CHLB ĐỨC – 20 năm sau cơn sốt năng lượng mặt trời đầu tiên, một số nhà máy điện mặt trời quy mô lớn hiện đang tiến gần đến cuối vòng đời. Liệu các hệ thống có phù hợp để tiếp tục hoạt động hay không và nếu có thì như thế nào? Có cần thay thế các bộ phận không và mô hình kinh doanh nào để tiếp tục hoạt động? Đây chính là lúc tái cấp điện phát huy tác dụng. Ngược lại, cải tạo liên quan đến việc cải thiện năng suất và hiệu suất của các hệ thống hiện có.

Cả hai vấn đề này đang ngày càng trở nên quan trọng trong thị trường năng lượng mặt trời. Tại Hội nghị Intersolar Châu Âu 2024 (Intersolar Europe Conference 2024), ông Tomaso Charlemont, Trưởng phòng Cải tạo/ Tái cấp điện PV EMEA tại công ty BayWa r.e., đã thảo luận về việc tái cấp điện và cải tạo. Công ty Baywa r.e. đã triển khai hơn 250 Mwp các dự án cải tạo và tái cấp điện PV.

Dưới đây là nội dung của buổi phỏng vấn ông Tomaso Charlemont.

Ưu điểm của việc cải tạo so với việc thay đổi nguồn điện là gì và cần cân nhắc những yếu tố nào khi lựa chọn phương án tốt nhất?

Hệ thống được cải tiến khi chúng không hiệu quả hoặc khi các thành phần của chúng, chẳng hạn như mô-đun, bộ biến tần, trạm biến áp hoặc cáp, có lỗi kỹ thuật. Việc nâng cấp như thế này thường là cần thiết vì lý do kỹ thuật, vì các lỗi gây ra thời gian ngừng hoạt động. Việc cải tiến chỉ trở nên cần thiết khi việc thay thế các thành phần riêng lẻ trong quá trình bảo trì là không đủ hoặc không còn khả thi, hoặc khi tất cả – hoặc hầu hết – các thành phần chính cần được thay thế.

Cuối cùng, việc tái cấp điện sẽ diễn ra, hoặc có thể diễn ra, do sự phát triển công nghệ của các thành phần trong vài năm qua. Các mô-đun ngày nay có hiệu suất gấp đôi so với một thập kỷ trước. Nói chính xác hơn, mười năm trước, các mô-đun có hiệu suất khoảng 12%, ngày nay chúng đạt 24%. Có hai lựa chọn để thay thế các mô-đun cũ bằng các mô-đun mới: Có thể tăng đáng kể sản lượng định mức của hệ thống hoặc giữ nguyên sản lượng định mức, duy trì biểu giá cấp điện ban đầu trong khi giải phóng hai phần ba không gian được sử dụng. Lựa chọn thứ hai đặt ra câu hỏi về việc phải làm gì với không gian bổ sung. Nếu hệ thống có thêm kết nối lưới điện, thì việc triển khai thêm công suất rõ ràng là hợp lý hơn. Ưu điểm lớn là điều này không yêu cầu giấy phép xây dựng mới, bao gồm cả nghiên cứu địa điểm, vì hệ thống cũ đã được cấp giấy phép. Việc xây dựng một hệ thống năng lượng mặt trời mới tại cùng một địa điểm với hệ thống trước đó không yêu cầu giấy phép xây dựng mới.

Nếu có biểu giá mua điện cố định cho phần “cũ” của hệ thống, thì điện do phần mới tạo ra có được bán trên thị trường giao ngay hay không?

Giống như bất kỳ dự án xây dựng mới nào, có một số lựa chọn để tiếp thị điện. Một lựa chọn là thị trường giao ngay, hoặc bạn có thể lựa chọn thỏa thuận mua điện (PPA – power purchase agreement) hoặc tự tiêu thụ. Tất nhiên, cũng có thể đảm bảo giá điện mới.

Tái cấp điện hay cải tạo – khi nào nên chọn phương án nào? Khi nào thì cần thay thế toàn bộ hệ thống?

Không có thời điểm cụ thể vì các vấn đề kỹ thuật có thể xảy ra bất cứ lúc nào. Lấy ví dụ về các mô-đun: Một số sẽ bắt đầu gặp sự cố kỹ thuật chỉ sau 10 năm tiếp xúc với các yếu tố. Đó là một phần của đường cong học tập. Mười năm trước, chúng ta đã sử dụng một số vật liệu nhất định hiện đã chứng minh là không phù hợp. Nhưng cũng có những mô-đun năng lượng mặt trời được lắp đặt cách đây từ 10 đến 20 năm không có dấu hiệu nào cho thấy sự hư tổn. Bên cạnh các mô-đun, chúng ta cũng cần xem xét các biến tần. Nhiều nhà sản xuất biến tần không còn tồn tại nữa, nghĩa là không còn doanh nghiệp cung cấp dịch vụ bảo trì hoặc phụ tùng thay thế phù hợp. Các điểm yếu khác bao gồm cáp và trạm biến áp. Vào thời điểm lắp đặt, mọi người đều muốn mọi thứ được xây dựng nhanh chóng mà không nhất thiết phải cân nhắc đến độ bền của vật liệu.

