3,4 triệu tấm pin mặt trời

 (tech.marksblogg.com)
2 điểm bởi GN⁺ 2026-04-24 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • Bộ dữ liệu không gian về điện mặt trời của Mỹ đã được chuyển từ GeoPackage sang Parquet để phân tích đồng thời rooftop arrays, arrays và panels; số bản ghi panel được thống kê lên tới 3.429.157
  • Rooftop arrays được tổng hợp thành 5.822 mục, arrays là 18.980 mục; tọa độ được đổi sang EPSG:4326 và lưu kèm bbox cùng hình học WKB để phục vụ thống kê và trực quan hóa trên bản đồ
  • Cả rooftop arrays lẫn arrays đều được so sánh phân bố bằng bản đồ nhiệt H3 và bản đồ nguồn đại diện; độ bao phủ và hình dạng ranh giới giữa các nguồn khác nhau nên ngay cả cùng một khu vực cũng có thể cho ra kết quả phát hiện khác nhau
  • Trong rooftop arrays, modType gần như tập trung vào c-si; còn trong dữ liệu arrays, trung bình và giá trị lớn nhất của công suất AC/DC theo năm lắp đặt được tổng hợp từ 1985 đến 2025
  • Phần trực quan hóa panel cũng cho thấy ngoại lệ khi ngoài các tấm pin mặt trời thực tế còn có các cấu trúc gương của Ivanpah Solar Power Facility, qua đó đồng thời cho thấy cả tính hữu dụng lẫn giới hạn của dữ liệu phát hiện quy mô lớn

Bộ dữ liệu đã sẵn sàng để phân tích

  • Tải tệp ZIP 3,4 GB từ GM-SEUS v2 ZIP tải xuống rồi giải nén để sử dụng tệp GeoPackage
  • Phép chiếu của tệp GPKG được xác nhận là +proj=aea +lat_0=23 +lon_0=-96 +lat_1=29.5 +lat_2=45.5 ... +units=m +no_defs
  • Dữ liệu Rooftop arrays, panels và arrays lần lượt được chuyển sang định dạng Parquet; sau đó tọa độ được đổi sang EPSG:4326 và lưu cùng bbox và hình học WKB
    • Trong quá trình chuyển đổi, rooftop arrays dùng DuckDB v1.4.4, còn v1.5.1 phát sinh ngoại lệ
    • Khi lưu, sử dụng các thiết lập ZSTD, COMPRESSION_LEVEL 22, ROW_GROUP_SIZE 15000

  • Bộ dữ liệu Rooftop arrays

    • Số bản ghi là 5.822
    • Trong phần tóm tắt cột, area có tỷ lệ NULL 2,77%, giá trị nhỏ nhất 15.0, lớn nhất 487111.0
    • azimuth, capMWAC, capMWDC, mount, tilt có tỷ lệ NULL cao, lần lượt là 89,63%, 89,52%, 87,12%, 87,53%, 90,64%
    • instYr có tỷ lệ NULL 72,43% và phạm vi giá trị là 2003~2025
    • modType có 2 giá trị duy nhất, gồm c-si, thin-film
    • Source được thống kê có 15 giá trị duy nhất

  • Bộ dữ liệu Panels

    • Số bản ghi là 3.429.157
    • arrayID có tỷ lệ NULL 0,03%, với khoảng 12.653 giá trị duy nhất
    • panelID có tỷ lệ NULL 0,00%, giá trị lớn nhất lên tới 3.429.157
    • pnlSource có 5 giá trị duy nhất, Source có 12 giá trị duy nhất
    • rowArea nằm trong khoảng 15.01~9982.68, rowAzimuth trong 90.0~540.0, rowLength trong 3.96~737.38, rowWidth trong 0.45~135.33
    • rowSpace có tỷ lệ NULL 1,27%, phạm vi giá trị 0.01~20.0
    • rowMount được thống kê có 3 giá trị duy nhất

