Đo gió trên khu vực dự án

Report
Hội thảo thẩm định tài chính cho các
dự án điện gió
Đánh giá vị trí dự án
Ngày 30 tháng 10 năm 2012, TP. Hồ Chí Minh, Việt nam
1 of 36
Nội dung
•
•
•
•
•
1) Giới thiệu về công ty – Lahmeyer International GmbH
2) Đánh giá địa điểm dự án
3) Tiêu chí tiếp cận vốn ngân hàng
4) Đo gió tại khu vực dự án
5) Thiết kế kỹ thuật và kế hoạch triển khai của dự án
điện gió
•
•
•
•
Khoảng cách
Mức độ nhiễu động (turbulences)
Lựa chọn tua-bin và vị trí phù hợp
Ràng buộc về tiêu chuẩn môi trường
• 6) Nghiên cứu về tiềm năng gió
• 7) Quy tắc tiêu chuẩn và hướng dẫn
• 8) Phụ lục
2 of 36
Lahmeyer International GmbH
Giới thiệu sơ lược:
Tên công ty
Lahmeyer International GmbH (LI)
Thành lập năm
1966
Trụ sở chính
Bad Vilbel, Germany
Dịch vụ
Các dịch vụ tư vấn về lập dự
kinh tế và kỹ thuật
toán
Lĩnh vực hoạt động
- Năng lượng
- Thuỷ điện và nguồn tài nguyên nước
- Giao thông
Tập đoàn LI gồm
6 công ty liên kết
Tổng số nhân viên năm 2011 của LI:
1500
Doanh thu năm 2011 của LI:
Euro
Văn phòng đại diện ở
150 triệu
50 quốc gia
3 of 36
Lahmeyer International GmbH
Các bộ phận và phòng ban:
Ban năng lượng
Ban Thuỷ điện
Và Tài nguyên nước
GE 1 – Kỹ thuật điện
GE 2 – Truyền tải và Phân phối điện
GE 3 – Các dự án tài chính tư
GE 4 – Các nhà máy nhiệt điện
Ban Giao thông vận
tải
Tư vấn kỹ thuật đa lĩn
vực….
… bao trùm toàn bộ
ngành công nghiệp
năng lượng.
GE 5 – Năng lượng Tái tạo I
GE 6 – Năng lượng Tái tạo II – Năng lượng Gió
GE 7 – Kinh tế và sử dụng năng lượng hiệu quả
4 of 36
GE6 – Ban Năng lượng Gió
5 of 36
Global Presence
LI cung cấp các dịch vụ tư vấn liên quan đến năng lượng gió ở
65 quốc gia trên thế giới.
6 of 36
GE 6 – Lĩnh vực Năng lượng Gió
Một số dự án tiêu biểu
• Lắp đặt các cột đo gió
> 240
• Lập bản đồ gió toàn quốc
> 14
quốc gia
• Đánh giá tiềm năng gió
> 300
dự án điện gió
• Nghiên cứu về gió với mô hình CFD
> 120
dự án điện gió
• Nghiên cứu khả thi
> 80
dự án điện gió (> 3,300 MW)
• Đánh giá thẩm định tài chính
> 600
dự án điện gió (>12,500 MW)
• Giám sát xây dựng
> 60
dự án điện gió (> 1,700 MW)
• Giám sát vận hành và bảo dưỡng
> 90
dự án điện gió (> 2,800 MW)
8 of 36
GE 6 – Lĩnh vực Năng lượng Gió
Dự án điển hình: Dự án Zafarana IV, Ai Cập
Khách hàng
Cơ quan Năng lượng mới và Tái tạo (NREA)
Thông tin chính:
• Công suất lắp đặt:
80 MW
• Số tua-bin:
94
• Loại tua-bin: Gamesa:
G52, 850 kW
• Sản lượng điện hàng năm: 244 GWh p.a.
