NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA NĂNG

LƯỢNG MẶT TRỜI

HVTH: HỒ XUÂN LỊCHGVHD: PGS-TS VŨ CHÍ HIẾU

n

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

1

2

3

4

ĐẶT VẤN ĐỀ

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ

1.ĐẶT VẤN ĐỀ• Thế giới đang đối mặt với nhiều nguy cơ,

trong đó có nguy cơ suy thoái môi trường, con người đang gia tăng khai thác tài nguyên thiên nhiên, làm cho nguồn tài nguyên không tái tạo ngày càng cạn kiệt.

• Phát triển bền vững đang được đề cập trên phạm vi toàn cầu kèm theo những hành động cụ thể, chẳng hạn phát triển kinh tế xã hội phải gắn liền với bảo vệ môi trường.

• Mục tiêu của thế giới: thay thế dần năng lượng điện truyền thống bằng nguồn năng lượng mới trong đó có điện mặt trời vào năm 2020.

1.ĐẶT VẤN ĐỀTại Việt Nam, tình hình sản xuất điện còn tồn tại nhiều

vấn đề như : Ngày càng làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên

như: than, dầu; Quá trình sản xuất điện làm cho môi trường ngày càng

bị ô nhiễm; Thường xuyên xảy ra thiếu điện;làm ảnh hưởng đến các

hoạt động sản xuất kinh doanh, các hoạt động xã hội; Thời tiết khí hậu ở nước ta thuộc vùng nhiệt đới: Bắc

Việt Nam hằng năm có khoảng 1400-2000 giờ nắng và các vùng miền Trung và một số vùng miền Nam có từ 2000-3000 giờ nắng thuận lợi cho phát triển công nghệ sản xuất điện bằng năng lượng mặt trời.

Vì vậy sử dụng năng lượng mặt trời góp phần quan trọng giúp giải quyết cả 2 thách thức lớn là biến đổi khí hậu và an ninh năng lượng.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nêu những ưu điểm từ việc sử dụng nguồn tài nguyên”năng lượng mặt trời”;

Chỉ ra những nhược điểm của việc sản xuất, tiêu thụ điện từ thuỷ điện, nhiệt điện, điện hạt nhân…và những tác động tiêu cực gây ô nhiễm môi trường,

Góp tiếng nói chung vào chiến lược phát triển nguồn năng lượng mới của thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng,

Tác động vào người ra quyết định đầu tư có cái nhìn mới về sử dụng năng lượng, để từ đó ủng hộ đề xuất sử dụng nguồn năng lượng mặt trời thay cho nguồn điện hiện nay, nhất là những khu vực như nhà ga, bến tàu, hộ gia đình,

Góp phần khắc phục tình trạng thiếu điện trên quy mô vùng và cao hơn là quy mô quốc gia,

Góp phần vào mục tiêu phát triển bền vững.

3. NÔI DUNG NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG I: Tổng quan về năng lượng Mặt Trời .

CHƯƠNG II :Đánh giá việc sản xuất điện truyền thống liên quan đến vấn đề môi trường.Vấn đề gây ô nhiễm môi trường.

CHƯƠNG III :Các ứng dụng của năng lượng Mặt Trời

I.TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1.ĐỊNH NGHĨA NĂNG LƯỢNG BỨC XẠ MẶT TRỜI

Mặt trời là một quả cầu khổng lồ có đường kính 1,39 triệu km và cách trái đất 149,5 triệu km. Mặt trời phát ra một công suất khoảng 3,8 x 1020 MW, nhưng Trái đất chỉ nhận được một phần công suất đó

Bức xạ Mặt trời là dòng năng lượng và vật chất phát đi từ mặt trời đến trái đất. Bức xạ điện từ có hai dạng đó là bức xạ trực tiếp và bức xạ khuyếch tán.

Toàn bộ Trái Đất nhận được từ Mặt trời 2.4x1018 cal/phút, gồm 48% năng lượng thuộc dải phổ ánh sáng khả kiến (có bước sóng λ =0.4-0.76µm), 7% tia cực tím (có bước sóng λ <0.4 µm, và 45% thuộc dải phổ hồng ngoại và sóng vô tuyến ( λ >0.76 µm).

I.TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.2.NGUỒN SINH RA NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Phản ứng nhiệt hạch

Khi tạo ra Heli bằng cách kết hợp 2 đơtoron, cứ mỗi giây có khoảng 8.9x1037 proton (hạt nhân hyđrô) được chuyển hoá thành hạt nhân Hêli. Nó giải phóng năng lượng theo tỷ lệ chuyển hoá khối lượng –năng lượng của 4,26 triệu tấn/giây thoát ra khỏi bề mặt của Mặt trời trong dạng các bức xạ điện từ trường và nơtrino.

