PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KT HỆ LAI GHÉP NĂNG LƯỢNG GIÓ – MẶT TRỜI, ỨNG DỤNG ĐÈN LED CC ĐIỆN,TIẾT KIỆM CHO CÁC GIÀN KT DẦU KHÍ BIỂN – LDDK VIETSOPETRO. LUẬN VĂN THẠC SĨ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐÀO ĐỨC QUANG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ HỆ LAI GHÉP NĂNG LƯỢNG GIÓ – MẶT TRỜI, ỨNG DỤNG ĐÈN LED CUNG CẤP ĐIỆN, TIẾT KIỆM CHO CÁC GIÀN KHAI THÁC DẦU KHÍ BIỂN – LDDK VIETSOPETRO CHUYÊN NGÀNH: QUẢN TRỊ KINH DOANH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TRẦN VĂN BÌNH HÀ NỘI 2012 Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng Tơi xin trân trọng cảm ơn q thầy cô giáo Viện Kinh tế Quản lý, Viện sau Đại học - Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồng thời cảm ơn tri ân vị lãnh đạo, đồng nghiệp cơng tác Phịng Cơ khí - lượng - tự động hóa, Xí nghiệp Cơ Điện đặt biệt nhóm Cơ Điện giàn MSP-9 thuộc Liên doanh Việt-Nga Vietsovpetro; Công ty SUNLED 16/56 phố Hoa Lâm, Việt Hưng, Long Biên, Hà Nội, công ty CP tư vấn xây dựng điện gió Việt Nam VIWICO số 18 lơ 10A, Trung n 10, Trung Hịa, Cầu Giấy, Hà Nội giúp đỡ tơi q trình thực luận văn Đặc biệt xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến Phó giáo sư - Tiến sĩ Trần Văn Bình – Bộ mơn kinh tế lượng – Viện kinh tế quản lý - Trường đại học Bách Khoa Hà Nội trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Trong q trình nghiên cứu, có cố gắng thân, song khả kinh nghiệm có hạn nên luận văn khơng tránh khỏi số thiếu sót ngồi mong muốn, hạn chế định, thành thật mong quý thầy cô giáo, đồng nghiệp góp ý để nghiên cứu luận văn áp dụng vào thực tiễn Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2012 Học viên Đào Đức Quang Trang Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa 01 Lời cam đoan 02 Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt 06 Danh mục bảng 07 Danh mục hình vẽ, đổ thị 09 PHẨN MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG – NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO, ĐÈN LED VÀ ỨNG DỤNG 14 1.1 Tổng quan cơng nghệ sản xuất lượng gió, lượng mặt trời, đèn LED 14 1.1.1 Các đặc tính nguồn lượng tái tạo 14 1.1.2 Các công nghệ lượng điện mặt trời 15 1.1.3 Cơng nghệ lượng gió 19 1.2 Hệ lai ghép lượng ứng dụng 25 1.2.1 Đặt vấn đề 25 1.2.2 Các loại nguồn điện hệ thống điện hỗn hợp 26 1.2.3 Sơ đồ đấu nối hệ lai ghép 27 1.2.4 Ưu nhược điểm hệ thống điện lai ghép 34 1.3 Phương pháp phân tích đánh giá hiệu kinh tế hệ lai ghép sử dụng lượng tái tạo 38 1.3.1 Các tiêu kinh tế dùng để đánh giá 38 1.3.2 Các số liệu cần thu thập hệ lai ghép 44 Trang Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh CHƯƠNG – THỰC TRẠNG NHU CẦU NĂNG LƯỢNG VÀ ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG HỆ LAI GHÉP NĂNG LƯỢNG GIÓ - NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐÈN LED 47 2.1 Giới thiệu tổng quan LDDK