Vi lưới điện mặt trời ở Puerto Rico vẫn thắp sáng giữa lúc mất điện trên toàn đảo
(spectrum.ieee.org)- Trong đợt mất điện trên toàn Puerto Rico ngày 16 tháng 4, nhiều cơ sở kinh doanh và cư dân tại thị trấn miền núi Adjuntas vẫn duy trì được điện nhờ điện mặt trời·thiết bị lưu trữ·vi lưới điện, trong khi các khu vực khác phải chờ hơn 24 giờ để khôi phục
- Các đợt mất điện lặp đi lặp lại — từ Bão nhiệt đới Ernesto tháng 8 năm 2024, sự cố cáp cũ vào đêm Giao thừa 2024, đến vấn đề thảm thực vật vào tháng 4 năm 2025 — đã cho thấy độ mong manh của lưới điện cũ kỹ
- Ngày 21 tháng 5, DOE thông báo sẽ chuyển 365 triệu USD vốn ban đầu dành cho điện mặt trời trên mái nhà sang củng cố hạ tầng lưới điện vốn chủ yếu dựa trên nhiên liệu hóa thạch, làm dấy lên phản đối từ ngành điện mặt trời và dân biểu Nydia Velazquez
- Trong bối cảnh hỗn loạn chính trị và nút thắt vốn liên bang, các hệ thống điện mặt trời+kèm pin được tài trợ tư nhân đang tăng khoảng 4.000 hệ thống mỗi tháng; đến cuối tháng 3, điện mặt trời phân tán đã đạt 1.14GW và pin đạt 2.34GWh
- Casa Pueblo tại Adjuntas và Oak Ridge National Laboratory đang thử nghiệm điều phối lưới điện để nhiều vi lưới điện trao đổi điện với nhau mà không cần lưới điện trung tâm, nhằm phát triển mô hình tăng khả năng chống chịu ở cấp cộng đồng
Adjuntas vẫn có điện trong đợt mất điện toàn đảo tháng 4
- Ngày 16 tháng 4 năm 2025, điện bị cắt trên toàn Puerto Rico, nhưng tại khu vực miền núi Adjuntas, nhiều đèn và nguồn điện vẫn được duy trì
- Một vi lưới điện thử nghiệm kết hợp với tấm pin mặt trời và thiết bị lưu trữ đã cung cấp điện cho nhiều cơ sở kinh doanh và cư dân
- Những nơi khác trên đảo phải chờ hơn 24 giờ để có điện trở lại, một số nơi còn lâu hơn
Các sự cố lưới điện lặp lại ở Puerto Rico
- Đợt mất điện tháng 4 là một ví dụ về các sự cố lặp lại trên lưới điện già cỗi của Puerto Rico
- LUMA Energy chỉ ra thảm thực vật là nguyên nhân của đợt mất điện tháng 4
- Đợt mất điện gần như trên toàn đảo vào đêm Giao thừa năm 2024 được kích hoạt bởi sự cố cáp cũ
- Gió mạnh từ Bão nhiệt đới Ernesto tháng 8 năm 2024 đã cắt điện của một nửa hòn đảo
- Hàng chục năm quản lý yếu kém và thiếu đầu tư vào hạ tầng lưới điện đã làm vấn đề trầm trọng hơn
- Thiếu bảo trì định kỳ và không đáp ứng được nhu cầu phát điện ngày càng tăng đã góp phần gây ra hỗn loạn
- Hurricane Maria năm 2017 đã khiến Puerto Rico chìm trong bóng tối suốt nhiều tháng và gây ra khoảng 3.000 ca tử vong
Xung đột về vốn liên bang và chính sách
- Sau Hurricane Maria, công ty điện lực nhà nước PREPA của Puerto Rico đã ký hợp đồng với các nhà vận hành tư nhân trong phát điện, truyền tải và phân phối, với kỳ vọng cải thiện lưới điện
- FEMA đã phân bổ hơn 20 tỷ USD tiền phục hồi thảm họa từ liên bang Mỹ để nâng cấp lưới điện và tăng cường khả năng chống chịu
- Bộ máy quan liêu và chính trị tại Puerto Rico cũng như lục địa Mỹ đang cản trở đáng kể việc giải ngân số tiền này
- Ngày 21 tháng 5, DOE thông báo sẽ chuyển 365 triệu USD vốn trước đó dành cho điện mặt trời trên mái nhà sang hạ tầng lưới điện