Tuy nhiên, dựa trên một số mô-đun năng lượng mặt trời dễ bị lỗi được lắp đặt vào thời điểm đó, tôi cho rằng một hệ thống có thể cần được tối ưu hóa sau khoảng 10 năm sử dụng. Khi quyết định thay thế cái gì, tôi chỉ có thể nói rằng điều đó thay đổi tùy từng trường hợp. Nhìn chung, việc thay thế nhiều loại linh kiện cùng một lúc là hợp lý để người vận hành an tâm trong 25 năm tới. Linh kiện có giá bằng 1/10 so với một thập kỷ trước.

Tất nhiên, đây không phải là điều bắt buộc. Chúng tôi đã hiện đại hóa hệ thống chỉ bằng cách thay thế các mô-đun và để nguyên các bộ biến tần 10 năm tuổi. Nhờ chất lượng cao của nhà sản xuất và bảo trì thường xuyên, chúng vẫn hoạt động hoàn hảo.

Việc thay thế các bộ phận bị hư hỏng có được coi là cải tạo không?

Đúng vậy, ngay cả khi không được tuyên bố như vậy, vì nó liên quan đến việc hiện đại hóa một hệ thống. Có thể thay thế một thành phần bằng chính thành phần đó. Nhưng sự thật là khi các thành phần phát triển, các mô-đun trở nên lớn hơn và các bộ biến tần trở nên nhỏ hơn.

Vậy hệ thống lắp đặt cũ không tương thích với các thành phần mới?

Chính xác. Câu hỏi đặt ra là liệu kết cấu phụ có thể được điều chỉnh hay không. Một lập luận cho việc cải tạo là các mô-đun mới nhẹ hơn, mặc dù lớn hơn. Nói cách khác, các mô-đun mới không làm tăng trọng lượng. Vì vậy, có thể giữ nguyên kết cấu phụ cũ. Thông thường, cần ít diện tích hơn cho cùng một công suất lắp đặt nhờ hiệu suất cao hơn. Nhưng kết cấu phụ thường cần được điều chỉnh vì chiều rộng và chiều dài của các mô-đun không giống nhau. Có thể cần phải di chuyển các kẹp lắp.

Trong một số trường hợp, nhà sản xuất ban đầu vẫn có thể tồn tại, tiếp tục phục vụ khách hàng. Họ có thể nói: “Chúng tôi biết hệ thống, chúng tôi vẫn có bản vẽ – hãy để chúng tôi xử lý.” Nhưng trong những trường hợp khác, công ty có thể không còn tồn tại nữa.

Điều này có nghĩa là khi nói đến việc cải tiến và nâng cấp, vấn đề đặt ra là gì?

Hoàn toàn đúng. Không giống như trường hợp xây dựng mới, khi có thể dễ dàng đóng cọc xuống đất và đào rãnh cho cáp trong một cánh đồng, mọi thứ đã được lắp đặt sẵn, khiến việc thay thế các thành phần trở nên khó khăn hơn. Đó là lý do tại sao việc tối ưu hóa hệ thống hiện có đòi hỏi phải lập kế hoạch chính xác.

Hiệu quả đạt được về mặt năng suất là bao nhiêu hoặc tỷ lệ hiệu suất (PR – performance ratio) của hệ thống được cải thiện bao nhiêu?

Tỷ lệ hiệu suất của hệ thống phụ thuộc vào hai yếu tố: Một trong số đó là các mô-đun và bộ biến tần. Năng suất của các mô-đun được đo bằng điện và so sánh với những gì có thể về mặt lý thuyết theo dữ liệu của nhà sản xuất, dựa trên bức xạ toàn cầu. Điều này nhằm xác định xem các mô-đun có duy trì được mức hiệu quả của chúng hay không. Các mô-đun hiện đại chỉ mất 0,2% công suất mỗi năm do lão hóa – các mô-đun thế hệ đầu tiên mất tới 0,4%. Bây giờ, mức mất hiệu quả được tính toán có nằm trong phạm vi dự kiến ​​hay đã tăng lên? Giá trị PR trả lời câu hỏi đó.

