351 mô hình tận dụng nguồn nhiệt năng chuyển đổi thành điện năng báo cáo nghiên cứu khoa học

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC MƠ HÌNH TẬN DỤNG NGUỒN NHIỆT NĂNG CHUYỂN ĐỔI THÀNH ĐIỆN NĂNG Chủ nhiệm đề tài: Tôn Ngọc Triều Thủ Đức, tháng 02 năm 2017 - TPHCM, Tháng 2/2017 - MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lượng 1.2 Tình hình tiêu thụ lượng giới 1.3 Tình hình khai thác sử dụng lượng việt nam 10 1.4 Tác động việc sử dụng lượng đến môi trường 13 1.5 Chính sách lượng việt nam 13 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CHUYỂN ĐỔI NĂNG LƯỢNG 18 2.1 Tổng quan nhiệt thải .18 2.2 Các loại thiết bị thu hồi nhiệt thải công nghiệp 19 2.3 Nhiệt thải dân dụng cách xử lý tận dụng 29 2.4 Máy phát nhiệt điện 32 2.5 Cấu tạo máy phát nhiệt điện (thermoelectric generator) 34 2.6 Nguyên lý làm việc thermoelectric generator 38 CHƯƠNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM 45 3.1 Giới thiệu 45 3.2 Thiết bị, vật liệu .45 3.3 Thí nghiệm mơ hình 47 3.4 Phần mềm thiết kế chuyển đổi lượng 50 CHƯƠNG KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Doanh (chủ biên), Phạm Văn Bình, Phạm Hùng Phi, Trần văn Tớp, Nguyễn Xuân Hoàng Việt 2010 Sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Trường đại học Bách khoa Hà Nội Hà Nội Việt Nam [2] Trần Đình Long 1999 Quy hoạch phát triển lượng điện lực NXB Khoa học Kỹ thuật Việt Nam [3] Đỗ Văn Thắng, Trương Ngọc Tuấn, 2007, Lò công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Việt Nam [4] Agriculture and Agri-Food Canada, Departmental Electronic Publications Heat Recovery for Canadian Food and Beverage Industries 2001 [5] Department of Coal, Government of India Coal and Industrial Furnaces – Efficient Utilization 1985 [6] Petroleum Conservation Research Association (PCRA), Ministry of Petroluem Fuel Economy in Furnaces and Waste heat recovery Industrial Booklet 1998 www.pcra.org [7] Reay, D.A Low Temperature Waste Heat Recovery in the Process Industry Good Practice Guide No 141 1996 [8] www.agr.gc.ca/cal/epub/5181e/images/5181e_pic85.gif [9] www.agr.gc.ca/cal/epub/5181e/5181-0007_e.html [10] http://tecteg.com : How Thermoelectric TEG Generators Work CHƯƠNG MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong sống nay, người cần đến nhiều nguồn lượng để phục vụ cho mục đích khác Những nguồn lượng có sẵn tự nhiên than, khí đốt, dầu… sử dụng từ sớm nguồn lượng hóa thạch có hạn, gây nhiều vấn đề có hại cho mơi trường ảnh hưởng nghiêm trọng tới sống ô nhiễm nguồn nước, khơng khí… Tìm kiếm nguồn lượng mới, sạch, thân thiện với môi trường, đáp ứng cho nhu cầu sử dụng vấn đề cấp thiết Năng lượng nhiệt điện nguồn lượng tiềm cho mục đích chuyển hóa lượng, đáp ứng yêu cầu người Tiết kiệm lương chủ đề quan tâm nghiên cứu phát triễn mạnh mẽ giới Việc tận dụng hiệu thông minh nguồn nhiệt hồn tồn khơng dễ dàng, cần phải có phương pháp nghiên cứu áp dụng vào thực tiễn cách hợp lý để đạt hiệu cao Mơ hình nghiên cứu cho phương pháp tận dụng phần nhiệt lượng tỏa từ thiết bị, mà không ảnh hưởng ảnh hưởng hiệu suất chúng bếp nấu, lị sưởi, lị nung, ống xả tơ… dùng phần nhiệt thừa để tạo lượng điện Mơ hình mang tính thực tiễn cho khu vực vùng cao nơi mà điện lưới quốc gia chưa thể kéo đến, trang bị nguồn dự phịng gặp cố thiên tai Nhằm tìm hiểu thực mơ hình tận dụng nguồn nhiệt cho hiệu thực tế nên tác giả chọn đề tài “Mơ hình tận dụng nguồn nhiệt chuyển đổi thành điện năng” Trong đề tài nghiên cứu này, tác giả thực đề tài nghiên cứu thi cơng mơ hình tiết kiệm lượng tận dụng nhiệt thơng minh Nhằm mục đích giới thiệu khả phát triển tương lai ứng dụng hợp lý vào thực tiễn, tác giả mong muốn mô hình nghiên cứu mở rộng tương lai Do mơ hình thử nghiệm lần nên việc thiết kế, thi công chưa hồn thiện đầy đủ thời gian có hạn nên đề tài cịn thiếu sót 0.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Thông qua đề tài thấy đươc tầm quan trọng lượng đời sống phát triển nhân loại nguồn lượng hóa thạch dần cạn kiệt việc tận dụng hiệu tối ưu chúng tìm kiếm nguồn lượng dư thừa, lượng vô quan trọng Trong nghiên cứu này, tác giả thực đề tài “Mơ hình tận dụng nguồn nhiệt chuyển đổi thành điện năng” giới thiệu phương pháp để tận dụng nhiệt dư thừa trình sản xuất cách hiệu trình chuyển đổi lượng để phục vụ đời sống Mô hình nghiên cứu thi cơng mang đến hy vọng có điện để phục vụ cho khu vực vùng sâu, vùng xa, hải đảo, vùng cao khu vực mà điện lưới chưa thể cung cấp đến Ngoài ra, nguồn lượng giúp đỡ thiên tai cố bất ngờ xảy cần có nguồn điện nhỏ để phục vụ chỗ đèn chiếu sáng, nạp pin cho điện thoại di động, trì cho thiết bị chuyển đổi khóa điện hệ thống điều khiển… điện lưới 0.3 Mục tiêu đề tài - Đề tài tập trung giới thiệu phương pháp tận dụng nguồn nhiệt thải cách thông minh nhằm tận dụng tối đa lượng trình sản xuất Đồng thời thơng qua đề tài mơ hình thi công giúp thấy khả tận dụng nguồn nhiệt hoạt động sinh hoạt ngày - Đề tài nêu kiến thức phương pháp xử lý nhiệt thải công nghiệp, phương pháp nguyên lý hoạt động máy nhiệt điện công suất nhỏ hoạt động nhờ chất liệu bán dẫn - Đề tài áp dụng cho việc nghiên cứu thi công cho giảng viên, sinh viên bắt đầu tìm hiểu nghiên cứu tận dụng, sử dụng hiệu nguồn lượng tương lai Và từ áp dụng để sản xuất hoàn loạt sản phẩm cho nạp, lưu lượng pin điện thoại nhờ tận dụng nhiệt xa… 0.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Do điều kiện thời gian hạn chế nên đề tài tập trung giới thiệu phương pháp tận dụng nhiệt thực mô hình chuyển hóa nhiệt thành điện cơng suất nhỏ Ngồi ra, đề tài cịn nghiên cứu đưa quy trình để thiết kế thi cơng hệ thống nhiệt điện tự dùng sinh hoạt ngày hộ gia đình 0.5 Điểm đề tài - Xây dựng mơ hình tận dụng nguồn nhiệt biến đổi nhiệt thành điện - Thi cơng mơ hình nhằm sạc pin điện thoại từ việc tận dụng nguồn nhiệt từ bếp cồn, bếp ga, bếp trấu 0.6 Nội dung nghiên cứu Chương 0: Giới thiệu Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết chuyển đổi lượng Chương 3: Mơ hình thí nghiệm Chương 4: Kết luận CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG Năng lượng theo lý thuyết tương đối Albert Einstein thước đo khác lượng vật chất xác định theo cơng thức liên quan đến khối lượng tồn phần E = mc² Nó khối lượng nhân với số có đơn vị vận tốc bình phương, nên đơn vị đo lượng hệ đo lường quốc tế kg(m/s)² Theo nghĩa thông