Một nhà máy điện mặt trời công suất lớn tại Miền Trung – Việt Nam
Vài năm trước Elon Musk đã viết một dòng tweet gây tò mò – “Lò phản ứng nhiệt hạch miễn phí trên bầu trời chuyển đổi dễ dàng gần 4 triệu tấn khối lượng thành năng lượng mỗi giây. Chúng ta chỉ cần bắt một lượng cực nhỏ để cung cấp năng lượng cho toàn bộ nền văn minh.” Và anh ấy đã đúng.
Một năm sau, ông mở rộng điều đó bằng cách nói rằng toàn bộ nền văn minh có thể được cung cấp năng lượng chỉ với một tỷ lệ rất nhỏ diện tích Trái đất có các tấm pin mặt trời. Tất nhiên, anh lại đúng. Một số người thậm chí đã tìm ra những con số. Tại Diễn đàn Kinh tế Thế giới cũng đã thực hiện một số tính toán và tuyên bố rằng chỉ một nửa số mái nhà trên thế giới được phủ bằng tấm pin năng lượng mặt trời mới có thể đáp ứng toàn bộ nhu cầu điện năng trên toàn thế giới.
Tính khả thi của một nhà máy năng lượng mặt trời khổng lồ duy nhất cung cấp năng lượng cho toàn thế giới là một chủ đề thảo luận khác. Nhưng chúng tôi nghĩ rằng đây là một thí nghiệm tưởng tượng xuất sắc làm nổi bật khả năng đầy cảm hứng của năng lượng mặt trời trong việc cung cấp điện cho các khu vực rộng lớn. Và chúng tôi nghĩ, tại sao không tìm hiểu xem chúng ta cần bao nhiêu tấm pin năng lượng mặt trời để cung cấp năng lượng cho toàn bộ Việt Nam? Chúng ta hãy cùng đi tìm con số!
Mức tiêu thụ năng lượng của việt nam
Để tìm ra số lượng tấm pin mặt trời cần thiết, trước tiên chúng ta cần xem lượng điện mà quốc gia sử dụng – giống như chúng ta làm cho một ngôi nhà khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời.
Việt Nam sử dụng khoảng 260 TWh điện trong cả năm 2021 và bình quân tăng trưởng khoảng 8% cho 5 năm tới. Đó là một con số đáng kể 260 tỷ kWh. Để các bạn dễ hình dung, với 1 kWh có thể chạy máy tính xách tay của bạn trong 10-20 giờ.
Quy mô trang trại điện năng lượng mặt trời cần thiết để cung cấp năng lượng cho toàn bộ Việt Nam
260 tỷ kWh là một lượng năng lượng đáng kinh ngạc và lượng năng lượng mặt trời cần thiết để tạo ra nó đương nhiên cũng sẽ rất lớn! Hãy cùng tìm ra con số chính xác. Lượng năng lượng mà mỗi tấm pin mặt trời tạo ra trong suốt một năm hoặc một ngày phụ thuộc vào một số yếu tố, trong đó quan trọng nhất là sự sẵn sàng của hệ thống và cường độ bức xạ của ánh sáng mặt trời.
Để đơn giản, chúng ta xem xét rằng tất cả các yếu tố khác đều lý tưởng (tấm pin sạch, hướng về phía Nam, góc nghiêng tốt, tổn thất truyền tải thấp, v.v.). Chúng ta có thể tính tổng công suất kWp của các tấm pin mặt trời bằng công thức sau:
(Tổng công suất của tấm pin mặt trời) = (năng lượng cần thiết mỗi ngày) ÷ số giờ nắng cao điểm
Năng lượng cần thiết mỗi ngày có thể được tính từ tổng mức tiêu thụ hàng năm (260 TWh).
260.000.000.000 kWh ÷ 365 = 712.328.767 (kWh/ngày)
Số giờ nắng cao điểm là số giờ mỗi ngày mà các tấm pin mặt trời nhận được toàn bộ ánh nắng mặt trời. Điều này thay đổi theo địa điểm, nhưng chúng ta hãy giả sử rằng chúng ta sẽ thiết lập nhà máy năng lượng mặt trời khổng lồ tưởng tượng của mình ở đâu đó xung quanh Ninh Thuận, Bình Thuận. Hãy tưởng tượng rằng chúng ta có đủ không gian ở đó.
Với khu vực Ninh Thuận, Bình Thuận nhận được trung bình khoảng 5,2 giờ nắng đỉnh. Vì vậy, bây giờ chúng ta có:
712.328.767 kWh/ngày ÷ 5,2 giờ/ngày = 136.986.301 (kW)
Đây là khoảng 137 GW công suất phát điện mặt trời. Thực tế hiệu suất của hệ thống khoảng 82% và thức tế chúng ta cần công suất phát khoảng 137 GW x 1,22 = 167 GW. Đó là 167 GW công suất phát năng lượng mặt trời cần thiết để cung cấp năng lượng cho toàn bộ Việt Nam.
