Để giải đáp câu hỏi "Pin mặt trời rộng bao nhiêu mét vuông thì cấp đủ điện cho một gia đình 6 người ở Hà Nội?" thì cần chú ý đến các điểm sau.
Ảnh minh họa do AI thực hiện.
Trước hết, đặt một phép giả định về mức tiêu thụ điện của một gia đình 3 thế hệ tại Hà Nội. Căn hộ rộng rãi 3 tầng, gồm 3 phòng ngủ, 1 phòng khách, 3 phòng tắm, và là nơi sinh sống của 6 thành viên (4 người lớn và 2 trẻ nhỏ).
Sinh hoạt trong môi trường đô thị hiện đại, gia đình sử dụng thoải mái các thiết bị tiêu tốn nhiều điện năng như điều hòa đa phòng, bình nóng lạnh, bếp từ hay máy sấy...
Làm một phép tính trên website Uoctinhdiennang của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), có thể thấy lượng tiêu thụ điện thoải mái của một hộ gia đình 6 người đạt 2.210 kWh/tháng.
Tính toán diện tích lắp đặt pin mặt trời cần thiết
Để tính được, cần rõ 2 yếu tố:
Thứ nhất: Lượng điện tiêu thụ trung bình hàng tháng của hộ gia đình Hà Nội 6 người
Như đã tính giả định ở trên, trong khuôn khổ bài viết, sử dụng ước tính: 2.210 kWh/tháng (trung bình mỗi ngày là 73.7 kWh) để tính toán xem gia đình này cần lắp pin mặt trời rộng bao nhiêu mét vuông để có thể đáp ứng được lượng điện của họ.
Thứ hai: Bức xạ mặt trời ở Hà Nội
Theo nghiên cứu đăng trên Viện Xuất bản Kỹ thuật số Đa ngành (MDPI) - nhà xuất bản học thuật quốc tế, có trụ sở chính tại Thụy Sĩ, dữ liệu thời tiết trong các chương trình mô phỏng cho thấy thành phố Hà Nội có tiềm năng năng lượng mặt trời trung bình.
Với tổng bức xạ mặt trời trung bình năm tại Hà Nội khoảng 3,96 kWh/m2/ngày, tương đương gần 4 "giờ nắng đỉnh" mỗi ngày.
Biểu đồ trên thể hiện dữ liệu khí hậu (Climate data) theo từng tháng trong năm, bao gồm bức xạ mặt trời hàng ngày (Cột xanh) và nhiệt độ không khí (Đường xanh lục) tại Hà Nội. Trong đó, bức xạ mặt trời đạt đỉnh vào Tháng 6 (khoảng 5,7 kWh/m2/ngày). Giai đoạn từ Tháng 5 đến Tháng 9 là thời điểm có bức xạ mặt trời dồi dào nhất (4,5 kWh/m2/ngày). Nguồn: MDPI
Tính toán:
- Nhu cầu hàng ngày: 2.210 kWh/30 ngày = 73,7 kWh/ngày.
- Với số giờ nắng bình quân tại Hà Nội khoảng 3,96 tiếng/ngày, hệ thống điện mặt trời cần tạo ra lượng điện năng trong 1 giờ là 73,7/3,96 = 18,6 kWh.
Với giả thiết hiệu suất của hệ thống điện mặt trời đạt 80%, thì công suất thực tế mà hệ thống điện mặt trời cần đạt để đáp ứng nhu cầu của gia đình là 18,6/0,8 = 23,25 kWp. [Tức hệ thống điện mặt trời sẽ tạo ra đươc 23,25 kWh điện nếu nó hoạt động ở công suất tối đa trong vòng 1 giờ].
*Quy đổi 23,25 kWp = 23.250 Wp
- Như vậy, với tấm pin mặt trời có công suất lắp đặt giả định là 500 Wp/tấm, số lượng tấm pin cần thiết để tạo ra công suất theo nhu cầu như trên là: 23.250 Wp / 500 Wp/tấm = 46,5 tấm.
- Kích thước tấm pin mặt trời thường vào khoảng 2 m²/tấm, do đó gia đình có nhu cầu tiêu thụ 2.210 kWh/tháng cần lắp đặt diện tích pin mặt trời là 46,5 tấm x 2 m² = 93 m².
Lưu ý: Các con số và phương án nêu trên được tính toán dựa trên kịch bản giả định về một ngôi nhà 3 tầng có không gian mái hoàn hảo, với đầy đủ diện tích mặt bằng, không bị che bóng râm và có kết cấu chịu lực đạt chuẩn.
Trên thực tế, chi phí và sản lượng điện thực tế có thể thay đổi tùy thuộc vào vị trí địa lý, thời tiết, góc nghiêng và giải pháp lưu trữ cụ thể của từng hộ gia đình. Quý độc giả nên đăng ký khảo sát thực địa trước khi triển khai thi công.
