Đề tài giới thiệu nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm nhà máy điện năng lượng mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG ĐỀ CƯƠNG Đề tài: Giới thiệu nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm nhà máy điện lượng mặt trời Giáo viên hướng dẫn: Phạm Văn Kiên Nhóm: Lớp:22D1 Năm học 2022 - 2023 MỤC LỤC CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG……………… ……………………………3 1.1.Năng lượng mặt trời………………………………………………………… 1.2.Công nghệ tập trung nhiệt mặt trời (CSP-concentrating solar power)……… 1.3.Lịch sử hình thành…………………………………………………………….3 CHƯƠNG 2:NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI4 2.1 Nhà máy điện mặt trời máng parabol (Parabolic trough power plant)……….4 2.2 Nhà máy điện tháp mặt trời (Solar tower power plant)………………………5 2.2.1.Nhà máy điện tháp mặt trời với bình chứa thể tích khơng áp suất………….5 2.2.2 Nhà máy điện tháp mặt trời với bình chứa có áp suất…………………… CHƯƠNG 3:ƯU NHƯỢC ĐIỂM NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI………… … 3.1.Ưu điểm……………………………………………………………………….7 3.1.1.Về mặt môi trường………………………………………………………… 3.1.2.Về mặt kinh tế……………………………………………………………….7 3.2.Nhược điểm……………………………………………………………………7 KẾT LUẬN……………………………………………………………………… TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………10 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.Năng lượng mặt trời Năng lượng mặt trời lượng xạ nhiệt tạo mặt trời Đây nguồn lượng người sử dụng trước học bí tạo lửa Năng lượng mặt trời tạo nên nguồn lượng tái tạo địa cầu Con người tất sinh vật trái đất chẳng thể tồn trường hợp khơng có mặt trời nguồn lượng mặt trời Trong bối cảnh nhu cầu lượng ngày gia tăng, khả cung cấp nguồn lượng nội địa hạn chế (trữ lượng dầu/khí/than dần cạn kiệt) tiềm nguồn Năng lượng tái tạo lớn kèm theo nhu cầu sử dụng điện cho sản xuất cao việc xem xét khai thác nguồn Năng lượng tái tạo (NLTT) sẵn có cho sản xuất điện khả thi công nghệ lẫn hiệu kinh tế môi trường.Trong năm gần đây, cơng nghệ NLTT, cơng nghệ Năng lượng mặt trời (NLMT) có tốc độ tăng trưởng cao liên tục 1.2.Công nghệ tập trung nhiệt mặt trời (CSP-concentrating solar power) Công nghệ tập trung nhiệt mặt trời tạo lượng mặt trời cách sử dụng gương thấu kính để tập trung diện tích lớn ánh sáng mặt trời vào máy thu Điện tạo ánh sáng tập trung chuyển đổi thành nhiệt (năng lượng nhiệt mặt trời), điều khiển động nhiệt (thường tua bin hơi) kết nối với máy phát điện cung cấp phản ứng nhiệt hóa 1.3.Lịch sử hình thành Cơng trình công nghệ nhiệt điện lượng mặt trời xảy vào năm 1910, sa mạc Sahara, Frank Shuman động nước vận hành nhờ nước tạo từ lượng mặt trời Tuy nhiên, lên động chạy xăng dầu khiến công nghệ nhanh chóng vào quên lãng, mở lại vào hàng thập kỷ sau CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI 2.1 Nhà máy điện mặt trời máng parabol (Parabolic trough power plant) Các thu ánh sáng đơn lẻ quay theo chiều dọc trục để theo sát di chuyển mặt trời Các gương tập trung ánh sáng lên gấp khoảng 80 lần điểm trung tâm ống hấp thụ Những ống bao bọc lớp kính để hạn chế mát nhiệt xảy Một lớp vỏ bọc chọn lựa đặc biệt bao ống hấp thụ để ngăn cản nhiệt tỏa qua bề mặt ống Với hệ thống truyền thống, loại dầu giữ nhiệt đặc biệt chảy ống đó, với tác động ánh sáng nhiệt độ lên đến 400 độ C Lượng nhiệt vận chuyển qua trao đổi nhiệt nơi tạo nhiệt để sử dụng cho chu trình nước Hơi nước quay tuabin chạy máy phát, tạo điện Sau qua tầng tuabin ngưng đọng lại thành nước thơng qua bơm đưa trở lại vòng lặp Nguyên lý sản xuất điện sử dụng nước gọi chu trình Clausius-Rankin Quá trình sử dụng nhà máy điện nước cổ điển nhà máy nhiệt điện Một lựa chọn hóa trực tiếp nước ánh sáng mặt trời Với loại này, nước bay áp suất cao, nhiệt độ khoảng 500 độ C trước dẫn vào tuabin 2.2 Nhà máy điện tháp mặt trời (Solar tower power plant) Có hai loại nhà máy điện tháp, loại bình chứa thể tích khơng áp suất loại bình chứa có áp suất: 2.2.1.Nhà máy điện tháp mặt trời với bình chứa thể tích khơng áp suất: Khơng khí từ mơi trường chuyển đến bình chứa (nơi nhận tia sáng phản xạ từ gương) quạt gió Bình chứa nung nóng tia xạ mặt trời chuyển nhiệt độ qua cho khơng khí xung quanh (ở bình chứa) Khơng khí trước vào bình chứa có nhiệt độ thấp Nhiệt độ cao đạt bình chứa Loại nhà máy giảm mát nhiệt phát xạ Khơng khí tăng nhiệt độ lên từ 650 độ C- 850 độ C, trước đưa vào lò để làm bay nước, điều khiển chu trình tuabin Trong trường hợp địi hỏi, kết hợp với loại nhà máy điện khác 2.2.2 Nhà máy điện tháp mặt trời với bình chứa có áp suất: Ánh sáng tập trung để đốt nóng khơng khí bình chứa có áp suất khoảng 15 bar nhiệt độ lên tới 1100 độ C Khơng khí nóng sử dụng để chạy tuabin Khơng khí nóng sau sử dụng lần tuabin lại tái sử dụng để tạo nóng cho chu trình khác CHƯƠNG 3: ƯU NHƯỢC ĐIỂM NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI 3.1.Ưu điểm 3.1.1.Về mặt môi trường - Nhà máy nhiệt điện sử dụng nguồn lượng mặt trời- nguồn lượng tái tạo, không giống nhiên liệu hóa thạch than, dầu mỏ, khí đốt… nguồn nhiên liệu khơng thể phục hồi Theo tính tốn NASA, mặt trời cịn cung cấp lượng cho khoảng 6,5 tỉ năm - Theo xu hướng phát triển gần đấu tranh cho việc làm môi trường trái đất, lượng mặt trời lĩnh vực hứa hẹn nhất, thay phần lượng từ nguồn nhiên liệu không tái tạo đó, đóng vai trị quan trọng công bảo vệ môi trường từ tăng nhiệt toàn cầu Việc sản xuất, vận chuyển, lắp đặt vận hành nhà máy điện mặt trời khơng phát thải loại khí độc hại vào khí Ngay có phát thải lượng nhỏ so sánh với nguồn lượng truyền thống, lượng khí khơng đáng kể 3.1.2.Về mặt kinh tế Năng lượng mặt trời nguồn lượng miễn phí vơ tận, dư thừa để đáp ứng nhu cầu lượng nhân loại, đủ dùng cho muôn vàn hệ sau Tiềm năng lượng mặt trời lớn - ngày, bề mặt trái đất hưởng 120.000 terawatts (TW) ánh sáng mặt trời, cao gấp 20.000 lần so với nhu cầu người toàn giới (1TW = 1.000 tỉ W) mà không chi phí để chi trả cho nguồn lượng - Có khả vận hành cơng suất lớn để đáp ứng nhu cầu nhà máy nhiệt điện mặt trời Noor (510 MW, Morroco), Ivanpah (392 MW, Hoa Kỳ), Mojave (280MW, Hoa Kỳ), Solaben (200MW, Tây Ban Nha), Dhusar (125MW, Ấn Độ), Ashalim (121 MW, Israel), Nhà máy nhiệt điện mặt trời lớn giới Noor Morroco có tổng chi phí đầu tư xây dựng 2,5 tỷ đô mỹ sử dụng công nghệ máng parabol tháp lượng mặt trời Nhà máy nhiệt điện mặt trời Ivanpah Hoa kỳ với công nghệ tháp lượng mặt trời Nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời Dhursar Ấn Độ sử dụng công nghệ CLFR (Phản xạ Fresnel tuyến tính nhỏ gọn) Phản xạ Fresnel tuyến tính nhỏ gọn (CLFR) sử dụng nguyên tắc hệ thống máng gương cong, với hàng dài song song gương phẳng chi phí thấp Những gương phản xạ mô-đun