ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2013/NLTT/C1_NLTT_Va.2_2013.pdf · Năng lượng sinh khối (biomass) Năng lượng địa nhiệt Năng lượng đại dương Thủy

NLTT Trần Công Binh

ĐH Bách Khoa TP.HCM 1

1

BàiBàiBàiBài giảnggiảnggiảnggiảng::::

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

ĐH BÁCH KHOA TP.HCM

Giảng viên: ThS. Trần Công Binh

3/20123/2012

Năng lượng tái tạo

2

C1: TỔNG QUANC1: TỔNG QUAN

1. Các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT)

2. Tiềm năng và hiện trạng sử dụng

3. Các công nghệ sử dụng NLTT

4. Phát điện phân tán từ NLTT




3

1. Các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT)1. Các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT)

� Năng lượng mặt trời (solar, PV)

�Năng lượng gió (wind)

�Năng lượng các dòng nước

�Năng lượng sinh khối (biomass)

�Năng lượng địa nhiệt

�Năng lượng đại dương� Thủy triều (tidal)

� Sóng biển (wave)

� Nhiệt đại dương

4

noyau

Earth

0,3 109 GWh

Các nguồn năng lượng tái tạo trên trái đất trong 1 năm

sun

1600 109 GWh

30%Phản xạ ra không gian

Moon

25 106 GWh

45% : 720 109 GWh

Nhiệt

25%Hập thụ

và chuyển đổi

Nhu cầu năng lượng: 140. 106 GWh

Photosynthesis(0,24%) 109 GWh

Hydrocarbon fossil = stored solar energy

- Hydro cycles(88%) 350 109 GWh- wind, waves 32 109 GWh

27 years = 1 day




5

1. Các nguồn NLTT1. Các nguồn NLTT

� Năng lượng mặt trời (solar, PV)

R = 696.000 km M = 1,99.1030 kg Temperature on surface 5.777 KTotal emitted power :

3,85.1023 kW (6MT/s)

At earth level (150 M km)Solar Constant: Esc = 1367 W.m2Average energetic flux received by Earth: 1,75 1014 kW

Solar radiations0,2 µµµµm (ultra-violet) < λ λ λ λ < 4µµµµm (infra-red)0,4 µµµµm < λ λ λ λ visible < 0,78 µµµµm (infra-red)

97,5% of energy between 0,2 µµµµm et 2,5 µµµµm maximum at 0,5 µµµµm (5.800 K)

The Sun


6

2. Tiềm năng và hiện trạng2. Tiềm năng và hiện trạng

� 0



7

Năng lượng trung bình trong năm (kWh/năm)

1m2 �� 100 kWh par an, 120m2 �� 12 MWh = 1tep

5000 km2 �� 0,5 106 GWh = Elec France = 0,5 Scouvertes

150 000 km2 �� 15 106 GWh = Elec World

1 500 000 km2 �� 150 106 GWh = Energy World

STerre = 510 M km2 , Sterres émergées = 149 M km2 (29,3%)

1%

8

World Energy SituationWorld consumption of energy, as of 2004

140.106 GWh or 12 G TOE (G= Giga= 109; TOE= Ton of Oil Equivalent)

Renewables

Fossil Fuel

Nuclear

PRIMARY SOURCES



9

Fossil Fuels are widely and directly used as primary sources and serve as convenient

energy vector with low efficiency.

Sectors consumming primary energy

Industry 26%

Residences and offices 27%

Transports 17%

Electricity production 30%

Output electricity produced of 12%

10

Pollution, gas emission: global warming, urban polution



11

2000: 12 G TOE2020: 20 G TOE2040: 28 G TOE

12



13

14



15

16



17

Renewable Energy => Electric Energy

Which primary sources is electricity

produced from?

World production: 40.106 GWh

(3200 GW installed)

Vietnam- Power Installed : 11,717MW ( in 2006)

Electricityclean, easy to control, highly efficient= development

an ideal secondary vector, butVdistributed through a network which is bulky and costly

(2 billions of human population have no access to electricity)

18



19

20



21

22



23

24



25

26




27

3. Các công nghệ sử dụng NLTT3. Các công nghệ sử dụng NLTT

� 0


28

4. Phát điện phân tán từ NLTT4. Phát điện phân tán từ NLTT

� 0



29

Win

d

Tid

al

Nu

cle

ar

+ S

MR

+ C

ap

ture

SM

R +

ca

ptu

re

Hy

dro

ele

ctr

ic

Nu

cle

ar/

the

rmo

cy

cle

s

Th

erm

al

cra

ck

ing

Co

al

+ c

ap

ture

Nu

cle

ar/

ele

ctr

oly

sis

So

lar

PV

So

lar/

ph

oto

ca

taly

sis

Nu

cle

ar

+ S

MR

So

lar/

bio

ma

ss

SM

R

Co

al

0

20

40

60

80

100

120

140Residual

CO2

CO

2kg

/G

JP

rim

ary

ener

gy

16.5 16.722.8 23.1 24.7

29.7

37.5 39.6

49.2 52.553.9 54.9

68.2

132.6

16.0

30

Are

a re

qu

ired

per

MW

of

gen

erat

edH

ydro

gen

-

km2

SM

R

Nu

clea

r +

SM

R

SM

R +

cap

ture

Nu

clea

r +

SM

R +

cap

ture

Co

al

Nu

clea

r/th

erm

ocy

cles

coal

+ c

aptu

re

Nu

clea

r/el

ectr

oly

sis

So

lar

PV

So

lar/

ph

oto

cata

lysi

s

Hyd

roel

ectr

ic

Win

d

Tid

al

So

lar/

bio

mas

s

0.001

0.01

0.1

1

10



31

32

Very High Temperature Reactor

Sodium Fast reactor

Supercritical Water ReactorMolten Salt Reactor

Lead Fast Reactor

Gas Fast Reactor



33

SolarReduction

Water splitReaction

Me

MeO

H2O½O2

H2

34



35

Membrane

- +Électrolyte solide

Cathode

Anode

H2O

36A7 - Option Eco-Énergie - Économie H2 17 Novembre 2006 36

Principe de l’électrolyse haute températurePrincipe de l’électrolyse haute température

H

H

O

e-

e-



3737

H

H

O

e-

e-

38

H

H

O2-



39

HH

O2-

40

Membrane

- +

E

H2O

H2

H2O + 2e- �� O2- + H2

HH

O2-

H

H

O

Électrolyte solide

Cathode

Anode



41

Membrane

- +

O 2 -

Électrolyte solide

Cathode

Anode

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

O 2 -

42

O2-

O2-



43

O

e-

e-

Oe-

e-

44

O

O

e-

e-

e-

e-



45

O

O

46

O

O



47

2 O2- ��O2 + 4e-

Membrane

- +

E O2

Cathode

Anode

O2-

O2-

OO

Électrolyte solide

48

O2- ��½ O2 + 2e-

Membrane

- +

E

O2-

½ O2

H2O

H2

Cathode Anode

H2O + 2e- �� O2- + H2

Électrolyte solide



49

CÂU HỎI & THẢO LUẬN?CÂU HỎI & THẢO LUẬN?

50

TBTB

Trần Công Binh

GV ĐH Bách Khoa TP.HCMPhone: 0908 468 100

Email: [email protected]

[email protected]

Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh

Documents

ĐH BÁCH KHOA TP - hcmut.edu.vntcbinh/File_2013/NLTT/C1_NLTT_Va.2_2013.pdf · Năng lượng sinh khối (biomass) Năng lượng địa nhiệt Năng lượng đại dương Thủy