VIETSOVPETRO 47 2.1.1 Lịch sử hình thành phát triển 47 2.1.2 Một số dấu mốc lịch sử 47 2.1.3 Tình hình sản suất kinh doanh qua năm 48 2.1.4 Chiến lược phát triển Vietsovpetro giai đoạn 50 2.2 Nhu cầu sử dụng lượng giàn khai thác dầu khí 51 2.2.1 Cấu tạo giàn khai thác 51 2.2.2 Quá trình khai thác 56 2.2.3 Nhu cầu sử dụng lượng giàn cố định MSP-9 56 2.3 Hiện trạng sản xuất cung cấp lượng giàn khai thác 61 2.3.1 Mô tả hệ thống sản suất cung cấp điện cho khối, phụ tải 61 2.3.2 Giá thành sản xuất điện 62 2.4 Ưu, nhược điểm hệ thống lượng hữu nhu cầu đầu tư hệ lai ghép 66 2.4.1 Ưu, nhược điểm hệ thống lượng hữu 66 2.4.2 Nhu cầu đầu tư hệ lai ghép 67 CHƯƠNG – PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ HỆ LAI GHÉP NĂNG LƯỢNG GIÓ, NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐÈN LED CHO GIÀN KHAI THÁC DẦU KHÍ CỐ ĐỊNH 69 3.1 Phân tích lựa chọn hệ lai ghép 69 3.1.1 Đặt vấn đề 69 Trang Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh 3.1.2 Mô tả địa điểm 69 3.1.3 Điều kiện thời tiết, môi trường khu vực giàn MSP-9 71 3.2 Thiết kế xây dựng dự toán cho hệ lai ghép 73 3.2.1 Điện sử dụng cho thiết bị chiếu sáng 73 3.2.2 Tổng nhu cầu điện 76 3.2.3 Biểu đồ phụ tải ngày 76 3.2.4 Dự báo độ tăng trưởng nhu cầu tương lai 76 3.2.5 Phương án cung cấp, tiết kiệm điện 77 3.2.6 Xây dựng sơ đồ khối tổng quát 78 3.2.7 Tính tốn lựa chọn thiết bị 79 3.3 Phân tích hiệu kinh tế - tài 88 3.3.1 Phân tích hiệu kinh tế cho phương án .88 3.3.2 Phân tích độ nhạy (ngưỡng thâm nhập) 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 TÓM TẮT LUẬN VĂN 106 PHỤ LỤC 109 Trang Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Trong luận văn có sft dụng ký chữ viết tắt thuật ngữ sau: Từ viết tắt Nội dung Vietsovpetro Liên doanh dầu khí Việt Nga “Vietsovpetro” PVEP Tổng cơng ty thăm dị, khai thác dầu khí Petrovietnam XNKTDK Xí nghiệp khai thác dầu khí, trực thuộc Vietsovpetro MSP Giàn cố định - giàn cố định khoan-khai dầu khí biển khu vực mỏ Bạch Hổ RP Giàn cố định - giàn cố định khoan-khai dầu khí biển khu vực mỏ Rồng BK, RC Giàn nhẹ - giàn khai thác vệ tinh, khơng người Giàn CNTT giàn công nghệ trung tâm - giàn tập trung hệ thống cơng nghệ xử lý tách khí, nước từ dầu thô nhận từ MSP, BK khác CTB Cơng trình biển BM Block Module – khu vực giàn có chức riêng biệt NLTT Năng lượng tái tạo NLM & TT Năng lượng tái tạo NLMT Năng lượng mặt trời PMT Pin mặt trời PV Dàn pin mặt trời Photovoltaic NL gió Năng lượng gió ĐCG Động gió hay Turbine gió MPD Máy phát điện DC điện chiều AC điện xoay chiều GOCT Bộ tiêu chuẩn kỹ thuật Liên Xô cũ ДГ8ЧН Máy phát điện chạy dầu Diezen Nga chế tạo Trang Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh DANH MỤC CÁC BẢNG Tên Nội dung Trang Bảng 1.1 Công suất điện sản xuất từ lượng gió giới 19 Bảng 1.2 Bảng so sánh loại đèn thông dụng 23 Bảng 1.3 Bảng so sánh thay tương đương 25 Bảng 1.4 Giới hạn