Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Phân tích hiệu quả kinh tế đối với nhà máy điện gió Bạc Liêu có xét đến các yếu tố về sự thay đổi giá điện, giảm khí thải CO2
HÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ ĐỐI VỚI NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ
BẠC LIÊU CÓ XÉT ĐẾN CÁC YẾU TỐ VỀ SỰ THAY ĐỔI GIÁ ĐIỆN,
GIẢM KHÍ THẢI CO2
ECONOMIC EFFICIENCY ANALYSIS FOR BAC LIEU WIND POWER PLANT, CONSIDERING ELEMENTS
OF PRICE ELECTRICITY CHANGES, CO2 EMISSION REDUCTION
Phạm Văn Hòa
TÓM TẮT
Trên cơ sở phương pháp đã biết về tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
cho một công trình nguồn điện sử dụng năng lượng mới và tái tạo, trong đó có
nguồn điện gió, bài báo đã phân tích và lượng hóa các yếu tố về điều kiện thực tế,
sự thay đổi giá điện, giảm khí thải CO2, chính sách thuế để hiệu chỉnh và bổ sung
các công thức tính toán, đảm bảo tính các chỉ tiêu sát thực hơn, đánh giá đúng
hơn hiệu quả kinh tế của chúng. Phương pháp luận được áp dụng tính toán cho
Nhà máy Điện gió Bạc Liêu, một nhà máy hiện đại bậc nhất sử dụng năng lượng
gió tại Việt Nam
Từ khóa: Phân tích hiệu quả, thay đổi giá điện, giảm thải khí CO2, chính sách
thuế.
ABSTRACT
Based on the known method of economic and technical indicators
calculation for a power source project using new and renewable energy,
including wind power, this paper has been analyzed and quantified the actual
conditions factors, electricity prices changes, CO2 emission reduction, tax policy
to adjust and supplement calculation formulas, ensure more realistic targets, and
better assess their economic efficiency. This methodology is applied to Bac Lieu
Wind Power Plant, the most modern wind power plant in Vietnam.
Keywords: Efficient analysis, price electricity changes, CO2 emissions reduce,
tax policy.
Trường Đại học Điện lực
Email: [email protected]
Ngày nhận bài: 30/10/2018
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 25/01/2019
Ngày chấp nhận đăng: 25/02/2019
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Một công trình sản suất điện sử dụng năng lượng mới
và tái tạo (NLM&TT) như năng lượng gió, năng lượng mặt
trời,… cần được minh tỏ hiệu quả của chúng bằng các
chỉ tiêu cơ bản như sản lượng điện năng hàng năm, suất chi
phí cho 1 kWh cũng như một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
như giá trị hiện thời thực (net present value), mức lãi nội tại
(internal raste of return), tỉ số giữa thu lợi và chi phí
(benefit-cost rate), thời hạn thu hồi vốn ( payback period),...
Hiện tại các nguồn NLM&TT có thể chưa cạnh tranh
được với nguồn điện lưới, nhưng nếu các tính toán trên cở
sở thực (hướng và tần suất gió tối ưu mà cánh quạt của
động cơ gió tiếp nhận đối với nhà máy điện gió), đồng thời
xét thêm yếu tố vai trò giảm khí thải CO2, xu hướng chi phí
xây dựng chúng giảm, cộng với giá bán điện tăng cùng với
các chính sách ưu đãi của nhà nước về sử dụng các nguồn
điện này tạo cơ hội cạnh tranh là khả dĩ.
Bài báo này giới thiệu phương pháp tính toán các chỉ
tiêu cơ bản đối với các công trình sản xuất điện sử dụng
NLM&TT, có xét đến các yếu tố nêu trên. Phương pháp
được áp dụng cho Nhà máy Điện gió Bạc Liêu, nhà máy có
quy mô tầm cỡ: công suất 62 tuabin x 1,6MW = 99,2MW,
đặt ở độ cao 80m so với mặt đất, chiếm diện tích khoảng
500ha dọc bờ biển Bạc Liêu. Mỗi máy phát có máy biến áp
tăng áp 1,8MVA - 0,69/22kV tạo sơ đồ bộ máy phát - máy
biến áp; chúng được liên kết bằng thanh góp 22kV sau đó
kết nối qua Trạm biến áp (TBA) tăng áp Trạch Đông 2 x
63MVA - 22/110kV đưa điện về lưới điện quốc gia khu vực
Cà Mau - Bạc Liêu - Sóc Trăng. Hiện tại khu vực này có ba
TBA tổng công suất 348,8 MVA [3], nay thêm TBA Trạch
Đông 126MVA của Nhà máy Điện gió Bạc Liêu đã khẳng
định vai trò cân bằng công suất vùng của nhà máy.
