Theo các chuyên gia, chuyển sang sử dụng xe điện nhưng vẫn dùng điện từ than, nhiệt điện khí để sạc pin thì bài toán giao thông đô thị “xanh” chưa được giải quyết tận gốc rễ. Trong bối cảnh ấy, ý tưởng sử dụng điện mặt trời cho các trạm sạc xe điện là một hướng đi, có tính khả thi để giảm lượng khí thải nhà kính. Trên thế giới, nhiều nhà nghiên cứu và các công ty đã đề xuất giải pháp sạc xe điện sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời.
Tại Việt Nam, một nghiên cứu mô phỏng của nhóm các nhà khoa học, cán bộ kỹ thuật của Viện Khoa học công nghệ Năng lượng và Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Công ty cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 1 vừa được thực hiện tại Hà Nội.
Nhóm nghiên cứu đã mô phỏng hệ thống trạm sạc xe điện sử dụng điện mặt trời tại một khu tổ hợp văn phòng ở Hà Nội, nơi có phụ tải tiêu thụ điện khoảng 500.000kWh/năm. Phần mềm chuyên dụng đã được nhóm sử dụng để thiết kế, tính toán hiệu suất và tổn hao năng lượng của hệ thống.
Hệ thống điện mặt trời được bố trí trên mái tòa nhà có tổng công suất 32,45kWp gồm 48 tấm pin mặt trời có công suất là 675Wp, cùng một inverter 30kW, hệ thống khung giá đỡ, thiết bị đấu nối và tám trụ sạc xe điện được lắp đặt trong bãi đỗ xe phía dưới tòa nhà.
Vào ban ngày khi điều kiện thời tiết thuận lợi, các tấm pin mặt trời sẽ hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời chuyển đổi quang năng thành dòng điện một chiều. Bộ inverter chuyển đổi điện một chiều thành dòng điện xoay chiều. Mô hình hoạt động của hệ thống là tự sản-tự tiêu, tức là điện mặt trời ưu tiên sạc cho xe, phần thiếu lấy từ điện lưới. Khi hệ thống trạm sạc không sử dụng thì lượng điện mặt trời sẽ được cung cấp vào lưới điện chung trong công ty.
Dù Hà Nội không phải khu vực có bức xạ mặt trời cao, hệ thống điện mặt trời vẫn tạo ra trung bình gần 40.000kWh/năm, trong đó hơn 4.300kWh được dùng để sạc xe điện, còn lại cung cấp cho các phụ tải khác trong tòa nhà. Đáng chú ý, hệ thống đáp ứng được khoảng 17% tổng nhu cầu sạc xe điện và khoảng hơn 6% tổng phụ tải điện tòa nhà, góp phần giảm áp lực lên lưới điện, nhất là vào khung giờ cao điểm khi xe đến văn phòng và được sạc.
Theo tính toán, tổng chi phí đầu tư cho hệ thống khoảng 798 triệu đồng. Thời gian hoàn vốn ước tính sau 5 năm sử dụng và có thể sinh lời từ năm thứ 6 đến năm thứ 20. Lợi nhuận tích lũy sau 20 năm vận hành là hơn 3 tỷ đồng. Chi phí vận hành, bảo trì thiết bị điện mặt trời không quá cao.
Tiến sĩ Vũ Minh Pháp, đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, Hà Nội được đánh giá là vùng có tiềm năng điện mặt trời ở mức trung bình khá, tổng xạ mặt trời trung bình năm là khoảng 3,7kWh/m²/năm và nhiệt độ trung bình năm là khoảng hơn 23 độ C. Tuy không phải là nơi có bức xạ mặt trời lý tưởng, nhưng nghiên cứu mô phỏng vẫn cho kết quả khả quan. Nghiên cứu đã làm rõ hơn hiệu quả cung cấp điện mặt trời sạc cho xe điện ở khu vực đô thị có tiềm năng năng lượng mặt trời thấp ở Việt Nam. Điều đó cũng có nghĩa là nếu áp dụng tại các thành phố, hay các khu công nghiệp nơi nắng nhiều hơn, thì hiệu quả sẽ còn cao hơn.
