Blog

Biểu đồ mô tả mức tiêu thụ năng lượng sơ cấp ở châu Âu năm 2018

Trong EU (không bao gồm Anh), hơn 1/3 năng lượng bị tiêu hao trong quá trình chuyển từ năng lượng sơ cấp thành năng lượng cuối cùng, theo dữ liệu mới nhất của Eurostat công bố tháng 7-2020.

Cũng cần lưu ý rằng, mục tiêu phát triển năng lượng tái tạo trong các chỉ thị của châu Âu được biểu hiện bằng % trên tổng mức tiêu thụ năng lượng cuối cùng. Do đó, tỷ trọng năng lượng tái tạo này có thể tăng bằng cách tăng tử số, tức là bằng cách tạo ra nhiều năng lượng tái tạo hơn, hoặc bằng cách giảm mẫu số, tức là bằng cách giảm tiêu thụ năng lượng cuối cùng. Cuộc khủng hoảng do dịch Covid-19 đã dẫn đến việc giảm tiêu thụ năng lượng cuối cùng, do đó sẽ giúp EU có thể tiếp cận mục tiêu 20% năng lượng tái tạo vào năm 2020.

Trong trí tưởng tượng của mọi người, đặc biệt là trên các phương tiện truyền thông, năng lượng thường được liên tưởng đến điện năng. Theo nhiều người, tỷ lệ năng lượng tái tạo không liên tục (điện gió, mặt trời…) ngày càng tăng và đôi khi tăng rất đáng kể, nhưng họ không biết rằng, điện chỉ chiếm 23% năng lượng tiêu thụ cuối cùng vào năm 2018. Nói cách khác, khi chúng ta chỉ quan tâm đến điện năng, chúng ta đã bỏ qua hơn 3/4 năng lượng mà chúng ta tiêu thụ. Dĩ nhiên, chúng ta kỳ vọng trong trung hạn sẽ có nhiều điện năng tiêu thụ cuối cùng hơn và do đó tỷ trọng này sẽ tăng lên. Nhưng liệu chúng ta có thể nghĩ một cách hợp lý rằng, chúng ta cũng sẽ sưởi ấm 180 triệu ngôi nhà ở châu Âu bằng các nguồn điện tái tạo không liên tục?

Hãy xem xét kỹ hơn về dữ liệu điện. Năng lượng tái tạo chiếm khoảng 1/3 sản lượng điện năm 2018 (theo số liệu mới nhất của Eurostat) và riêng thủy điện chiếm 38% sản lượng điện từ các nguồn năng lượng tái tạo (thuật ngữ “năng lượng tái tạo” thường bị coi là đồng nghĩa với điện gió và điện mặt trời một cách nhầm lẫn). Nhiều người đang lên tiếng đề nghị không nên coi lĩnh vực thủy điện là năng lượng tái tạo, bởi vì nó phá vỡ môi trường, bằng cách làm ngập vùng thượng nguồn khi tích nước và làm lụt các vùng hạ nguồn khi xả nước.

Vào năm 2018, năng lượng tái tạo được nói rất nhiều trên các phương tiện truyền thông, nhưng chỉ chiếm 2,5% mức tiêu thụ năng lượng sơ cấp ở trong các quốc gia thành viên EU (1,4% ở Pháp, 1,8% ở Bỉ và 4,3% ở Đức…).

Tỷ lệ năng lượng tái tạo đã tăng lên đáng kể ở châu Âu trong nửa đầu năm 2020, trong khi tiêu thụ điện giảm khoảng 7% trong bối cảnh của cuộc khủng hoảng Covid-19. Điện gió và điện mặt trời được nối vào mạng lưới cũng tăng do được hưởng lợi từ điều kiện thời tiết thuận lợi. Tổng cộng, điện gió và điện mặt trời chiếm gần 20,2% sản lượng điện ở EU trong nửa đầu năm 2020, theo số liệu từ Ember (vẫn ít hơn điện hạt nhân, nguồn điện chính của EU).

Theo: nangluongquocte.petrotimes.vn

Mặc dù phải mua điện từ các nguồn điện mặt trời với giá cao hơn giá bán điện bình quân hiện hành, nhưng xuất phát từ lợi ích chung của xã hội, lợi ích của người dân, doanh nghiệp, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã và đang có nhiều hoạt động hỗ trợ, khuyến khích điện mặt trời áp mái. Cụ thể, EVN đã có hướng dẫn tạm thời đối với các dự án điện mặt trời trên mái nhà, trong đó có các hướng dẫn ban đầu để tạo điều kiện cho các doanh nghiệp và tư nhân đầu tư phát triển điện mặt trời áp mái.