- DOE cho rằng khoản tiền này hỗ trợ các sửa chữa thực tế và hoạt động khẩn cấp nhanh hơn, có tác động lớn hơn đối với cuộc khủng hoảng hiện tại
- Các hạng mục bao gồm tính linh hoạt và khả năng ứng phó của hệ thống, dòng điện và điều khiển, độ bền thành phần, an ninh nguồn cung và an toàn
- Động thái này vấp phải phản đối từ ngành điện mặt trời ở Puerto Rico và dân biểu New York Nydia Velazquez; bà Velazquez nhấn mạnh rằng khoản tiền đó được thiết kế cho các cộng đồng dễ tổn thương trên đảo
Điện mặt trời+kèm pin đang mở rộng trên toàn đảo
- Tình trạng hỗn loạn chính trị và vốn liên bang bị tắc nghẽn đang thúc đẩy sự lan rộng của các hệ thống điện mặt trời+thiết bị lưu trữ được tài trợ tư nhân trên toàn đảo
- Các hình thức triển khai bao gồm thuê, vay và hợp đồng mua bán điện (PPA)
- Theo Javier Rúa-Jovet, tại Puerto Rico có khoảng 4.000 hệ thống lưu trữ pin kèm điện mặt trời mới đi vào hoạt động mỗi tháng
- Các hệ thống này kết nối với lưới điện nhưng vẫn có thể hoạt động khi mất điện
- Theo báo cáo của LUMA tính đến cuối tháng 3:
- Công suất điện mặt trời phân tán hòa lưới đã vượt 1.14GW
- Pin phân tán hòa lưới được kết nối bổ sung đạt 2.34GWh
- Điện mặt trời sản xuất hơn 2TWh điện mỗi năm, tương đương hơn 12.5% tổng mức tiêu thụ điện dân dụng của Puerto Rico
- Phần lớn đến từ điện mặt trời dân dụng, và công suất vẫn tiếp tục tăng khi ngày càng nhiều cư dân lắp hệ thống bằng nguồn tài chính tư nhân
Thử nghiệm điều phối lưới điện tại Adjuntas
- Adjuntas, với dân số khoảng 18.000 người, đang chọn cách tiếp cận mang tính thử nghiệm hơn
- Tổ chức môi trường phi lợi nhuận địa phương Casa Pueblo đang hợp tác với các nhà nghiên cứu từ Oak Ridge National Laboratory thuộc DOE của Mỹ để phát triển cách kết nối nhiều vi lưới điện
- Chiến lược này là điều phối lưới điện, cho phép các vi lưới điện trao đổi điện với nhau mà không cần kết nối với lưới điện của Puerto Rico
- Hệ thống được thiết kế để nếu điện tại một điểm lắp đặt bị ngắt, các điểm khác không bị ảnh hưởng theo; trong đợt mất điện toàn đảo tháng 4, nó đã duy trì điện cho nhiều khu vực ở Adjuntas
- Khi xảy ra mất điện, nhóm Casa Pueblo và các nhà nghiên cứu Oak Ridge đang hoàn tất thử nghiệm chiến lược điều phối bằng cách kết nối 3 trong số 5 vi lưới điện tại Adjuntas
- 3 vi lưới điện đã kết nối được nối với lưới điện thông qua đo đếm điện ròng
- 2 vi lưới điện còn lại ở trạng thái tách biệt
Trao đổi điện năng và tận dụng thiết bị lưu trữ
- Nhóm đã trình diễn khả năng giao dịch năng lượng từ một vi lưới điện sang vi lưới điện khác và ngược lại
- Việc chuyển điện như vậy giúp vượt qua giới hạn năng lượng trong giờ nhu cầu đỉnh, đồng thời có thể lấy điện từ thiết bị lưu trữ bổ sung vào ban đêm sau khi mặt trời lặn
- Tổng cộng, 5 vi lưới điện tại Adjuntas cung cấp 228kW công suất phát điện mặt trời và 1.2MWh dung lượng lưu trữ
- Nguồn điện này cung cấp cho khu dân cư và 15 cơ sở kinh doanh thương mại
- Dù quy mô nhỏ, đây có thể được xem là ví dụ về một hệ thống có thể hoạt động độc lập với lưới điện