Nhưng giá trị tỷ lệ hiệu suất (PR) thường cũng được tính toán dựa trên mức độ khả dụng của bộ biến tần. Bộ biến tần thường được kỳ vọng hoạt động 90 đến 98% trong thời gian có thể sản xuất điện. Giả sử hệ thống hoạt động 92% thời gian, theo kế hoạch: Nếu bộ biến tần ngừng hoạt động, bạn phải đặt hàng phụ tùng thay thế. Vì bộ biến tần đã hỏng, hệ thống sẽ ngừng hoạt động trong hai tuần – dễ dàng khiến mức 92% đó giảm xuống còn 80% hoặc thậm chí ít hơn. Điều này có nghĩa là tỷ lệ độ tin cậy của bộ biến tần là chìa khóa. Đó là những gì hệ số PR thể hiện. Giá trị này là cơ sở quan trọng để thảo luận với khách hàng của chúng tôi về cách giải quyết vấn đề. Có thể không phải do các mô-đun – có thể là do bộ biến tần hoặc cáp ngầm. Chúng tôi đã có một trường hợp ở Anh, khi thay thế máy biến áp và bộ biến tần đã làm tăng giá trị PR lên 39%, giúp hệ thống đáng tin cậy hơn. Nó không tạo ra nhiều điện hơn, nhưng nhờ độ tin cậy tăng lên, nó có thể cung cấp điện vào lưới điện với tốc độ ổn định hơn.

Yếu tố thứ hai là năng suất, hay nói cách khác là sản xuất điện. Hệ thống có thể tạo ra bao nhiêu megawatt giờ? Điều này phụ thuộc vào hiệu suất của các mô-đun. Các mô-đun ngày nay hiệu quả hơn và có thể tạo ra nhiều điện hơn. Các bộ biến tần đã trở nên hiệu quả hơn, đạt hiệu suất 99%, tăng từ 96%, nghĩa là năng suất năng lượng cao hơn. Xem xét rằng trong một số trường hợp, có thể chuyển từ cấu trúc cố định sang hệ thống theo dõi – ở CHLB Đức, thay đổi mới nhất về luật pháp đã giúp điều này trở nên khả thi – tạo ra nhiều điện hơn nữa. Tùy thuộc vào vị trí và hệ thống, hệ thống theo dõi có thể tăng lượng điện được sản xuất lên tới 40%. Điều này tạo ra hai hiệu ứng: Độ tin cậy của hệ thống được cải thiện và có thể tạo ra thêm điện. Các nhà đầu tư và chủ sở hữu hệ thống sẽ thấy điều này rất hấp dẫn.

Tháo dỡ – tức là tháo dỡ một hệ thống – hay tái cấp điện? Lựa chọn nào là tốt nhất, đặc biệt là khi phải đối mặt với biểu giá điện sắp hết hạn?

Khi hệ thống kết thúc vòng đời kinh tế của nó – nói cách khác, khi biểu giá điện và hợp đồng thuê sắp hết hạn – thì hệ thống thường phải được tháo dỡ hoặc ngừng hoạt động. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là không thể lắp đặt hệ thống mới thay thế, được gọi là tái cấp điện.

Khi một hệ thống ngừng hoạt động, chủ sở hữu hệ thống được yêu cầu khôi phục lại mảnh đất theo tình trạng trước đó. Hoặc, họ có thể ký hợp đồng thuê mới có thời hạn 30 năm. Họ đã có giấy phép xây dựng cho bất động sản đó và nếu giấy phép kết nối lưới điện cũng có thể được gia hạn, thì dự án tái cấp điện là hợp lý. Vì vậy, ngừng hoạt động không loại trừ việc tái cấp điện. Đối với các dự án mới, những trở ngại thông thường là không có đất và kết nối lưới điện – và một hệ thống hiện có đã có cả hai.

Các điều kiện khung pháp lý hiện tại ở châu Âu về việc tái cấp điện và cải tạo là gì? Ví dụ, ở CHLB Đức, Gói năng lượng mặt trời (Solar Package) chỉ mới gần đây cho phép thay thế các mô-đun.

CHLB Đức là một trong những quốc gia cuối cùng thực hiện những thay đổi như vậy. Pháp, Ý và Tây Ban Nha đã thực hiện được điều này cách đây bốn hoặc năm năm. Các chi tiết cụ thể của những thay đổi về luật này khác nhau đáng kể giữa các quốc gia. Ở Đức, hiện tại chúng tôi có những điều kiện tốt nhất. Trong khi cho đến năm 2023, luật vẫn còn rất hạn chế – chỉ cho phép thay thế các mô-đun riêng lẻ nếu bạn có thể chứng minh chúng bị lỗi – thì giờ đây chúng tôi có sự linh hoạt tối đa. Điều này cho phép tối ưu hóa toàn bộ hệ thống, miễn là nó duy trì được công suất định mức ban đầu.