  • Bộ dữ liệu Arrays

    • Số bản ghi là 18.980
    • arrayID có khoảng 16.914 giá trị duy nhất và giá trị lớn nhất là 18.980
    • avgAzimuth, avgLength, avgSpace, avgWidth đều có cùng tỷ lệ NULL 32,88%
    • capMWAC có giá trị lớn nhất 1128.931, capMWDC lớn nhất 1467.61, capMWDCest lớn nhất 1758.501
    • effInit có tỷ lệ NULL 0,07%, phạm vi giá trị 0.09~0.21
    • instYr nằm trong 1985~2025, còn instYrEst có tỷ lệ NULL 0,32% và phạm vi 2003~2025
    • mount có 9 giá trị duy nhất, modType có 3 giá trị duy nhất, Source có 10 giá trị duy nhất
    • tilt và tiltEst đều có tỷ lệ NULL 46,39%
    • totArea nằm trong khoảng 30~19.603.313, totRowArea trong 30~8.537.538

Mảng điện mặt trời trên mái

  • Bộ dữ liệu Rooftop arrays được trực quan hóa thành bản đồ nhiệt theo H3 cấp 4
  • Theo nguồn, số bản ghi nhiều nhất lần lượt là OSM 2.175, CECSFC 1.835, TZSAM 1.024, USPVDB 485
    • Ngoài ra còn có GRW 93, GMSEUSdigArraysPanels_v2_0 54, gspt 46, SAM 43, GMSEUSgeoref_v2_0 24, CCVPV 16, GPPDB 15, CWSD 10, InSPIRE 2
  • Nguồn đại diện xuất hiện nhiều nhất theo từng lục giác H3 cấp 3 cũng được tính riêng và hiển thị trên bản đồ
  • Trong bảng chéo mount và modType, modType gần như tập trung vào c-si
    • fixed_axis cho kết quả c-si 381, thin-film 2
    • single_axis là c-si 210, dual_axis là c-si 33, unknown là c-si 98
    • Các hàng có mount là NULL nhiều nhất là c-si 5096
  • Thống kê diện tích theo năm lắp đặt chỉ dùng các hàng có giá trị instYr, tổng hợp trong giai đoạn 2003~2025
    • Năm 2011 có count 46, diện tích trung bình 41.511, lớn nhất 487.111
    • Năm 2017 có count 105, trung bình 20.882, lớn nhất 315.564
    • Năm 2018 có count 225, là năm có số lượng nhiều nhất, trung bình 13.584, lớn nhất 152.636
    • Năm 2025 có count 148, trung bình 12.363, lớn nhất 135.270

Dấu vết footprint của rooftop arrays

  • Trên bản đồ từ Los Angeles đến Long Beach, kết quả phát hiện được hiển thị theo màu sắc của từng nguồn
  • Một số nguồn vẽ theo đường bao thận trọng sát mép công trình
  • Các nguồn khác lại có ranh giới mang hình dạng hữu cơ hơn
  • Nguồn gspt biểu diễn kết quả phát hiện bằng hình tròn xấp xỉ
    • Trong hình ví dụ có thể thấy 4 nhà kho có gắn panel trên mái, nhưng kết quả phát hiện chỉ hiện thành 2 vòng tròn lớn
  • Trên khắp Los Angeles vẫn còn nhiều rooftop arrays chưa được phát hiện
    • Bộ dữ liệu này mới chỉ ở mức khoảng 5K bản ghi nên vẫn còn nhiều dư địa để mở rộng độ bao phủ

