Kích thước "hoàn hảo" của tấm pin mặt trời đủ cấp điện cho một hộ gia đình ở Hà Nội là bao nhiêu?

Điện mặt trời dân dụng không chỉ mang lại lợi ích kinh tế cho các hộ gia đình mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường, tăng cường tự chủ năng lượng và thúc đẩy công nghệ xanh. Đây là xu hướng tất yếu, phù hợp với nhu cầu phát triển bền vững và lối sống hiện đại.

Cùng tìm hiểu kích thước của tấm pin năng lượng mặt trời là bao nhiêu để đủ cấp điện cho một hộ gia đình ở Hà Nội (tính trung bình) qua các câu hỏi sau:

Câu hỏi 1: Lượng điện tiêu thụ trung bình hàng tháng của một hộ gia đình ở Hà Nội dao động trong khoảng nào, theo bài viết?

A. 200-400 kWh (✔ Đúng)

B. 100-300 kWh

C. 400-600 kWh

D. 500-700 kWh

Giải thích: Theo phép tính trên website Uoctinhdiennang của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), lượng tiêu thụ điện cho một hộ gia đình thường gồm 3-4 người dao động từ 200-400 kWh mỗi tháng. Con số này phụ thuộc vào lối sống, mùa vụ và việc sử dụng các thiết bị tiêu tốn điện năng như máy lạnh. Trong bài viết, ước tính trung bình 300 kWh/tháng được sử dụng làm cơ sở để tính toán nhu cầu hệ thống pin mặt trời, nhằm đảm bảo tính khả thi và chính xác cho các hộ gia đình điển hình tại Hà Nội. 

Câu hỏi 2: Bức xạ mặt trời trung bình năm tại thành phố Hà Nội là bao nhiêu, theo nghiên cứu từ MDPI?

A. 2,5 kWh/m²/ngày

B. 3,96 kWh/m²/ngày (✔ Đúng)

C. 5 kWh/m²/ngày

D. 6 kWh/m²/ngày

Giải thích: Nghiên cứu đăng tải trên Viện Xuất bản Kỹ thuật số Đa ngành (MDPI), một nhà xuất bản học thuật quốc tế có trụ sở tại Thụy Sĩ, sử dụng dữ liệu thời tiết từ các chương trình mô phỏng để xác định tiềm năng năng lượng mặt trời tại Hà Nội. Kết quả cho thấy tổng bức xạ mặt trời trung bình năm khoảng 3,96 kWh/m²/ngày, tương đương gần 4 giờ nắng đỉnh mỗi ngày. Thông số này là yếu tố quan trọng để tính toán hiệu suất hệ thống pin mặt trời, giúp đánh giá khả năng sản xuất điện năng thực tế tại khu vực đô thị như Hà Nội. 

Câu hỏi 3: Để cung cấp đủ điện cho nhu cầu giả định 300 kWh/tháng, nhu cầu điện hàng ngày là bao nhiêu?

A. 5 kWh/ngày

B. 15 kWh/ngày

C. 10 kWh/ngày (✔ Đúng)

D. 20 kWh/ngày

Giải thích: Dựa trên nhu cầu điện hàng tháng giả định là 300 kWh cho một gia đình, tính toán nhu cầu hàng ngày được thực hiện bằng cách chia tổng lượng điện cho số ngày trung bình trong tháng: 300 kWh chia cho 30 ngày bằng 10 kWh/ngày. Con số này là nền tảng để xác định công suất hệ thống pin mặt trời cần thiết, kết hợp với các yếu tố như bức xạ mặt trời địa phương và hiệu suất hệ thống, nhằm đảm bảo nguồn điện ổn định và bền vững cho hộ gia đình tại Hà Nội. 

Câu hỏi 4: Với hiệu suất hệ thống đạt 80%, công suất thực tế cần thiết cho hệ thống điện mặt trời để đáp ứng nhu cầu là bao nhiêu?

A. 2,52 kWp

B. 4 kWp

C. 5 kWp

D. 3,15 kWp (✔ Đúng)

Giải thích: Từ nhu cầu hàng ngày 10 kWh và số giờ nắng bình quân 3,96 tiếng/ngày tại Hà Nội, hệ thống cần tạo ra 10 chia 3,96 bằng 2,52 kWh trong một giờ nắng đỉnh. Với giả thiết hiệu suất hệ thống đạt 80%, công suất thực tế yêu cầu là 2,52 chia 0,8 bằng 3,15 kWp. Điều này có nghĩa hệ thống sẽ sản xuất 3,15 kWh điện nếu hoạt động ở công suất tối đa trong một giờ. Thông số này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc điều chỉnh hiệu suất để đảm bảo tính khả thi kinh tế và kỹ thuật trong lắp đặt năng lượng mặt trời.

Câu hỏi 5: Diện tích pin mặt trời cần thiết cho một gia đình tiêu thụ 300 kWh/tháng ở Hà Nội là bao nhiêu, dựa trên tính toán trong bài?

A. 12,6 m² (✔ Đúng)

B. 10 m²

C. 15 m²

D. 20 m²

Giải thích: Với công suất hệ thống cần 3,15 kWp và giả định mỗi tấm pin mặt trời có công suất 500 Wp, số lượng tấm pin yêu cầu là 3.150 Wp chia 500 Wp bằng 6,3 tấm. Mỗi tấm pin có kích thước khoảng 2 m², do đó tổng diện tích lắp đặt là 6,3 tấm nhân 2 m² bằng 12,6 m². Tính toán này dựa trên dữ liệu bức xạ mặt trời và nhu cầu điện cụ thể tại Hà Nội, giúp các hộ gia đình ước lượng không gian mái nhà cần thiết, đồng thời lưu ý các yếu tố bổ sung như hướng lắp đặt và hiệu suất hệ thống để tối ưu hóa sản xuất năng lượng tái tạo.