Điện gió ngoài khơi có mang lại lợi ích cho hệ thống điện Việt Nam?

Việt Nam với đường bờ biển dài tới 3.260 km, được đánh giá là quốc gia có tiềm năng rất lớn về điện gió ngoài khơi. Trong bài viết dưới đây, các chuyên gia của MAREI CENTRE và PECC3 sẽ đánh giá sơ bộ hệ số công suất (net capacity factor) của 1 trại gió […]
"

Đọc tiếp

Việt Nam với đường bờ biển dài tới 3.260 km, được đánh giá là quốc gia có tiềm năng rất lớn về điện gió ngoài khơi.

Trong bài viết dưới đây, các chuyên gia của MAREI CENTRE và PECC3 sẽ đánh giá sơ bộ hệ số công suất (net capacity factor) của 1 trại gió 600 MW nếu phát triển ở các vùng biển ngoài khơi nước ta, sử dụng tua bin gió có gam công suất 10 MW (điển hình cho xu hướng phát triển của công nghệ điện gió hiện nay), cũng như đánh giá sự thay đổi hệ số công suất của trại gió này trong năm và nó có mang lại lợi ích gì cho hệ thống điện nước ta hay không? 

Theo đánh giá của Ngân hàng Thế giới, tiềm năng điện gió kỹ thuật Việt Nam vào khoảng 475 GW trong vùng biển cách bờ 200 km – Hình 1; hay theo nhóm nghiên cứu của Việt Nam, Ai-Len và Nhật Bản, tiềm năng điện gió ngoài khơi kỹ thuật nước ta trong vùng biển từ 0 – 185 km lên tới 600 GW. Những con số này đã chứng minh phần nào được tiềm năng rất lớn của điện gió ngoài khơi nước ta.

Điện gió ngoài khơi có mang lại lợi ích cho hệ thống điện Việt Nam?

Mặc dầu tiềm năng điện gió ngoài khơi nước ta không được như tiềm năng điện gió ngoài khơi ở Biển Bắc – châu Âu, nhưng đặc tính gió ngoài khơi ở nước ta có lợi thế rất lớn khi bố trí mặt bằng trại gió – đó là Hướng gió, với 2 mùa gió chính theo 2 hướng chủ đạo là Đông Bắc và Tây Nam – Hình 2. Vì vậy, cùng với mật độ công suất như các trại gió ở Biển Bắc thì ở nước ta việc bố trí mặt bằng trại gió sẽ giảm khoảng cách giữa các tua bin theo hướng gió phụ và tăng khoảng cách giữa các tua bin theo hướng gió chính, sẽ giúp giảm thiểu ảnh hưởng che chắn (wake loss) giữa các tua bin, cũng phần nào giúp tiết giảm khối lượng cáp ngầm liên kết các tua bin và tối ưu việc sử dụng không gian biển.

Trong bài viết này, tác giả minh họa chọn một phương án bố trí tua bin gió với khoảng cách chính giữa tua bin gió là 4 x 18D, khoảng cách theo hướng gió phụ là 4D, theo hướng gió chính là 18D (D là đường kính cánh tua bin gió). Việc bố trí trại gió như vậy cũng phù hợp với xu hướng mật độ công suất của các trại gió trên thế giới.

Điện gió ngoài khơi có mang lại lợi ích cho hệ thống điện Việt Nam?
Hình 2. Hướng gió chính ở Việt Nam và ở Biển Bắc – châu Âu

Dưới đây phân tích chi tiết hơn về đặc tính của điện gió ngoài khơi nước ta như: Bản đồ hệ số công suất (net capacity factor map), hệ số công suất của trại gió thay đổi như thế nào qua các tháng trong một năm vận hành… Những thông số đầu vào cho việc tính toán như sau:

  1. Tiềm năng gió từ nguồn số liệu Global wind atlas ở cao độ 100 m.
  2. Công suất trại gió: 600 MW.
  3. Tua bin gió có công suất định mức 10 MW, đường kính cánh 185 m, vận tốc gió khởi động 3 m/s, vận tốc gió đạt công suất định mức 13 m/s và vận tốc gió ngừng hoạt động 25 m/s.
  4. Mật độ công suất trại gió: Theo như những nghiên cứu, mật độ công suất của trại gió sẽ giảm khi tổng công suất đặt của trại gió tăng lên; như đã trình bày ở phần đầu bài viết, mặt bằng trại gió 600 MW được thiết kế với 15 x 4 tua bin (khoảng cách giữa các tua bin là 4 x 18D). Khi đó mật độ công suất trại gió thiết kế là: 5.8 MW/km2.
  5. Mô hình tính toán tổn thất do che chắn giữa các tua bin (wake loss): Mô hình N.O. Jensen, việc tính toán dựa trên phần mềm chuyên dụng WindPRO.
  6. Ước tính sơ bộ các loại tổn thất (ngoài tổn thất do che chắn giữa các tua bin gió) trong quá trình hoạt động của trại gió vào khoảng 10%. Các loại tổn thất này chủ yếu bao gồm: Tính không khả dụng của tua bin (dừng do sự cố hay bảo trì, bảo dưỡng định kỳ), tổn thất do truyền tải công suất, do ảnh hưởng của các yếu tố môi trường

Hình 3 là kết quả tính toán bản đồ hệ số công suất (net capacity map) của 1 trang trại gió có tổng công suất 600 MW ở các vùng biển ngoài khơi nước ta.

Những khu vực biển dọc các tỉnh Nam Trung bộ có hệ số công suất của trại gió khá cao; đặc biệt là vùng biển tại tỉnh Bình Thuận, hệ số công suất trại gió đạt rất cao (~ 50%) và đa phần khu vực biển này khá nông (độ sâu đáy biển < 50 m/s), rất thích hợp để phát triển các trại gió sử dụng móng cố định trong tương lai gần sắp tới.