Arrays và panels

  • Bộ dữ liệu Arrays cũng được trực quan hóa thành bản đồ nhiệt theo H3 cấp 4
  • Theo nguồn, số bản ghi lần lượt là OSM 5.222, USPVDB 4.024, TZSAM 3.278, CECSFC 2.288
    • Tiếp theo là GMSEUSgeoref_v2_0 1.697, GMSEUSdigArraysPanels_v2_0 1.291, GRW 957, CCVPV 155, CWSD 68
  • Với mỗi lục giác H3 cấp 3, nguồn đại diện xuất hiện nhiều nhất được tính toán và hiển thị trên bản đồ
  • Ngay cả các nhà máy điện mặt trời ở gần nhau cũng có thể được phát hiện bởi những nguồn khác nhau
  • Bộ dữ liệu Arrays không phát hiện được mọi nhà máy điện mặt trời; cũng có những bộ dữ liệu chỉ có ranh giới mảng mà không hiển thị chính các panel
    • Trong ví dụ -118.355, 34.837, các panel được hiển thị bằng màu tím
  • Thống kê công suất mảng theo năm lắp đặt tổng hợp đồng thời trung bình, trung vị và giá trị lớn nhất của AC/DC
    • Năm 1985 có count 1, ACavg 14, DCavg 17
    • Năm 2014 có count 913, ACavg 6, DCavg 7, ACmax 586, DCmax 752
    • Năm 2020 có count 1673, ACavg 11, DCavg 15, ACmax 638, DCmax 829
    • Năm 2021 có count 1705, ACavg 19, DCavg 24, tăng rõ rệt
    • Năm 2023 có count 2017, ACavg 34, DCavg 44, ACmax 1095, DCmax 1423
    • Năm 2024 có count 730, ACavg 37, DCavg 44
    • Năm 2025 có count 152, ACavg 18, DCavg 23, ACmax 1129, DCmax 1468

Trực quan hóa panel và các trường hợp ngoại lệ

  • Tại một cụm điện mặt trời ở California -115.47, 35.57, trường azimuth được trực quan hóa bằng gradient
  • Kết quả phát hiện này có trong bộ dữ liệu panels, nhưng trong phần bình luận trên Hacker News có ý kiến cho rằng cấu trúc đó không phải panel mà là gương, và được liên hệ là một phần của Ivanpah Solar Power Facility
  • Các công viên khác cũng được hiển thị bằng cùng một kiểu trực quan hóa
  • Ở các vùng sa mạc, các mẫu hình trông như vi mạch phân bố trên diện rộng

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2026-04-24
Ý kiến Hacker News

  • Khá ngạc nhiên khi những bang nóng và nhiều nắng như Florida lại gần như không có mấy tấm pin mặt trời
    Florida đúng là có vài luật kỳ quặc gây cản trở, nhưng với hệ dưới 10kW thì việc lắp đặt vẫn còn tương đối dễ
    Có người tôi biết đã lắp dưới 10kW, và vẫn duy trì được 97% off-grid dù dùng điều hòa cũ hiệu suất thấp, cửa sổ một lớp và mái cách nhiệt kém
    Lý do lớn hơn cả chuyện tiết kiệm tiền điện là để đề phòng mất điện sau bão

    • Không nên đánh giá thấp việc năng lượng tái tạo bị chính trị hóa
      Nghe thì tưởng năng lượng gần như miễn phí sẽ tự bán được, nhưng ở vùng nông thôn chỉ cần nhắc đến điện mặt trời là sẽ kéo theo hàng loạt phản ứng ác ý kiểu “thế còn x thì sao?”
    • Trớ trêu là ở Florida, bão cũng là một phần lý do khiến điện mặt trời ít phổ biến
      Ví dụ, quận Miami-Dade yêu cầu hệ giá đỡ được phê duyệt cho bão, chịu được gió trên 160 dặm/giờ đối với điện mặt trời thương mại, khiến chi phí lắp đặt tăng mạnh
      Với nhà ở cũng vậy, vì bão nên nhiều công ty bảo hiểm ngại nhận bảo hiểm cho nhà có điện mặt trời trên mái
    • Tôi nhớ là Florida từng thuộc nhóm đầu về sản lượng điện mặt trời, và tra lại thì đúng vậy
      Hiện đang xếp thứ 3 https://seia.org/solar-state-by-state/
    • Alabama bị regulatory capture rất nặng, đến mức nếu lắp điện mặt trời hòa lưới thì các khoản phí phải trả còn đắt hơn việc mua điện trực tiếp từ Alabama Power
    • Nơi tôi còn khó hiểu hơn là Hawaii
      Đó lẽ ra phải là khu vực dẫn đầu thế giới về điện hóa, nơi gần như mọi tòa nhà đều nên gắn pin mặt trời
      Thế mà họ vẫn nhập dầu bunker, đốt ngay tại cầu cảng của nhà máy điện để cấp điện cho cả hòn đảo