Thực hiện
Dịch vụ cung cấp:
• Kế hoạch thực hiện
2005-2010
• Thủ tục đấu thầu (gồm hợp đồng O&M)
• Thương thảo PPA và giá mua điện (tariff)
• Giám sát xây dựng
• Giám sát O&M
9 of 36
GE 6 – Lĩnh vực Năng lượng Gió
Dự án điển hình: dự án Gangwon, Hàn Quốc
Khách hàng
Tập đoàn Unison, Hàn Quốc
Thông tin chính
•
•
•
•
Công suất lắp đặt:
Số tua-bin:
Loại tua-bin: Vestas
Sản lượng điện hàng năm:
Tiến hành
98 MW
49
V80 – 2.0MW
244 GWh p.a.
2004-2011
Dịch vụ cung cấp
•
•
•
•
•
•
•
Quản lý dự án
Hoàn thiện thiết kế kỹ thuật và quy hoạch
Giám sát xây dựng
Quản lý khu vực dự án
Vận hành
Kiểm soát chất lượng và bảo hiểm
Giám sát O&M
10 of 36
GE 6 – Lĩnh vực Năng lượng Gió
Dự án điển hình: Xây dựng 3 dự án ở Sudan
Khách hàng
Bộ Điện lực và Đê điều (MED), SUDAN
Thông tin chính
• Công suất dự kiến:
• Loại tua-bin dự kiến:
30 MW
800 – 2,500 kW
Thực hiện
2011-2014
Dịch vụ
• Cập nhật nghiên cứu khả thi:
•
•
•
•
•
•
•
•
Đánh giá số liệu gió hiện có
Lựa chọn vị trí dự án
Tính toán sản lượng điện
Giám sát đo gió
• Thiết kế và mời thầu
Thiết kế kỹ thuật xây dựng và hệ thống điện • Chuẩn bị thiết kế dự án
Rà soát các hệ thống điện cơ sở
• Chuẩn bị hồ sơ thầu
Phân tích tính tài chính và kinh tế
• Điều phối quy trình đấu thầu và thương thảo hợp
Theo dõi việc đăng ký dự án CDM
đồng đàm phán
• Giám sát xây dựng
• Giám sát quá trình thi công
11 of 36
GE 6 – Lĩnh vực Năng lượng Gió
Dự án điển hình: Nghiên cứu khả thi cho dự án điện
gió ở đảo Phú Quốc, Việt Nam
Khách hàng
Công ty Điện lực 2
Thông tin chính
•
•
•
Đã có 2 máy phát dầu diesel: 7 MW (tổng công suất lắp đặt) O/HFO máy
phát (tính đến cuối năm 2005): 5 MW
Hệ thống phân phối hiện hành: OH; 22kV (MV); 0.4kV (LV)
Dự báo nhu cầu sử dụng điện tính đến cuối năm 2010: 50 MW
Thực hiện
Dịch vụ
• Pha I: Nghiên cứu khả thi
• Đánh giá tiềm năng gió (nhận
dạng 5 vị trí hứa hẹn nhất)
• Lựa chọn vị trí dự án
• Lập dự án
• Tính toán cơ bản về sản
lượng điện của dự án
2005-2006
•
•
•
•
•
Pha II: thiết kế dự án
Phân tích nhu cầu điện
Phân tích định tính lưới điện
Thiết kế tối ưu cho dự án
Đánh giá EIA và kế hoạch tái
định cư và
12 of 36
Đánh giá Vị trí Dự án
Đánh giá Vị trí:
•
Đo đạc và phân tích điều kiện gió
 Lợi ích: tránh được sự lãng phí đầu tư trong trường hợp khu vực tiềm năng gió quá yếu
 Lợi ích: hiểu được các rủi ro như mức độ xáo trộn, các điều kiện gió cực đoan
•
Sản lượng điện hàng năm
 Lợi ích: cho phép tính toán được lợi nhuận của dự án đầu tư (với trường hợp đã có FIT) hoặc tính toán
PPA
•
Thiết kế kỹ thuật dự án và lựa chọn vị trí cụ thể
 Lợi ích: vị trí được cấp phép, xem xét sự giới hạn, e.g. về môi trường, đường giao thông, đường dây cao
thế, tàu, khu dân cư
 Lợi ích: chọn lựa tua-bin phù hợp nhất
•
Đánh giá tác động môi trường
 Lợi ích: giúp hoàn thiện hơn cho hồ sơ dự án để được cấp phép
• Bản đồ hoá tiềm năng gió tại khu vực dự án cũng như địa phương
 Lợi ích: nhận biết các điểm tiềm năng trên khu vực
13 of 36
Đánh giá vị trí dự án