2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU CÓ XÉT ĐẾN
CÁC YẾU TỐ VỀ SỰ THAY ĐỔI GIÁ ĐIỆN, GIẢM KHÍ THẢI
CO2 VÀ CHÍNH SÁCH THUẾ
Về phương pháp tính toán các chỉ tiêu cơ bản dưa trên
phương pháp thông dụng quen thuộc trong một số tài liệu
như [1], tuy vậy đối với trường hợp cụ thể cần có sự bổ sung
hợp lý tương ứng với dữ liệu về tiềm năng gió, các thông số kỹ
thuật của động cơ gió, đặc biệt xét đến sự tăng giá điện, giảm
thải khí CO2, chính sách năng lượng điện (ví dụ về thuế), dữ
liệu về tài chính.
2.1. Tính toán sản lượng điện năng trên cơ sở hướng
gió, tiềm năng gió và đặc tính công suất của động
cơ gió
Sản lượng điện năng A (kWh) của tuabin gió phát điện
trong khoảng thời gian T là tích hợp công suất theo vận tốcSCIENCE TECHNOLOGY
Số 50.2019 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 11
gió ứng với khoảng thời gian tồn tại vận tốc gió tương ứng.
Trong trường hợp vận tốc gió cho dưới dạng tần suất xuất
hiện vận tốc gió trong suốt thời gian quan sát thì sản lượng
điện năng được tính [1]:
( )%
. ( )
VC
i
i
i 0
f v
A T P V
100
(1)
Trong đó:
vC - vận tốc cắt của tuabin gió, m/sec;
f(vi)% - tần suất % xuất hiện vận tốc gió vi;
P(vi) - công suất tuabin gió, lấy từ đặc tính công suất, kW.
Qua công thức tính toán trên thấy rằng có ba yếu chính
tác động đến sản lượng điện năng: vận tốc/tần suất gió,
hướng gió, đặc tính công suất. Trong ba yếu tố trên thì yếu
tố đặc tính công suất do nhà chế tạo tuabin quyết định, hai
yếu tố còn lại do điều kiện tự nhiên của gió. Sau đây ta
phân tích cụ thể các yếu tố trên tại khu vực Nhà máy Điện
gió Bạc liêu.
Xét về hướng gió
Từ [3] số liệu trích lược về tần suất hướng gió và tiềm
năng gió W/m2 đối với 16 hướng gió như trên bảng 1. Hình
1 thể hiện biểu đồ hoa gió đối với hai loại số liệu nêu trên.
Căn cứ vào số liệu này ta có một số nhận xét như sau:
1) Tính tổng thời gian trong năm: lặng gió chiếm 15,6%,
có gió của cả 16 hướng chiếm 84,4%.
Trong các hướng có ba hướng có hướng gió chiếm nổi
trội hơn cả (cột tần suất hướng), đó là: hướng Đông (E)
chiếm 12,6% - vị trí thứ nhất, hướng Tây Nam (SW) chiếm
11,7% - vị trí thứ hai, hướng Đông Đông Bắc (ENE) chiếm
10,4% - vị trí thứ ba.
2) Xét về tiềm năng gió (W/m2 tương ứng với tốc độ gió
m/sec) lấy giá trị trung bình (cột NLTB) thì có ba hướng
chiếm nổi trội hơn cả, đó là: hướng Đông (E) đạt 446W/m2
(chiếm 16,3% tổng công suất các hướng) - vị trí thứ nhất,
hướng Đông Đông Bắc (ENE) đạt 394W/m2 (chiếm 14,4%
tổng công suất các hướng) - vị trí thứ 2, hướng Tây Nam
(SW) đạt 357W/m2 (chiếm 13,1% tổng công suất các hướng)
- vị trí thứ 3.
