Bài toán đánh giá, so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án trạm sạc xe đạp điện sử dụng điện mặt trời tại trường Đại học Điện lực

A N/A 6 giờ 1.2 
kW 
Honda EV 
Cub 
LiFePo4 
(LFP) 
1000 
cycles 
1 giờ 3 
kW 
Qua khảo sát, thông số kỹ thuật cơ bản 
của bộ sạc được thể hiện trong bảng 4 [1]. 
Bảng 4. Thông số kỹ thuật cơ bản của bộ sạc xe 
đạp/xe máy điện 
Điện 
áp sơ 
cấp 
Điện áp 
thứ cấp 
Điện áp 
đầu ra của 
bộ sạc 
Điện áp 
acquy 
230 
VAC 
15 VAC 13.8 VDC 12 VDC 
4.2. Các giả thiết đầu vào 
Trong khuôn khổ của bài báo, nhóm tác 
giả thực hiện tính toán kinh tế kỹ thuật 
cho trạm sạc xe điện tại Trường Đại học 
Điện lực với các giả thiết ban đầu như 
sau: 
 Quy mô: phục vụ 100 xe đạp điện của 
sinh viên và cán bộ công nhân viên. 
 Địa điểm lắp đặt: Trường Đại học Điện 
lực. Các thông số cơ bản về số giờ nắng, 
mật độ bức xạ của Hà Nội được sử 
dụng để nghiên cứu. 
 Trung bình một xe đạp điện sạc tại 
trường khoảng 1-1.3 kWh. 
 Ổ cắm sạc cho xe điện sử dụng điện 
xoay chiều một pha 220V. 
Căn cứ vào kiến trúc hiện hữu, các môđun 
PV được bố trí áp mái, chủ yếu tại nhà A 
và một số môđun được bố trí tại nhà M và 
nhà G như trên hình 3. 
Hình 3. Bố trí các môđun PV tại Trường Đại học 
Điện lực 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 25 43 
Căn cứ vào quy mô trạm sạc và công suất 
trung bình của xe điện, tác giả lựa chọn 
công suất thiết kế là 150 kW. Sơ đồ khối 
của trạm sạc thể hiện như trên hình 4. 
AC
DC
AC
DC
AC
DC
PV ARRAY MPPT
SOLAR 
INVERTER
GRID
CHARGER 
01
CHARGER 
N
AC BUS
E-BIKE 01 E-BIKE N 
Hình 4. Sơ đồ khối trạm sạc xe đạp / xe máy điện 
4.3. Kết quả tính toán 
Tính toán kinh tế kỹ thuật theo phần mềm 
PVsyst. Để so sánh, 3 phương án chọn 
thiết bị khác nhau được đề xuất như trong 
bảng 5. 
Bảng 5. Các phương án chọn thiết bị cho trạm sạc 
 PV môđun Inverter 
Phương án 1 Canadian Solar 
P: 415W Poly 
Vmp: 39.3 V 
Imp: 10.56 A 
Voc: 47.8 V 
Isc: 11.14 A 
ɳ: 18.79 % 
Temp.: -40 – 85oC 
Dim.: 2108×1048×40 mm 
Sungrow SG60KU-M 
Vinmax: 1000 V 
VMPPrange: 300 – 950 V 
Max. input current/string: 28 A 
No. of strings: 16 
Sout: 66 kVA40 ℃ 
Vout AC: 422-528 V 
freq.: 50/60 Hz 
Ioutmax: 83.6 A 
THD: ≤3% 
ɳ: 98.9% 
Temp.: 30-60oC 
Phương án 2 Tamesol 
P: 360 W Mono 
Vmp: 38.9 V 
Imp: 9.26 A 
Voc: 47.2 V 
Isc: 9.79 A 
SMA Solid-Q Pro 60 
Vinmax: 1000 V 
VMPPrange: 200 – 950 V 
Max. input current / string: 12A 
No. of strings: 12 
Sout: 66 kVA 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
44 Số 25 
 PV môđun Inverter 
ɳ: 18.5 % 
Temp.: –40-85oC 
Dim.: 1956×992×40 mm 
Vout AC: 277-572 V 
freq.: 50/45-55 Hz 
Ioutmax: 80 A 
THD: ≤3% 
ɳ: 98% 
Temp.: –25-60oC 
Phương án 3 AE Solar 
P: 330 W Poly 
Vmp: 36.97V 
Imp: 8.93 A 
Voc: 45.89 V 
Isc: 9.37 A 
ɳ: 17.01 % 
Temp.: –40-85oC 
Dim.: 1956-992-40 mm 
Sofar Solar 60000TL 
Vinmax: 1000 V 
VMPPrange: 250-950 V 
Max. input current/string: 12 A 
No. of strings: 10 
Sout: 60 kVA 
Vout AC: 230/400 V 
freq.: 50/60 Hz 
Ioutmax: 90 A 
THD: ≤3% 
ɳ: 98.5% 
Temp.: –25-60oC 
Bảng 6. Sản lượng điện mặt trời của phương án 1 theo từng tháng trong năm 
Đối với phương án 1, đặt góc nghiêng 
môđun như trên hình 5 và kết quả tính 
toán sản lượng điện trong một năm được 
thể hiện trong bảng 6. 