Mục đích của việc đánh giá vị trí:
•
Nhận biết được điều kiện gió trên khu vực dự án
•
•
•
•
•
•
Vùng phù hợp
•
•
•
•
Tốc độ gió
Hướng gió
Mức độ rối/ nhiễu
Điều kiện gió cực đoan
Mật độ không khí
Lựa chọn đúng loại tua-bin
Thiết kế dựa trên các vùng giới hạn
Nghiên cứu khả năng vay vốn và độ tin cậy của gió và năng lượng
Tính toán doanh thu và lợi nhuận
14 of 36
Đánh giá vị trí dự án
Tiêu chuẩn vay vốn
•
•
•
Đo gió trên khu vực dự án
Mô hình hoá đánh giá tiềm năng gió, như mô hình WAsP cho loại địa hình đơn
giản và mô hình CFD cho loại địa hình phức tạp
Thiết kế dự án
•
•
•
•
•
•
•
Khoảng cách
Vùng loại trừ
Mức độ rối
Diện tích đất trống
Tua-bin phù hợp
Vị trí phù hợp
Nghiên cứu năng lượng và tiềm năng gió để có thể vay vốn ngân hàng được
đánh giá bởi các tư vấn độc lập
Khả năng vay vốn ngân hàng (Bankable) có nghĩa là sự chấp nhận cho vay
vốn của một ngân hàng thậm chí ngay cả khi các điều kiện không theo quy
tắc chuẩn, hướng dẫn và theo cách thông thường
15 of 36
Đo gió trên khu vực dự án
Tại sao lại đo đạc trên khu vực dự án, thay vì chỉ sử dụng
mô hình?
• Tất cả các loại mô hình, mô hình tĩnh (WAsP) hay động lực (quy mô nhỏ CFD, mô
hình khí quyển quy mô vừa) đều có những hạn chế nhất định. Đặc biệt, việc ngoại
suy tốc độ gió lên độ cao lớn hơn vẫn còn thiếu chắc chắn và có độ tin cậy không
cao.
• Số liệu về mức độ rối và phân bố theo chiều cao của gió ở trên khu vực địa hình
phức tạp chỉ có thể xác định chính xác bằng cách đo đạc trực tiếp
• Tính toán tốc độ gió cực đoan cho một loại tua-bin nhất định chỉ có độ tin cậy hơn
với số liệu đo chuỗi dài
• Điều kiện tiên quyết không thể thiếu về tài chính cho dự án
• Ngoài ra còn các loại số liệu khác như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và bức xạ mặt trời
có thể phải thu thập
• Giảm thiểu mức độ không chắc chắn bởi vì số liệu gió “thực”
•
•
 Mức độ rủi ro nhỏ hơn đối với ngân hàng và nhà đầu tư
 Tăng giá trị của dự án
16 of 36
Đo gió trên khu vực dự án
Yêu cầu chính cho đo gió
•
•
•
•
Vị trí lắp đặt cột tiêu biểu
Đối với địa hình phức tạp, phải có nhiều hơn 1 cột đo
Độ cao đo đạc phải tối thiểu bằng 2/3 độ cao của tua-bin dự định lắp đặt
Thiết bị đo gió
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Thiết bị đo gió „hạng 1“
Các thiết bị được kiểm định độc lập
Đo tốc độ gió, hướng gió, nhiệt độ
Có thể đo thêm áp suất, độ ẩm, dòng không khí
Đầu đo tốc độ gió (anemometer) ở tối thiểu 3 độ cao khác nhau; khoảng cách tối
thiếu là 20 m
Hướng gió đo ở 2 độ cao
Thiết kế và lắp đặt cột theo tiêu chuẩn IEC 61400-12 Phụ lục G
Tài liệu về đo đạc theo Measnet
Đo gió tối thiểu trong thời gian 1 năm
Theo dõi liên tục trong suốt quá trình đo đạc
17 of 36
Đo gió trên khu vực dự án
Chất lượng của kết quả đánh giá sản
lượng năng lượng quyết định đến sự
thành bại của dự án
 Chi tiết kỹ thuật xem thêm trong
Phụ lục
18 of 36
Thiết kế kỹ thuật và thiết kế dự án
•
•
•
•
•
•
•
Xác đinh ranh giới dự án (đất trống, etc.)