Điện từ nhà máy thủy điện, từ năng lượng mặt trời, từ nhiên liệu sinh khối (củi, rơm rạ, trấu bã mía), từ khí sinh học (các hầm ủ phân động vật,…), từ địa nhiệt, năng lượng thủy triều, sóng biển, v.v… được gọi là các loại nguồn điện tái tạo. Các nguồn này, ngoài ưu điểm có thể tái sinh lâu dài, còn góp phần đáng kể vào hạn chế sử dụng nhiên liệu hóa thạch và giảm phát thải ô nhiễm. Chúng đang được nhiều nước khai thác, sử dụng với mục tiêu phát triển năng lượng bền vững.

Với đặc điểm địa hình, khí hậu, thời tiết, nước ta có khá dồi dào các nguồn năng lượng tái tạo này. Đặc biệt tiềm năng bức xạ mặt trời nước ta rất lớn, ước tính tiềm năng kỹ thuật để phát triển điện mặt trời ở Việt Nam có thể lên tới gần 340.000 MWp. Các vùng đồng bằng sông Hồng, trung du, miền núi phía Bắc và Bắc Trung bộ có số giờ nắng trung bình từ 1300 – 2200 h/năm. Các vùng có tiềm năng bức xạ mặt trời lớn nhất là từ miền Trung Trung bộ tới miền Nam, với số giờ nắng trung bình năm từ 2200 – 2700 h/năm.

Gần đây, với chính sách của Nhà nước khuyến khích phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo, rất nhiều dự án nguồn điện mặt trời đã được triển khai đầu tư xây dựng, tập trung tại các tỉnh có tiềm năng cao như: Ninh Thuận, Bình Thuận, Đắk Lăk, Tây Ninh, Khánh Hòa… Quy mô các dự án điện mặt trời (ĐMT) thường từ suýt soát 50 MW tới vài trăm MW. Với quy mô khoảng 50 MW một dự án ĐMT cần diện tích đất bằng phẳng khoảng 60 hecta, khá tốn đất đai.

Ngoài ra, do việc phát triển ồ ạt ĐMT trên một số tỉnh nhất định đã gây nguy cơ quá tải lưới điện và mất an toàn trong vận hành hệ thống điện.

Vì vậy, trong hơn 20.000 MW công suất các dự án ĐMT đang trình bổ sung quy hoạch điện, mới chỉ có khoảng trên dưới 7.000 MW được duyệt và Nhà nước phải đầu tư trêm hàng ngàn tỷ đồng để tăng cường, nâng cấp đường dây truyền tải và trạm biến áp (kể cả lưới điện siêu cao áp 500 kV) để có thể “hấp thụ” được lượng công suất đã được duyệt. Tương lai cho tiếp tục nâng công suất các trang trại ĐMT còn nhiều khó khăn về khả năng đầu tư thêm lưới điện truyền tải.

1/ Nguồn điện mặt trời áp mái:

Điện mặt trời được lắp đặt với quy mô nhỏ trên mái nhà dân, mái tòa nhà thương mại, mái công xưởng, nhà máy… với quy mô vài kW tới cỡ MW được gọi là ĐMT áp mái (ĐMTAM), với cấu tạo được minh họa đơn giản như sau:

Nguồn ĐMTAM có cấu tạo khá đơn giản: các tấm pin mặt trời thông dụng có công suất môdul panel khoảng trên 290 -:- 350 Wp được thiết kế kiểu panel với kích thước 1956 x 992 x 50 mm, diện tích khoảng trên 1,9 m2. Quang năng từ mặt trời sẽ qua tấm panel chuyển hóa thành dòng điện một chiều. Tấm panel được nối qua đường cáp tới bộ chuyển đổi dòng một chiều – DC sang dòng xoay chiều – AC, sau khi được điều chỉnh về tần số 50 Hz và nâng lên điện áp hạ áp (380V), hoặc trung áp (22kV) và đảm bảo các thông số kỹ thuật khác, điện sẽ được đưa vào lưới điện công cộng hoặc/ và cung cấp cho tiêu dùng trong nhà.