ứng dụng hệ lai ghép 33 Bảng 2.1 Một số kiện đáng nhớ 47 Bảng 2.2 Sản lượng khai thác Vietsovpetro qua năm 48 Bảng 2.3 Các Block giàn MSP-9 53 Bảng 2.4 Kích thước Block dự kiến lắp đặt Turbine gió NLMT 55 Bảng 2.5 Thống kê phụ tải liên tục giàn MSP-9 58 Bảng 2.6 Thống kê số lượng, chủng loại, công suất chiếu sáng giàn MSP-9 60 Bảng 2.7 Thống kê máy phát điện giàn MSP-9 61 Bảng 2.8 Đơn giá nhiên liệu giàn MSP-9 63 Bảng 2.9 Đơn giá sản suất điện giàn MSP-9 64 Bảng 2.10 Tổng hợp chi phí cho 1KWh điện giàn MSP-9 65 Bảng 3.1 Thống kê khu block chức MSP-9 70 Bảng 3.2 Tọa độ địa lý giàn MSP-9 71 Bảng 3.3 Thống kê khí hậu, mơi trường giàn MSP-9 71 Bảng 3.4 Bảng công suất thiết bị chiếu sáng ngày (nguồn MSP-9) 74 Bảng 3.5 Tải tiêu thụ theo “ngày” “đêm” ngày 75 Bảng 3.6 Tổng nhu cầu điện MSP-9 76 Bảng 3.7 Nhu cầu phụ tải theo thời gian MSP-9 77 Bảng 3.8 Số nắng đỉnh trung bình năm bề mặt nghiêng 83 Bảng 3.9 Số lượng Turbine Panel PMT lắp đặt giàn 85 Bảng 3.10 LED thay tương đương giàn 86 Bảng 3.11 Tổng phụ tải chiếu sáng dùng LED 87 Bảng 3.12 Phương án – kết hợp LED, NL Gió, NLMT 88 Bảng 3.13 Sản lượng điện hàng năm hệ Gió + PV tạo 89 Bảng 3.14 Chi phí thiết bị 89 Bảng 3.15 Tổng vốn đầu tư xây dựng cơng trình 90 Trang Đào Đức Quang Bảng 3.16 Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh Hiệu kinh tế -phương án 93 Bảng 3.17 Sản lượng điện phương án 94 Bảng 3.18 Chi phí đầu tư ban đầu cho đèn LED 95 Bảng 3.19 Tổng vốn đầu tư ban đầu cho phương án 95 Bảng 3.20 Chi phí thay thiết bị hàng năm cho đèn LED 97 Bảng 3.21 Hiệu kinh tế -phương án 99 Bảng 3.22 Bảng so sánh tiêu kinh tế phương án 100 Bảng 3.23 Bảng phân tích độ nhạy phương án 101 Bảng 3.23 Bảng phân tích độ nhạy phương án 103 Trang Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên Nội dung Trang Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhà máy điện mặt trời 15 Hình 1.2 Collector Parabol trụ 16 Hình 1.3 Nguyên lý gương phản xạ 16 Hình 1.4 hệ thống gương phản xạ 16 Hình 1.5 Sử dụng đĩa Parabol 16 Hình 1.6 nguyên lý hoạt động tháp lượng mặt trời 17 Hình 1.7 Các vùng hóa trị 17 Hình 1.8 Nguyên lý hoạt động PMT 18 Hình 1.9 Giàn PMT cơng suất nhỏ 19 Hình 1.10 Cấu tạo Tua bin gió 20 Hình 1.11 Hệ lai ghép góp AC độc lập 28 Hình 1.12 Hệ lai ghép góp AC nối mạng điện lưới 29 Hình 1.13 Trạng thái thiết bị trình vận hành hệ thống 30 Hình 1.14 Giới hạn ứng dụng hệ lai ghép 33 Hình 1.15 So sánh NPV phương án 39 Hình 1.16 Xác định IRR 40 Hình 2.1 Biểu đồ sản lượng khai thác dầu thơ 49 Hình 2.2 Biểu đồ doanh thu xuất dầu thơ 50 Hình 2.3 Cấu tạo giàn khai thác cố định có tháp khoan (mặt hơng) 51 Hình 2.4 Cấu tạo giàn khai thác cố định có tháp khoan (mặt trước) 52 Hình 2.5 Sơ đồ giàn cố định tháo tháp khoan 55 Hình 2.6 Sơ đồ dây hệ thống cung cấp điện giàn 56 Hình 2.7 Biểu đồ phụ tải điện điển hình TB ngày giàn 57 Hình 2.8 Biểu đồ phụ tải điện điển hình TB