NÂNG CẤP HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ CHO NHÀ MÁY

Điện gió đang trở thành một trong những trụ cột năng lượng tái tạo trong chiến lược phát triển bền vững của Việt Nam, đặc biệt sau khi Chính phủ phê duyệt Điều chỉnh Quy hoạch điện VIII với mục tiêu tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo lên đến 47% vào năm 2030. Trong bối cảnh đó, việc nâng cấp hệ thống điện gió tại các nhà máy trở thành một nhiệm vụ cấp thiết nhằm gia tăng công suất, tối ưu hóa hiệu quả và giảm thiểu chi phí vận hành dài hạn.

1. Giới thiệu tổng quan về hệ thống điện gió và nhu cầu nâng cấp

1.1 Vai trò của hệ thống điện gió trong nhà máy hiện đại

Hệ thống điện gió cho nhà máy không chỉ cung cấp nguồn năng lượng xanh, giảm phát thải CO₂, mà còn hỗ trợ doanh nghiệp:

• Giảm chi phí mua điện từ lưới
• Tận dụng tài nguyên gió sẵn có tại khu vực
• Góp phần vào mục tiêu ESG và chứng chỉ carbon

Theo Quyết định 500/QĐ-TTg và bản điều chỉnh mới nhất (số 768/QĐ-TTg ngày 15/4/2025), tổng công suất điện gió dự kiến đạt 27.880 MW vào năm 2030, trong đó 6.000 MW triển khai tại khu vực ven biển và nội địa, mở ra cơ hội lớn cho các nhà máy tích hợp nội bộ.

1.2 Thành phần chính trong hệ thống điện gió cho nhà máy

Một hệ thống tiêu chuẩn bao gồm:

• Turbine gió (Horizontal Axis Wind Turbine – HAWT): công suất 500 kW đến 5 MW
• Inverter chuyển đổi AC/DC
• Hệ thống điều khiển thông minh (SCADA/EMS)
• Bộ lưu trữ điện (Battery Energy Storage System – BESS)
• Hệ thống hòa lưới / độc lập (On-grid hoặc Off-grid)
• Cảm biến giám sát gió, rung, công suất

1.3 Những vấn đề thường gặp khi không nâng cấp hệ thống điện gió

Hệ quả là chi phí LCOE (Levelized Cost of Electricity) từ điện gió nội bộ cao hơn 15–25% so với kỳ vọng.

2. Giải pháp nâng cấp hệ thống điện gió toàn diện

2.1 Nâng cấp turbine công suất lớn (High-Capacity Turbine Upgrade)

Thông số kỹ thuật nâng cấp điển hình:

Turbine thế hệ mới sử dụng công nghệ Direct Drive (không hộp số), giúp:

• Giảm tổn thất cơ khí
• Giảm bảo trì hộp số, tăng tuổi thọ lên 20–25 năm
• Tăng hiệu suất chuyển đổi từ 33% lên 42–48%
• Phản ứng tốt với gió thay đổi nhờ hệ thống yaw control

2.2 Tích hợp bộ lưu trữ pin công nghiệp (Industrial Battery Integration)

Vai trò của pin lưu trữ trong hệ thống điện gió:

• Lưu trữ điện khi sản lượng gió cao
• Phát lại điện vào giờ cao điểm hoặc khi gió yếu
• Ổn định tần số và điện áp hệ thống (Frequency & Voltage Regulation)

Thông số hệ thống pin khuyến nghị:

Việc tích hợp BESS vào hệ thống điện gió sẽ giúp doanh nghiệp:

• Giảm tỷ lệ xả lưới ngoài kế hoạch
• Nâng cao khả năng tự tiêu thụ (self-consumption ratio)
• Giảm chi phí mua điện giờ cao điểm

2.3 Cải tiến hệ điều khiển tự động (Smart Control Enhancement)

Hệ thống điều khiển trong hệ thống điện gió đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa hiệu suất, bảo vệ thiết bị và đảm bảo hòa lưới ổn định. Các turbine thế hệ cũ thường dùng điều khiển cơ điện tử đơn giản hoặc PLC đơn lẻ không kết nối SCADA.