3) Theo kết quả xếp thứ tự ưu tiên theo tần suất hướng
gió cũng như công suất như trên có thể khẳng định ba
hướng gió khai thác tốt hơn cả là: hướng Đông (E), hướng
Đông Đông Bắc (ENE), hướng Tây Nam (SW).
Xét về tần suất xuất hiện % vận tốc gió và Hàm phân
bố Weibull tần suất
Như phân tích về tần suất và tiềm năng gió nêu trên,
các tuabin gió tại Nhà máy Điện gió Bạc Liêu đã đặt bề mặt
quét cánh quạt vuông góc giữa hướng Đông Đông Bắc
(ENE) và hướng Đông (E). Do vậy để đảm bảo chính xác việc
tính sản lượng điện theo công thức (1) chỉ xét tần suất %
xuất hiện vận tốc gió theo đúng hướng nêu trên. Trên bảng
2 thể hiện tần suất xuất hiện % vận tốc gió và bên phải là
hàm phân bố Weibull tần suất [4].
Xét về đặc tính công suất động cơ gió
Tại Nhà máy Điện gió Bạc Liêu sử dụng tuabin GE 1.6 -
82.5 do tập đoàn GE Hoa Kỳ sản xuất, có các đặc tính kỹ
thuật như sau:
- Rotor: trục ngang, 3 cánh, đường kính 82,5 m, tốc độ
quay 9÷18 vòng phút, có điều chỉnh góc nghiêng cho cánh;
- Máy phát: loại không đồng bộ ba pha, điện áp 690V,
tần số 50HZ;
- Khối lượng: rotor 35 tấn, hộp máy 52 tấn, cột (tháp ống
hình thang) 80 tấn;
- Hoạt động ứng với vận tốc gió: khởi động 3,5m/s; định
mức 11,5m/s; vận tốc lớn hớn 11,5m/s thì tua bin gió phát
công suất với công suất định mức và vận tốc vận hành lớn
nhất là 19,5m/s (Vcut-out của tua bin g
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Phân tích hiệu quả kinh tế đối với nhà máy điện gió Bạc Liêu có xét đến các yếu tố về sự thay đổi giá điện, giảm khí thải CO2
HÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ ĐỐI VỚI NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ
BẠC LIÊU CÓ XÉT ĐẾN CÁC YẾU TỐ VỀ SỰ THAY ĐỔI GIÁ ĐIỆN,
GIẢM KHÍ THẢI CO2
ECONOMIC EFFICIENCY ANALYSIS FOR BAC LIEU WIND POWER PLANT, CONSIDERING ELEMENTS
OF PRICE ELECTRICITY CHANGES, CO2 EMISSION REDUCTION
Phạm Văn Hòa
TÓM TẮT
Trên cơ sở phương pháp đã biết về tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
cho một công trình nguồn điện sử dụng năng lượng mới và tái tạo, trong đó có
nguồn điện gió, bài báo đã phân tích và lượng hóa các yếu tố về điều kiện thực tế,
sự thay đổi giá điện, giảm khí thải CO2, chính sách thuế để hiệu chỉnh và bổ sung
các công thức tính toán, đảm bảo tính các chỉ tiêu sát thực hơn, đánh giá đúng
hơn hiệu quả kinh tế của chúng. Phương pháp luận được áp dụng tính toán cho
Nhà máy Điện gió Bạc Liêu, một nhà máy hiện đại bậc nhất sử dụng năng lượng
gió tại Việt Nam
Từ khóa: Phân tích hiệu quả, thay đổi giá điện, giảm thải khí CO2, chính sách
thuế.
ABSTRACT
Based on the known method of economic and technical indicators
calculation for a power source project using new and renewable energy,
including wind power, this paper has been analyzed and quantified the actual
conditions factors, electricity prices changes, CO2 emission reduction, tax policy
to adjust and supplement calculation formulas, ensure more realistic targets, and
better assess their economic efficiency. This methodology is applied to Bac Lieu
Wind Power Plant, the most modern wind power plant in Vietnam.
Keywords: Efficient analysis, price electricity changes, CO2 emissions reduce,
tax policy.