tháng giàn 57 Hình 3.1 Đồ thị tốc độ gió trung bình năm khu vực giàn MSP-9 72 Hình 3.2 Biểu đồ xạ NL mặt trời (kWh/m2/ ngày) 73 Hình 3.3 Biểu đồ phụ tải chiếu sáng ngày 76 Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống lai ghép đề xuất 78 Hình 3.5 Sơ đồ mặt bố trí hệ lai ghép 79 Trang Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh Hình 3.6 Cấu tạo động gió Elena 80 Hình 3.7 Bố trí PMT quanh sân bay 85 Hình 3.8 Bố trí PMT quanh BM-15 85 Hình 3.9 Biểu đồ phụ tải chiếu sáng ngày (đèn LED) 87 Hình 3.10 Biểu đồ phân tích độ nhạy phương án 101 Hình 3.11 Biểu đồ phân tích độ nhạy phương án 101 Trang 10 Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh PHẦN MỞ ĐẦU 0.1 LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI 0.1.1 Cơ sở khoa học: Trong bối cảnh ngày cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch nội địa, giá dầu giới tăng cao phụ thuộc ngày nhiều vào giá lượng giới, khả đáp ứng lượng đủ cho nhu cầu nước ngày khó khăn trở thành thách thức lớn Việt Nam nước có nguồn tài nguyên tái tạo dồi dào, nước nằm giải phân bố ánh sáng nhiều năm theo đồ xạ Mặt trời giới nhờ bờ biển dài tới 3.000 km, có khả thay nguồn lượng hóa thạch, giảm thiểu tác động tới mơi trường Vì việc xem xét khai thác nguồn lượng tái tạo thay cho lượng truyền thống có ý nghĩa quan trọng kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng phát triển bền vững Mặt khác, sau thảm họa kép động đất - sóng thần, nước Nhật cịn bị thảm họa rò rỉ nhà máy điện hạt nhân Pukoshima, nước Nhật tuyên bố giảm dần lượng hạt nhân, đầu tư nghiên cứu lượng tái tạo Các nước châu Âu mà đầu Đức, tuyên bố chuyển dần sang nguồn lượng tái tạo Đây hội tốt để ngành công nghệ sử dụng lượng mặt trời – gió phát triển Giá trị đầu tư cho thiết bị giảm Mỗi năm Việt Nam có khoảng 2.000-2.500 nắng với mức chiếu nắng trung bình khoảng 150kCal/cm2, tương đương với tiềm khoảng 43,9 triệu dầu qui đổi/năm Trong lượng gió hấp dẫn, đạt cơng suất phát điện khoảng 800-1.400 kwh/m2/năm đất liền, từ 500-1.000 kwh/m2/năm khu vực bờ biển 0.1.2 Tính thực tiễn: Liên doanh Việt Nga Vietsovpetro đơn vị tìm kiếm, thăm dị khai thác dầu khí ngồi khơi thềm lục địa phía nam Việt Nam thuộc lô 09-1, nhiên liệu phục vụ cho trình khoan khai thác hàng năm tốn nhiều chi phí, có số giàn khai thác cơng nghệ trung tâm có điều kiện lắp đặt máy phát điện Turbine khí, sử dụng nguồn khí đồng hành chỗ, xử lý sử dụng Còn lại loạt giàn khác giàn khai thác dầu cố định (giàn cố định MSP, RP), giàn nhẹ khai thác dầu (giàn nhẹ BK, RC), đầu tư máy phát điện Turbine khí phải chạy máy phát truyền thống dùng dầu Diezen Việc vận chuyển dầu Diezen Trang 11 Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh cơng trình biển khó khăn, vào mùa biển động phải dùng tàu vận tải vận chuyển Hơn nữa, việc chạy máy phát điện Diezen gây ô nhiễm mơi trường cho vùng biển Các cơng trình dầu