CHÂU ÂU – Châu Âu là một khu vực đa dạng về địa lý lẫn văn hóa. Vì vậy, các giải pháp chuyển đổi năng lượng tại mỗi quốc gia châu Âu cũng phong phú. Hội chợ The smarter E Europe xem sự đa dạng này là cơ hội để các doanh nghiệp hỏi lẫn nhau, từ đó thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng tại mỗi quốc gia diễn ra nhanh chóng và hiệu quả hơn.

Các dự án đổi mới và thành công trên khắp châu Âu đã chứng minh việc cung ứng năng lượng tái tạo 24/7 là hoàn toàn khả thi. Những nghiên cứu điển hình này được kỳ vọng sẽ tạo động lực và nguồn cảm hứng, mở rộng các dự án ở quy mô lớn.

Công viên năng lượng Witznitz bao phủ trên diện tích tương đương với 700 sân bóng đá

Công viên năng lượng Witznitz (Witznitz energy park) cung cấp quang điện và công suất phản kháng
“From brown to green”, một cách diễn đạt nhằm mô tả sự chuyển mình của mỏ than nâu (lignite) (1) lộ thiên Witznitz gần thành phố Leipzig (phía đông nước Đức). Ngày nay, trên bãi thải (spoil tip) (2) của mỏ lộ thiên cũ là công viên năng lượng Witznitz, một trong những hệ thống năng lượng mặt trời mặt đất (ground-mounted photovoltaic systems) (3) lớn nhất châu Âu với công suất đến 650 MWp. Theo Move On Energy, công ty phát triển và vận hành dự án, nhà máy này có khả năng cung cấp điện sạch cho 200.000 hộ gia đình với bốn thành viên.
(1) Than nâu hoặc than non (lignite): là loại than được hình thành từ than bùn bị nén tự nhiên. Đây là loại đá trầm tích mềm, màu nâu, có độ ẩm cao, hàm lượng carbon thấp (25-35%) và nhiệt lượng thấp. Lignite chủ yếu được sử dụng làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện.
(2) Spoil tip: là khoảng đất không thích hợp cho cây trồng, được tận dụng cho hệ thống điện mặt trời mặt đất. Trước đây, để khai thác than nâu các kỹ sư phải đào và di dời một lượng lớn đất, đá, cát và sét nằm phía trên vỉa than. Vì không chứa khoáng sản, nên chúng bị coi là “thừa” và được đổ sang một khu vực khác, tạo thành những dải đất mới, chính là các spoil tips.
(3) Ground-mounted photovoltaic systems: là các dàn pin năng lượng mặt trời được lắp đặt trên các khung đỡ gắn chặt xuống mặt đất, thay vì lắp trên mái nhà. Chúng thường sử dụng khung nhôm hoặc thép chắc chắn, cho phép tối ưu hóa góc nghiêng và hướng đón nắng để đạt hiệu suất cao nhất.

Công suất phản kháng cho hệ thống truyền tải
Công viên năng lượng Witznitz gây chú ý không chỉ bởi quy mô mà còn nhờ khả năng cung cấp điện ở cấp điện áp siêu cao áp và hỗ trợ duy trì ổn định lưới điện liên tục 24/7. Nhà máy cung cấp công suất phản kháng (reactive power) (1) mà đơn vị vận hành hệ thống truyền tải, 50Hertz, có thể sử dụng để duy trì ổn định điện áp. Để thực hiện điều này, 3.500 bộ biến tần (inverter) (2) trong công viên điện mặt trời đã được trang bị thêm phần mềm bổ trợ.
(1) Reactive power: là phần công suất không tạo ra công hữu ích, mà dùng để duy trì từ trường và điện trường trong các thiết bị điện, được sinh ra bởi các thành phần phản kháng trong hệ thống điện xoay chiều.
(2) Bộ biến tần: là thiết bị điện tử công suất chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) từ ắc quy, pin mặt trời thành dòng điện xoay chiều (AC) có tần số và điện áp thay đổi, dùng cho tải dân dụng hoặc công nghiệp.

Công suất phản kháng là yếu tố thiết yếu để các doanh nghiệp vận hành duy trì sự ổn định của lưới điện xoay chiều. Một lượng công suất phù hợp phải được bơm vào hoặc rút ra đúng thời điểm tại các khu vực khác nhau trên lưới điện để điện áp luôn giữ ở mức mong muốn. Trước đây, các nhà máy điện quy mô lớn và máy phát điện của chúng đảm nhận việc cung cấp lượng công suất phản kháng cần thiết này. Tuy nhiên, khi các nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch dần bị loại bỏ trong quá trình chuyển đổi năng lượng, số lượng nguồn cung cấp công suất phản kháng đang bị thu hẹp lại. Trong kế hoạch phát triển lưới điện (NEP – Network development plan electricity), các đơn vị vận hành hệ thống truyền tải tại Đức ước tính mức thâm hụt này có thể đến 65 Gvar vào năm 2037. Gvar (gigavolt-ampere reactive) là đơn vị đo lường của công suất phản kháng.

Không cần ánh nắng mặt trời cho các dịch vụ hệ thống
Theo công ty 50Hertz, công viên năng lượng Witznitz có thể cung cấp 150 Mvar công suất phản kháng, thay thế một phần nguồn cung từ nhà máy điện than nâu Lippendorf lân cận (2 x 400 Mvar). Khả năng này vẫn duy trì ngay cả khi hệ thống điện mặt trời không tạo ra điện năng (khi thiếu ánh nắng); trong trường hợp đó, hệ thống sẽ sử dụng điện từ lưới để sản xuất công suất phản kháng.

Công viên năng lượng Witznitz rộng 500 héc-ta với hơn 1,1 triệu tấm pin năng lượng mặt trời và được kết nối với đường dây tải điện trên không 380 kV thông qua trạm biến áp chuyên dụng tự xây dựng. Dự án được tài trợ bởi tập đoàn bảo hiểm Signal Iduna mà không cần bất kỳ khoản trợ cấp nào. Next Kraftwerke, một công ty con của Shell, đảm nhận việc tiếp thị phần lớn sản lượng điện của công viên thông qua hợp đồng mua bán điện dài hạn (PPA – power purchase agreement) (*), bao gồm cả hợp đồng với tập đoàn Microsoft. Công ty tiếp thị trực tiếp này cũng chịu trách nhiệm giám sát và điều khiển trang trại điện mặt trời. Các đô thị xung quanh cũng được hưởng lợi từ việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời ngay tại địa phương thông qua một quỹ đầu tư, nơi trích một phần lợi nhuận của nhà máy năng lượng xanh để tài trợ cho các dự án văn hóa và xã hội tại địa phương.
(*) Power purchase agreement: là hợp đồng mua bán điện với một mức giá cố định cho mỗi kWh điện trong suốt thời hạn hợp đồng (dài hạn từ 10 đến 20 năm). Điều này giúp bên bán tránh được rủi ro biến động giá thị trường và bên mua dự toán được chi phí năng lượng trong dài hạn.

Để xem các tin bài khác về “Công viên năng lượng”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Intersolar