Vị trí dự án (gần đường, mức độ phức tạp của vị trí, etc.)
Vùng loại trừ (e.g. khoảng cách đến khu vực đô thị, nhà cửa, đường phố,
etc.)
Nguồn gió
Khoảng cách giữa các tua-bin với nhau
Vùng đệm loại trừ (e.g. tiếng ồn, tín hiệu nhấp nháy, động vật)
Vật cản (sông ngòi, núi, làng mạc, đường xá, đường dây truyền tải và vật
cản xung quanh khác)
19 of 36
Thiết kế kỹ thuật và thiết kế dự án
Khoảng cách
Vùng loại trừ
Mức độ rối
Diện tích đất trống
20 of 36
Khoảng cách
Quy tắc ngón tay cái: khoảng cách giữa
các tua-bin bằng:
• 3-5 lần đường kính cánh quạt, ở góc 90°
so với hướng gió chính
• 5-10 lần đướng kính cánh quạt theo
hướng gió chính
• Đối với dự án gió lớn hơn, khoảng cách
xa hơn là cần thiết
• Định hướng: ít nhất 90 % hiệu quả (= 10
% - tổn thất)
21 of 36
Độ rối
Source: http://f2e.de/de/services/beispiele/nachlaufstroemung-wea-2
Mô phỏng dòng rối
22 of 36
Tua-bin phù hợp
Lựa chọn tua-bin phù hợp cho vị trí dự án
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Phân loại theo IEC
Độ cao của tua-bin lắp đặt (hub height), đường kính cánh quạt
Khả năng vận chuyển
Khả năng cung cấp
Khả năng các dịch vụ
Vùng loại trừ
Hồ sơ theo dõi
Chứng nhận công nghệ
Danh tiếng của nhà cung cấp
Vị trí phù hợp
•
•
•
Đánh giá theo phân loại của IEC
Tính toán cường độ rối
Xác nhận lựa chọn vị trí cho nhà cung cấp
23 of 36
Phân tích vị trí phù hợp
• Lựa chọn vị trí phù được yêu cầu
• Đánh giá các loại tua-bin theo tiêu chuẩn IEC:
• Tốc độ gió tham khảo (tốc độ gió 10 phút lớn nhất trong chuỗi số liệu 50
năm)
• Tốc độ gió trung bình năm
• Cường độ rối
Cấp độ gió
I
II
III
Vref
50 m/s
42.5 m/s
37.5 m/s
Vave
10 m/s
8.5 m/s
7.5 m/s
Cấp độ rối khi tốc độ gió15 m/s
A
18.0 %
18.0 %
18.0 %
B
15.7 %
15.7 %
15.7 %
C
13.5 %
13.5 %
13.5 %
• Tính toán cường độ rối:
•
Cường độ rối đặc trưng và xung quanh
•
Cường độ rối hiệu dụng
24 of 36
Phân tích vị trí phù hợp
• IEC III được áp dụng cho vùng gió thấp
• Đường kinh roto lớn được so sánh với công suất định mức
(rated capacity)
Ví dụ:
Nhà sản xuất
Loại tuabin
Đường kính Độ cao [m]
cánh quạt
[m]
Công suất
định mức
[kW]
Vestas
V112
112
84, 94, 119,
140
3000
Vestas
V126
126
119
3000
Nordex
N117
117
91, 120, 141
2400
Gamesa
G114
114
93, 120, 140
2000
Goldwind
GW109
109
90
2500
Goldwind
GW106
106
80, 90
2500
25 of 36
Phân tích vị trí phù hợp
So sánh đường cong công suất IEC I and IEC III
3000
Công suất [kW]
2500
2000
1500
N90 2,5 MW IEC I
N117 2,4 MW IEC III
1000
500
0
Tốc độ gió [m/s]
26 of 36
Environmental restrictions
Bóng
Khoảng cách tới khu vực dân sinh
Tiếng ồn
Khoảng cách tới khu vực dân sinh
Khu vực sinh thái
Gây ảnh hưởng tới các loài – đường bay của chim
Quang cảnh
Khoảng cách tới rừng quốc gia, tượng đài, etc.