  • Tôi đang sống off-grid, vận hành với hệ pin 7kW, pin lithium 48V 40kWh và một máy phát điện dự phòng gần như không dùng đến
    Vì dùng điện tiết kiệm và tắt mọi thứ không cần thiết nên hầu như không cần tới máy phát
    Tôi tự lắp tất cả, và dù có khá nhiều việc lặt vặt, nó thực ra không khó đến thế
    Chỉ cần học dần từng thứ như cách siết đầu nối cho đúng, chọn tiết diện cáp, bấm cos, nối đất và aptomat
    Giờ tôi còn định bổ sung thêm một hệ thống trên mái nhà phụ để chạy bơm cấp nước và tưới tiêu cho khu trồng thực phẩm
    Hệ đó sẽ đơn giản hơn vì chỉ dùng một pin lithium 48V, nhưng tôi vẫn định dùng thiết bị Victron và kết nối vào Cerbo để theo dõi
    Nếu có bán căn nhà này và chuyển tới nơi có điện lưới, có lẽ việc đầu tiên tôi vẫn sẽ làm lại là cắt điện lưới và dựng hệ riêng

    • Tôi tò mò không biết bạn đã dùng phần cứng inverter nào
      Tôi đang thử nghiệm với một inverter nhập khẩu giá rẻ 120VAC 3600W và hai pin AGM 100Ah mắc nối tiếp thành cấu hình 24VDC
      Đây là một hệ tạm thời có khung di động, cầu chì và aptomat 200A, cáp #2 AWG, một thanh cái tiếp địa, đầu vào/ra AC và đồng hồ đo điện áp đơn giản
      Tôi từng đặt tạm các tấm pin ngoài sân, nhưng vì ở đô thị nên nắng không tốt; chạy được hai ngày thì tôi tháo xuống trước khi trời mưa nên chưa đo được gì nghiêm túc
      Nó khá hữu ích để dự phòng cho lò sưởi khi mất điện 1 tiếng rưỡi do gió lớn mùa đông năm ngoái, nhưng 3600W thì lại quá dư để dùng như UPS cho các thiết bị IT nhỏ trong nhà
    • Tôi muốn biết có blog hay link nào ghi lại quá trình lắp đặt không
    • Tôi cũng phải học từ bạn thôi
      Hiện tôi và vợ đang xây một cabin off-grid, nên mới bắt đầu tìm hiểu cấu hình chi tiết
      Có lẽ chúng tôi sẽ dùng pin chì-axit hàng hải; hướng đi thì tương tự, nhưng mùa đông ở South Central Alaska quá u ám về sản lượng nên chắc sẽ cần nhiều pin mặt trời hơn hẳn
    • Tôi tò mò bạn đã xử lý kiểm định và mã xây dựng như thế nào
      Hay là bạn ở hẳn một quận không có quy chuẩn xây dựng
    • Tôi cũng thắc mắc vì sao kể cả khi chuyển đến nơi có điện lưới, bạn vẫn muốn tách khỏi lưới trước

  • Tôi không thực sự hiểu vì sao việc nhấn mạnh cả một workstation tản nhiệt nước lại có ý nghĩa gì lớn
    Tôi cũng không hiểu vì sao tôi cần biết cấu hình phần cứng của người này, hay liệu chạy một bộ dữ liệu vài triệu dòng có thật sự cần dàn máy như vậy không