Với 3 phương án lựa chọn thiết bị trên, 
việc so sánh các phương án kỹ thuật cho 
trạm sạc được thể hiện như bảng 7. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 25 45 
Hình 5. Chọn góc nghiêng môđun 
cho phương án 1 
Bảng 7. So sánh phương án kỹ thuật 
cho trạm sạc 
 Phương 
án 1 
Phương 
án 2 
Phương 
án 3 
Diện tích lắp 
đặt 
795.3 m
2
 838.2 m
2
 853.8 m
2
Số Inverter 2 2 2 
Số môđun PV 360 432 440 
 Phương 
án 1 
Phương 
án 2 
Phương 
án 3 
Số môđun 
PV trong 
một string 
18 18 20 
Số string 20 24 22 
Công suất 
hệ thống 
149400 
W 
155520 W 145200 W 
Kết quả thiết kế tính toán cho thấy cả 3 
phương án đều đáp ứng được yêu cầu kỹ 
thuật, trong đó số lượng môđun PV ở 
phương án 1 là thấp nhất đồng thời diện 
tích lắp đặt là nhỏ nhất. 
5. ĐÁNH GIÁ KINH TẾ CÁC PHƯƠNG 
ÁN 
Các số liệu cụ thể tính toán được của 3 
phương án kỹ thuật cho phép xác định chi 
phí lắp đặt cho trạm sạc xe điện tích hợp 
điện mặt trời như trong bảng 8, 9, 10. 
Bảng 8. Tổng chi phí lắp đặt trạm sạc theo phương án 1 
STT Thiết bị Đơn vị Đơn giá (VNĐ) Số lượng Thành tiền (VNĐ) 
1 PV panel Tấm 3,215,880 360 1,157,716,885 
2 Inverter Bộ 23,145,000 2 46,290,000 
3 Phụ kiện Bộ 450,000,000 1 450,000,000 
4 Công lắp đăt 210,000,000 210,000,000 
5 Chi phí bảo dưỡng Năm 7,500,000 1 7,500,000 
Tổng chi phí 1,871,506,885 
Bảng 9. Tổng chi phí lắp đặt trạm sạc theo phương án 2 
STT Thiết bị Đơn vị Đơn giá (VNĐ) Số lượng Thành tiền (VNĐ) 
1 PV panel Tấm 3,739,000 432 1,615,248,000 
2 Inverter Bộ 189,417,500 2 378,835,000 
3 Phụ kiện Bộ 450,000,000 1 450,000,000 
4 Công lắp đăt 210,000,000 210,000,000 
5 Chi phí bảo dưỡng Năm 7,500,000 1 7,500,000 
Tổng chi phí 2,661,583,000 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
46 Số 25 
Bảng 10. Tổng chi phí lắp đặt trạm sạc theo phương án 3 
STT Thiết bị Đơn vị Đơn giá (VNĐ) Số lượng Thành tiền (VNĐ) 
1 PV panel Tấm 3,300,000 440 1,452,000,000 
2 Inverter Bộ 62,340,000 2 124,680,000 
3 Phụ kiện Bộ 450,000,000 1 450,000,000 
4 Công lắp đăt 210,000,000 210,000,000 
5 Chi phí bảo dưỡng Năm 7,500,000 1 7,500,000 
Tổng chi phí 2,244,180,000 
So sánh chi phí đầu tư của 3 phương án 
nhận thấy phương án 1 có chi phí đầu tư 
thấp nhất. Do đó, xét cả về mặt kinh tế 
kỹ thuật, việc triển khai phương án 1 là 
hợp lý. 
