Nghiên cứu do các nhà khoa học từ Đại học Bách khoa Madrid (Tây Ban Nha) dẫn đầu đã tìm hiểu việc tích hợp nồi áp suất điện (Electric Pressure Cooker - EPC) vào các trại tị nạn được cung cấp điện bằng các lưới điện mini dùng năng lượng mặt trời (PVMG).
Họ đã sử dụng phần mềm mô phỏng HOMER Pro để thực hiện một nghiên cứu điển hình tại trại tị nạn Kobe, nằm ở phía Nam Ethiopia, nơi đang tiếp nhận 37.461 người tị nạn từ Somalia.
Nghiên cứu này lấp đầy một khoảng trống quan trọng bằng cách phân tích tác động của việc tích hợp nhu cầu nấu ăn vào quy hoạch hệ thống điện đối với việc xác định quy mô vòng đời của hệ thống, dựa trên dữ liệu thực tế từ dự án Liên minh Shire, tác giả chính Sonia Ramos-Galdo chia sẻ.
“Chúng tôi đánh giá tính khả thi và lợi ích của việc triển khai nồi áp suất điện được cung cấp năng lượng từ các lưới điện mini PV, nhằm tạo điều kiện cho việc nấu ăn bền vững và an toàn trong những khu vực có tài nguyên hạn chế, trọng tâm là khu định cư người tị nạn Kobe ở Ethiopia”, vị này cho hay.
Quá trình nghiên cứu bắt đầu bằng việc thu thập dữ liệu thực địa tại trại tị nạn trong khoảng thời gian từ tháng 5/2021 đến tháng 10/2024. Cùng với thông tin bổ sung từ các tài liệu học thuật, phần mềm HOMER Pro đã được sử dụng để mô hình hóa và tối ưu hóa.
Tập trung vào 19 cơ sở hạ tầng cộng đồng (CI) và nhu cầu sử dụng điện, nhóm nghiên cứu đã xếp hạng mức độ ưu tiên cho các CI (A là cao nhất và C là thấp nhất), dựa trên nhiều tiêu chí được thống nhất với các bên liên quan tại địa phương. Các cơ sở hạ tầng cộng đồng bao gồm các cơ sở giáo dục, y tế và văn phòng của các tổ chức phi chính phủ.
Dựa trên bảng xếp hạng mức độ ưu tiên này, ba kịch bản phân phối được xem xét: kịch bản đầu tiên chỉ bao gồm 10 cơ sở hạ tầng cộng đồng ưu tiên loại A; kịch bản hai bao gồm 16 CI, chỉ loại trừ ba CI có nhu cầu thấp nhất; kịch bản cuối cùng gồm toàn bộ 19 CI.
Với mỗi kịch bản, nhóm nghiên cứu xem xét cả trường hợp có và không tính đến nhu cầu nấu ăn, tạo thành tổng cộng 12 kịch bản. Một nồi áp suất điện Ewant dung tích 40 lít đã được chọn để đáp ứng nhu cầu nấu ăn.
“Các nồi áp suất điện (EPC) tích hợp một bếp điện, nồi áp suất, lớp vỏ cách nhiệt và hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động, giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng tới 80% so với các loại bếp điện truyền thống”, nhóm nghiên cứu giải thích.
Loại EPC được chọn có hiệu suất nhiệt lên tới 87% và tuổi thọ ước tính là 5 năm. Lượng điện ước tính cần thiết để nấu một bữa ăn bằng EPC là 0,02 kWh/bữa. Thiết bị này được lựa chọn sau khi tham vấn cộng đồng địa phương, nhờ hiệu quả sử dụng cao và sự phù hợp với thói quen nấu ăn của người dân Đông Phi.
Phân tích cho thấy, chi phí điện bình quân (LCOE) tại các trại tị nạn ở Ethiopia hiện là 0,23 USD/kWh, trong khi giá điện lưới quốc gia tại Ethiopia là 0,007 USD/kWh cho hộ gia đình và 0,22 USD/kWh cho doanh nghiệp.
Ngân sách giả định cho hệ thống lưới điện mini PV kết hợp EPC là 530.000 euro (khoảng 600.000 USD). Các mô phỏng cho phép mức thiếu hụt công suất tối đa lên đến 5%.
“Chi phí LCOE thấp nhất cho mỗi kịch bản đạt được khi kết hợp giữa năng lượng mặt trời và hệ thống lưu trữ bằng pin, loại trừ máy phát điện diesel do giá dầu diesel cao tại trại tị nạn Kobe”, nhóm nghiên cứu cho hay. Song, việc triển khai EPC đòi hỏi phải tăng công suất PV thêm 31-68% và tăng vốn đầu tư ban đầu (CAPEX) thêm 39-58% so với mức đầu tư tối thiểu là 199.780 euro.
Theo đánh giá, nhu cầu năng lượng hàng ngày dao động từ 174-266 Wh/ngày, với công suất đỉnh dao động từ 35-79 kW. Yếu tố nấu ăn bằng điện chiếm khoảng 31-36% dẫn đến mức giảm trung bình 7% trong hệ số tải và chỉ làm tăng chi phí LCOE thêm 6%.
Lượng khí nhà kính được giảm thiểu của một hệ thống lưới điện mini phụ thuộc vào nguồn năng lượng của nó. Với lưới điện mini sử dụng năng lượng mặt trời (PVMG), phát thải là bằng không, cho phép Kobe giảm được tương đương 7,76 kg CO2 cho mỗi bữa ăn so với dữ liệu cơ sở, Sonia Ramos-Galdo kết luận.
Việc giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu truyền thống và dầu diesel không chỉ giúp giảm phát thải khí nhà kính mà còn hạn chế tình trạng phá rừng, giảm thiểu khoảng 45 tấn củi mỗi năm - một vấn đề liên quan đến xung đột tài nguyên rừng, ảnh hưởng đến sức khỏe và sự an toàn của phụ nữ khi phải đi lấy củi.
(Theo PV)