Một vài yêu cầu riêng biệt ở địa phương
27 of 36
Lập thiết kế dự án
Lập quy hoạch dự án, vùng đất trống và vùng loại trừ
28 of 36
Lập thiết kế dự án
Bản đồ nguồn gió
29 of 36
Lập thiết kế dự án
Lập thiết kế dự án, đánh giá trên khu vực ở các địa điểm tối ưu
30 of 36
Nghiên cứu khả năng được vay vốn
Những yêu cầu thiết yếu
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Khảo sát vị trí dự án
Kiểm định số liệu gió trên khu vực dự án
Đo đạc – Tương quan – Dự báo (Measure-Correlate-Predict, MCP)- Thủ tục (bổ
sung chỗ thiếu sót)
Tương quan dài hạn với bộ số liệu dài ở lân cận
Mô hình mô phỏng dòng gió ngang/ thẳng đứng
Toàn bộ sản lượng năng lượng
Ước lượng sự mất mát
Ước lượng tính thiếu chính xác
Khả năng vượt quá (PoE)
31 of 36
Các hướng dẫn và tiêu chuẩn liên quan
•
IEC 61400-12 Phụ lục G
•
•
IEC 61400-1 Ed.3: Tua-bin gió – Phần 1: Các yêu cầu về thiết kế
•
•
Các yêu cầu thiết kế riêng để đảm bảo đặc tính kỹ thuật của tua-bin gió
Measnet: Đánh giá điều kiện gió tại khu vực dự án
•
•
•
•
•
•
•
•
Lắp đặt các thiết bị trên cột đo khí tượng
Kiểm tra vị trí
Các tham số khí tượng liên quan
Tính đại diện của đo gió
Tài liệu đo đạc
Ngoại suy và đánh giá số liệu
Kết quả thu được
Báo cáo
Hướng dẫn kỹ thuật cho tua-bin gió Phần 6: Xác định tiềm năng gió và sản lượng
năng lượng
•
Hướng dẫn của Đức được xuất bản bởi cơ quan phi lợi nhuận: Foerdergesellschaft Windenergie
e.V. (FGW)
32 of 36
Q&A
Cảm ơn sự lắng nghe của Quý vị!