Nếu ta có diện tích mái nhà khoảng 20 m2 thì có thể lắp đặt được 10 panel pin mặt trời, công suất điện cực đại thu được khoảng trên 3 kWp, đủ dùng cho các thiết bị điện thông dụng trong một gia đình. Diện tích mái rộng bao nhiêu thì có thể lắp đặt được công suất lớn bấy nhiêu.

2/ Ưu điểm của nguồn điện mặt trời áp mái:

Điện mặt trời áp mái (ĐMTAM) là loại hình nguồn điện có nhiều ưu điểm so với mô hình ĐMT tập trung, cụ thể:

Thứ nhất: Không tốn diện tích đất do ĐMTAM được lắp đặt trên mái nhà các vị trí đã được xây dựng và sử dụng vào mục đích hữu ích khác.

Thứ hai: ĐMTAM giúp tăng cường chống nóng hiệu quả cho các công trình hiện hữu, nhất cử lưỡng tiện.

Thứ ba: Vì ĐMTAM có quy mô nhỏ, lắp đặt phân tán nên được đấu nối vào lưới điện hạ áp và trung áp hiện hữu, không cần đầu tư thêm hệ thống lưới điện truyền tải tốn kém.

Thứ tư: ĐMTAM được lắp đặt nhiều ở các mái nhà trong thành phố, trong khu công nghiệp nên có tác dụng làm giảm quá tải lưới điện truyền tải từ các nguồn điện truyền thống, thường đặt ở xa các trung tâm đông dân. Hiện mô hình phát điện phân tán đang được khuyến khích phát triển còn có mục đích làm giảm bớt quy mô các trung tâm nguồn điện, giảm nguy cơ khi sự cố ở trung tâm nguồn điện lớn sẽ gây thiếu hụt lượng công suất lớn, gây sụt điện áp, tần số lưới điện và có thể rã lưới.

Thứ năm: Khu vực miền Nam đang đứng trước nguy cơ hiển hiện về nguồn điện không đủ cung cấp tại chỗ, nhiều nguồn nhiệt điện than đang xây dựng và chuẩn bị xây dựng tại miền Nam gặp khó khăn về địa điểm, nguồn vốn, nhiên liệu, cảng tập kết vận chuyển than… Nếu phát triển nhanh được ĐMTAM sẽ giảm đáng kể nguy cơ thiếu nguồn điện tại chỗ.

Ví dụ khi có 150 ngàn hộ tại khu vực TP Hồ Chí Minh đầu tư từ 3 – 5 kW ĐMTAM, có thể tạo ra công suất điện tại chỗ khoảng 600 MW trong giờ cao điểm trưa, tương đương công suất một nửa nhà máy nhiệt điện than như Vĩnh Tân 1 hoặc Duyên Hải 1.

Thứ sáu: ĐMTAM với quy mô nhỏ, thích hợp để khuyến khích nhiều cá nhân, tổ chức tham gia đầu tư kinh doanh với vốn không lớn, đạt mục tiêu xã hội hóa – huy động các nguồn vốn phát triển nguồn điện, giảm gánh nặng ngân sách Nhà nước.

3/ Các chính sách hỗ trợ ĐMTAM của cơ quan quản lý Nhà nước và EVN:

Trong các chính sách khuyến khích phát triển nguồn năng lượng tái tạo, ĐMT là loại hình được hưởng nhiều cơ chế ưu đãi.

Ngày 11 tháng 4 năm 2017 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án ĐMT tại Việt Nam, trong đó có nêu giá bán điện từ các nhà máy ĐMT, bao gồm cả từ trang trại ĐMT và ĐMTAM là 9,35 US cent/ kWh (2086 đồng/ kWh theo tỷ giá chuyển đổi năm 2017). Sau đó đã có Thông tư 16 /2017 /TT-BCT ngày 12 tháng 9 năm 2017 của Bộ Công Thương quy định về phát triển dự án và Hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án ĐMT đã có các nội dung khuyến khích và hướng dẫn bên mua điện (các đơn vị điện lực thuộc EVN) và bên bán điện lập hợp đồng mua bán điện trên cơ sở Hợp đồng mẫu được Bộ Công Thương ban hành.

