tán Của Điện Mặt Trời Áp Mái

Ưu điểm của điện mặt trời áp mái là gần với điểm tiêu thụ. Khi phát điện và tiêu thụ xảy ra tại cùng một địa điểm, tổn thất truyền tải giảm và áp lực lên hạ tầng phân phối được giảm tải. Đây là điểm vận hành tối ưu nhất của mô hình này.

Tuy nhiên, tính phân tán ở quy mô nhỏ lại tạo ra thách thức lớn cho công tác điều độ:

  • Đơn vị điều độ không thể thu thập dữ liệu và điều khiển từng hệ thống nhỏ cấp hộ gia đình trong thời gian thực
  • Với các khu công nghiệp và công xưởng lớn, việc giám sát khả thi hơn, nhưng ở quy mô hộ gia đình thì chỉ có thể dựa vào dự báo thống kê
  • Sai số dự báo công suất phân tán là không thể tránh khỏi và ngày càng lớn hơn khi tổng quy mô lắp đặt tăng

Để ứng phó kịp thời với biến động của hàng triệu điểm phát phân tán, hệ thống điện cần năng lực điều tiết rất linh hoạt. Và chi phí để xây dựng năng lực đó không nhỏ.

điện mặt trời áp mái
Nguồn ĐMTMN có tính phân tán ở quy mô nhỏ và rất nhỏ. Điều này có lợi vì nguồn điện sẽ ở sát với phụ tải.

Chi Phí Hệ Thống: Ai Đang Thực Sự Gánh Chịu?

Nhà đầu tư cá nhân thường chỉ tập trung vào các thông số dự án: công suất tấm pin, thông số inverter, kết cấu giá đỡ, điều kiện phòng cháy chữa cháy, có nên đầu tư pin lưu trữ hay không. Đây là những câu hỏi đúng ở cấp tài sản. Nhưng ở cấp hệ thống, có ba loại chi phí đang được phân bổ âm thầm cho toàn bộ người dùng điện.

Chi phí dịch vụ phụ trợ hệ thống điện

Đơn vị điều độ phải duy trì một lượng nhà máy điện truyền thống ở trạng thái chờ hoặc công suất thấp trong suốt giờ có nắng. Chi phí này được trả cho trạng thái sẵn sàng, không phải cho điện năng phát ra thực tế. Trên thế giới và tại Việt Nam, đây được gọi là dịch vụ phụ trợ hệ thống điện, và chi phí của nó tỷ lệ thuận với mức độ biến động của nguồn điện mặt trời trong hệ thống.

Chi phí cơ hội với nguồn điện truyền thống

Điện mặt trời áp mái chia sẻ áp lực cấp điện ban ngày cho các nhà máy truyền thống, nhưng đồng thời làm giảm sản lượng và doanh thu của họ. Chi phí vận hành cố định không đổi trong khi số giờ phát điện bị thu hẹp, tạo áp lực tài chính lên chính nguồn điện nền mà hệ thống vẫn phụ thuộc vào trong giờ cao điểm và ban đêm.

Chi phí cơ hội với lưới điện phân phối

Công ty điện lực vẫn phải đầu tư và duy trì toàn bộ hạ tầng lưới để cấp điện ban đêm và những ngày trời âm u, nhưng sản lượng bán điện ban ngày lại giảm. Chi phí hạ tầng cố định phân bổ trên nền doanh thu ngày càng thu hẹp, về dài hạn tạo áp lực tăng giá điện cho toàn bộ khách hàng, kể cả những hộ đã đầu tư điện mặt trời. Đây là điểm mà các công ty solar có kinh nghiệm sẽ phân tích rõ cho khách hàng ngay từ giai đoạn tư vấn đầu tư ban đầu.

Khuyến Nghị Cho Chủ Đầu Tư: Đầu Tư Đúng Để Hiệu Quả Thật

Từ góc độ vận hành hệ thống điện, điện mặt trời áp mái hoạt động hiệu quả nhất và gây ít áp lực nhất lên lưới khi được phát triển đúng quy mô và đúng mục tiêu. Dưới đây là các nguyên tắc mà chủ đầu tư nên nắm rõ trước khi ra quyết định:

  • Định cỡ hệ thống theo phụ tải ban ngày thực tế, không phải theo công suất tối đa có thể lắp đặt
  • Ưu tiên mô hình tự sản tự tiêu, hạn chế phát sản lượng dư thừa lên lưới
  • Đánh giá nhu cầu lưu trữ điện nếu cơ sở có phụ tải lớn vào ban đêm hoặc giờ cao điểm
  • Sử dụng dữ liệu bức xạ thực tế tại vị trí lắp đặt, không dùng số liệu trung bình vùng để mô hình hóa sản lượng

Chính sách năng lượng Việt Nam hiện nay cũng đang đi theo hướng này: khuyến khích tự sản tự tiêu, hạn chế phát ngược lên lưới từ các hệ thống phân tán không được giám sát. Đây không phải là hạn chế đầu tư mà là khung vận hành giúp bảo vệ hiệu quả dài hạn của chính tài sản điện mặt trời của bạn.

Có thể bạn quan tâm: So Sánh Chi Phí Điện Mặt Trời Và Điện Lưới Theo Vòng Đời Tài Sản

Kết Luận

Điện mặt trời áp mái mang lại lợi ích thực sự cho chủ đầu tư, nhưng chỉ khi được thiết kế đúng quy mô và vận hành đúng mục tiêu.

Nếu bạn đang cân nhắc đầu tư điện mặt trời áp mái hoặc muốn đánh giá lại hiệu quả vận hành điện mặt trời tại cơ sở của mình, đội ngũ kỹ thuật của công ty solar Electric Bird sẵn sàng tư vấn từ thiết kế, định cỡ hệ thống đến chiến lược vận hành dài hạn phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam. Liên hệ ngay với chúng tôi!

Hỏi đáp nhanh về Điện mặt trời áp mái

Điện mặt trời áp mái có phát điện vào ban đêm không?

Không. Sau khi mặt trời lặn, toàn bộ nhu cầu điện phải lấy từ lưới, trừ khi có hệ thống pin lưu trữ đi kèm.

Chi phí dịch vụ phụ trợ là gì và ai phải chịu?

Đây là chi phí đơn vị điều độ trả cho các nhà máy truyền thống để duy trì trạng thái sẵn sàng bù đắp cho tính bất định của điện mặt trời. Chi phí này được phân bổ chung cho toàn bộ người dùng điện trong hệ thống, không chỉ riêng chủ đầu tư điện mặt trời.

Tự sản tự tiêu khác gì so với nối lưới thông thường?

Tự sản tự tiêu là mô hình sử dụng toàn bộ sản lượng điện mặt trời ngay tại chỗ, không phát dư lên lưới. Mô hình này tối ưu lợi nhuận dự án, giảm rủi ro cắt giảm công suất và phù hợp với định hướng chính sách năng lượng hiện tại của Việt Nam.

Xem thêm: Quy trình lắp điện năng lượng mặt trời chuẩn cho nhà máy để tối ưu hoàn vốn

4/5 - (4 bình chọn)