Các điểm yếu thường thấy ở hệ điều khiển cũ:

• Không có dữ liệu đo gió trực tuyến
• Không điều khiển được góc cánh theo thời gian thực
• Không có tính năng dừng khẩn (E-stop) từ xa
• Không kết nối được với tủ điều khiển trung tâm nhà máy

Hệ điều khiển nâng cấp tiêu chuẩn gồm:

Lợi ích đạt được sau cải tiến:

• Tăng sản lượng điện trung bình 10–15% nhờ tối ưu vị trí cánh
• Giảm thời gian dừng kỹ thuật ngoài kế hoạch 40–60%
• Dễ dàng kết nối với hệ thống SCADA tổng thể
• Phát hiện sớm sự cố rung, mòn vòng bi, quá nhiệt

3. Tiêu chuẩn kết nối và mô hình tích hợp hệ thống SCADA

3.1 Mô hình kết nối phổ biến

Hệ thống điện gió sau nâng cấp cần kết nối được với:

• SCADA nhà máy: giám sát điện áp, dòng điện, hiệu suất
• EMS (Energy Management System): điều phối năng lượng nội bộ
• BMS (Battery Management System): điều khiển lưu – xả pin
• Lưới điện khu vực (nếu on-grid): qua inverter hòa lưới, đồng bộ pha

3.2 Giao thức và tiêu chuẩn kỹ thuật

Tích hợp SCADA giúp nhà máy giám sát được:

• Công suất theo giờ/ngày/tháng
• Hiệu suất từng turbine (Performance Ratio)
• Tình trạng thiết bị (temp, RPM, vibration…)
• Lệnh điều khiển từ xa: khởi động, dừng khẩn, hiệu chỉnh inverter

4. Các thương hiệu hệ thống điện gió theo phân khúc

4.1 Phân khúc cao cấp – Siemens Gamesa (Đức – Tây Ban Nha)

• Cung cấp turbine từ 2 MW đến 11 MW
• Công nghệ Direct Drive không hộp số
• Tích hợp SCADA PowerUp giúp tăng sản lượng lên đến 5%
• Phù hợp với nhà máy lớn, vùng có tốc độ gió ổn định

4.2 Phân khúc trung cấp – Vestas (Đan Mạch)

• Dòng V80–V150 với công suất 850 kW đến 4.2 MW
• Tuổi thọ thiết bị lên đến 25 năm, bảo trì đơn giản
• Hỗ trợ kỹ thuật toàn cầu, dữ liệu vận hành theo thời gian thực
• Phù hợp với khu công nghiệp trung bình đến lớn

4.3 Phân khúc phổ thông – Goldwind (Trung Quốc)

• Dải công suất từ 300 kW đến 3 MW
• Công nghệ gear hoặc semi-direct, giá thành thấp
• Giao diện điều khiển cơ bản, có thể nâng cấp theo yêu cầu
• Phù hợp với nhà máy vừa, vùng có tài nguyên gió trung bình

Lựa chọn đúng thương hiệu phù hợp với quy mô và nhu cầu sẽ giúp tối ưu chi phí đầu tư và hiệu quả lâu dài cho hệ thống điện gió của nhà máy.

5. Vì sao nên chọn ETEK trong nâng cấp hệ thống điện gió

5.1 Năng lực kỹ thuật và kinh nghiệm quốc tế

ETEK là đơn vị tư vấn – triển khai giải pháp năng lượng hàng đầu tại Việt Nam, với năng lực triển khai các dự án điện gió từ 100 kW đến trên 5 MW. Chúng tôi đã thực hiện thành công nhiều dự án tại khu vực Đông Nam Á và châu Phi, bao gồm cả hệ thống hybrid kết hợp gió – mặt trời – pin lưu trữ.