thường, lượng khả làm thay đổi trạng thái thực công lên hệ vật chất  Theo dạng vật chất lượng phân loại như: + Thể rắn than, củi, gỗ… + Thể lỏng dầu mỏ sản phẩm dầu… + Thể khí khí đốt sản phẩm khí  Theo dòng biến đổi lượng ta thường gặp khái niệm: - Năng lượng sơ cấp: Năng lượng sơ cấp lượng khai thác trực tiếp từ nguồn chưa qua cơng đoạn xử lý Ví dụ than đá, dầu thô… - Năng lượng thứ cấp: Năng lượng thứ cấp lượng qua vài trình biến đổi Ví dụ điện năng, khí hóa than… - Năng lượng cuối cùng: Năng lượng cuối lượng đầu vào thiết bị sử dụng lượng Ví dụ lượng động dây chuyền sản xuất… - Năng lượng hữu ích: Năng lượng hữu ích lượng nhận thiết bị sử dụng lượng trừ tổn thất truyền tải phân phối tổn thất thiết bị sử dụng lượng Chúng ta dễ dàng phân biệt dạng lượng Phần lớn số thường xuất đời sống ngày  Năng lượng nhiệt (Themal energy): lò sưởi  Năng lượng hố học (Chemical energy): khí thiên nhiên cung cấp cho bếp gas  Năng lượng điện (Electrical energy): lượng mà làm cho thiết bị điện làm việc  Năng lượng điện từ ánh sáng (Electromagnetic energy or light): ánh sáng mặt trời làm cho trồng sinh trưởng bình, chậu ban công, trang trại  Động (Kinetic energy): lượng bát thủy tinh rơi xuống đất (bị vỡ)  Năng lượng hấp dẫn (Gravitational energy): Nếu bình thủy tinh rơi từ độ cao 10 cm, có khả không bị vỡ, bị rơi từ cao mét khơng có hy vọng giữ nguyên vẹn  Năng lượng hạt nhân (Nuclear energy): lượng từ hạt nhân ngun tử: khó nhìn thấy Bảng 1.1 Các phương pháp để hình thức lượng chuyển đổi thành dạng lượng khác Đến Từ Nhiệt Hóa Điện Phản ứng thu Phát xạ nhiệt nhiệt điện từ Điện từ (ánh sáng) Động Đèn sợi đốt Động nhiệt Pin, Ắc quy Đom đóm Cơ bắp Điện phân - Điệt phát quang Động điện Tấm thu nhiệt lượng mặt trời Quang hóa (diệp lục) Pin quang điện Mặt trời - Động gió mặt trời Động Ma sát Phân ly phóng xạ xạ cao Máy phát điện Bức xạ từ gia tốc điện tích điểm - Hạt Nhân Phân hạch nhiệt hạch Phản ứng ion hóa Pin hạt nhân Vũ khí hạt nhân Phóng xạ Nhiệt - Hóa Đốt - Điện Điện trở Điện từ (ánh sáng) Lưu ý: khơng có dạng lượng chuyển đổi thành lượng hạt nhân 1.2 TÌNH HÌNH TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1 Dầu khí Bảng 1.2 Các nước sản xuất dầu thô hàng đầu năm 2007 Sản lượng TT Sản lượng Nước (triệu thùng/1ngày) TT Nước Arập Saudi (OPEC) 10,234 11 Na Uy 2,565 Nga 9,876 12 Nigeria (OPEC) 2,352 Hoa Kỳ 8,481 13 Brazil 2,279 Iran (OPEC) 4,043 14 Angiêri (OPEC) 2,173 Trung Quốc 3,901 15 Irắc (OPEC) 2,094 Mêhicô 3,501 16 Lybi (OPEC) 1,845 Canađa 3,358 17 Angôla (OPEC) 1,769 UAE (OPEC) 2,948 18 Anh 1,690 Venezuela (OPEC) 2,667 19 Cadăctăng 1,445 10 Côoét (OPEC) 2,613 20 Qata (OPEC) 1,136 35 Việt Nam 0,352 (triệu thùng/1ngày) Dầu thơ khí tự nhiên hình thành chất hữu bị nén đốt nóng yếm khí q trình biến đổi địa chất vỏ trái đất Dầu mỏ khai thác từ xa xưa Khí đốt nguồn nhiên liệu ưa thích hiệu sử dụng cao gây nhiễm Dầu khí giới đáp ứng nhu cầu tồn cầu khoảng tương ứng 45 năm 65 năm Bảng 1.2 cho thấy nước sản xuất dầu thô chủ yếu giới Bảng 1.3 trình bày nước tiêu thụ dầu khí hàng đầu Bảng 1.3 Các nước tiêu thụ dầu khí hàng đầu năm 2006 Nước Triệu thùng/1ngày Tỷ m3 /1ngày Hoa Kỳ 20,588 3,273 