Bước tiếp theo và áp lực theo mùa
- Casa Pueblo muốn tiếp tục cải thiện và mở rộng cách tiếp cận phát triển kết nối vi lưới điện từ dưới lên
- Ngày 20 tháng 4, Casa Pueblo đã ra mắt Community Laboratory for the Energy Transition tại Adjuntas
- Mục tiêu là tập hợp giới học thuật và chuyên gia ngành để thử nghiệm các công nghệ vi lưới điện mới
- Cột mốc tiếp theo là kết nối thành công các vi lưới điện không nằm gần nhau về mặt địa lý
- Khi mùa nóng đến gần, Puerto Rico đang chuẩn bị cho khả năng nhu cầu điện vượt quá công suất phát điện
- Dự báo mùa bão Đại Tây Dương 2025 sẽ mạnh hơn mức trung bình, có thể làm tăng gánh nặng từ các sự cố điện
Sự lan rộng của điện mặt trời do người dân dẫn dắt
- Rúa-Jovet cho rằng điện mặt trời và pin là nguồn lực có thể huy động dễ dàng, đóng góp lớn vào khả năng chống chịu trước sự cố điện trên toàn đảo
- Massol-Deyá nói rằng dù chính quyền có hướng tới mô hình điện nhiên liệu hóa thạch “obsolete”, người dân Puerto Rico vẫn đang đón nhận điện mặt trời
- Xu hướng này không phải do LUMA hay chính phủ thúc đẩy từ trên xuống, mà là sự thay đổi được tạo ra khi người dân đầu tư mạnh vào điện mặt trời
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Tôi thắc mắc liệu có tài liệu hay nào hướng dẫn từng bước một cấu hình điện mặt trời gia đình đủ nhỏ để không cần giấy phép xây dựng, đủ đẹp để hàng xóm không phàn nàn, và phần dây điện về cơ bản chỉ cần cắm là chạy không
Cách tốt nhất tôi nghĩ ra hiện giờ là mua một bộ pin cỡ trung dùng cho glamping, cắm vào ổ điện tường rồi nối vài thiết bị tiêu thụ điện cao như tủ lạnh và máy hút ẩm tầng hầm; sau đó dựng một mái nhỏ trên boong sau bằng vài cột ngắn và móng bê tông, đặt tấm pin lên đó rồi kéo dây vào bộ pin trong bếp
Bài viết đó cũng nói về vấn đề an toàn khi dùng ổ cắm điện làm đầu vào, và chỉ ra rằng việc này được phép ở nhiều nước châu Âu nhưng không được phép ở Mỹ. Tuy vậy, có vẻ vẫn có thể làm theo kiểu cắm thiết bị trực tiếp vào pin
Nếu là lắp đặt cố định hơn hoặc có hòa lưới thì rất có khả năng cần giấy phép điện. Nếu muốn cấu hình tương tự Goal Zero hoặc Jackery, hãy xem video ở https://www.mobile-solarpower.com/mobile-48v-system.html
Ở Florida, ngay cả các tấm pin trung bình cũng cho công suất tốt, nhưng có nhiều vấn đề về giấy phép; khi có bão, các tấm pin lắp sai có thể trở thành mối nguy lớn, nên quy định như vậy là hợp lý. Khi tôi sống ở Michigan thì ít vấn đề về giấy phép hay quy hoạch sử dụng đất hơn, nhưng để có công suất đáng dùng vào mùa đông thì cần số tấm pin gấp 3–4 lần. Với điện mặt trời quy mô rất nhỏ, trừ khi bạn sống theo kiểu dùng điện cực ít, còn không thì công suất và giá trị thu được thường không xứng với công sức bỏ ra
Nếu nghiêm túc muốn tiết kiệm chi phí, mua một inverter điện mặt trời tích hợp và pin dạng server rack sẽ tốt hơn bộ pin di động. Nhìn chung khá gần với plug-and-play: nối tấm pin, gắn pin là được. Nếu muốn chạy tải trong nhà, cách rẻ và đơn giản nhất là không hòa lưới, thuê thợ điện nối bảng tải quan trọng vào đầu ra inverter, rồi cắm inverter vào lưới điện để dự phòng khi không có nắng hoặc pin yếu
