Đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời: Giải pháp thông minh tiết kiệm chi phí

Theo phân tích mới từ Viện Phân tích Kinh tế và Tài chính Năng lượng (IEEFA), nếu nhiều người tiêu dùng ở Úc có thể tận dụng nguồn năng lượng mặt trời dồi dào vào ban ngày để đun nước nóng, hóa đơn tiền điện sẽ giảm đáng kể và góp phần làm giảm áp lực lên hệ thống điện quốc gia.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời áp mái của nhiều hộ gia đình hiện có thể sản xuất nhiều điện hơn bất kỳ nhà máy điện than nào ở Úc. Điều này đã đẩy giá điện bán buôn ban ngày xuống mức âm, trong khi nhu cầu điện vẫn đạt đỉnh vào buổi tối, từ 4 giờ chiều đến 8 giờ tối.

IEEFA cho biết, hệ thống nước nóng chiếm một phần tư lượng điện năng tiêu thụ tại các hộ gia đình. Việc chuyển đổi khung giờ đun nước nóng sang giữa ngày là giải pháp tốt nhất và rẻ nhất để giải quyết nhu cầu điện bất cân xứng này.

Tiến sĩ Gabrielle Kuiper, cộng tác viên của IEEFA cho biết: "Việc áp dụng nhu cầu linh hoạt có thể giúp giảm hóa đơn tiền điện của hộ gia đình và mang lại lợi ích cho toàn bộ hệ thống điện".

Nhu cầu linh hoạt không phải là khái niệm mới. Từ những năm 1950, các mạng lưới phân phối điện đã sử dụng cơ chế nhu cầu linh hoạt thông qua “điều khiển gợn sóng”, bằng cách sử dụng điện than “thừa” để đun nước nóng sinh hoạt vào thời gian thấp điểm vào ban đêm.

Việc điều chỉnh nhu cầu nước nóng trong gia đình để phù hợp khoảng thời gian nguồn năng lượng tái tạo có công suất dư thừa có thể thực hiện theo hai cách:

• Quản lý thụ động: thông qua bộ hẹn giờ trên thiết bị hoặc thiết lập thời gian điều khiển gợn sóng của mạng lưới phân phối cho các hệ thống trên mạch tải và biểu giá được kiểm soát; hoặc

• Quản lý chủ động: bằng cách sử dụng điều khiển gợn sóng hoặc WiFi, do chính khách hàng hoặc bên thứ ba thiết lập, khách hàng có thể điều chỉnh linh hoạt để đáp ứng các điều kiện thay đổi.

Quản lý chủ động đem lại hiệu quả linh hoạt tối đa, thông qua các ứng dụng, màn hình cảm ứng hoặc cổng thông tin web, được tích hợp sẵn trong hệ thống nước nóng thông minh, cho phép người dùng lựa chọn thời gian đun nước nóng phù hợp.

Tiến sĩ Kuiper cho biết: “Có thể coi hệ thống nước nóng gia đình như một loại pin nhiệt, lưu trữ nhiệt trong nước nóng cho đến khi cần dùng”.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Sydney đã xây dựng bốn kịch bản về điện khí hóa nước nóng sinh hoạt với tiềm năng nhu cầu linh hoạt. Theo kịch bản Điện khí hóa nhanh, chính phủ Úc sẽ không bán nước nóng cho người dân sau năm 2025, tất cả hệ thống đun nước nóng đều được điện khí hóa và có thể được quản lý chủ động vào năm 2035.

Theo đó, người tiêu dùng có thể tiết kiệm tới 6,7 tỷ đô la mỗi năm vào năm 2040, với 22 GW hoặc 45 GW/h tùy vào nhu cầu linh hoạt mỗi ngày, tương đương khoảng hai phần ba nhu cầu vào các giờ cao điểm. 

Khi ngày càng nhiều hộ gia đình ở Úc sử dụng điện, đây là thời điểm lý tưởng để đưa ra các tiêu chuẩn và ưu đãi nhằm khuyến khích và hỗ trợ việc sử dụng các hệ thống nước nóng thông minh và hiệu quả hơn.

Theo phân tích của IEEFA, nếu các thiết bị sử dụng gas được thay thế bằng các thiết bị sử dụng điện, thì trung bình một hộ gia đình ở tiểu bang Victoria, nơi sử dụng gas phổ biến, có thể tiết kiệm hóa đơn tiền điện lên đến 1.200 đô la mỗi năm. Việc đun nước nóng theo nhu cầu linh hoạt còn đem lại nhiều lợi ích tiết kiệm khác.

Tiến sĩ Kuiper cho biết: “Nước nóng linh hoạt không chỉ giúp giảm chi phí cho chủ sở hữu mà còn cho toàn bộ hệ thống điện nếu được quản lý chủ động nhằm hấp thụ năng lượng tái tạo vào thời điểm dồi dào và khi công suất mạng lưới điện hoạt động hiệu quả. Từ đó, nước nóng linh hoạt có thể giúp giảm hóa đơn cho tất cả người dùng hệ thống điện”.