BÀI BÁO CÁO môn NĂNG LƯỢNG tái tạo đề tài THIẾT kế bộ THU NĂNG LƯỢNG mặt TRỜI DẠNG PARAPOL

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA NHIỆT BÀI BÁO CÁO MÔN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ THU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI DẠNG PARAPOL GVHD : PGS.TS PHAN QUÍ TRÀ SVTH : HUỲNH ĐỨC THIỆN Lớp : 18N1 MSSV : 104180040 SVTH: HUỲNH ĐỨC THIỆN GVHD: TS PHAN QUÍ TRÀ PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ NHIỆT ĐIỆN MẶT TRỜI VÀ BỘ THU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI DẠNG PARAPOL I Khái quát - Nhiệt điện mặt trời (CSP) hệ thống sử dụng gương kính để tập trung lượng lớn lượng mặt trời, mà chủ yếu xạ nhiệt, vào điểm nhỏ Điện tạo lượng xạ ánh sáng mặt trời tập trung lại làm nóng động nhiệt (thông thường turbine) kết nối với máy phát lò phản ứng nhiệt - Có chu trình nhiệt chủ yếu diễn hệ thống, chu trình nhiệt sơ cấp, chất lưu (thồng thường dung dịch muối đặc biệt) đun nóng xạ mặt trời tập trung chu trình thứ cấp, thơng thường nước đun nóng chất lưu nóng chu trình sơ cấp - Nhiệt điện mặt trời sử dụng rộng rãi và tổng sản lượng lắp lên tới 740MW điện sản xuất từ năm 2007 đến cuối năm 2010 Hơn nửa số (khoảng 478MW) lắp đặt vào năm 2010, đóng góp cho tổng sản lượng chung nhiệt điện mặt trời toàn giới 1095MW Tây Ban Nha thêm 400MW năm 2010, dẫn đầu giới lượng CSP (tổng đạt 632MW), đó, Mỹ sản xuất không kém, đạt 509MW Trung Đông thiết lập hệ thống riêng , hứa hẹn hồn tất lập đặt dự án, nhà máy Shams-I (xây dựng Abu Dhabi) họ nhà máy sản xuất lượng điện nhiệt mặt trời lớn giới SVTH: HUỲNH ĐỨC THIỆN GVHD: TS PHAN QUÍ TRÀ - Phát triển tồn giới , thương mại hóa CSP năm 1984 với nhà máy SEGS Đến năm 1990, dự án SEGS thức hồn thành Từ năm 1990 đến năm 2005, khơng có thêm nhà máy CSP xây thêm giới Điều bị ảnh hưởng nhiều nguyên nhân phương diện kỹ thuật lẫn trị kinh tế Do bên cạnh CSP có nhiều nguồn lượng khác khai thác sử dụng, khủng hoảng dầu mỏ kết thúc, giá nhiên liệu có giảm, nhu cầu nguồn lượng chưa đề cao Tuy nhiên, tốc độ phát triển CSP trở nên mạnh mẽ năm gần Năm 2013, giới có thêm 36% sở xây (tương ứng với khoảng 0.9GW điện sản xuất thêm từ CSP) Tây Ban Nha Hoa Kì tiếp tục dẫn đầu quốc gia có số lượng sở sản xuất điện từ CSP nhiều tăng nhanh Có xu hướng nhìn thấy rõ vùng có cường độ xạ mặt trời cao ngày ý tới CSP, bên cạnh địi hỏi tìm kinh tế, cụ thể Trung Đông, Ấn Độ, Trung Quốc… Thống kê từ năm 2004 đến tốc độ tăng trường trung bình CSP tồn cầu đạt khoảng 50% năm Theo dự báo Greenpeace International, vào năm 2050, CSP chiếm 11% nguồn cung lượng cho giới 3 SVTH: HUỲNH ĐỨC THIỆN GVHD: TS PHAN Q TRÀ AI Cơng nghệ - CSP dùng để sản xuất điện (đơi cịn gọi thermoelectricity), hệ thống CSP chủ yếu sử dụng gương hệ thống phản xạ quang học, kèm với hệ thống định vị nhằm tập trung vùng