khí biển (CTB) Vietsovpetro nằm vùng biển nhiều nắng gió nên việc sử dụng lượng hệ lai ghép gió - lượng mặt trời hoàn toàn phù hợp Trước đây, giàn cố định giàn nhẹ nói cịn khai thác dầu thô với sản lượng lớn, vấn đề tiết kiệm chi phí nói chung chi phí lượng nói riêng chưa đặt Tuy nhiên nay, sản lượng khai thác dần tụt giảm, chi phí vận hành, bảo dưỡng giàn trở thành gánh nặng cho Vietsovpetro Hàng loạt biện pháp khác đặt để tiết kiệm chi phí giảm nhân lực, giảm vật tư tiêu hao, tiết kiệm lượng, v.v… trở nên vơ cấp bách Chính lý nêu tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Phân tích, đánh giá hiệu kinh tế hệ lai ghép lượng gió – mặt trời, ứng dụng đèn LED cung cấp điện, tiết kiệm cho giàn khai thác dầu khí biển – LDDK VIETSOVPETRO” cho luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh Dựa sở khoa học, tham khảo kinh nghiệm nước khác từ thực trạng sử dụng lượng Vietsovpetro, luận văn xin đề xuất số giải pháp kiến nghị nhằm giải vấn đề mang tính cấp bách Tuy nhiên, đề tài rộng, đòi hỏi phải có nghiên cứu, đóng góp nhiều nhà khoa học người hoạt động thực tiễn Với khả trình độ có hạn, mong muốn tác giả đóng góp ý kiến nhỏ bé từ nghiên cứu thân vào vấn đề rộng lớn 0.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Mục đích nghiên cứu: đánh giá khả áp dụng hệ lai ghép cơng trình biển hữu Vietsovpetro Luận văn xác định mục tiêu nghiên cứu sau: 0.2.1 Tổng quan lý thuyết công nghệ lượng tái tạo đặc biệt hệ lai ghép gió - lượng mặt trời ứng dụng đèn LED 0.2.2 Tìm hiểu thực trạng sử dụng lượng giàn khai thác dầu khí cố định Vietsovpetro, ngồi khơi thềm lục địa Việt Nam Trang 12 Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh 0.2.3 Phân tích hiệu kinh tế đánh giá phương án sử dụng lượng đưa số giải pháp ứng dụng hệ lai ghép gió - lượng mặt trời ứng dụng đèn LED giàn cố định 0.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 0.3.1 Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu luận văn phân tích đánh giá hiệu kinh tế hệ lai ghép lượng gió – lượng mặt trời đèn LED tiết kiệm điện sử dụng kết hợp vào hệ thống lượng có giàn cố định Vietsovpetro 0.3.2 Phạm vi nghiên cứu luận văn: Luận văn tập trung nghiên cứu hiệu kinh tế việc sử dụng lượng giàn khai thác dầu khí thơng dụng Vietsovpetro giàn cố định 0.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Trên sở nghiên cứu, thu thập tài liệu thông tin thứ cấp có liên quan báo cáo sử dụng lượng hàng năm Vietsovpetro, thu thập tài liệu (số liệu) sơ cấp cơng trình biển theo mục đích nghiên cứu Trong q trình thực luận văn, tác giả sử dụng phương pháp thống kê, phân tích, tổng hợp so sánh để làm rõ nội dung nghiên cứu mà đề tài đặt Cấu trúc luận văn bao gồm chương sau: CHƯƠNG – NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO, ĐÈN LED VÀ ỨNG DỤNG CHƯƠNG – THỰC TRẠNG NHU CẦU NĂNG LƯỢNG VÀ ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG HỆ LAI GHÉP NĂNG LƯỢNG GIÓ - NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐÈN LED CHƯƠNG 3– PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ HỆ LAI GHÉP NĂNG LƯỢNG GIÓ, NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ĐÈN LED CHO GIÀN KHAI THÁC DẦU KHÍ CỐ ĐỊNH Trang 13 Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh CHƯƠNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO, ĐÈN LED VÀ ỨNG DỤNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NĂNG LƯỢNG GIÓ, NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI, ĐÈN LED 1.1.1 Các đặc tính nguồn lượng tái tạo 1.1.1.1 Đặc tính phong phú tái sinh Có thể nói nguồn lượng tái tạo (NLM & TT) phong phú có sẵn, hầu hết nguồn lượng tái tạo Về nguồn mà nói lượng mặt trời dồi dào, gió, lượng thủy điện nhỏ, lượng sinh khối, lượng thủy triều, sóng biển, địa nhiệt có trữ lượng lớn khơng muốn nói khó cạn kiệt Tiềm năng lượng tái tạo hay lượng tái sinh lượng từ nguồn liên tục mà theo chuẩn mực người vơ hạn Vơ hạn có hai nghĩa: Hoặc lượng tồn nhiều đến mức mà khơng thể trở thành cạn kiệt sử dụng người (ví dụ lượng Mặt Trời) lượng tự tái tạo thời gian ngắn liên tục (thí dụ lượng sinh khối) quy trình cịn diễn tiến thời gian dài Trái Đất Ngược lại với việc sử dụng quy trình việc khai thác nguồn lượng than đá hay dầu mỏ, nguồn lượng truyền thống mà ngày tiêu dùng nhanh tạo nhiều 1.1.1.2 Đặc tính bảo vệ mơi trường: Tất nguồn NLM & TT nên việc sử dụng nguồn lượng mang lại nhiều lợi ích sinh thái lợi ích gián tiếp cho kinh tế So sánh với nguồn lượng truyền thống như: Than đá, hoá thạch hay thuỷ điện, lượng tái tạo có nhiều ưu điểm tránh hậu có hại đến mơi trường Năng lượng gió đánh giá thân thiện với mơi trường gây ảnh hưởng xấu mặt xã hội Theo báo cáo từ Tổ chức Hồ Bình Xanh Hội đồng Năng lượng Tái tạo châu Âu việc đầu tư vào lượng xanh tới năm 2030 giảm nửa lượng phát thải CO2 Bản báo cáo cung cấp luận kinh tế luân chuyển khoản đầu tư toàn cầu sang lượng mặt trời, lượng gió, thuỷ điện, địa nhiệt Trang 14 Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh lượng sinh khối nửa kỷ tới 1.1.2 Các công nghệ lượng điện mặt trời Đây nguồn lượng vô quan trọng tồn phát triển sống trái đất Có thể nói nguồn lượng phong phú mà thiên nhiên ban tặng cho Năng lượng mặt trời (NLMT) thu trái đất lượng dòng xạ điện từ xuất phát từ mặt trời đến trái đất Chúng ta tiếp tục nhận dòng lượng phản ứng hạt nhân mặt trời hết nhiên liệu, vào khoảng tỷ năm 1.1.2.1 Cơng nghệ nhiệt điện mặt trời Điện tạo từ NLMT dựa nguyên tắc tạo nhiệt độ cao hệ thống gương phản chiếu hội tụ để gia nhiệt cho môi chất làm việc truyền động cho máy phát điện Hiện nhà máy nhiệt điện sử dụng NLMT có loại hệ thống thu chủ yếu sau đây: a Hệ thống dùng Parabol trụ: Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhà máy điện mặt trời Để tập trung tia xạ mặt trời vào ống môi chất