Để khuyến khích hơn nữa phát triển ĐMTAM, ngày 8 tháng 1 năm 2019 Thủ tướng Chính phủ lại ban hành Quyết định số 02/2019/QĐ-TTg của về sửa đổi một số điều của Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg ngày 11 tháng 4 năm 2017, trong đó thay vì hộ đầu tư ĐMTAM chỉ bán phần dư của điện từ nguồn ĐMTAM như quy định trước (qua cơ chế bù trừ), thì sẽ được bán toàn bộ lượng điện sản xuất từ ĐMTAM với giá ưu đãi, còn vẫn mua riêng rẽ điện của EVN với giá hiện hành (bình quân 1720 đồng/ kWh) qua điện kế 2 chiều.

Mặc dù phải mua điện từ các nguồn ĐMT với giá cao hơn giá bán điện bình quân hiện hành, nhưng xuất phát từ lợi ích chung của xã hội và lợi ích của người dân và doanh nghiệp, EVN đã và đang có nhiều hoạt động hỗ trợ, khuyến khích ĐMTAM. EVN đã có các văn bản số 1337/EVN-KD ngày 21 tháng 3 năm 2018 và văn bản số 5113/EVN-KD ngày 9 tháng 10 năm 2018 gửi các tổng công ty điện lực và Công ty Viễn thông Điện lực và Công nghệ Thông tin về việc hướng dẫn tạm thời đối với các dự án ĐMT trên mái nhà, trong đó có các hướng dẫn ban đầu để tạo điều kiện cho các doanh nghiệp và tư nhân đầu tư phát triển ĐMTAM.

4/ Nỗ lực của EVN và những kết quả ban đầu về phát triển ĐMTAM:

EVN đã chỉ đạo các đơn vị thành viên tiên phong thực hiện lắp đặt ĐMTAM trên mái các tòa nhà trụ sở, mái các công trình điều hành, trạm biến áp; tăng cường các hoạt động tuyên truyền quảng bá để doanh nghiệp và người dân đầu tư ĐMTAM, v.v…

Đến cuối năm 2018 tại các công trình xây dựng trực thuộc các đơn vị thành viên của EVN đã có trên 3,2 MW công suất ĐMTAM được lắp đặt, trong đó tại Tổng Công ty Điện lực Hà Nội: 52 kWp, tại Tổng Công ty Điện lực miền Trung: 352 kWp, tại Tổng Công ty Điện lực miền Nam: 1.985 kWp.

Đến cuối năm 2018, trên địa bàn TP. HCM đã có 906 hộ gia đình, công sở và doanh nghiệp đã thực hiện lắp đặt ĐMTAM với tổng công suất đạt gần 10,4 MWp. Tổng Công ty Điện lực TPHCM (EVNHCMC) đã thực hiện lắp đặt được gần 1,128 MWp ĐMTAM và đang triển khai lắp đặt 2,658 MWp tại trụ sở và các công trình thuộc đơn vị quản lý.

Theo tổng hợp từ EVN, kết quả phát triển ĐMTAM trong năm 2018 trên toàn quốc ước tính có 1.800 khách hàng lắp đặt được 30,12 MWp công suất ĐMTAM, với điện năng phát lên lưới là 3,97 triệu kWh.

5/ Những khó khăn cần tháo gỡ để tăng trưởng nguồn ĐMTAM trong tương lai:

Một là: Mặc dù giá thiết bị cho đầu tư ĐMT đã giảm nhanh trong vòng một thập kỷ qua, nhưng theo các đánh giá chuyên gia, hiện nay đơn giá lắp đặt ĐMTAM còn cao, khoảng 20 triệu -:- > 23 triệu đồng cho mỗi kWp công suất (tùy theo chất lượng tấm pin). Vì vậy, giá thành điện sản xuất ra cũng chưa cạnh tranh.

Mặt khác, theo các điều tra khí tượng, khu vực miền Bắc và Bắc Trung bộ có số giờ nắng ít hơn khu vực miền Nam Trung bộ và Tây Nguyên, hiệu quả đầu tư ĐMTAM tại đây cũng còn thấp.

Hai là: Do còn chậm có Thông tư hướng dẫn của cơ quan quản lý Nhà nước về cơ chế thanh toán tiền mua bán điện, mức thuế áp dụng, các tiêu chuẩn kỹ thuật, cơ chế quy định cụ thể cho các nhà đầu tư (bên thứ 3) tham gia kinh doanh, cơ chế tài chính hỗ trợ cho người dân và doanh nghiệp đầu tư, nên hiện EVN chưa thể ký hợp đồng mua bán điện cụ thể với các khách hàng ĐMTAM phát điện lên lưới, làm nhiều hộ còn chần chừ, chờ đợi, dẫn đến quy mô phát triển ĐMT còn chưa tương xứng với tiềm năng.