    • Có thể đùa rằng ưu điểm lớn nhất của máy tính tản nhiệt nước là thay vì trải qua giai đoạn xám xịt kéo dài kiểu “chậm đi một chút nhưng vẫn dùng được”, nó sẽ chết đột ngột và thảm khốc, giúp bạn dễ quyết định nâng cấp hơn
    • Người này vốn bài blog nào cũng kiểu như vậy, nên không cần nghĩ quá sâu
      Trong giới công nghệ có nhiều người có cá tính bất ngờ lắm
    • Tôi không nghĩ cần hạ thấp một người mê máy tính đến mức này là khoe thú chơi
      Nhất là ở nơi như HN thì càng không có lý do
    • 9950X là một CPU cực tốt trong tầm giá, và chạy rất ổn chỉ với case bình thường cùng tản nhiệt khí thông thường
      TDP của nó cũng không phải quá cao
      Con 9950X của tôi cũng đang chạy air cooling rất ngon
      Hơi ngượng một chút, nhưng trong các tác vụ CPU-bound mà tôi quan tâm thì M4 Max gần như theo kịp trong khi chỉ ngốn khoảng 45W
      Cả ngành cần đuổi kịp Apple về hiệu suất điện năng nhanh hơn nữa
    • Tôi lại thích vì bài viết có cảm giác như blog công nghệ cuối thập niên 90 đến đầu 2000
      Chỉ thiếu mỗi đoạn kể về bản build Gentoo tùy biến

  • Nhìn histogram phương vị hay góc nghiêng chắc sẽ khá thú vị
    Nếu là Hà Lan thì có lẽ đỉnh sẽ rơi vào khoảng hướng nam 15~30 độ, và cũng sẽ có một đỉnh nhỏ ở cấu hình đông/tây
    Không biết bộ dữ liệu này trông ra sao

    • Ý hay đấy, hôm nay tôi không có nhiều thời gian nhưng đã thêm hai biểu đồ trực quan ở cuối bài
    • Dạo này các thử nghiệm so sánh ưu nhược điểm giữa bố trí đông-tây và bố trí hướng nam khá thú vị
      Khi diện tích mái bị giới hạn, hướng nam tốt hơn về mặt định hướng, nhưng đông-tây có thể nhét được nhiều tấm pin hơn trên cùng diện tích, nên lại có lợi về tổng công suất lắp đặt
      Cuối cùng thì tùy khu vực và điều kiện mái mà đây là bài toán chất lượng so với số lượng
    • Có lẽ nhìn chung nó sẽ tương quan với vĩ độ
      Tuy vậy, pin lắp trên mái dốc là ngoại lệ vì chúng đi theo đúng độ dốc của mái
    • Tôi từng nghĩ giờ xu hướng đúng là trải pin gần như phẳng và dày đặc
      Dù hiệu suất có mất vài phần trăm, bạn gần như có thể tăng gấp đôi số lượng tấm pin trên cùng diện tích; mà giá pin giờ rẻ đến mức sự đánh đổi này có vẻ hoàn toàn hợp lý
    • Đây có một biểu đồ hữu ích, và nó cũng khá khớp với dải vĩ độ bạn vừa nói
      https://ratedpower.com/blog/solar-panel-orientation/

  • Nghe nói perovskite đang rời phòng thí nghiệm để ra thị trường, còn hiệu suất tandem cell cũng đã vượt 30%, nên dạo này có vẻ đang có khá nhiều đổi mới được tung ra

    • Nhưng điện mặt trời plug-in thì gần như ở đâu cũng bị chặn về mặt thể chế, trừ Utah

  • Nhìn các bản đồ này thì thấy quá rõ rằng mức độ sử dụng điện mặt trời bị chi phối bởi chính trị hóa nhiều hơn là hiệu quả

  • Khá đẹp đấy, nhưng heatmap này có phần hơi giống bản đồ mật độ dân số
    https://xkcd.com/1138/
    Nếu đổi sang theo đầu người thì sẽ thú vị hơn, nhưng hiệu chỉnh mật độ dân số trên các ô lục giác tùy ý chắc sẽ khá khó