Tôi cũng đã xem các video dựng cấu hình quy mô tương tự bằng thiết bị như Jackery hoặc Anker Solix, nhưng thực tế thì 2–3 tấm pin Harbor Freight có lẽ chỉ đủ chạy một góc làm việc tại nhà. Tủ lạnh sẽ làm pin cạn khá nhanh. Tôi nghĩ cũng có thể xử lý đầu vào và đầu ra qua ổ cắm tường, thay vì cắm thiết bị trực tiếp vào pin hoặc inverter
Điện mặt trời đang tạo ra hiệu quả đáng kinh ngạc ở cả nông thôn lẫn đô thị Pakistan. Thực tế, Pakistan đã trở thành nước nhập khẩu tấm pin mặt trời lớn nhất
Tôi không rành về lưới điện, nhưng tự hỏi liệu khái niệm này có thể giúp ích cho lưới điện Nam Phi đang chao đảo triền miên không. Thành phố nơi tôi sống mất điện thường xuyên, và đa số người dân không có điều kiện lắp điện mặt trời tại nhà
Pakistan cũng từng có vấn đề cắt điện luân phiên tương tự; sau khi nhập khẩu ồ ạt thiết bị điện mặt trời và pin từ Trung Quốc, tải trên lưới giảm xuống, khiến mất điện không còn xảy ra thường xuyên nữa. Thậm chí nhu cầu giảm quá mạnh đến mức cấu trúc tài chính của các công ty điện than bị đe dọa: https://news.ycombinator.com/item?id=43620309
Tôi nghĩ khó mà kỳ vọng được. Như nhiều chuyện ở Nam Phi dưới thời ANC cầm quyền, đây là vấn đề chính trị; Eskom muốn lấy phần của mình vì nói rằng họ cung cấp một dịch vụ không tồn tại, rồi lại chuyển số tiền đó sang các dịch vụ không tồn tại của bạn bè và gia đình họ
[1] https://www.ecr.co.za/shows/stacey-jsbu/eskom-cracks-down-no...
Nhưng đúng như một chính phủ cực kỳ kém năng lực, họ đã không đưa cạnh tranh vào và để mặc vấn đề. Kết quả là chỉ cần một nhà máy điện phải dừng để bảo trì định kỳ thì cũng đã thiếu nhà máy để phục vụ dân số. Dù vậy, nhờ dòng tiền được giải ngân, số người mua được Audi đã tăng lên nhiều hơn hẳn
Năng lượng mặt trời thì tốt, nhưng khi kết hợp việc “ai đủ khả năng chi trả cho microgrid thì tự bảo vệ mình khỏi mất điện” với cơ chế bù trừ điện năng nơi “người giàu nhận giá premium cho phần điện phát dư và mua lại điện giờ cao điểm đắt đỏ với giá chiết khấu”, thì khó có thể xem đó là cải thiện khả năng phục hồi của lưới điện.
Ý là vậy, trừ khi dùng một định nghĩa kỳ lạ kiểu “không có mất điện trên toàn đảo”.
Nếu là cấu trúc cấp tín dụng 1:1 như kiểu cũ thì không giúp ích gì. Tìm sơ qua thì có vẻ Puerto Rico hiện đang ở tình trạng như vậy. Nếu đền bù dựa trên điều kiện tại thời điểm điện được đưa lên lưới thì có thể hữu ích. Với cơ chế điều khiển phù hợp, hệ thống lưu trữ có thể tăng độ ổn định của lưới. Các dự án lưu trữ quy mô công ty điện lực có lẽ hiệu quả chi phí hơn, nhưng ở Puerto Rico việc quản lý dự án khó khăn, nên việc để những người có vốn cá nhân nối điện mặt trời với pin và đưa một phần lên lưới khi nhu cầu cao cũng có vẻ hữu ích.
Cơ quan quản lý được chỉ đạo khuyến khích cả tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo lẫn ổn định hệ thống, nhưng rất khó vá các lỗ hổng này vì nhà giao dịch, đơn vị vận hành và nhà phát điện không hành động thiện chí mà khai thác mọi kẽ hở có thể.