Trường Đại học Điện lực
Email: [email protected]
Ngày nhận bài: 30/10/2018
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 25/01/2019
Ngày chấp nhận đăng: 25/02/2019
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Một công trình sản suất điện sử dụng năng lượng mới
và tái tạo (NLM&TT) như năng lượng gió, năng lượng mặt
trời,… cần được minh tỏ hiệu quả của chúng bằng các
chỉ tiêu cơ bản như sản lượng điện năng hàng năm, suất chi
phí cho 1 kWh cũng như một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
như giá trị hiện thời thực (net present value), mức lãi nội tại
(internal raste of return), tỉ số giữa thu lợi và chi phí
(benefit-cost rate), thời hạn thu hồi vốn ( payback period),...
Hiện tại các nguồn NLM&TT có thể chưa cạnh tranh
được với nguồn điện lưới, nhưng nếu các tính toán trên cở
sở thực (hướng và tần suất gió tối ưu mà cánh quạt của
động cơ gió tiếp nhận đối với nhà máy điện gió), đồng thời
xét thêm yếu tố vai trò giảm khí thải CO2, xu hướng chi phí
xây dựng chúng giảm, cộng với giá bán điện tăng cùng với
các chính sách ưu đãi của nhà nước về sử dụng các nguồn
điện này tạo cơ hội cạnh tranh là khả dĩ.
Bài báo này giới thiệu phương pháp tính toán các chỉ
tiêu cơ bản đối với các công trình sản xuất điện sử dụng
NLM&TT, có xét đến các yếu tố nêu trên. Phương pháp
được áp dụng cho Nhà máy Điện gió Bạc Liêu, nhà máy có
quy mô tầm cỡ: công suất 62 tuabin x 1,6MW = 99,2MW,
đặt ở độ cao 80m so với mặt đất, chiếm diện tích khoảng
500ha dọc bờ biển Bạc Liêu. Mỗi máy phát có máy biến áp
tăng áp 1,8MVA - 0,69/22kV tạo sơ đồ bộ máy phát - máy
biến áp; chúng được liên kết bằng thanh góp 22kV sau đó
kết nối qua Trạm biến áp (TBA) tăng áp Trạch Đông 2 x
63MVA - 22/110kV đưa điện về lưới điện quốc gia khu vực
Cà Mau - Bạc Liêu - Sóc Trăng. Hiện tại khu vực này có ba
TBA tổng công suất 348,8 MVA [3], nay thêm TBA Trạch
Đông 126MVA của Nhà máy Điện gió Bạc Liêu đã khẳng
định vai trò cân bằng công suất vùng của nhà máy.
2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU CÓ XÉT ĐẾN
CÁC YẾU TỐ VỀ SỰ THAY ĐỔI GIÁ ĐIỆN, GIẢM KHÍ THẢI
CO2 VÀ CHÍNH SÁCH THUẾ
Về phương pháp tính toán các chỉ tiêu cơ bản dưa trên
phương pháp thông dụng quen thuộc trong một số tài liệu
như [1], tuy vậy đối với trường hợp cụ thể cần có sự bổ sung
hợp lý tương ứng với dữ liệu về tiềm năng gió, các thông số kỹ
thuật của động cơ gió, đặc biệt xét đến sự tăng giá điện, giảm
thải khí CO2, chính sách năng lượng điện (ví dụ về thuế), dữ
liệu về tài chính.
2.1. Tính toán sản lượng điện năng trên cơ sở hướng
gió, tiềm năng gió và đặc tính công suất của động
cơ gió
Sản lượng điện năng A (kWh) của tuabin gió phát điện
trong khoảng thời gian T là tích hợp công suất theo vận tốcSCIENCE TECHNOLOGY
Số 50.2019 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 11
gió ứng với khoảng thời gian tồn tại vận tốc gió tương ứng.
Trong trường hợp vận tốc gió cho dưới dạng tần suất xuất
hiện vận tốc gió trong suốt thời gian quan sát thì sản lượng
điện năng được tính [1]:
( )%
. ( )
VC
i
i
i 0
f v
A T P V
100
(1)
Trong đó:
vC - vận tốc cắt của tuabin gió, m/sec;
f(vi)% - tần suất % xuất hiện vận tốc gió vi;
P(vi) - công suất tuabin gió, lấy từ đặc tính công suất, kW.