Tính toán thời gian thu hồi vốn của 
phương án 1 dựa trên các dữ liệu: 
 Giá bán lẻ điện cho đơn vị hành chính 
sự nghiệp với cấp điện áp dưới 6 kV là 
1902 VNĐ (theo thông tư 16/2014/TT-
BCT và quyết định số 648/QĐ-BCT ngày 
20/03/2019 của Bộ Công Thương). 
 Hệ số giờ nắng là 3.24h tại địa điểm 
lắp đặt. 
 Giả thiết điện mặt trời tạo ra là tự dùng 
100%. 
 Suất đầu tư 12476 VNĐ/Wp. 
 Tỷ lệ tăng giá điện hàng năm giả thiết 
là 3% (theo QĐ 24/2017/QĐ-TTg). 
 Theo Tại khoản 1, khoản 2 Điều 15 
Nghị định số 218/2013/NĐ-CP ngày 
26/12/2013 của Chính phủ quy định chi 
tiết và hướng dẫn thi hành Luật thuế thu 
nhập doanh nghiệp quy định “1. Thuế suất 
ưu đãi 10% trong thời hạn 15 năm áp 
dụng đối với lĩnh vực sản xuất năng lượng 
tái tạo. 
 Tại khoản 1, khoản 2 Điều 16 Nghị 
định số 218/2013/NĐ-CP quy định: “1. 
Miễn thuế 4 năm, giảm 50% số thuế phải 
nộp trong 9 năm tiếp theo đối với lĩnh vực 
sản xuất năng lượng tái tạo. 
Bảng 11 thể hiện các chỉ tiêu tài chính 
ứng với phương án 1 khi vận hành trạm 
sạc trong 20 năm. Thời gian thu hồi vốn 
là 7 năm. Với thời gian vận hành khoảng 
20 năm, phương án 1 có khả năng đem lại 
hiệu quả kinh tế cao. 
6. KẾT LUẬN 
Bài báo thực hiện nghiên cứu tính khả thi 
của trạm sạc xe đạp/xe máy điện tại Việt 
Nam và lên phương án thiết kế tính toán 
kinh tế kỹ thuật cho trạm sạc xe điện tại 
trường học có tích hợp điện mặt trời. 
Việc tích hợp điện mặt trời vào hệ thống 
cho thấy giải pháp hiệu quả trong việc 
giảm nhu cầu năng lượng và công suất từ 
lưới, khai thác tiềm năng điện mặt trời áp 
mái. Năng lượng sạch được sản xuất và 
phục vụ mục đích chính là tiêu thụ tại 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 25 47 
chỗ, đón đầu xu hướng giảm giá FiT. Khả 
năng tiếp cận điện mặt trời đối với trạm 
sạc cũng tương đối thuận tiện do có thể 
lắp các môđun PV trên mái nhà/văn 
phòng gần với vị trí để xe hoặc lắp đặt/sử 
dụng làm mái che phương tiện. 