Contact:
Anil Bindal
Tel: +49 (0) 6101-55-1676
Email : [email protected]
Website:
www.lahmeyer.de
33 of 36
Q&A
Phụ lục
34 of 36
Đo gió trên khu vực dự án
Đầu đo gió (Sensor)
• Thiết bị đo gió hiện đại „loại 1“ (cup
anemometers), đo đạc với độ chính xác
cao và tương đối nhậy cao với cường độ
rối của không khí và tiêu thụ ít điện
• Các đầu sensor đo tốc độ gió được kiểm
định nghiêm ngặt trong các phòng thí
nghiệm
• Hướng gió được đo bởi các thiết bị đó
hướng gió (wind vanes)
• Đo gió trên cùng một độ cao và hướng
gió ở độ cai khác nhau
• Ngoài ra còn có các đầu đo nhiệt độ, độ
ẩm, áp suất và bức xạ mặt trời
well-designed
poor-designed
Source: IEA Expert group study: 11. Wind speed
measurement and use of cup anemometry
35 of 36
Đo gió trên khu vực dự án
Một vài kiến nghị về việc lựa chọn địa điểm đặt cột
Vị trí tiêu biểu trong khu vực dự án
Mang tính đại diện nhất có thể cho vị trí của các tua-bin trong khu
vực dự án
Vị trí được đặt ít ảnh hưởng bởi chướng ngại vật xung quanh trong
vòng bán kính 20-30 lần chiều cao của chướng ngại vật
Đặt vị trí ở nơi mà điều kiện gió ổn định
•
•
•
Không ở hoặc sau bóng của chóp (theo hình tròn)
Không bị giảm
Lựa chọn vùng bằng phẳng hoặc đồi trống
36 of 36
Đo gió trên khu vực dự án
Lựa chọn vị trí đặt cột đo gió trên khu vực của dự án
Các câu hỏi phải được giải quyết:
Bao nhiêu cột đo gió là cần thiết?
Đo ở độ cao bao nhiêu là cần thiết?
Đặt các cột đo gió ở đâu?
Ngoài ra đo đạc tốc độ gió theo độ cao có cần thiết không?
37 of 36
Đo gió trên khu vực dự án
Số cột đo gió trên vị trí dự án
Trên hai loại địa hình khác nhau!
Địa hình đơn giản (Sa mạc)
- Mức độ ảnh hưởng ít
- Mức độ ảnh hưởng của địa hình không đáng kể lên
tốc độ gió
- Điều kiện gió chỉ phụ thuộc vào độ nhám (roughness)
Địa hình phức tạp (dãy Alps)
- Mức độ ảnh hưởng lớn
- Độ nghiêng địa hình > 30%
- Điều kiện gió bị ảnh hưởng bởi độ nhám và chướng ngại vật
xung quanh
38 of 36
Đo gió trên khu vực dự án
Bán kính ảnh hưởng xung quanh cột đo gió
Loại địa hình
Độ cao đo tối thiểu
a. g.
Bán kính ảnh hưởng xung
quanh cột đo (khoảng cách
xa nhất của bất kỳ tua-bin
đến cột đo gió)
Địa hình đơn giản: (Ví dụ
như địa hình sa mạc)
2/3 chiều cao đến
tua-bin (hub
height)
10 km
Địa hình phức tạp: (ví dụ
dãy Alps ở Ý)
2/3 chiều cao đến
tua-bin (cột lắp
đặt ở cao
nguyên), nếu cột
ở đỉnh chóp
2 km
Có thể nhỏ hơn với địa hình
quá phức tạp
Source: MEASNET-Evaluation of site specific wind conditions, 2009
- Mức độ ảnh hưởng đáng kể
- Mặt nghiêng > 30%
- Điều kiện gió bị ảnh hưởng bởi độ nhám và vật chướng ngại
xung quanh
39 of 36
Đo gió trên khu vực dự án
Hình mô phỏng dòng khí bị xáo trộn bởi
thanh hình ống và cột tháp
40 of 36
Đo gió trên khu vực dự án
Ví dụ điển hình về công nghệ đo gió: các đầu sensor
đo gió ở đỉnh
Source: IEC standard 61400-12-1
Phương án theo tiêu chuẩn quốc tếIEC 61400-12: không có sensor ở đỉnh cột tháp, hai sensor
được lắm đặt cần cùng một độ cao nhờ thanh ngang
41 of 36
Đánh giá vị trí dự án
Ví dụ điển hình về công nghệ đo gió: các đầu sensor
đo gió ở bên dưới
42 of 36

similar documents