Qua công thức tính toán trên thấy rằng có ba yếu chính
tác động đến sản lượng điện năng: vận tốc/tần suất gió,
hướng gió, đặc tính công suất. Trong ba yếu tố trên thì yếu
tố đặc tính công suất do nhà chế tạo tuabin quyết định, hai
yếu tố còn lại do điều kiện tự nhiên của gió. Sau đây ta
phân tích cụ thể các yếu tố trên tại khu vực Nhà máy Điện
gió Bạc liêu.
Xét về hướng gió
Từ [3] số liệu trích lược về tần suất hướng gió và tiềm
năng gió W/m2 đối với 16 hướng gió như trên bảng 1. Hình
1 thể hiện biểu đồ hoa gió đối với hai loại số liệu nêu trên.
Căn cứ vào số liệu này ta có một số nhận xét như sau:
1) Tính tổng thời gian trong năm: lặng gió chiếm 15,6%,
có gió của cả 16 hướng chiếm 84,4%.
Trong các hướng có ba hướng có hướng gió chiếm nổi
trội hơn cả (cột tần suất hướng), đó là: hướng Đông (E)
chiếm 12,6% - vị trí thứ nhất, hướng Tây Nam (SW) chiếm
11,7% - vị trí thứ hai, hướng Đông Đông Bắc (ENE) chiếm
10,4% - vị trí thứ ba.
2) Xét về tiềm năng gió (W/m2 tương ứng với tốc độ gió
m/sec) lấy giá trị trung bình (cột NLTB) thì có ba hướng
chiếm nổi trội hơn cả, đó là: hướng Đông (E) đạt 446W/m2
(chiếm 16,3% tổng công suất các hướng) - vị trí thứ nhất,
hướng Đông Đông Bắc (ENE) đạt 394W/m2 (chiếm 14,4%
tổng công suất các hướng) - vị trí thứ 2, hướng Tây Nam
(SW) đạt 357W/m2 (chiếm 13,1% tổng công suất các hướng)
- vị trí thứ 3.
3) Theo kết quả xếp thứ tự ưu tiên theo tần suất hướng
gió cũng như công suất như trên có thể khẳng định ba
hướng gió khai thác tốt hơn cả là: hướng Đông (E), hướng
Đông Đông Bắc (ENE), hướng Tây Nam (SW).
Xét về tần suất xuất hiện % vận tốc gió và Hàm phân
bố Weibull tần suất
Như phân tích về tần suất và tiềm năng gió nêu trên,
các tuabin gió tại Nhà máy Điện gió Bạc Liêu đã đặt bề mặt
quét cánh quạt vuông góc giữa hướng Đông Đông Bắc
(ENE) và hướng Đông (E). Do vậy để đảm bảo chính xác việc
tính sản lượng điện theo công thức (1) chỉ xét tần suất %
xuất hiện vận tốc gió theo đúng hướng nêu trên. Trên bảng
2 thể hiện tần suất xuất hiện % vận tốc gió và bên phải là
hàm phân bố Weibull tần suất [4].
Xét về đặc tính công suất động cơ gió
Tại Nhà máy Điện gió Bạc Liêu sử dụng tuabin GE 1.6 -
82.5 do tập đoàn GE Hoa Kỳ sản xuất, có các đặc tính kỹ
thuật như sau:
- Rotor: trục ngang, 3 cánh, đường kính 82,5 m, tốc độ
quay 9÷18 vòng phút, có điều chỉnh góc nghiêng cho cánh;
- Máy phát: loại không đồng bộ ba pha, điện áp 690V,
tần số 50HZ;
- Khối lượng: rotor 35 tấn, hộp máy 52 tấn, cột (tháp ống
hình thang) 80 tấn;
- Hoạt động ứng với vận tốc gió: khởi động 3,5m/s; định
mức 11,5m/s; vận tốc lớn hớn 11,5m/s thì tua bin gió phát
công suất với công suất định mức và vận tốc vận hành lớn
nhất là 19,5m/s (Vcut-out của tua bin g
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links