tập trung lượng mặt trời vào máy thu nâng cao, bao gồm hệ thống ống mà nước chảy qua Ánh sáng mặt trời tập trung làm sôi nước, tạo nước áp suất cao để sử dụng trực tiếp ứng dụng phát điện nước công nghiệp 3.2.Nhược điểm Trong nguồn lượng có tiềm lớn để ứng dụng vào việc tạo lượng, công nghệ CSP đắt đỏ Bộ lượng Hoa Kỳ hy vọng hạ giá thành xuống vào năm 1930 khiến cho CSP cạnh tranh với dầu mỏ - Chỉ khả thi quy mô lớn, ngoại trừ hệ thống lượng mặt trời tập trung dạng hình parabol – cơng nghệ mà chưa ứng dụng nhiều – hệ thống CSP thi hành quy mơ lớn Đây điểm khác biệt lớn với công nghệ quang điện (PV) – với pin 10 lượng mặt trời – thứ dễ áp dụng vào thực tiễn chi phí sản xuất rẻ dù mức độ nhỏ (cho hộ gia đình) - Có thể gây hại cho mơi trường, dự án CSP yêu cầu nguồn nước lớn cho việc làm mát, điều khó khăn nhà máy sử dụng công nghệ csp nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời thường xây dựng địa điểm khơ khan phía Tây Nam Hoa Kì, hay khu vực Trung Đơng - Nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời cx cần nhiều không gian đất, đất đai dùng riêng cho nhà máy, không tận dụng thêm vào việc khác Sự ảnh hương tới hệ sinh thái hoang dã địa phương phải cân nhắc, đặc biệt lồi chim bị thiêu cháy chết chúng bay ngang qua ánh sáng có cường độ tập trung lớn - Khó khăn việc lưu trữ lượng: khơng nhiên liệu hóa thạch, lưu trữ ánh sáng mặt trời nước nóng cách dễ dàng Điều khiến lượng nhiệt điện mặt trời không đáng tin cậ, người sử dụng khơng thể lưu trữ lượng lớn lượng cho tình khẩn cấp Tuy điện tạo tua bin lưu trữ cục pin, việc làm đắt đỏ không hiệu Tương tự vậy, nước nóng khơng thể lưu trữ thời gian dài mà khơng tránh khỏi thất nhiệt độ - Rất phụ thuộc vào vị trí đặt nhà máy để đảm bảo hoạt động tốt - Không ổn định: nhà máy nhiệt điện mặt trời gặp khó khăn việc tạo lượng nhiệt điện mặt trời ngày có mây dày đặc sau trời tối - Sử dụng công nghệ cịn nên gặp khó khăn khâu thi cơng, vận hành, lắp đặt, - Khó cạnh tranh lại nhiên liệu hóa thạch thời điểm chi phí cài đặt cao, bất ổn định Tuy nhiên cơng nghệ nhiệt điện mặt trời khơng cần sử dụng vật liệu thơ, rẻ dần tương lai 11 KẾT LUẬN Với mục tiêu phát triển bền vững bảo vệ Trái Đất, lượng Mặt Trời nói chung nhiệt điện Mặt Trời nói riêng vấn đề khó khăn, thách thức lớn nhà khoa học, nhà mơi trường Chúng ta cần có cơng nghệ, giải pháp, hướng đắn chiến lược để đẩy mạnh công nghiệp 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO Thảo luận thiết bị điện công nghiệp http://webdien.com/d/showthread.php? t=13831&s=7d624f9d4f412eda9f44af85545684cc dienmattroi Nhà máy điện mặt trời điều chưa biết QSD Solar | Đèn Năng Lượng Mặt Trời https://qsdsolar.vn/ban-biet-bao-nhieu-ve-nha-maydien-mat-troi/ (2021) Ưu khuyết điểm lượng mặt trời https://tietkiemnangluong.evn.com.vn/d6/news/Uu-khuyet-diem-cua-nang-luongmat-troi-124-143-10503.aspx 13 What is Concentrated Solar Power (CSP)? Solar Reviews https://www.solarreviews.com/content/blog/what-is-concentrated-solar-power Năng lượng nhiệt mặt trời igus https://www.igus.vn/info/solar-thermalenergy Tên thành viên Lương Thành Nhơn Lê Nam Hồng Giản Viết Chiến Ngơ Tuấn Anh Mai Trần Quốc An Cơng việc Soạn nội dung, tìm kiếm nội dung Chỉnh sửa bố cục, tìm kiếm nội dung Tìm kiếm nội dung, góp ý Tìm kiếm nội dung, góp ý Tìm kiếm nội dung, góp ý 14 15