lớn ánh sáng mặt trời hội tụ vào vùng nhỏ Bức xạ nhiệt tập trung lại, đun nóng chất lưu (nguồn nóng) để tạo lượng cho trình chuyển nhiệt thành điện Các tập trung nhiệt dùng để cung cấp cho q trình cơng nghiệp làm nóng làm lạnh, tương tự điều hịa khơng khí mặt trời - CSP chia thành dạng Đó gương parabol (parabolic trough), enclosed trough, dish Stirling, Fresnel reflector tháp mặt trời (solar power tower) Trong đó, dạng có ưu điểm nhược điểm riêng Nhưng báo cáo này, nhóm tập trung đề cập đến nhóm chính, gương parabol tháp mặt trời hệ thống sử dụng rộng rãi hứa hẹn có bước tiến xa tương lai BI Parabolic trough (Gương Parabol) Giới thiệu thiết bị - Gương parabol dạng CSP sử dụng gương gia công tỉ mĩ đề tăng độ hội tụ cho ánh sáng vào thiết bị nhận Thiết bị ống dài chứa chất lưu mang nhiệt, đặt bề mặt gương parabol Thông thường nằm tiêu điểm hội tụ gương nhằm tập trung xạ tốt Thiệt bị phản xạ (gương) thiết kế dựa hệ thống dò theo quỹ đạo mặt trời suốt ngày, theo trục Khác với dạng Stirling dish có trục, gương parabol hệ thống gương dài nên việc định nhật theo trục điều Dung dịch lưu chất ống o làm nóng tới 150 – 350 C, chạy ống nhận dùng đề làm nóng cho nguồn chất lưu khác (thơng thường nước – nước) để lưu chất làm quay turbine phát điện Lưu ý lưu chất lưu chất hai chu trình hồn tồn riêng biệt Sơ đồ gương parabol lượng Mặt Trời SVTH: HUỲNH ĐỨC THIỆN GVHD: TS PHAN QUÍ TRÀ 2.Cấu tạo máng parabol Máng hình Parabol cấu tạo từ nhiều mơ-đun thu lượng mặt trời cố định với để di chuyển cụm lượng mặt trời Một mô-đum máng parabol có chiều dài lên đến 15 mét (49 ft in) Máng Parabol có cấu tạo để hạn chế việc giảm hiệu suất, kính thu nhiệt dạng cố định, cách xoay xung quanh trục, làm cho bề mặt hấp thụ quang thẳng góc với mặt trời vào buổi sáng xoay theo ánh nắng mặt trời sang hướng tây vào buổi chiều tối Kính thu nhiệt loại thường bao gồm phản chiếu hình chữ nhật dài có mặt cắt ngang dạng parabol để tất quang vào phản chiếu phản xạ vào ống thu nhiệt chạy dọc theo phản chiếu Ống thu nhiệt đặt trước phản chiếu để đón nhận phản xạ Tấm phản chiếu loại ống chân không, ống dẫn nhiệt ống truyền nước sơn phủ lớp hấp thu nhiệt sơn đen mờ lớp hấp thu nhiệt đặc biệt Nhiều kính thu nhiệt kiểu lắp cạnh tăng cường khả hấp thu quang để nung nóng nước Tuỳ thuộc vào loại thu nhiệt sử dụng, kính thu nhiệt cung cấp khả nung nóng cao lại hạn chế hiệu suất điều kiện khuyếch tán Môđun thu lượng mặt trời chế tạo gương parabol đơn mảnh lắp ráp với số gương nhỏ thành hàng song song Các gương mô- đun nhỏ yêu cầu máy nhỏ để chế tạo gương, giảm chi phí Chi phí giảm trường hợp cần thay gương bị hư hỏng Những hư hỏng xảy bị vật thể va đập thời tiết 3.Sơ đồ nhà máy điện máng parabol SVTH: HUỲNH ĐỨC THIỆN GVHD: TS PHAN Q TRÀ Ngun lý điện mặt trời Parabol hoạt động với mức công suất nhà máy điện