Trung Quốc 7,274 1,157 Nhật Bản 5,222 0,830 Nga 3,103 0,493 CHLB Đức 2,630 0,418 Ấn độ 2,534 0,403 Canađa 2,218 0,353 Brazil 2,183 0,347 Hàn Quốc 2,157 0,343 Arập Saudi 2,068 0,329 Mêxicô 2,030 0,323 Pháp 1,972 0,314 Anh 1,816 0,289 Italia 1,709 0,272 Iran 1,627 0,259 1.2.2 Than đá Than nhiên liệu hóa thạch hình thành từ thực vật với nước bùn trình kiến tạo vỏ trái đất, bị ơxi hóa phân hủy vi sinh mơi trường khí tạo nên, có thành phần chủ yếu cácbon Người Trung Hoa biết sử dụng than trước 10.000 năm thời Đồ đá Cách mạng công nghiệp lần thứ với máy nước đời nước Anh thúc đẩy ngành than phát triển Hàng năm giới tiêu thụ khoảng 6,19 tỷ than Trung Quốc nước sản xuất than hàng đầu với 2,38 tỷ năm 2006 68,7% dùng cho sản xuất điện, chiếm 38% sản lượng than toàn cầu Hoa Kỳ tiêu thụ 1,053 tỷ than, 90% dùng cho sản xuất điện Than đáp ứng nhu cầu khoảng 200 năm dạng nhiên liệu chủ yếu cho sản xuất điện Than cốc chế phẩm tạo nên từ than có độ tro lưu huỳnh thấp, chất bốc lấy lị khơng có ơxi nhiệt độ 10000C dùng lị luyện kim Khí hố từ than tạo nên hỗn hợp cácbon monoxit (CO) hiđrơ dùng làm nhiên liệu ơtơ xăng dầu điêzel Trong khí hố, than hỗn hợp với ơxi nước nhiệt độ áp suất cao Phản ứng mơ tả phương trình: (Than) + O2 + H2O → H2 + CO Do giá dầu khí đốt cao nên người ta quan tâm đến việc khí hố than Than biến đổi thành nhiên liệu lỏng xăng dầu di-ê-zel qua số trình cơng nghệ 10 CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM 3.1 Giới thiệu - Mơ hình 1: Một máy phát nhiệt điện mini dùng nhiệt từ nến đèn dầu chuyển hóa thành điện để thắp sáng đèn led sạc điện thoại -Mơ hình 2: Bộ bếp thông minh gồm bếp nồi, điện tạo trực tiếp trình đung nấu lưu vào acquy cần lấy sử sụng, bếp nấu nghịch lưu 220v sử dụng cho thiết bị cần thiết 3.2 Thiết bị, vật liệu Thiết bị, vật liệu làm mơ hình gồm nhơm tản nhiệt: Hình 3.1 Máy phát điện mi ni + Bếp nấu: Hình 3.2 Bếp ga tận dụng nhiệt 48 + Máy phát nhiệt điện : Hình 3.3 TEG + Keo tản nhiệt bơi vào mặt tiếp giáp mặt : Hình 3.4 Keo để làm mặt cho tiếp xúc + Các phụ kiện cần thiết : Kiềm, kéo… + Quạt làm mát : Hình 3.5 Quạt làm mát 49 3.3 Thí nghiệm mơ hình + Phần mềm AZTEC : Mơ phỏng, thiết kế mơ hình máy phát Hình 3.6 Kết sau thí nghiệm sạc vào điện thoại di động 50 Hình 3.7 Kết sau thí nghiệm sử dụng chiếu sáng - Thí nghiệm 1: Mơ hình thí nghiệm dùng nến đèn để tạo nhiệt phát điện tiến hành đo dòng, áp thử nghiệm chạy tải Hình 3.8 Điện áp đo thí nghiệm khơng tải 51 Hình 3.9 Mơ hình thí nghiệm nồi nấu có phát điện Hình 3.10 Kết thí nghiệm mơ hình nồi nấu có phát điện - Thí nghiệm 2: Mơ hình thí nghiệm dùng lượng nhiệt từ bếp gas để đốt nóng nồi tạo điện Đo dịng áp thử nghiệm Hình 3.11 Chiếu sáng thí nghiệm mơ hình nồi nấu có phát điện 52 - Thí nghiêm 3: Mơ hình bếp nấu thơng minh tạo điện lưu trử điện trực tiếp từ thân từ nồi đun nước qua cổng micro USB Hệ thống có nghịch lưu điện áp lên 220VAC công suất khoảng 30w để phục vị cho mục đích khác Hình 3.12 Bếp nấu có tận dụng gắn phát điện Hình 3.13 Bếp nấu có tận dụng gắn phát điện gắn tải bóng đèn 3.4 Phần mềm thiết kế chuyển đổi lượng - Phần mềm có tên AZTEC cơng ty LairdTech nghiên cứu phát triển