    • Điều đáng chú ý là ở một số khu vực, nhất là các cụm ở Texas và Florida, mật độ lại thấp
      Chỉ xét hiệu quả chi phí thì tôi nghĩ những nơi như vậy đáng lẽ phải dày đặc tấm pin hơn nhiều
    • Nếu Portland trên bản đồ đó còn không lên nổi một chấm đỏ, thì chắc dữ liệu xkcd có chỗ nào đó sai rồi

  • Tôi nghĩ so sánh số lượng tấm pin với IQ khu vực có thể cho ra tín hiệu thú vị
    Trong vòng đời 40 năm, pin mặt trời cho dòng tiền tốt đến mức có thể hoàn vốn trong chưa đến 5 năm, và trước khi bù hết mức tiêu thụ của chính mình thì hầu như không có khoản đầu tư nào tốt hơn

    • Lập luận đó rốt cuộc quy về kiểu người thông minh mua nhiều điện mặt trời hơn, người ngốc mua ít hơn, nên quá đơn giản
      Các biến số chính quyết định số lượng pin theo từng khu vực nhiều khả năng là bức xạ mặt trời, ưu đãi địa phương hoặc giá điện
      Với tôi thì tháng dùng nhiều năng lượng nhất lại là tháng ít nắng nhất, và thời điểm dùng điện nhiều nhất cũng là ban đêm dài vì nguồn tiêu thụ chính là máy bơm nhiệt
      Với người sống ở khí hậu lạnh, kiểu này là rất phổ biến, nên cần công suất điện mặt trời tính theo kWh và dung lượng pin lớn hơn hẳn nơi khác
      Nếu giả sử lợi suất thị trường là 8%, thì khi bỏ 15.000 USD để lắp điện mặt trời, bạn phải bù được hơn 100 USD tiền điện mỗi tháng thì mới tốt hơn đầu tư ra thị trường; với nhiều người thì phép tính không khớp
    • Cách tính đó quá lạc quan
      Các công cụ tính online tôi từng dùng đều cho ra thời gian hoàn vốn khoảng 18 năm, tổng tiền tiết kiệm suốt vòng đời khoảng 18.000 USD, trong khi riêng chi phí lắp ban đầu đã là 32.000 USD
      Hơn nữa mái nhà tôi đã qua nửa vòng đời, và tôi nghe nói nếu có rò rỉ do giá đỡ pin thì sẽ không được bảo hành nếu chưa thay mái trước
      Thay mái lại tốn thêm 25.000 USD
      Ngôi nhà tiếp theo tôi muốn sẽ là nơi ở lâu dài, hơi về phía nam hơn PNW một chút, để làm hệ gắn trên mặt đất thay vì trên mái; nhưng hiện giờ thì các con số hoàn toàn không khớp
      Tôi có muốn điện mặt trời thật, nhưng không muốn bỏ thêm một khoản 5 chữ số chỉ cho vui
    • Việc có người thực sự tin nghiêm túc vào khái niệm như regional IQ còn gây ngạc nhiên hơn

  • Phân tích đào sâu vào 3,4 triệu tấm pin mặt trời bằng DuckDB thật ấn tượng
    Heatmap rất đẹp, chỉ ra đúng Ivanpah cũng hay, đúng kiểu phân tích beast mode

  • Tính như vậy thì Trung Quốc đang lắp khoảng gấp 3 lần con số đó mỗi ngày
    https://reneweconomy.com.au/just-staggering-china-installs-1...

    • Bộ dữ liệu này không mang tính bao quát
      Mỹ đã lắp 43GW_peak trong năm 2025, nên số pin mới có lẽ vào khoảng 80 triệu tấm
      Dù vậy thì đúng là vẫn ít hơn Trung Quốc hơn một bậc, nhưng chưa đến mức chênh hai bậc
    • Nếu chính sách của Mỹ cứ lỗi thời như thế này, thì về sau khác biệt sẽ trở nên rất lớn
      Các ngành công nghiệp tiêu tốn nhiều năng lượng rất có thể sẽ nhanh chóng bị những nơi có chi phí năng lượng gần như bằng 0 vượt qua ở phương Tây