Transcript Đo gió trên khu vực dự án
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 Trụ sở chính 1966 Bad Vilbel, Germany Dịch vụ kinh tế và kỹ thuật Các dịch vụ tư vấn về lập dự 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 150 Văn phòng đại diện ở 50 quốc gia triệu
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 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
Ban Giao thông vận tải
Tư vấn kỹ thuật đa lĩnh vực….
… bao trùm toàn bộ ngành công nghiệp năng lượng.
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 • Lập bản đồ gió toàn quốc • Đánh giá tiềm năng gió • Nghiên cứu về gió với mô hình CFD • Nghiên cứu khả thi • Đánh giá thẩm định tài chính • Giám sát xây dựng • Giám sát vận hành và bảo dưỡng
> 240 > 14 > 300 > 120 > 80 > 600 > 60 > 90
quốc gia dự án điện gió dự án điện gió dự án điện gió (>
3,300 MW
) dự án điện gió (>
12,500 MW
) dự án điện gió (>
1,700 MW
) 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: Số tua-bin: 80 MW 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: 98 MW 49 V80 – 2.0MW
244 GWh p.a.
Tiến hành Dịch vụ cung cấp
2004-2011 • • • • • • • 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:
Thực hiện
30 MW 800 – 2,500 kW 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 kỹ thuật xây dựng và hệ thống điện Rà soát các hệ thống điện cơ sở Phân tích tính tài chính và kinh tế Theo dõi việc đăng ký dự án CDM • • • • • • Thiết kế và mời thầu Chuẩn bị thiết kế dự án Chuẩn bị hồ sơ thầu Điều phối quy trình đấu thầu và thương thảo hợp 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 • • Tốc độ gió Hướng gió • • • Mức độ rối/ nhiễu Điều kiện gió cực đoan Mật độ không khí Vùng phù hợp • 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 Vref I 50 m/s Vave 10 m/s Cấp độ rối khi tốc độ gió15 m/s A B 18.0 % 15.7 % C 13.5 % II 42.5 m/s 8.5 m/s 18.0 % 15.7 % 13.5 % III 37.5 m/s 7.5 m/s 18.0 % 15.7 % 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 tua bin
Vestas Vestas Nordex Gamesa Goldwind Goldwind V112 V126 N117 G114 GW109 GW106
Đường kính cánh quạt [m] Độ cao [m]
112 126 84, 94, 119, 140 119 117 114 91, 120, 141 93, 120, 140 109 106 90 80, 90
Công suất định mức [kW]
3000 3000 2400 2000 2500 2500 25 of 36
Phân tích vị trí phù hợp So sánh đường cong công suất IEC I and IEC III
3000 2500 2000 1500 1000 500 0 N90 2,5 MW IEC I N117 2,4 MW IEC III
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 • Lắp đặt các thiết bị trên cột đo khí tượng 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 • • • • 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) Địa hình phức tạp (dãy Alps) 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) 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) Địa hình phức tạp: (ví dụ dãy Alps ở Ý) 2/3 chiều cao đến tua-bin (hub height) 2/3 chiều cao đến tua-bin ( cột lắp đặt ở cao nguyên), nếu cột ở đỉnh chóp 10 km 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