Điện gió ngoài khơi có mang lại lợi ích cho hệ thống điện Việt Nam?
Hình 3. Bản đồ hệ số công suất (net capacity map) của trại gió ngoài khơi 600 MW ở nước ta 
Điện gió ngoài khơi có mang lại lợi ích cho hệ thống điện Việt Nam?
Hình 4. Hệ số công suất trại gió 600 MW theo tháng
Điện gió ngoài khơi có mang lại lợi ích cho hệ thống điện Việt Nam?
Hình 5. Công suất phát của trại gió 600 MW vào nửa đầu tháng 1/2020 của mùa gió Đông Bắc ở nước ta

Theo như những nghiên cứu gần đây, nhờ vào việc áp dụng các mô hình dự báo dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI), dữ liệu lớn (big data), thiết bị quan trắc gió thế hệ mới (scanning LiDAR), mô hình số mô phỏng thời tiết (Numerical weather prediction – NWP), đã giúp cho độ chính xác của việc dự báo sản lượng điện phát của các dự án điện gió ngày càng được nâng cao. Chính điều này cũng góp phần nâng cao hơn tỷ trọng của nguồn năng lượng tái tạo trong hệ thống điện, đặc biệt là điện gió ngoài khơi.

Như vậy, những trang trại điện gió ngoài khơi ở khu vực biển Nam Trung bộ nếu phát triển sẽ phần nào hỗ trợ cho hệ thống điện bởi: Tính ổn định của công suất phát, mô hình dự báo công suất phát ngày một nâng cao độ chính xác và cũng như những tháng mà điện gió đạt công suất tốt nhất lại trùng với những tháng cao điểm mùa khô ở miền Nam nước ta – khi mà thủy điện đang cạn kiệt nguồn nước.

LÊ THÀNH VINH – PHÒNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO, CÔNG TY CP TƯ VẤN XÂY DỰNG ĐIỆN 3

TS. ĐINH VĂN NGUYÊN – ANTS VÀ TRUNG TÂM QUỐC GIA NĂNG LƯỢNG, KHÍ HẬU VÀ BIỂN (MAREI CENTRE), AI-LEN; THÀNH VIÊN AVSE GLOBAL

Bài viết có các trích dẫn từ tài liệu tham khảo, nguồn bài viết & các trích dẫn này vui lòng xem tại: Nangluongvietnam.vn

Quá trình thực hiện dự án điện gió Trà Vinh

Related Posts

Sẽ cắt giảm khoảng 1,7 tỷ kWh điện từ năng lượng tái tạo trong năm 2021

Sẽ cắt giảm khoảng 1,7 tỷ kWh điện từ năng lượng tái tạo trong năm 2021

Theo Tập đoàn Điện lực Việt Nam, trong năm 2021 dự kiến sẽ cắt giảm khoảng 1,7 tỷ kWh điện từ năng lượng tái tạo bao gồm cả điện gió và điện mặt trời để đảm bảo vận hành an toàn hệ thống điện. Buộc phải cắt giảm điện từ NLTT (năng lượng tái tạo) để đảm bảo vận hành an...

Financial Times: Cùng có tốc độ gió tốt, Việt Nam nắm lợi thế gì hơn các nước khác trong phát triển điện gió ngoài khơi?

Financial Times: Cùng có tốc độ gió tốt, Việt Nam nắm lợi thế gì hơn các nước khác trong phát triển điện gió ngoài khơi?

Tờ Financial Times viết, bờ biển phía nam của Việt Nam không thiếu gió. Với tốc độ trung bình hơn 10m/s, vùng lãnh hải của Việt Nam nằm trong top 10% những nơi có gió nhất trên hành tinh. Nỗ lực của nước nhỏ vẫn sẽ tạo ra khác biệt lớn trong chống biến đổi khí hậu...

Việt Nam lọt “mắt xanh” đại gia hàng đầu thế giới về điện gió ngoài khơi nhờ sở hữu điều kiện tự nhiên tốt nhất và phù hợp nhất ĐNÁ

Việt Nam lọt “mắt xanh” đại gia hàng đầu thế giới về điện gió ngoài khơi nhờ sở hữu điều kiện tự nhiên tốt nhất và phù hợp nhất ĐNÁ

Theo Orsted, sau hàng loạt hoạt động đầu tư ở Châu Á thông qua Đài Loan, Hàn Quốc và Nhật Bản, mới đây Việt Nam đã trở thành điểm đến tiếp theo của doanh nghiệp này và cũng là điểm đến đầu tiên của khu vực Đông Nam Á. Tập đoàn Orsted của Đan Mạch vừa công bố quyết...

Sắp thí điểm mua bán điện mặt trời, điện gió không qua EVN

Sắp thí điểm mua bán điện mặt trời, điện gió không qua EVN

Khách hàng dùng điện cho sản xuất công nghiệp (cấp điện áp từ 22 kV trở lên) có thể đàm phán mua điện trực tiếp từ các nhà máy điện mặt trời, điện gió qua hợp đồng kỳ hạn. Bộ Công Thương đang lấy ý kiến về dự thảo Thông tư quy định thí điểm mua bán điện trực tiếp giữa...

Huy động năng lượng tái tạo quý 1 tăng tới 180%

Huy động năng lượng tái tạo quý 1 tăng tới 180%

Trong khi huy động các nguồn điện than, điện khí, điện nhập khẩu giảm thì đóng góp của năng lượng tái tạo cho hệ thống điện quý đầu năm lại tăng tới 180% so với cùng kỳ năm ngoái. 3 tháng qua đã có 7,13 tỉ kWh điện mặt trời được huy động lên hệ thống điện quốc gia...

Pin It on Pinterest