Nhờ các chính sách sửa đổi, hoạt động phát triển kinh doanh cải tạo và tái thiết hiện đang gia tăng ở Đức, đúng không?

Chính xác. ‘CHLB Đức là một gã khổng lồ đang ngủ’. Chúng tôi thấy tiềm năng to lớn ở đất nước này.

Các thành phần kém hiệu quả được xác định như thế nào? Tiêu chí là gì và chúng được áp dụng như thế nào cho toàn bộ trang trại năng lượng mặt trời?

Thông thường, quá trình này bắt đầu bằng việc nhận ra hệ thống tạo ra ít điện hơn dự kiến. Có một số cách để tìm kiếm lỗi. Trong hầu hết các trường hợp, bước đầu tiên là phân tích dữ liệu đo lường từ bộ biến tần, tức là năng suất và hiệu suất, để xác định mức độ của vấn đề. Sau đó, các mô-đun được kiểm tra bằng máy bay không người lái có camera hồng ngoại để xác định các điểm nóng tiềm ẩn và điểm yếu – ngay cả trong bộ biến tần.

Sau đó, bạn có thể tháo rời từng thành phần và thử nghiệm chúng trong phòng thí nghiệm.Thông thường, phương pháp kiểm tra quang học để phát hiện các vấn đề như bong tróc lớp vỏ. Tất cả những điều này được nhập vào báo cáo đầy đủ với các khuyến nghị cho chủ sở hữu hệ thống.

Có ngưỡng mất hiệu suất cụ thể nào mà khi đó các mô-đun phải được thay thế không?

Phân tích này hoàn toàn mang tính tài chính, nghĩa là chúng tôi chỉ đánh giá xem việc thay thế một thành phần kém hiệu quả bằng một thành phần mới có mang lại lợi ích tài chính hay không và việc thay thế này sẽ tạo ra thêm bao nhiêu điện. Chúng tôi khuyến nghị chủ sở hữu hệ thống tự thực hiện phân tích này vì họ hiểu được khía cạnh tài chính của hệ thống và lợi nhuận của hệ thống. Là cố vấn kỹ thuật, chúng tôi có thể đưa ra triển vọng và tính toán lợi nhuận tiềm năng trong tương lai. Tuy nhiên, nếu hệ thống có lỗi kỹ thuật, ví dụ như lỗi ở các mô-đun có thể gây ra hỏa hoạn, chúng tôi có nghĩa vụ cảnh báo khách hàng về những rủi ro tiềm ẩn và tư vấn cho họ về những gì có thể xảy ra nếu họ không thay thế.

Những thách thức của việc cải tạo và cung cấp năng lượng mới khi công nghệ năng lượng mặt trời phát triển là gì?

Những thách thức rất lớn và thường bị đánh giá thấp. Nhiều người nghĩ rằng việc cải tạo hoặc cấp điện lại chỉ đơn giản là thay thế các thành phần, như thể công nghệ năng lượng mặt trời được xây dựng giống như trò chơi lego. Nhưng thực tế không phải vậy. Không giống như một hệ thống mới được xây dựng trên một bãi đất trống, việc cải tạo và cấp điện lại liên quan đến việc làm việc trên một hệ thống hiện có. Các bộ phận của hệ thống đã được kết nối với lưới điện. Do đó, các nhiệm vụ cần thực hiện phải được lên kế hoạch riêng. Sẽ có ít không gian hơn, có hàng rào và bản thân hệ thống. Toàn bộ thiết kế của hệ thống sẽ thay đổi. Nó phải được lên kế hoạch rất kỹ lưỡng và các công ty tham gia cần có các kỹ năng cần thiết. Việc lập kế hoạch và kỹ thuật cho loại dự án này là một công việc rất cụ thể.

Công ty Baywa hỗ trợ quá trình tái chế linh kiện và mô-đun như thế nào?

Ngày nay, hơn 95% vật liệu trong các mô-đun năng lượng mặt trời có thể được thu hồi. Việc tái chế đã trở nên khả thi về mặt kinh tế. Các thành phần được lắp đặt là tài sản của chủ sở hữu hệ thống. Chúng tôi cung cấp tư vấn và sắp xếp để các công ty phù hợp thu gom. Quyền sở hữu được chuyển giao và các mô-đun được định nghĩa lại là rác thải điện tử. Việc chuyển giao được ghi chép lại. Quá trình này rất quan trọng, vì theo Chỉ thị WEEE (Rác thải từ Thiết bị Điện và Điện tử) của châu Âu, chủ sở hữu hệ thống phải đảm bảo rằng các thành phần được xử lý và tái chế đúng cách.

Để xem các tin bài khác về “Nhà máy điện”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Intersolar