Năng lượng mặt trời Năng lượng mặt trời Nhóm 10 Hoàng Thị Hương Giang Nguyễn Thị Hoài Nguyễn Thị Phương Hoàng Thị Lợi Vũ Xuân Sơn Hữu Phạm Văn Toán Đoàn Thế Song Nguyễn Đăng Vinh Nguyễn Hoàng Anh 1 GV[.]
Năng lượng mặt trời Nhóm 10: Hồng Thị Hương Giang Nguyễn Thị Hoài Nguyễn Thị Phương Hoàng Thị Lợi Vũ Xn Sơn Hữu Phạm Văn Tốn Đồn Thế Song Nguyễn Đăng Vinh Nguyễn Hoàng Anh GVHD: TS Lê Thị Minh Châu Hà Nội, Ngày 22 tháng 11 năm 2019 Nội dung Giới thiệu chung lượng mặt trời Pin mặt trời Cấu tạo hệ thống điện mặt trời Các dạng hệ thống điện mặt trời Mơ hình kết nối lượng mặt trời Tình hình sử dụng điện mặt trời Việt Nam Giới thiệu chung lượng mặt trời - Năng lượng mặt trời, xạ ánh sáng nhiệt từ Mặt trời, khai thác người từ thời cổ đại cách sử dụng loạt công nghệ phát triển hết - Bức xạ mặt trời, với tài nguyên thứ cấp lượng mặt trời sức gió sức sóng, sức nước sinh khối, làm thành hầu hết lượng tái tạo có sẵn Trái Đất - Chỉ có phần nhỏ lượng mặt trời có sẵn sử dụng 1.1 Nhiệt mặt trời Đun nước nóng Hệ thống sưởi ấm, làm mát thơng gió Nhiệt mặt trời Xử lý nước Nấu ăn 1.2 Điện mặt trời Điện mặt trời việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện Điện mặt trời tập trung (Gián tiếp) Pin quang điện (Trực tiếp) Pin quang điên Pin mặt trời, hay tế bào quang điện (PV), tế bào lượng mặt trời thiết bị chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện cách sử dụng hiệu ứng quang điện Điện mặt trời tập trung Các hệ thống điện mặt trời tập trung sử dụng ống kính, gương hệ thống theo dõi để tập trung khu vực rộng lớn ánh sáng mặt trời vào chùm nhỏ Nhiệt tập trung sau sử dụng nguồn lượng cho nhà máy điện thông thường Đặc trưng điện mặt trời Điện lượng mặt trời mang lại nhiều lợi ích to lớn cho công phát triển kinh tế đời sống nước giới Chính phát triển điện mặt trời trọng hàng đầu nhiều nước phát triển có Việt Nam Lợi ích: Nhược điểm: - Tự chủ nguồn điện - Chiếm nhiều diện tích để cài đặt để đạt mức độ tốt hiệu - Thân thiện với môi trường - Chi phí lắp đặt cao - Xu hướng thời đại… - Nguồn lượng bất ổn định, phụ thuộc vào thời tiết, ngày đêm, mây…=> Ảnh hưởng chất lượng điện - Hiệu suất chuyển đổi không cao… Pin mặt trời 2.1 Giới thiệu pin mặt trời Để sản xuất điện mặt trời người ta thường sử dụng hai công nghệ : nhiệt điện Mặt Trời pin Mặt Trời( Solar cells) hay pin quang điện Trong công nghệ pin Mặt Trời, lượng Mặt Trời biến đổi trực tiếp thành điện nhờ tế bào quang điện bán dẫn hay gọi pin Mặt Trời, chế tạo từ vật liệu bán dẫn điện Russell Ohl xem người tạo pin lượng Mặt trời năm 1946 Sven Ason Berglund có phương pháp liên quan đến việc tăng khả cảm nhận ánh sáng pin Pin mặt trời có khả ứng dụng mắt vào 25/4/1954 Bell Laboratories 2.2 Cấu tạo pin mặt trời Cấu tạo pin lượng mặt trời dựa nguyên lý hiệu ứng “ quang điện ” hiệu ứng quang điện tạo dòng điện cách chuyển đổi lượng mặt trời dạng ánh