CÂN BẰNG BỨC XẠ MẶT TRỜI

C¢N B»NG BøC X¹ MÆT TRêI

I.TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.3 PHÂN LOẠI : NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CÓ THỂ CHIA LÀM 2 LOẠI CƠ BẢN.

Quang năng

• Quang hợp• Sản xuất điện : pin mặt

trời• Điều tiết khí hậu trái

đất.

Nhiệt Năng• Bình nước nóng NLMT• Bếp năng lượng Mặt

Trời

QUANG NĂNG- QUANG HỢP

II. ĐÁNH GIÁ VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TRUYỀN THỐNG LIÊN QUAN ĐẾN VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG.VẤN ĐỀ GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

1.Nhiệt điện:

Sử dụng nhiên liệu đầu vào là than, dầu FO, Do… ngay tại cảng cung cấp than, dầu cho nhà máy đã gây ô nhiễm nguồn nước.

khi đốt nhiên liệu sẽ thải ra khí, chất thải rắn, tiếng ồn tác động đến sức khoẻ dân cư, bốc phát CO2 gây hiệu ứng nhà kính, SOx, NOx gây mưa axit, nước làm mát nóng lên thải ra gây ảnh hưởng tới thuỷ sinh, đặc biệt trong nhiên liệu than còn chứa thuỷ ngân là chất thải nguy hại.

II. ĐÁNH GIÁ VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TRUYỀN THỐNG LIÊN QUAN ĐẾN VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG.VẤN ĐỀ GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

2.Thuỷ điện: - Lượng Cacbon rất lớn giải phóng ra khi thực

vật phân huỷ trong lòng hồ thuỷ điện. Sau đó, thực vật ở đáy hồ lại tiếp tục phân huỷ trong điều kiện không có oxy, tạo ra methane. Cuối cùng, methane được giải phóng vào khí quyển khi nước đi qua các tuốc bin của đập. Tác động của methane tới ấm hoá toàn cầu mạnh gấp 21 lần so với CO2,

- Ngoài ra còn gây tác động khác tới môi trường xung quanh như đập chứa nước làm ngập úng cả khu vực rộng lớn, dân cư phải di dời….

II. ĐÁNH GIÁ VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TRUYỀN THỐNG LIÊN QUAN ĐẾN VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG.VẤN ĐỀ GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

3. Vấn đề truyền tải điện :Một vấn đề rất khó khăn hiện nay

là ngay khi phải giải quyết việc thiếu điện thì công việc dẫn điện tới những vùng sâu vùng xa, miền núi, hải đảo cũng gặp rất nhiều khó khăn. Ta biết rằng để đưa điện tới được những vùng này, Nhà nước phải đầu tư một nguồn vốn khổng lồ để thiết lập đường dây, trạm biến thế…ngoài ra tính hiệu quả của đầu tư lại không cao do tổn hao trên đường truyền dài, những nơi như miền núi, hải đảo dân cư sống thưa thớt.

III.HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT ĐIỆN Ở VN VÀ TRÊN THẾ GIỚI1.SẢN XUẤT ĐIỆN TRUYỀN THỐNG Ở VIỆT NAM

Gần 50% công suất điện của Việt Nam dựa vào thuỷ điện,các nhà máy thuỷ điện lớn như Hoà Bình, Sơn La, Thác Mơ, Trị An, Yaly, Sông Hinh…các nhà máy sản xuất điện từ nhiệt điện như nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Ninh Bình, Hiệp Phước… song tình trạng thiếu điện vẫn xảy ra trầm trọng.

Theo theo tập đoàn điện lực (EVN), những thời điểm nắng nóng như tháng 7, hệ thống điện trên cả nước vẫn thiếu từ 1.500MWh đến 2.500MWh tại thời điểm từ 7 đến 21h

Cũng theo EVN công suất khả dụng của toàn hệ thống chỉ khoảng 10.200MWh, trong khi nhu cầu sử dụng điện vẫn lên tới 11.000-12.000MWh, thiếu từ 800 -1.800MWh/ngày.

Từ nhu cầu tiêu thụ ngày càng tăng như vậy, nhưng sản xuất điện không đáp ứng kịp, nên đã dẫn đến tình trạng thiếu điện.

Hiện nay 37% lượng điện là mua từ bên ngoài;

III.HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT ĐIỆN Ở VN VÀ TRÊN THẾ GIỚI 2.SẢN XUẤT ĐIỆN TRUYỀN THỐNG TRÊN THẾ GIỚI.

Để sản xuất ra điện, trên phạm vi toàn cầu sử dụng nguyên liệu hoá thạch chiếm 64%, thuỷ điện chiếm 18%, năng lượng hạt nhân chiếm 17%, năng lượng tái tạo chiếm 1%.