Các tiêu chuẩn được ETEK áp dụng trong thiết kế – nâng cấp:

• IEC 61400 (các phần 1, 12, 21, 25): thiết kế, đo đạc, truyền thông
• IEC 62933: lưu trữ năng lượng quy mô công nghiệp
• IEEE 519: hạn chế sóng hài, đảm bảo chất lượng điện
• ISO 50001: quản lý năng lượng hiệu quả

5.2 Dịch vụ nâng cấp hệ thống điện gió trọn gói

ETEK cung cấp giải pháp nâng cấp hệ thống điện gió với các gói mô-đun chuyên biệt:

Gói A – Nâng cấp cơ khí turbine

• Thay thế rotor – cánh turbine
• Nâng cao trục turbine
• Cải tiến bộ phanh – ổ trục
• Kiểm định kết cấu móng và khung chịu tải

Gói B – Nâng cấp điện – điều khiển

• Thay inverter công suất lớn hơn (up to 250 kW–3 MW)
• Cải tiến hệ thống điều khiển (PLC – HMI – SCADA)
• Tích hợp cảm biến gió, rung, nhiệt độ, cảnh báo từ xa

Gói C – Tích hợp hệ lưu trữ và hòa lưới

• Tư vấn dung lượng pin phù hợp tải thực tế
• Tích hợp pin Lithium LFP với inverter hybrid
• Lập sơ đồ single-line diagram kết nối lưới
• Đo thử sóng hài, hiệu chỉnh relay bảo vệ

Gói D – Vận hành thử và tối ưu hóa

• Đo tốc độ gió – hiệu suất thực tế 7–14 ngày
• Hiệu chỉnh điểm MPPT – mức điện áp hòa lưới
• Hướng dẫn kỹ thuật, bàn giao dữ liệu giám sát
• Bảo hành thiết bị lên đến 24 tháng

6. Lợi ích sau nâng cấp hệ thống điện gió cho nhà máy

Sau khi hoàn thành việc nâng cấp hệ thống điện gió, doanh nghiệp có thể kỳ vọng các kết quả sau:

Ngoài ra:

• Giảm phát thải CO₂ tương đương 300–600 tấn/năm
• Nâng điểm đánh giá ESG doanh nghiệp khi kiểm toán môi trường
• Giảm phụ thuộc vào giá điện lưới đang biến động cao
• Tăng giá trị định giá nhà máy nhờ hệ thống năng lượng tái tạo tích hợp

7. Đề xuất triển khai và hỗ trợ từ ETEK

ETEK khuyến nghị các nhà máy:

• Kiểm tra tốc độ gió trung bình tại vị trí triển khai (tối thiểu 5 m/s)
• Xem xét sơ đồ phụ tải – phụ tải mục tiêu để xác định công suất cần nâng cấp
• Lựa chọn lộ trình nâng cấp theo từng năm, ưu tiên module điều khiển – lưu trữ trước
• Tận dụng các gói vay tín dụng xanh hoặc chứng chỉ carbon (carbon credit)

Với kinh nghiệm thực tế, đội ngũ kỹ sư chuyên ngành năng lượng tái tạo, và năng lực thiết kế – thi công – bảo trì đồng bộ, ETEK cam kết đồng hành cùng doanh nghiệp trong hành trình chuyển đổi sang mô hình nhà máy xanh – nhà máy thông minh sử dụng năng lượng sạch

Sản phẩm và dịch vụ liên quan:

• TƯ VẤN HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ KHÁC
• LẮP ĐẶT ĐIỆN GIÓ NHÀ MÁY
• BẢO TRÌ ĐIỆN GIÓ NHÀ MÁY
• NÂNG CẤP ĐIỆN GIÓ NHÀ MÁY
• SỬA CHỮA ĐIỆN GIÓ NHÀ MÁY
• THỊ TRƯỜNG QUỐC TẾ