Bảng 11. Tính toán các chi tiêu tài chính theo phương án 1 
Năm Sản 
lượng 
điện tự 
dùng 
Giá 
tiền 
điện 
hàng 
năm 
Giá trị tiết 
kiệm 
Chi phí 
bảo trì 
Khấu hao 
10 năm 
Thuế 
thu 
nhập 
doanh 
nghiệp 
Thuế 
TNDN 
phải đóng 
Giá trị tài 
chính 
1 177,390 1,902 337,395,780 - 187,140,000 - - (1,534,004,220) 
2 172,068 1,959 337,092,124 - 187,140,000 - - (1,196,912,096) 
3 158,303 2,018 319,428,497 - 187,140,000 - - (877,483,600) 
4 145,639 2,078 302,690,443 - 187,140,000 - - (574,793,156) 
5 133,988 2,141 286,829,464 - 187,140,000 10% 9,968,946 (297,932,639) 
6 123,269 2,205 271,799,600 1,358,998 187,140,000 10% 8,330,060 (34,463,099) 
7 113,407 2,271 257,557,301 1,287,787 187,140,000 10% 6,912,951 216,181,251 
8 104,334 2,339 244,061,299 1,220,306 187,140,000 10% 5,570,099 454,672,450 
9 95,988 2,409 231,272,486 1,156,362 187,140,000 10% 4,297,612 681,647,324 
10 88,309 2,482 219,153,808 1,095,769 187,140,000 10% 3,091,804 897,709,329 
11 81,244 2,556 207,670,149 1,038,351 - 10% 20,663,180 1,084,716,297 
12 74,744 2,633 196,788,233 983,941 - 10% 19,580,429 1,261,924,101 
13 68,765 2,712 186,476,529 932,383 - 10% 18,554,415 1,429,846,216 
14 63,264 2,793 176,705,159 883,526 - 10% 17,582,163 1,588,969,212 
15 58,203 2,877 167,445,809 837,229 - 10% 16,660,858 1,739,754,163 
16 53,546 2,963 158,671,649 793,358 - 20% 31,575,658 1,866,850,153 
17 49,263 3,052 150,357,254 751,786 - 20% 29,921,094 1,987,286,314 
18 45,322 3,144 142,478,534 712,393 - 20% 28,353,228 2,101,411,620 
19 41,696 3,238 135,012,659 675,063 - 20% 26,867,519 2,209,556,759 
20 38,360 3,335 127,937,996 639,690 - 20% 25,459,661 2,312,035,094 
Với xu hướng phát triển các phương tiện 
chạy điện, đồng thời chi phí lắp đặt các hệ 
thống điện mặt trời ngày càng giảm, vấn 
đề tích hợp điện mặt trời vào trạm sạc có 
thể xem là giải pháp xanh và bền vững, 
giải quyết các vấn đề ô nhiễm khí thải, 
đặc biệt là tại các thành phố lớn. 
Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp kỹ 
thuật cho trạm sạc xe điện tại trường học 
phục vụ nhu cầu sạc xe điện của cán bộ 
công nhân viên và sinh viên với thời gian 
làm việc / học tập phù hợp với thời gian 
sạc. Việc tính toán định lượng các chỉ tiêu 
kinh tế kỹ thuật của từng phương án cũng 
được thực hiện nhằm chỉ ra phương án 
hiệu quả. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
48 Số 25 
Việc tích hợp điện mặt trời cho trạm sạc 
xe điện cũng tồn tại các vấn đề cần giải 
quyết, đặc biệt là các vấn đề giải pháp 
điều kiển, giám sát dòng năng lượng giữa 
hệ thống PV – xe điện và lưới. Những 
khía cạnh đó cần được làm rõ trong những 
nghiên cứu tiếp theo. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] N.H. Duc, T.V. Tuan, M.D. Thuan, “Nghiên cứu, thiết kế, mô phỏng trạm nạp sử dụng pin mặt 
trời cho xe đạp điện tại các trường học”, Đề tài EPU, 2016. 
[2] M. Messagie, F. S. Boureima, T. Coosemans, C. Macharis, and J. Van Mierlo, “A range-based 
vehicle life cycle assessment incorporating variability in the environmental assessment of different 
vehicle technologies and fuels,” Energies, vol. 7, no. 3, pp. 1467–1482, 2014. 
[3] A. Nordelöf, M. Messagie, A.M. Tillman, M. Ljunggren Söderman, and J. Van Mierlo, 
“Environmental impacts of hybrid, plug-in hybrid, and battery electric vehicles—what can we 
learn from life cycle assessment?,” International Journal of Life Cycle Assessment, vol. 19, no. 11. 
pp. 1866–1890, 2014. 
[4] S. Rangaraju, L. De Vroey, M. Messagie, J. Mertens, and J. Van Mierlo, “Impacts of electricity 
mix, charging profile, and driving behavior on the emissions performance of battery electric 
vehicles: A Belgian case study,” Appl. Energy, vol. 148, pp. 496–505, 2015. 