Những nguồn cung cấp chính vẫn là sản xuất điện từ thuỷ điện và nhiệt điện, một số nước có triển khai sản xuất điện hạt nhân.

Điều mà chúng ta cần quan tâm đó là sản xuất điện truyền thống dần dần sẽ làm cạn kiệt nguồn tài nguyên, theo dự báo, với tốc độ khai thác sử dụng khoáng sản như hiện nay sẽ bị cạn kiệt trong tương lai gần:

- Khí đốt: khoảng 30 năm; - Dầu mỏ khoảng 50 năm; -Than đá khoảng 150-200 năm

ĐIỀU KIỆN THUẬN LỢI SỬ DỤNG NLMT Ở VN

Nguồn bức xạ dồi dào, đặc biệt tại miền Trung và miền Nam của nước ta.

Cấp điện ổn định cho các vùng sâu, xa.

Góp phần phát triển vùng sâu, vùng xa.

Có thể cấp nguồn điện từ cực nhỏ đến lớn đúng theo yêu cầu.

Đẩy mạnh công nghệ tiết kiệm điện đi kèm

NHỮNG KHÓ KHĂN CỦA NLMT Ở VN Nguồn vốn đầu tư và giá thành cho 1kWh điện

mặt trời còn cao (cho một hộ gia đình để thắp sáng, nghe đài cần đầu tư khoảng 5 triệu VND)

Chưa có chính sách khuyến khích nên chưa đưa được vào thương mại hoá rộng, tính cạnh tranh thấp, do đó giá thành chưa giảm nhanh.

Nguồn thông tin tin cậy về khả năng phát triển điện mặt trời đến các nhà hoạch định chính sách còn thiếu.

IV.CÁC ỨNG DỤNG CỦA NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI.

4.1.Pin mặt trời

4.2.Bình nước nóng NLMT

4.3. Bếp năng lượng Mặt Trời

4.1.PIN MẶT TRỜI

1 Định nghĩa : Pin năng lượng mặt trời (hay pin quang điện, tế

bào quang điện), là thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p-n (p: năng lượng chủ yếu mang điện tích dương –positive, n:năng lượng chủ yếu mang điện tích âm –negative). Dưới sự hiện diện của ánh sáng mặt trời có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được. Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng quang điện.

Hiệu ứng quang điện được nhà vật lý người Pháp Alexandre Edmond Becquerel phát hiện năm 1839, năm 1946 Russell Ohl được xem là người tạo ra pin năng lượng đầu tiên

4.1.PIN MẶT TRỜI

4.1.PIN MẶT TRỜIMÔ HÌNH PIN MẶT TRỜI CUNG CẤP ĐIỆN SINH HOẠT

HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI NHÀ MÁY CỦA INTEL VIỆT NAM Ở KHU CÔNG NGHỆ CAO TPHCM

4.1.PIN MẶT TRỜI MÔ HÌNH NHÀ SỬ DỤNG PIN MẶT TRỜI

4.2.BÌNH NƯỚC NÓNG NLMT

4.2.BÌNH NƯỚC NÓNG NLMTMÔ HÌNH NHÀ SỬ DỤNG BÌNH NƯỚC NÓNG NLMT MẶT TRỜI

4.2.BÌNH NƯỚC NÓNG NLMTPHẠM VI ÁP DỤNG

1. Căn hộ, nhà nghỉ có nhu cầu sử dụng nước nóng > 500 Lít/ngày

2. Khách sạn, Resort, Bệnh viện, Nhà điều dưỡng…

3. Trường học có nhu cầu sử dụng nước nóng lớn & an toàn.

4. Hồ bơi (duy trì nước hồ bơi theo nhiệt độ yêu cầu ).

5. Nhà hàng ( sử dụng nước nóng để rửa hoặc phục vụ nấu ăn …hạn chế tối đa lượng Gas đốt và các chi phí khác …)

6. Các cơ sở giặt, ủi & hấp có công suất lớn…

7. Các ngành công nghiệp liên quan…

4.2.BÌNH NƯỚC NÓNG NLMT NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.

4.2.BÌNH NƯỚC NÓNG NLMT

MÁY NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI GREENSOLAR

4.2.BÌNH NƯỚC NÓNG NLMT MÁY NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI DÙNG ỐNG SIÊU DẪN

4.3. BẾP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

CÁC ỨNG DỤNG KHÁC CỦA NLMT

Ngoài ra chúng ta còn có các thiết bị khác được tạo ra từ năng lượng măt trời như: máy bay sử dụng năng lượng mặt trời, Điện thoại di động, ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời… Trong tương lai, đây có thể sẽ là nguồn năng lượng của nhiều thiết bị di động chẳng hạn như: máy tính xách tay, camera, ipod hay thậm chí cả người máy. ..