đặt dọc theo đường hội tụ thu, nhiệt độ đạt 4000C Bộ thu NLMT gồm hệ thống collector trụ tập trung lượng xạ mặt trời hội tụ đường ống hấp thụ với cường độ 80 lần, ống hấp thu làm thép không rỉ chịu nhiệt, bên ngồi có bọc ống thủy Trang 15 Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh tinh để tạo lồng kính lớp hút chân không nhằm hạn chế tổn thất nhiệt Trong ống hấp thụ có chứa chất lỏng tải nhiệt (dầu tổng hợp) nung nóng đến 4000C Hệ thống nhận nhiệt trung tâm cách sử dụng gương phản xạ có định vị theo phương mặt trời để tập trung NLMT đến thu đặt đỉnh tháp cao, nhiệt độ đạt tới 15000C Hệ thống trữ nhiệt gồm bình chứa chất giữ nhiệt trung gian (thường hỗn hợp muối) với khối lượng đủ để cấp nhiệt vào ban đêm Nhiệt lượng dầu tải nhiệt cấp cho thiết bị nhà máy lò hơi, nhiệt, gia nhiệt cao áp Chu trình nhiệt nước lị turbine hồn tồn giống nhà máy nhiệt điện bình thường Phạm vi ứng dụng: Cơng suất nhà máy lên đến 200 – 400MW Hình1.3: Nguyên lý gương phản xạ Hình1.2: Collector Parabol trụ b Hệ thống dùng gương phản xạ : Hình 1.4: hệ thống gương phản xạ Hình 1.5: Sử dụng đĩa Parabol Trang 16 Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh Năng lượng hội tụ hệ thống gương phản xạ nung nóng hỗn hợp muối nóng chảy đến 7000C Muối nóng chứa bình dẫn nung nóng nước thành lò Phạm vi ứng dụng: cho nhà máy công suất lớn từ 100MW – 400 MW c Hệ thống dùng tháp lượng mặt trời: Hiện người ta dùng NLMT để phát điện theo kiểu tháp NLMT – Solar Power Tower Hệ thống giống nhà kính khổng lổ, người ta dùng gương phản xạ xạ mặt trời để đốt nóng khơng khí phần tháp tạo dịng khơng khí nóng tuần hồn từ lên, đường dịng khơng khí người ta đặt turbine khí để phát điện Hình 1.6: ngun lý hoạt động tháp lượng mặt trời Ứng dụng: cho nhà máy sản suất điện lớn Giá sản xuất điện từ nhà máy quang điện hiệu 172 USD/1Mwh, giá sản xuất điện từ nhà máy nhiệt điện Mặt Trời sử dụng hệ thống gương lõm parabol cơng nghệ tích nhiệt lên tới 267 USD/1Mwh 1.1.2.2 Cơng nghệ pin mặt trời (PMT) Đây cịn gọi công nghệ pin quang điện, khác với công nghệ nhiệt điện mặt trời lượng mặt trời hội tụ nhờ hệ thống gương hội tụ để tập trung ánh sáng mặt trời thành nguồn nhiệt có mật độ lượng cơng nghệ PMT, lượng mặt trời biến đổi trực tiếp thành điện nhờ tế bào quang điện bán dẫn Hình 1.7: vùng hóa trị chế tạo từ vật liệu bán dẫn điện Các PMT sản xuất điện cách liên tục chừng xạ mặt Trang 17 Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh trời tới Khi vật rắn nhận tia xạ mặt trời, điện tử vùng hóa trị hấp thụ lượng photon hv chuyển lên vùng dẫn tạo cặp hạt dẫn điện tử - lỗ trống e- - h+, tức tạo điện Hiện tượng gọi hiệu ứng quang điện bên Cấu tạo pin mặt trời (PMT): Hiện vật liệu chủ yếu cho PMT Silic tinh thể Có thể chia thành loại: Đơn tinh thể module: có hiệu suất tới 16%, nhiên loại thường đắt tiền cắt từ thỏi silic hình ống Các đơn tinh thể có