mặt trời Nguyên lý hoạt động không phức tạp mà vô đơn giản Các gương cong định nhật bắt lấy ánh sáng tập chung ánh sáng vào ống thu Có tên mỹ miều ống thu lượng mặt trời Một môi trường truyền nhiệt chảy qua làm nóng lên xạ mặt trời Ở môi trường truyền nhiệt sang nước, tạo nước Hơi nước có nhiệm vụ làm quay tuabin máy phát điện Hệ thống CSP gương parabol phát triển nhiều Hệ thống Solar Energy Generating Systems (SEGS) California nhà máy CSP theo dạng gương parabol lớn giới Bên cạnh có nhiều nhà máy lớn khác Nevada Solar One gần Boulder City, Nevada, hay nhà máy Andasol, nhà máy CSP gương parabol châu Âu, đáng ý nhà máy Plataforma Solar de Almeria’s SSPS-DCS Tây Ban Nha Ưu nhược điểm máng parabol * Ưu điểm - Hiệu suất cao (sử dụng vật liệu bán dẫn đa tầng, cường độ ánh sáng cực lớn) - Hệ thống vận hành quay quanh trục, theo hướng mặt trời quay từ đông sang tây ngược lại, chuyển xạ nhiệt thành điện (gián tiếp) nên hoạt động ổn định - Năng lượng mặt trời tập trung dựa vào nhiệt, lưu trữ, nhà máy sử dụng máng Parabol có khả lưu trữ lượng lớn nhiệt lưu trữ vài để tiếp tục phát điện sau mặt trời lặn ngày nhiều mây * Nhược điểm - Không thể hoạt đông quy mô nhỏ - Phải sử dụng dàn xoay (do tế bào quang điện hấp thụ ánh sáng trực tiếp) - Chi phí dàn xoay, phận quang học, vật liệu sản xuất pin đắt - Chỉ thích hợp với số vùng có cường độ xạ lớn - Việc làm mặt phản xạ uốn cong theo hình parabol tốn so với việc làm phản xạ phẳng hiệu suất tập trung ánh sáng cao nhiều - Năng lượng mặt trời tập trung có ảnh hưởng đến mơi trường lớn Giống loại lượng nhiệt khác, CSP nguồn tiêu thụ nước lớn Lượng nước lớn cần thiết để làm mát máy móc bên rửa thu lượng mặt trời Nhiều nhà máy CSP vùng khô hạn, nơi khan nước, điều làm tăng thêm chi phí mơi trường nói chung Nhiều tháp điện mặt trời đốt nhiên liệu hóa thạch vào đầu ngày để đưa mơi chất lỏng lên đến nhiệt độ hoạt động Nhưng điện mặt trời có tác động đến mơi trường Một số loại pin mặt trời địi hỏi phải có hóa chất độc hại để sản xuất pin cũ trở thành chất thải nguy hại không xử lý cách SVTH: HUỲNH ĐỨC THIỆN GVHD: TS PHAN QUÍ TRÀ SVTH: HUỲNH ĐỨC THIỆN GVHD: TS PHAN QUÍ TRÀ SVTH: HUỲNH ĐỨC THIỆN GVHD: TS PHAN QUÍ TRÀ ... QUAN VỀ NHIỆT ĐIỆN MẶT TRỜI VÀ BỘ THU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI DẠNG PARAPOL I Khái quát - Nhiệt điện mặt trời (CSP) hệ thống sử dụng gương kính để tập trung lượng lớn lượng mặt trời, mà chủ yếu xạ... ĐỨC THIỆN GVHD: TS PHAN QUÍ TRÀ 2.Cấu tạo máng parabol Máng hình Parabol cấu tạo từ nhiều mơ-đun thu lượng mặt trời cố định với để di chuyển cụm lượng mặt trời Một mô-đum máng parabol có chiều... có cấu tạo để hạn chế việc giảm hiệu suất, kính thu nhiệt dạng cố định, cách xoay xung quanh trục, làm cho bề mặt hấp thụ quang thẳng góc với mặt trời vào buổi sáng xoay theo ánh nắng mặt trời