Helios: Ứng dụng ước lượng hiệu quả pin mặt trời cắm sẵn cho từng ngôi nhà tại Anh

Các tấm pin mặt trời "cắm sẵn" (plug-in solar) – loại thiết bị có thể lắp đặt trên ban công mà không cần thợ điện hay giấy phép xây dựng – vừa trở nên hợp pháp tại Vương quốc Anh. Để hỗ trợ người dùng đánh giá tiềm năng của thiết bị này, Helios đã ra mắt như một công cụ tính toán trực tuyến, cho phép ước lượng chính xác lượng điện có thể tạo ra tại bất kỳ địa chỉ nào.

Cách thức hoạt động của Helios

Helios hoạt động bằng cách phân tích mã bưu chính (postcode) và số nhà của người dùng, sau đó đối chiếu với dữ liệu địa lý từ Ordnance Survey. Điểm nổi bật nhất của công cụ này là việc sử dụng dữ liệu LIDAR từ Cơ quan Môi trường Anh để thực hiện kỹ thuật "ray-tracing" (theo dõi tia). Điều này giúp Helios nhận biết chính xác các tòa nhà hoặc đồi núi xung quanh đang che khuất ánh nắng mặt trời.

Theo nhà phát triển, Helios không sử dụng cơ sở dữ liệu để lưu trữ địa chỉ của người dùng, đảm bảo tính riêng tư cao trong quá trình tính toán.

Các thông số đầu vào và tính toán

Để đưa ra kết quả chính xác nhất, Helios yêu cầu người dùng cung cấp một số thông tin cụ thể:

• Vị trí: Mã bưu chính và số nhà/tầng căn hộ. Tầng cao hơn sẽ ít vật cản hơn nhưng có thể thay đổi mùa đạt hiệu suất cao nhất.
• Hướng ban công: Chọn hướng la bàn mà tấm pin sẽ hướng tới. Tại Anh, hướng Nam thường là tốt nhất, nhưng hướng Đông và Tây vẫn cho hiệu quả tốt.
• Mức tiêu thụ điện: Người dùng chọn mức tiêu thụ hàng năm (Thấp, Trung bình, Cao) để so sánh với lượng điện sản xuất ra.
• Thông số bộ kit: Quy định tại Anh giới hạn bộ biến tần của pin cắm sẵn ở mức 800W, thường tương đương với hai tấm pin và một biến tần nhỏ.

Mô hình hóa bóng đổ và hiệu suất

Kết quả được trình bày trực quan với bản đồ cho thấy vị trí của tấm pin và "những gì mặt trời nhìn thấy" từ ban công của bạn.

Trên biểu đồ, vùng màu xám đại diện cho bầu trời bị chặn bởi các tòa nhà xung quanh (dữ liệu LIDAR), trong khi các cung màu vàng mô tả quỹ đạo của mặt trời vào các thời điểm chính: giữa hạ, phân điểm và giữa đông.

Khi cung màu vàng đi vào vùng xám, có nghĩa là mặt trời đang bị che khuất tại thời điểm đó. Công cụ cũng cung cấp ước tính thời gian hoàn vốn (payback) và tổng tiền tiết kiệm được trong 20 năm.

Một số hạn chế cần lưu ý

Mặc dù khá tiên tiến, Helios vẫn có một số hạn chế do phụ thuộc vào dữ liệu hiện có:

• Vùng phủ sóng LIDAR: Ở những khu vực ngoài phạm vi phủ sóng LIDAR (phần lớn Scotland và Wales), công cụ sẽ sử dụng đường chân trời tổng hợp (synthetic horizon) nên độ chính xác sẽ thấp hơn.
• Vật cản mới: Cây cối hoặc các công trình xây dựng mới (sau năm 2022) có thể chưa xuất hiện trong dữ liệu.
• Độ chính xác địa chỉ: Việc định vị địa chỉ qua OpenStreetMap (OSM) có thể có sai số nhỏ ở một số vị trí.

Hiện tại, các bộ kit pin mặt trời cắm sẵn vẫn đang trong quá trình hoàn thiện thủ tục pháp lý tại Anh. Helios cho phép người dùng để lại email để nhận thông báo khi sản phẩm chính thức có mặt trên thị trường.