Trong cuộc Hội thảo “Thúc đẩy phát triển ĐMTAM tại Việt Nam” ngày 27 tháng 2 năm 2019 vừa qua, trên cơ sở đánh giá kinh nghiệm triển khai các dự án ĐMT trong gần 2 năm 2017 – 2018, EVN đã có một số kiến nghị như sau:

Thứ nhất: Tiếp tục tuyên truyền quảng bá về lợi ích của phát triển ĐMTAM.

Thứ hai: Kiến nghị Chính phủ khuyến khích các cơ quan, tổ chức thuộc các bộ, ngành và các UBND các tỉnh, thành phố lắp đặt ĐMTAM.

Thứ ba: Kiến nghị Chính phủ có các cơ chế hỗ trợ các hộ gia đình một phần kinh phí đầu tư ban đầu nhằm khuyến khích các hộ lắp đặt ĐMTAM.

Thứ tư: Kiến nghị Chính phủ có cơ chế cho các nhà đầu tư (bên thứ 3) tham gia đầu tư ĐMTAM trên mái công trình.

Thứ năm: Kiến nghị Bộ Công Thương sớm ban hành Thông tư thay thế, hoặc sửa đổi Thông Tư 16/2017/TT-BCT về tiêu chuẩn kỹ thuật và cơ chế mới khuyến khích ĐMTAM.

Thứ sáu: Các nhà tài trợ, ngân hàng, các tổ chức quốc tế và trong nước tham gia sâu rộng vào thị trường ĐMTAM ở Việt Nam.

Thứ bảy: Các nhà sản xuất, cung cấp, lắp đặt phối hợp với EVN và các đơn vị điện lực tuyên truyền, quảng bá, cung cấp các giải pháp, dịch vụ hỗ trợ nhằm mở rộng thị trường ĐMTAM.

Trên thực tế, gần đây đã có nhiều đơn vị đang cam kết hỗ trợ tài chính cho các dự án ĐMTAM với mức lên tới 100% tổng mức đầu tư như Công ty tài chính EVN (EVNFinance) thông qua gói tài chính mang tên EasySola.

Nguồn: Tạp chí năng lượng Việt Nam

Hệ thống điện mặt trời hiện nay gồm 2 loại hệ thống chính: hệ thống độc lập và hệ thống hòa lưới

1. Hệ thống hòa lưới:

Hệ thống pin năng lượng mặt trời sẽ nhận bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành nguồn điện một chiều (DC). Nguồn điện DC này sẽ được chuyển đổi thành nguồn điện xoay chiều (AC) thông qua Grid Tie Inverter ( bộ chuyển đổi điện nối lưới). Với bộ chuyển đổi này sẽ đảm bảo nguồn năng lượng được tạo ra từ hệ pin mặt trời sẽ được chuyển đổi ở chế độ tốt nhất nhằm tối ưu hóa nguồn năng lượng từ hệ pin mặt trời và cung cấp điện năng cho tải.
Bên cạnh đó việc inverter có chế độ thông minh, tự dò tìm và đồng bộ pha nhằm kết nối giữa điện năng tạo ra từ hệ pin mặt trời và điện lưới.

Về cơ bản một hệ thống điện mặt trời hòa lưới lắp mái nhà (rooftop) thì có các thành phần cấu thành sau trong bảng giá.
1. Tấm pin năng lượng mặt trời (Solar panel – Solar module)
2. Bộ hòa lưới điện (Grid-tie inverter)
3. Hệ thống đo đếm điện năng và giám sát từ xa (Monitoring system)
4. Tủ phân phối và bảo vệ DC/AC (DC/AC Distribution Box)
5. Khung giá đỡ (khung kẽm/ nhúng nóng, ray bát kẹp nhôm chuyên dụng anodize)
6. Dây dẫn, thang máng cáp, phụ kiện chuyên dụng
7. Nhân công vận chuyển và lắp đặt.