mặt trống góc nối module Đa tinh thể: làm từ thỏi đúc silic nung chảy Loại rẻ đơn tinh thể hiệu suất Tuy nhiên bể mặt che phủ nhiều đơn tinh thể nên bù lại Hình 1.8: Nguyên lý hoạt động PMT hiệu suất so với đơn tinh thể Dải silic: tạo từ miếng phim mỏng nóng chảy có cấu trúc đa tinh thể Loại có hiệu suất thấp Tuy nhiên loại rẻ cắt từ thỏi silic Trang 18 Đào Đức Quang Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh Ứng dụng: cho hệ cung cấp điện có cơng suất nhỏ, độc lập Hình 1.9: Giàn PMT cơng suất nhỏ 1.1.3 Cơng nghệ lượng gió Năng lượng gió dạng chuyển tiếp lượng mặt trời, ánh nắng ban ngày đun nóng bầu khí quyển, tạo nên tình trạng chênh lệch nhiệt độ áp suất nhiều vùng khác nhau, khối khơng khí từ khu vực có áp suất cao dịch chuyển nhanh đến vùng có áp suất thấp hơn, tạo tượng gió thổi khắp bề mặt địa cầu Số thứ tự 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 Quốc gia Đức Tây Ban Nha Hoa Kỳ Đan Mạch Ấn Độ Ý Hà Lan Nhật Liên hiệp Anh Trung quốc Công suất (MW) 16.628 8.263 6.752 3.118 2.983 1.265 1.078 940 897 764 Số thứ tự Quốc gia Trang 19 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Bồ Đào Nha Hy Lạp Canada Thụy Điển Pháp Úc Ireland New Zealand Na Uy Các nước cịn lại Cơng suất (MW) 523 466 444 442 390 380 353 170 160 951 Đào Đức Quang 11 Áo Luận văn thạc sĩ quản trị kinh doanh Tổng cộng toàn giới 607 47.574 Bảng 1.1 Công suất điện sản xuất từ lượng gió giới 1.1.3.1 Máy phát điện dùng sức gió (Turbine) Biến đổi sức gió thành điện biện pháp thuận tiện sử dụng lượng gió, song q trình địi hỏi chi phí lớn Trên thị trường chào bán hàng loạt turbin gió, từ turbin cỡ nhỏ cơng suất 200W, cỡ kW, tới turbin công suất lớn 800 kW Giá trung bình khoảng 2000-3000EUR/KW Dưới giới thiệu số máy phát điện sức gió có thị trường: Vì gió khơng thổi đặn nên lượng điện phát sinh từ tuốc bin gió sử dụng kết hợp chung với nguồn lượng khác để cung cấp lượng liên tục Tại châu Âu tuốc bin gió nối mạng tồn châu Âu, nhờ vào mà việc sản xuất điện điều hịa phần Một khả khác sử dụng nhà máy phát điện có bơm trữ để bơm nước vào bồn chứa cao dùng nước để vận hành tuốc bin khơng đủ gió Cơng suất dự trữ phụ thuộc vào độ xác dự báo gió, khả điều chỉnh mạng lưới nhu cầu dùng điện Xây dựng nhà máy điện có bơm trữ tác động lớn vào thiên nhiên phải xây chúng đỉnh núi cao 1.1.3.2 Cấu tạo tuabin gió Hình 1.10: Cấu tạo Tua bin gió: thiết bị chuyển đổi lượng gió thành điện Đặc điểm khác biệt tuabin gió với “cối xay gió”, thiết bị biến lượng gió thành lượng học Một tuabin gió điển hình bao gồm phần sau đây: 1- Cánh quạt; 2- Rotor (các cánh quạt trục); 3- Bước răng; 4- Bộ hãm (phanh); 5- Trục quay tốc độ thấp; 6- Hộp số Bánh nối với trục có tốc độ thấp với trục có tốc độ cao tăng tốc độ quay từ 30 đến 60 vòng/ phút lên 1200 đến 1500 vòng/ phút, tốc độ quay yêu cầu hầu hết máy phát điện sản xuất điện Bộ bánh đắt tiền Trang 20