sáng nhìn thấy được, tia cực tím (UV) xạ hồng ngoại (IR) thành dòng điện trực tiếp Các tế bào quang điện (PV) thiết bị bán dẫn làm từ silicon có độ tinh khiết cao (Si) pha tạp với tạp chất đặc biệt, cho chúng nhiều “electron” “lỗ” cấu trúc mạng chúng Để tạo pin lượng Mặt Trời, người ta cần phải chế tạo chất bán dẫn thành loại n p sau ghép chúng lại với tạo thành lớp tiếp xúc p-n 2.3 Nguyên lý hoạt động pin mặt trời Điều kiện • Photon tỏa từ mặt trời va chạm với nguyên tử silicon pin lượng mặt trời, hạt photon truyền lượng tới electron rời rạc => Electron liên kết với nguyên tử bị bật khỏi nguyên tử, nguyên tử xuất chỗ trống thiếu electron Sau phải dồn electron rải rác vào dòng điện => cân điện pin mặt trời Điều kiện • Sự cân tạo tổ chức bên silicon Sẽ có hai loại silicon khác tạo ra: loại n loại p Khi hai loại bán dẫn đặt cạnh pin lượng mặt trời, electron dẫn loại n nhảy qua để lấp đầy khoảng trống loại p Khi làm cho electron liên kết với nguyên tử bị bật khỏi nguyên tử silicon, photon ánh sáng mặt trời đưa electron vào trật tự định 10 Bình ắc quy lưu trữ Bình ắc quy sử dụng cho sơ đồ hệ thống điện lượng mặt trời hịa lưới có lưu trữ điện lượng mặt trời độc lập Bình ắc quy có nhiệm vụ lưu trữ điện để sử dụng cho tải vào ban đêm ngày khơng có nắng 19 Nguyên lý hoạt động hệ thống điện lượng mặt trời Sơ đồ nguyên lý nhà máy điện mặt trời hoạt động theo mơ hình sau Pin mặt trời trực tiếp thu quang từ mặt trời biến đổi thành dòng điện chiều Sau dịng điện đưa trực tiếp đến chuyển đổi inverter Tại dòng điện chiều chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều Nó phù hợp với cơng suất tần số tải tiêu thụ điện lưới 20 Các dạng hệ thống điện mặt trời 4.1 Hệ thống điện mặt trời độc lập - Vận hành cách độc lập đới với mạng điện lưới - Tải: tải điện chiều và/hoặc điện xoay chiều công suất nhỏ Ưu điểm: -rất phù hợp cho khu vực khó khăn lưới điện, chưa có lưới điện quốc gia Sơ đồ hệ thống điện mặt trời độc lập Nhược điểm: - Chi phí đầu tư ban đầu cao - Chi phí bảo dưỡng (bảo dưỡng ắc-quy) lớn - Hiệu suất chuyển đổi điện thấp 21 4.2 Hệ thống điện mặt trời nối lưới - Khi khơng có mặt trời: Sử dụng điện từ lưới, pin không hoạt động - Khi trời có nắng: Các pin hoạt động biến đổi điện DC thành AC có tần số Ưu điểm: Nhược điểm: - Vận hành linh hoạt, tin cậy Tốn chi phí xây dựng lưới - Hiệu suất cao - Ý nghĩa với hệ thống điện quốc gia - Phí bảo dưỡng thấp Hệ thống điện mặt trời nối lưới 22 4.3 Hệ thống điện mặt trời hỗn hợp Kết hợp điện mặt trời với nguồn lượng khác như: Gió, diesel, … Hình minh họa 23 Mơ hình kết nối điện mặt trời 5.1 Mơ hình điện mặt trời áp mái A Mơ hình áp mái độc lập ( Off-Grid system) Hệ thống điện mặt trời áp mái độc lập hấp thu lượng mặt trời Nhờ có pin mặt trời mà quang chuyển hóa thành điện Lượng điện mà hệ thống sản xuất lưu trữ acquy Khi cần sử dụng điện bạn lấy thông qua