Hệ thống phao nổi cho dự án điện mặt trời – Dấu mốc mới cho ngành khoa học công nghệ

Công nhân kiểm tra hệ thống phao tại Dự án Nhà máy Điện mặt trời nổi hồ Đa Mi.

Việt Nam là một trong những quốc gia có ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong bản đồ bức xạ mặt trời thế giới. Quy hoạch Điện VII điều chỉnh đã đưa ra triển vọng và đặt kế hoạch sản xuất điện mặt trời khoảng 12.000MW vào năm 2030.

Tuy nhiên, điện mặt trời cần diện tích để chứa các tấm pin tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Các tấm pin đặt trên mặt đất chiếm diện tích lớn, gây khó khăn trong đầu tư phát triển điện mặt trời bởi chi phí giải phóng mặt bằng, chiếm quỹ đất tại các địa phương. Để khắc phục khó khăn, thế giới đã nghiên cứu tận dụng hồ thủy điện, thủy lợi để đặt nhà máy. Một ưu điểm nữa là đặt các tấm pin trên mặt nước hiệu suất cao hơn trên mặt đất do nước bốc hơi làm mát.

Đến nay, cả nước đã có khoảng hơn 30 dự án điện mặt trời nổi được các nhà đầu tư trong và ngoài nước xúc tiến, lập dự án với công suất từ 20 - trên 300MW, tập trung chủ yếu ở miền Trung, Tây Nguyên và miền Nam. Trong các dự án điện mặt trời nổi, hệ thống phao nổi đỡ các tấm pin và hệ thống phụ trợ chiếm tỷ trọng khoảng 40% giá trị thiết bị dự án.

Trước nhu cầu và cơ hội, việc nghiên cứu, đầu tư hợp tác sản xuất các hệ thống phao nổi, neo phục vụ dự án điện mặt trời vô cùng cần thiết và cấp bách. Viện Nghiên cứu cơ khí (Bộ Công Thương) đã tập trung nguồn lực để nghiên cứu, làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo hệ thống phao nổi, neo cho các dự án điện mặt trời. Viện đã tổ chức các đoàn kỹ sư chuyên ngành tham gia nghiên cứu, khảo sát nhà máy điện mặt trời tại Trung Quốc, Malaysia, Hàn Quốc, Nhật Bản, Pháp, Đài Loan và tìm ra giải pháp hợp lý phù hợp với điều kiện trong nước.

Hệ thống phao nổi do Viện thiết kế và chế tạo ứng dụng tại Dự án Nhà máy Điện mặt trời nổi hồ Đa Mi có tổng diện tích mặt bằng sử dụng 56,65 ha, quy mô tổng công suất thiết kế 47,5 MWp, sản lượng điện khoảng 70 triệu kWh/năm. Dự án lắp đặt 143.940 tấm pin năng lượng mặt trời trên diện tích 50 ha mặt hồ Thủy điện Đa Mi, thuộc địa bàn xã La Ngâu (huyện Tánh Linh) và các xã Đa Mi, La Dạ (huyện Hàm Thuận Bắc), tỉnh Bình Thuận. Hệ thống phao được neo giữ trên lòng hồ nhờ hệ thống cáp neo chuyên dụng, đảm bảo thích nghi với mọi điều kiện thời tiết trên lòng hồ…

Do lần đầu trong nước thực hiện việc thiết kế hệ thống neo cho dự án với dao động mực nước tại các hồ thủy điện trong năm rất lớn, từ 4 - 40m, việc tính toán hệ thống neo để đảm bảo ổn định trong quá trình vận hành rất quan trọng. Đối với hồ Đa Mi, dao động mực nước trong quá trình vận hành chỉ khoảng 4m. Thay vì đặt các tấm pin mặt trời trên mặt đất, khi đặt trên mặt nước sẽ cho hiệu suất cao hơn do nước bốc hơi làm mát. Tuy nhiên cách này khó khăn hơn vì khi đặt tấm pin trên mặt nước đòi hỏi độ bền của vật liệu nổi và dao động của mực nước trên các hồ. Khi đó đòi hỏi các nghiên cứu về vật liệu nổi, phương án kết bè nổi, phương án neo bè trong lòng hồ. Từ thành công của dự án kết hợp với các kinh nghiệm, công nghệ thu được, Viện đã tự tin để tính toán các hệ thống neo với mức độ dao động mực nước lớn hơn.

Giới chuyên môn đánh giá, việc thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống phao nổi Việt Nam cho dự án đã đánh dấu mốc mới mà ngành khoa học và công nghệ trong nước thực hiện được. Kết quả của dự án không những mang lại việc làm cho cán bộ, công nhân viên của Viện Nghiên cứu cơ khí mà còn mở ra một hướng đi mới, giúp phát triển bền vững, đáp ứng yêu cầu thực tế theo các định hướng kinh tế - xã hội lớn của đất nước.