Về giá một hệ thống điện mặt trời hòa lưới lắp đặt hoàn chỉnh, cho dù là cho gia đình hay doanh nghiệp, nhà xưởng thì sẽ phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:
1. Vật tư chính: Loại vật tư, giá rẻ, phổ thông hay cao cấp, đặc biệt là tấm pin mặt trời, bộ hòa lưới. Giá vật tư chính chiếm phần lớn giá trị hợp đồng, từ 60-70%. Có nhiều loại pin mặt trời, kể cả 1 hãng sản xuất cũng có nhiều cấp độ sản phẩm, phổ thông và rẻ nhất là Poly/ Poly Perc, cao hơn là Mono/ Mono Perc hay cao cấp là Mono N-Type… Giá các sản phẩm này tùy thuộc vào uy tín nhà sản xuất, thông số kỹ thuật của sản phẩm, chế độ bảo hành, các chứng chỉ chứng nhận của sản phẩm…

2. Vật tư phụ: Chiếm từ 20-30% giá trị hợp đồng, tuy nhiên phần này cũng rất quan trọng, các thiết bị sử dụng trong tủ điện, các loại thiết bị CB, cầu chì, cắt lọc sét, dây dẫn chuyên dụng cho điện mặt trời… Các loại khung kẽm & nhôm chuyên dụng, thang máng cáp có độ bền trên 30 năm ở ngoài trời…

3. Điều kiện mái thi công: mái tôn sẽ ít tốn chi phí nhất, sau đó là mái bằng, mái ngói… đặc thù một số công trình phức tạp hoặc ở độ cao thì có thể chi phí thi công cao hơn một chút. Nhưng giá thi công chỉ chiếm khoảng 5-15% tổng giá trị hợp đồng.

4. Chất lượng thi công, bảo hành bảo dưỡng… mỗi đơn vị thi công điện mặt trời có năng lực, kinh nghiệm và tiêu chuẩn chất lượng riêng, các công ty lớn còn có đội ngũ theo dõi giám sát hệ thống và đề xuất bảo trì bảo dưỡng định kỳ cho các hệ thống lớn để tăng tính hiệu quả của công trình. Vì thế chi phí lắp đặt có thể có khác nhau, tuy vậy tỉ lệ chi phí này không lớn chỉ từ 5-15% đơn giá hệ thống, vì vậy nên chọn các đơn vị có năng lực tốt, kinh nghiệm nhiều năm và đội ngũ lớn để có thể yên tâm về chất lượng & tuổi thọ của công trình.

Và giá thành như sau:
– Điện mặt trời áp mái cho gia đình: với công suất lắp đặt từ 2-5kWp, mỗi kWp cần diện tích khoảng 6-7m2 và mỗi ngày sản xuất được từ 4-6kWh (tùy chất lượng tấm pin, các thành phần khác trong hệ thống & điều kiện nắng) sẽ có suất đầu tư từ 20-25tr/1kWp cho các sản phẩm tốt, và từ 25-30tr cho các sản phẩm cao cấp có tiêu chuẩn & chất lượng vượt trội, thời gian bảo hành lâu.

– Điện mặt trời áp mái với quy mô lớn hơn cho nhà xưởng, doanh nghiệp, giá thành mỗi kWp phổ thông là từ 15-18tr/ kWp và cao cấp là từ 18-22tr/kWp

Một số đơn vị nhỏ có thể có đơn giá thấp hơn mức đề xuất bên trên nhưng khách hàng nên xem kỹ năng lực của đơn vị chào giá và xuất xứ của sản phẩm có thể là từ các hãng không tên tuổi tại Trung Quốc.

2. Hệ thống độc lập:

4 loại thiết bị chính

Để có hệ thống điện mặt trời độc lập, phải đầu tư cả bộ gồm 4 loại thiết bị chính là: tấm pin, bộ điều khiển sạc, bộ biến điện (DC-AC inverter) và bộ bình ắc-quy, trong đó có 2 bộ phận đắt tiền nhất là tấm pin và bộ bình ắc-quy. Nếu hòa vào lưới điện, chúng ta sẽ không phải tốn tiền cho bộ bình ắc-quy trữ điện và một số thiết bị, như vậy giá sẽ giảm xuống phân nửa.

Việc đầu tư hệ thống điện mặt trời với quy mô như thế nào là tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng điện của hộ gia đình, cơ quan, doanh nghiệp. Đối với những công sở, văn phòng làm việc nhỏ, ít người, có thể đầu tư một hệ thống điện mặt trời có công suất từ 1-3kW, giá mỗi kW khoảng 2000 – 3000 USD, diện tích giàn pin từ 8-25m2. Những văn phòng, công sở có nhiều người làm việc, có thể lắp đặt hệ thống khoảng 10kW, giá 20,000 USD, diện tích giàn pin chiếm khoảng 80m2.