acqquy Hình minh họa ngơi nhà sử dụng điện mặt trời áp mái độc lập 24 Đặc điểm: Những nơi nên lắp đặt mơ hình điện mặt trời áp mái độc lập: - Nơi khơng có điện lưới quốc gia - Nơi địa hình hiểm trở gây khó khăn chi phí cao để lắp lưới điện quốc gia Ưu điểm mơ hình điện mặt trời áp mái độc lập: - Có thể sử dụng điện mà không cần đến lưới điện quốc gia - Không bị phụ thuộc vào lịch cắt điện nhà nước Hệ thống ĐMTAM Hà Nội - Có thể lắp đặt đâu 25 B Mơ hình ĐMT áp mái nối lưới ( On-Grid system) Nếu nối nhu cầu dùng điện bạn thấp nhu cầu điện sản xuất lượng điện dư hịa vào lưới điện quốc gia Hình minh họa 26 Đặc điểm: Những nơi nên lắp đặt mơ hình điện mặt trời áp mái nối lưới trực tiếp Những nơi tiêu thụ lượng điện lớn như: trường học, quan văn phòng… Ưu điểm mơ hình điện mặt trời áp nối lưới trực tiếp Cấu trúc đơn giản, dễ dàng lắp đặt Độ bền cao, tuổi thọ sử dụng lâu dài Giúp giảm tải cho lưới điện quốc gia ĐMTAM phía Nam nối lưới 27 5.2 Mơ hình cánh đồng pin mặt trời - Thường nối lưới - Gồm nhiều pin ghép với Cánh đồng lượng mặt trời lớn giới Úc Cánh đồng pin mặt trời Đắk Lắk 28 Đặc điểm: - Công suất lớn - Tốn diện tích đất Ví dụ: Cánh đồng pin mặt trời tỉnh Bn Đơn, Đắk Lắk trung bình ngày, lượng điện thu khoảng 500.000 KWh Thường lắp đặt nơi có quỹ đất lớn, cường độ xạ mặt trời ổn định, phụ tải lớn như: tỉnh, huyện 29 Tình hình sử dụng điện mặt trời Việt Nam 6.1 Thực trạng phát triển điện mặt trời Việt Nam Danh sách 10 dự án nhà máy điện lượng mặt trời Việt Nam (cập nhật tháng 8/2018) 30 6.2 Tiềm phát triển điện mặt trời Tiềm năng lượng mặt trời khai thác vào xạ mặt trời Việt Nam khu vực có xạ mặt trời hàng năm tương đối lớn ổn định, đặc biệt khu vực Cao nguyên Miền Trung, duyên hải miền Trung Miền Nam, Đồng sơng Cửu Long Tính trung bình tồn quốc lượng xạ mặt trời 4-5kWh/m2 ngày Theo đánh giá, vùng có số nắng từ 1800 giờ/năm trở lên coi có tiềm để khai thác sử dụng Đối với Việt Nam, tiêu chí phù hợp với nhiều vùng, tỉnh phía Nam Tiềm lý thuyết điện mặt trời Việt Nam dự tính bảng sau: 31 6.3 Ảnh hưởng tới mơi trường A Tích cực: - Nguồn lượng - Không ồn - Không phát thải khí carbon dioxit B Tiêu cực: - Rác thải pin mặt trời ( Nguyên liệu chế tạo độc hại) - Tốn diện tích đất lớn… 32 Cảm ơn cô bạn theo dõi lắng nghe !!! 33 ... lượng mặt trời Pin mặt trời Cấu tạo hệ thống điện mặt trời Các dạng hệ thống điện mặt trời Mơ hình kết nối lượng mặt trời Tình hình sử dụng điện mặt trời Việt Nam Giới thiệu chung lượng mặt trời. .. trời - Năng lượng mặt trời, xạ ánh sáng nhiệt từ Mặt trời, khai thác người từ thời cổ đại cách sử dụng loạt công nghệ phát triển hết - Bức xạ mặt trời, với tài nguyên thứ cấp lượng mặt trời sức... Inverter Có ba loại biến tần lượng mặt trời Biến tần lượng mặt trời chuỗi Biến tần lượng mặt trời Micro Biến tần lượng mặt trời tối ưu DC 17 Hệ thống chuyển đổi nguồn tự động ATS Thiết bị sử