[5] David Feldman, Robert Margolis, “Q1/Q2 2019 Solar Industry Update”, National Renewable 
Energy Laboratory (NREL), 2019. 
[6] G.R. Chandra Mouli, P. Bauer, and M. Zeman, “Comparison of system architecture and converter 
topology for a solar powered electric vehicle charging station,” 9th International Conference on 
Power Electronics and ECCE Asia (ICPE-ECCE Asia), 2015, pp. 1908–1915. 
[7] G.R. Chandra Mouli, P. Bauer, and M. Zeman, “System design for a solar powered electric vehicle 
charging station for workplaces,” Appl. Energy, vol. 168, pp. 434–443, Apr. 2016. 
[8] G. Carli and S. S. Williamson, “Technical Considerations on Power Conversion for Electric and 
Plug-in Hybrid Electric Vehicle Battery Charging in Photovoltaic Installations,” IEEE Trans. Power 
Electron., vol. 28, no. 12, pp. 5784–5792, Dec. 2013. 
[9] P. Goli and W. Shireen, “PV powered smart charging station for PHEVs,” Renew. Energy, vol. 66, 
pp. 280–287, Jun. 2014. 
[10] G.R.C. Mouli, M. Leendertse, V. Prasanth, P. Bauer, S. Silvester, S. van de Geer, and M. Zeman, 
“Economic and CO2 Emission Benefits of a Solar Powered Electric Vehicle Charging Station for 
Workplaces in the Netherlands,” IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), 
2016, pp. 1–7. 
[11] P.J. Tulpule, V. Marano, S. Yurkovich, and G. Rizzoni, “Economic and environmental impacts of a 
PV powered workplace parking garage charging station,” Appl. Energy, vol. 108, pp. 323–332, 
Aug. 2013. 
[12] Dongchen Qin, Jianjie Li, Tingting Wang, Dongming Zhang, “Modeling and Simulating a Battery 
for an Electric Vehicle Based on Modelica”, Automotive Innovation, 2019. 
[13] Xiong Wei, Mo Yimin & Zhang Feng, “Lithium-ion Battery Modeling and State of Charge 
Estimation”, Integrated Ferroelectrics, 2019. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 25 49 
[14] X. Hu, S. Li, and H. Peng, “A comparative study of equivalent circuit models for Li-ion batteries”, 
J. Power Sources. 198, 359 (2012). 
[15] S. Yuan et al., “Online estimation of electrochemical impedance spectra for lithium-ion batteries 
via discrete fractional order model”, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). 1–6 
(2013). 
[16] Nahla Mohamed Abd Alrahim Shannan, Nor Zaihar Yahaya, Balbir Singh, “Single-Diode Model and 
Two-Diode Model of PV Modules: A Comparison”, IEEE International Conference on Control 
System, Computing and Engineering, 2013. 
Giới thiệu tác giả: 
Tác giả Nguyễn Ngọc Văn tốt nghiệp đại học ngành thiết bị điện – điện tử năm 
2008, nhận bằng Thạc sĩ ngành kỹ thuật điện năm 2010 tại Trường Đại học Bách 
khoa Hà Nội. 
Lĩnh vực nghiên cứu: các nguồn năng lượng phân tán, công nghệ sạc và tích trữ 
năng lượng, năng lượng tái tạo, tự động hóa hệ thống điện. 
Tác giả Nguyễn Hữu Đức tốt nghiệp đại học ngành hệ thống điện, nhận bằng 
Thạc sĩ ngành kỹ thuật điện tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội vào các năm 
2006 và 2008. Từ năm 2009 đến 2014, tác giả làm nghiên cứu sinh tại Đại học 
Bách khoa Berlin. Hiện tác giả đang công tác tại Bộ môn Môi trường và Năng 
lượng tái tạo, Khoa Công nghệ Năng lượng, Trường Đại học Điện lực. 
Lĩnh vực nghiên cứu chính: mô phỏng, tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo, 
mác hệ thống điều khiển tiên tiến, lưới điện và hệ thống năng lượng thế hệ mới, 
xe điện và chính sách phát triển bền vững. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
50 Số 25