Trong quá trình vận hành, hệ thống điện mặt trời hầu như không có hư hỏng gì. Chỉ có bình ắc-quy là phải thay, cứ từ 3-5 năm một lần. Giá 1 chiếc bình ắc-quy hiện nay là 150 USD. Hệ thống có công suất 1kW cần đến 6-8 chiếc bình ắc-quy như thế. Bộ điều khiển sạc và bộ biến điện cũng phải thay, cứ khoảng 10 năm 1 lần.

Đối với hộ gia đình, nếu dùng để thắp sáng 2 bóng đèn compact tiết kiệm điện loại 14W, 1 tivi 21inch (30W) và 1 chiếc quạt bàn (40W), thì có thể đầu tư hệ thống có công suất 200Wp, giá khoảng 800 USD. Hệ thống nhỏ này mỗi ngày có thể sản suất được khoảng 0,8kWh điện. Còn hệ thống lớn hơn một chút, có công suất 400Wp, giá 1400 USD, mỗi ngày sản xuất được khoảng 1,6kWh điện, có thể dùng liên tục trong 5 giờ liền để thắp sáng 6 bóng đèn  compact tiết kiệm điện, 1 máy cassette, 1 quạt bàn và 1 chiếc ti vi màu. Hệ thống lớn hơn nữa, có công suất 1000Wp, giá bán  khoảng 3500 USD, sản xuất được khoảng 4kWh điện mỗi ngày, có thể thắp sáng được 4 compact tiết kiệm điện (trong 7 giờ), 1 máy cassette (6 giờ), 2 quạt bàn (7 giờ), 1 tivi (8 giờ) và 1 nồi cơm điện (1 giờ) và tủ lạnh…

Thông thường, nếu muốn sử dụng thêm máy điều hòa nhiệt độ có công suất 1HP, thì phải đầu tư hệ thống điện mặt trời có công suất trên 1.5kW, tốt nhất là 3kW (giá khoảng  10,000 USD).  Một hệ thống pin mặt trời có công suất 1kW có thể sản suất bình quân khoảng 4kWh điện trong 1 ngày.

Nguyên lý hoạt động

Tấm pin năng lượng mặt trời là hệ thống các tấm vật liệu đặc biệt có khả năng chuyển đổi quang năng của ánh sáng mặt trời thành điện năng. Tấm pin có cấu tạo là những tế bào quang điện có hiệu suất cao, công suất từ 20 – 310Wp và có tuổi thọ trung bình là 30 năm.

Đi cùng các tấm pin mặt trời là bộ điều khiển sạc, có chức năng sạc điện cho ắc-quy, đồng thời bảo vệ cho ắc-quy chống nạp quá tải và xả quá lâu, giúp tăng tuổi thọ của ắc-quy và nâng cao hiệu quả sử dụng của pin mặt trời. Bộ điều khiển còn cho biết tình trạng nạp điện của pin mặt trời vào ắc-quy cho người sử dụng kiểm soát được các phụ tải. Mạch bảo vệ của bộ điều khiển sẽ thực hiện việc ngắt mạch khi bộ điều khiển xác nhận bình ắc-quy đã được nạp đầy hoặc điện áp bình quá thấp. Hệ thống còn có bộ biến điện, để chuyển đổi dòng điện 12V DC từ ắc-quy thành dòng điện AC (110V, 220V), có công suất từ 0,3-30kVA.

Những tấm pin mặt trời thường được lắp thành dàn trên mái nhà hoặc trên sân thượng. Khi mặt trời chiếu vào giàn pin này, ánh sáng sẽ được biến đổi thành điện năng, tạo ra dòng điện 1 chiều. Dòng điện này được dẫn tới bộ điều khiển là một thiết bị điện tử có chức năng điều hòa tự động quá trình nạp điện vào ắc-quy ra các thiết bị điện 1 chiều (DC).

Trường hợp công suất giàn pin đủ lớn, trong mạch điện sẽ được lắp thêm bộ chuyển đổi điện, để chuyển đổi dòng 1 chiều thành dòng xoay chiều (AC), chạy được thêm nhiều thiết bị điện gia dụng như đèn, quạt, radio, tivi, tủ lạnh…