1.SIÊU KHÁCH SẠN CHO ĐẠI GIA SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Toàn bộ khu nghỉ dưỡng sẽ sử dụng những mái lợp bằng tế bào quang năng, từ đó sản sinh ra điện. Chính vì lý do này mà dự án được đánh giá rất cao về tính thân thiện với môi trường.

2.TÒA NHÀ SUN AND THE MOON ALTAR (TRUNG QUỐC) LÀ MỘT TRONG NHỮNG TÒA NHÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LỚN NHẤT THẾ GIỚI.

 3.SÂN VẬN ĐỘNG WORLD GAMES (ĐÀI LOAN) LÀ NIỀM TỰ HÀO CỦA ĐÀI LOAN VỚI THIẾT KẾ SỬ DỤNG CÁC TẤM PIN MẶT TRỜI PHỦ KÍN MÁI SÂN.

4.NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI PS20 (TBN) LÀ NHÀ MÁY SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LỚN NHẤT TG   Nhà máy điện mặt trời

PS20 được xây dựng từ năm 2006, hoàn thành và đi vào hoạt động trong năm 2009.

PS20 có thể sản xuất được 48.000 MWh/năm, cung cấp cho 10.000 hộ gia đình trong khu vực.

giúp giảm khoảng 12.000 tấn CO2 vào khí quyển (giảm 2 lần so với tòa nhà PS10 được xây dựng trước đó).

5.THUYỀN PLANET SOLAR LÀ DU THUYỀN ĐẦU TIÊN ĐI VÒNG QUANH THẾ GIỚI BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CŨNG LÀ DU THUYỀN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LỚN NHẤT THẾ GIỚI. Nặng 95 tấn, dài

31 m, rộng gần 16 m.

Con thuyền được trang bị các tấm pin năng lượng mặt trời với tổng diện tích 537 m2

Thuyền có thể đạt tốc độ tối đa khoảng 25 km/giờ.

6.BỂ BƠI CÔNG CỘNG CỔ XƯA NHẤT VÀ LỚN NHẤT TRONG VÙNG VỊNH MỸ (BAY AREA)

7.PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐẦU TIÊN TẠI VIỆT NAM,

Khuôn viên nhà máy sản xuất panel pin mặt trời đầu tiên tại VN ở cụm công nghiệp nhựa Hòa Đức (Long An)

4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Nguồn điện năng hiện nay vẫn sản xuất theo truyền thống (thuỷ điện, nhiệt điện) là chính.

Nhu cầu tiêu thụ điện ngày một tăng, nhiều quốc gia trên thế giới lâm vào tình trạng thiếu điện trầm trọng.

Sản xuất điện truyền thống gây ô nhiễm môi trường, tham gia vào khai thác tiêu thụ nguồn tài nguyên không tái tạo như than đá, dầu mỏ làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên.

Chuyển năng lượng mặt trời thành điện năng là giải pháp tích cực vì đây là nguồn năng lượng sạch. Tuy nhiên sản xuất pin năng lượng mặt trời còn gặp khó khăn vì giá thành phẩm rất cao,

4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Pin năng lượng mặt trời bị hạn chế bởi những thiết bị điện có công suất tiêu thụ điện cao thì pin năng lượng không đáp ứng được.

Sử dụng pin năng lượng mặt trời rất thích hợp cho những vùng núi, hải đảo, hộ gia đình, trang trại, các khu công cộng như nhà ga, bến tàu..

Về lâu dài, cần thay thế dần sử dụng điện truyền thống bằng sử dụng năng lượng mặt trời như phong điện, chuyển đổi năng lượng mặt trời thành nhiệt(máy nước nóng), pin mặt trời… sẽ khắc phục được dần tình trạng thiếu điện, nhất là vùng sâu, vùng xa, những vùng có nguồn bức xạ dồi dào nhưng lại khó khăn trong việc truyền tải điện bằng dây như hiện nay. Mặt khác sau khi đã khấu hao vốn đầu tư thì việc sử dụng từ nguồn năng lượng mặt trời rất rẻ.

4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Nhà nước tăng cường đầu tư cho NLMT hiện đại và có chính sách khuyến khích, hổ trợ phát triển NLMT.

Chính sách pháp luật liên quan tới việc sử dụng NLMT

Các nước cần tạo được các khuôn khổ chính sách dài hạn ổn định để phát triển những công nghệ tạo nhiệt và làm lạnh bằng năng lượng mặt trờiViệt Nam cần quan tâm hơn nữa về mọi mặt nhằm tạo ra sự phát triển mạnh mẽ từ nguồn năng lượng Mặt Trời.

Vận động cộng đồng nâng cao nhận thức, thúc đẩy sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Ở Việt Nam, trước mắt nên tập trung sản xuất thiết bị thu nhiệt (máy làm nước nóng),

.

Cảm ơn thầy và các bạn đã theo dõi.