Điện mặt trời phân tán hỗ trợ một lưới điện ổn định hơn cho mọi người nhờ các yêu cầu UL 1741-SB.
Trên thực tế, lưới điện tập trung đã biến thành một cỗ máy quan liêu đùn đẩy trách nhiệm không còn hoạt động, nếu nhìn vào tần suất mất điện tăng lên, và cũng chưa từng cung cấp khả năng tiếp cận thực sự công bằng. Một trong các phương án thay thế là phi tập trung, và bài viết cũng đề cập đến việc Casa Pueblo và Oak Ridge National Laboratory kết nối nhiều microgrid để trao đổi điện với nhau mà không cần lưới điện Puerto Rico, tức điều phối lưới điện. Có thể đây là việc người giàu làm, nhưng đầu tư R&D vào công nghệ vốn thường bắt đầu như vậy. Nếu một phòng thí nghiệm được chính phủ hỗ trợ đang tái hình dung cách đạt được khả năng phục hồi thông qua phi tập trung có điều phối, thì đây có vẻ là một ví dụ sử dụng tốt tiền nghiên cứu của chính phủ.
Nếu chỉ đọc sát nghĩa tiêu đề bài viết, mất điện có microgrid nghĩa là gì khá mơ hồ.
Theo định nghĩa, microgrid phải có khả năng chống chịu mất điện. Nếu một microgrid mất điện do sự cố, lưới điện lân cận không bị ảnh hưởng; và nếu các lưới lân cận đều sập vì lỗi chung nhưng lưới cục bộ của tôi vẫn sống nhờ thiết kế hoặc triển khai, thì vẫn ổn. Microgrid không hẳn là giải pháp cho mất điện, mà là một cấu trúc nơi vấn đề mất điện không áp dụng theo cách đó. Đoạn đầu bài viết cũng nói ngày 16/4 toàn Puerto Rico mất điện, rồi ngay câu sau lại nói nhiều đèn ở Adjuntas vẫn sáng. Không thể cả hai cùng đúng. Nếu đèn vẫn sáng thì không phải mất điện toàn bộ. Việc phân đoạn lưới điện và có nhiều nguồn phát cũng có thể làm điều tương tự, và đó là chức năng phổ biến của lưới điện truyền thống hiện hữu. Thành phố tôi sống có nhiều nhà máy thủy điện, trang trại điện gió, và kết nối HVDC với một bang lân cận có nhiều nguồn phát khác nhau ngoại trừ điện hạt nhân, nên điện rất ổn định. Khi các microgrid được liên kết với nhau, nó chỉ là lưới điện. Nếu xây được một lưới điện hoạt động tốt thì người dân bình thường có thể tập trung vào các hoạt động kinh tế quan trọng hơn; nếu không làm được thì hãy xây microgrid.
Rốt cuộc có vẻ gần với vấn đề chi phí pin. Nếu có pin sạc từ lưới rồi xả khi mất điện, và tính dung lượng theo thời gian mất điện dự kiến, thì có lẽ có thể trụ được ở mức nào đó. Tất nhiên cần giả định là có thể mua được loại pin như vậy.
Với lưới điện thường mất vài giờ đến khoảng một ngày, có thể dùng pin như Powerwall để vượt qua, nhưng nếu lưới có thể mất từ vài ngày đến vài tháng thì về cơ bản cần một nguồn phát điện, dù là điện mặt trời hay cách khác. Pin đang ngày càng rẻ, nhưng có vẻ khó có khả năng việc lưu trữ điện cho cả tháng sẽ rẻ hơn mua thiết bị phát điện.
Lý do một thiết bị tách biệt có thể đưa điện trở lại lưới mà không gặp vấn đề là vì nó có thể quan sát tần số. Khi mất điện, thông tin này biến mất. Cần black start, nhưng không thể làm điều đó bằng các thiết bị cô lập và không được điều phối.
Trong khi đó, ở Italy thuộc thế giới thứ ba quá quan liêu, để được hưởng ưu đãi lắp điện mặt trời, bạn phải chờ vài tháng để chuẩn bị đủ mọi giấy tờ. Phương án tự lắp cũng bị giới hạn ở 800W, mức không đáng kể theo tiêu chuẩn hiện nay.