Số tấm pin mặt trời cần thiết để cung cấp năng lượng cho Việt Nam
167 GW là cực kỳ lớn đối với bất kỳ trang trại năng lượng mặt trời nào. Ngay cả nhà máy năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới – trang trại năng lượng mặt trời Bhadla ở Ấn Độ, là một cơ sở có công suất 2,25 GW, trải rộng trên 56,6 km2 (5.660 ha). Đó vẫn chỉ là một phần rất nhỏ của nhà máy 167 GW mà chúng ta đang tưởng tượng trong đầu.
Quay lại tính toán số lượng tấm pin mặt trời cần thiết. Các tấm pin mặt trời đã trở nên hiệu quả và mạnh mẽ hơn rất nhiều trong thời gian gần đây. Trong khi 250-300 W là công suất phổ biến của tấm pin mặt trời trong thập kỷ trước, thì hiện nay công suất 500 W là khá phổ biến. Giả sử chúng ta sử dụng toàn bộ tấm pin với công suất 500 W, chúng ta có:
167.000.000.000 W ÷ 500 W = 334.000.000 tấm pin mặt trời
334 triệu tấm pin mặt trời cùng nhau tạo ra hơn 167 GW điện nghe có vẻ điên rồ, nhưng công nghệ năng lượng mặt trời đã thực sự phát triển trên toàn thế giới. Nhà sản xuất tấm pin lớn nhất, riêng JA Solar đã sản xuất hơn 50 GW tấm pin mỗi năm.
Yêu cầu không gian
Đây là phần thú vị. Như Elon Musk nói, liệu chúng ta có thể thực sự tạo ra năng lượng cho những khu vực rộng lớn chỉ bằng một phần nhỏ diện tích đất không? Hãy tìm hiểu điều tương tự đối với Việt Nam.
Thông thường, một kW lắp đặt năng lượng mặt trời cần khoảng 6,5 m2 không gian. Vì vậy,
167.000.000 kW x 6,5 m2 = 1085.500.000 m2 = 1085,5 km2
1085,5 km2 cho một nhà máy năng lượng mặt trời là rất lớn, thậm chí có thể không hiểu nổi. Nếu bạn đứng giữa nhà máy, bạn sẽ có cảm giác như đang trôi nổi giữa đại dương mà không có đất liền. Chưa hết, đây chỉ là một phần ba diện tích đất của toàn tỉnh Ninh Thuận, hoặc 14% diện tích của tỉnh Bình Thuận. Thú vị hơn, đây chỉ là 0,33% tổng diện tích đất của Việt Nam.
Tất nhiên, việc lắp đặt các tấm pin mặt trời với tổng công suất 167 GW trong một khu vực 1085,5 km2 sẽ là một ý tưởng lố bịch – nó sẽ cần phải dọn sạch các khu rừng có diện tích lớn và thậm chí cả các vùng ngoại ô. Sẽ hợp lý hơn nếu lắp đặt 500 nhà máy khác nhau trên khắp đất nước, mỗi nhà máy có công suất trung bình khoảng hơn 300 MW. Điều này sẽ tiết kiệm chi phí và tổn thất truyền dẫn không cần thiết mà không tốn nhiều chi phí hơn.
Đó là vẻ đẹp của năng lượng mặt trời. Hai nhà máy hạt nhân sẽ tốn kém hơn nhiều so với một nhà máy có công suất gấp đôi, nhưng với năng lượng mặt trời, chi phí sẽ tăng không đáng kể khi bạn phân tách các nhà máy ra. Một ý tưởng hợp lý hơn nữa là lắp đặt năng lượng mặt trời trên càng nhiều mái nhà càng tốt. Điều này cũng sẽ mang lại sự độc lập về năng lượng và khả năng độc lập cho từng ngôi nhà.
>>Tham khảo thêm: Cơ hội của điện mặt trời trong bối cảnh giá điện tiếp tục tăng cao
Việt Nam và năng lượng mặt trời
Tuy nhiên, 167 GW nghe có vẻ phi thực tế, nhưng tin tốt là chúng ta sẽ không cần tất cả những GW đó từ năng lượng mặt trời. May mắn thay, 60% điện năng đáng kinh ngạc của đất nước đến từ các nguồn tái tạo. Điều này bao gồm thủy điện và năng lượng gió, năng lượng sinh khối… Đối với 40% còn lại, nếu chúng ta xem xét 40% của 167 GW, thì mục tiêu chỉ còn là 67 GW.
Có gần 30 triệu ngôi nhà trong cả nước. Xem xét công suất hệ thống năng lượng mặt trời trung bình là 5 kW, chỉ cần 13.400.000 ngôi nhà để tạo ra toàn bộ 67 GW. Đó là khoảng 45% tổng số ngôi nhà trong cả nước. Đó là một mục tiêu thế kỷ.
Bạn biết điều này có nghĩa là gì – điều hành năng lượng cả nước bằng năng lượng tái tạo, không chỉ khả thi về mặt kỹ thuật mà còn có thể đạt được trên thực tế. Đó là một điều tuyệt vời và tương lai không xa chúng ta có thể đạt được.