Điểm chưa rõ ở đây là liệu họ đang định nghĩa các quy tắc khi xảy ra sự cố liên kết, hay ý là muốn kết nối với lưới thì phải có cả điện mặt trời và hệ thống lưu trữ.
Nghe giống như họ đã nối ba “đảo” với nhau.
Theo cách tôi hiểu, hầu hết các ngôi nhà được kết nối cả với điện mặt trời lẫn lưới điện đều cần lưới điện còn hoạt động thì mới sản xuất được điện mặt trời
Có hai lý do. Một là để không gây nguy hiểm cho công nhân đường dây đang làm việc trên lưới, lý do còn lại là chu kỳ AC của điện mặt trời phải được đồng bộ với chu kỳ AC của lưới điện. Những ngôi nhà này không kết nối với lưới điện sao? Hay ở Puerto Rico họ đang dùng công nghệ giải quyết được hai vấn đề này?
Các hệ thống điện mặt trời có pin lưu trữ hoạt động ở chế độ islanding đang ngày càng phổ biến, và quan trọng hơn là hợp pháp cũng như đáp ứng quy chuẩn điện. Khi lưới điện sập hoặc ra ngoài thông số, hệ thống sẽ tách ngôi nhà khỏi lưới và tiếp tục cấp điện bằng nguồn cục bộ. Tesla và Sigenergy là các ví dụ như vậy. Một số hệ thống chuyển mạch trong thời gian rất ngắn, về cơ bản hoạt động như bộ lưu điện cho toàn bộ ngôi nhà; một số khác có thể khiến đèn nhấp nháy hoặc thiết bị nhạy cảm khởi động lại. Những hệ thống khác thì mất thêm chút thời gian để tách khỏi lưới và chuyển sang islanding
Cách này dùng công tắc chuyển mạch tương tự loại dùng khi nối máy phát điện, để ngắt lưới điện phía thượng nguồn
Tôi không rõ khó khăn trong việc duy trì đồng bộ khi kết nối nhiều pin của nhiều nhà với nhau. Trước khi đọc tin về vụ mất điện ở Tây Ban Nha vài tháng trước, tôi thậm chí chưa từng nghĩ tới chuyện đó
Tôi chưa đọc liên kết gốc, nhưng có lẽ đó là cách kết hợp lưới điện, điện mặt trời và pin
Sẽ thật tốt nếu có lượng điện mặt trời đủ để giảm tải đúng phần nhu cầu đỉnh vào những ngày nóng nhất mùa hè. Những ngày như vậy tự nhiên cũng thường có nhiều nắng
Tôi không cần một hệ thống khổng lồ để lúc nào cũng chạy hoàn toàn bằng điện mặt trời, và cũng không quan tâm đến tín dụng từ công ty điện lực. Tôi chỉ muốn tránh hóa đơn tiền điện 300 đô vào mùa hè và 50 đô vào mùa đông. Tôi tò mò liệu đã có ai thiết kế một giải pháp tốt cho mục đích này chưa
Tôi chưa tham gia, nhưng nghe những người xung quanh đánh giá tốt: https://www.oregoncsp.org/
Hiện tôi đang hỗ trợ một dự án điện mặt trời khoảng 200MW ở vùng Trung Tây. Nếu bạn cho biết vị trí tương đối, công ty điện lực, biểu giá là cố định hay theo mùa, v.v. thì tôi có thể hướng dẫn ở mức nào đó
Ít nhất các công cụ tính điện mặt trời tôi tìm được trên web đều nói vậy
Trong 12 tháng, hệ thống tạo ra lượng điện trị giá 950 đô theo mức 0,13 đô/kWh; giờ nhà tôi không còn hóa đơn điện, và sưởi ấm lẫn làm mát đều dùng bơm nhiệt. Tôi đã tháo bỏ lò sưởi khí đốt tự nhiên cũ và cắt đường ống gas, tiết kiệm khoảng 2.000 đô tiền sưởi mỗi năm. Đó là một lựa chọn thay đổi hoàn toàn cuộc chơi
Chủ yếu người ta dùng để đăng ký trích nợ tự động qua ngân hàng và quên nó đi trong cả năm, nhưng nó cũng hữu ích để tránh các hóa đơn lớn vào mùa hè. Đáng để tìm hiểu