cơng ty có trụ sở Mỹ chuyên nghiên cứu phát triển nguồn lượng - Khởi động phần mềm gồm hai hướng + Thiết kế thiết bị giải nhiệt từ thiết bị TEG + Thiết kế thiết bị nhiệt điện từ TEG 53 Hình 3.14 Phần mềm thiết kế cho TEG - Chọn mục thiết kế nhiệt điện (Thermoelectric power generation) Hình 3.15 Màn hình hiển thị nhập thơng số 54 - Trong đó: + “Hot Side Temperature” nhiệt độ mặt nóng dự kiến cho máy nhiệt điện + “Ambient Temperature” nhiệt độ bên mặt mát dự kiến cho máy phát nhiệt điện + “Cold Side Thermal Resistance For Each TEG” Điện trở mặt lạnh cho TEG Hình 3.16 Giá trị dịng áp - Giá trị yêu cầu cho máy nhiệt điện Hình 3.17 Giá trị yêu cầu cho máy nhiệt điện - Cách xếp theo dòng, áp, lượng ngõ cho modul … Hình 3.18 Giá trị hiển thị 55 - Giá trị sau phần mềm tính toán xong gồm số lượng TEGs cần để thiết kế, tổng trở kháng, hiệu suất, tổng nhiệt sinh ra… - Các dạng modul khác cua TEG để tùy chọn sang cho phù hợp - Đồ thị hiển thị khác với mơ hình thiết kế Ví dụ: cần thiết kế máy phát nhiệt điện dành cho lò sưởi với với điện áp mong muốn 12v để chạy inveter nghịch lưu, dòng điện yêu cầu khoảng 2A, nhiệt nóng từ lị sưởi cung cấp cho máy nhiệt điện khoảng 130oC, nhiệt mặt lạnh giải nhiệt khoảng 70 oC áp dụng với thơng số để đưa vào tính tốn Hình 3.19 Ví dụ điển hình - Với nhiệt độ, dòng áp mong muốn hồn tồn thiết kế hệ thống nhiệt điện với số lượng loại TEG Về mặt khí thẩm mỹ tùy trường hợp hồn cảnh mà ta có cách bố trí giải pháp khác để máy phát nhiệt điện hoạt động hiệu 56 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1 Kết luận Trong trình nghiên cứu thực đề tài “Mơ hình tận dụng nguồn nhiệt chuyển đổi thành điện năng”, đề tài đạt kết sau: - Nêu lên tình hình lượng Việt Nam toàn giới xu phát triển nguồn lượng nguồn lượng hóa thạch dần cạn kiệt, đề tài chủ đề nóng cho nhà nghiên cứu nhận quan tâm quốc gia phát triển - Các phương pháp tận dụng nguồn nhiệt thải lãng phí cơng nghiệp,có thể áp dụng mang lại công dụng lớn xã hội ngày phát triển, phát minh nghiên cứu đưa vào sản xuất Tuy vậy, sản xuất công nghiệp nguồn sử dụng nhiên liệu hóa thạch hàng đầu gây vấn đề nhiễm tồn cầu - Tận dụng thông minh việc sử dụng lượng nhiệt hộ gia đình mang lại nhiều công dụng việc tận dụng tốt nguồn nhiệt để tạo điện mang đến nguồn lượng cho khu vực vùng cao nơi mà điện lưới quốc gia chưa thể đến cứu cánh có cố bất ngờ thiên tai - Đưa phương pháp xây dựng nhiệt điện nhà từ Thermoelectric Generator tên viết tắt TEG, sau nắm bắt nguyên lý hoạt động TEG sử dụng phần mềm AZTEC người hồn tồn tự thiết kế nhiệt điện cho hộ gia đình từ nguồn nhiệt sinh trình sinh hoạt - Mơ hình “Mơ hình tận dụng nguồn nhiệt chuyển đổi thành điện năng” gồm dụng cụ nhà bếp thơng minh gồm bếp nồi, chúng tạo điện nấu ăn lưu trữ vào pin sữ dụng gặp cố cho nhiều mục đích với điện áp 220V 5V Mơ hình thứ hai chuyển đổi trực tiếp nhiệt từ nến đèn dầu chuyển hóa trực tiếp điện khuếch đại ánh sáng nhờ sử dụng đèn led xạc điện thoại Do thời gian kiến thức có hạn nên mơ hình làm chưa hồn thiện mặt thẩm mỹ hiệu suất chưa cực đại Việc tận dụng hiệu nguồn lượng quan trọng nên cần nghiên cứu xem sét kỹ trước áp dụng vào thực tiễn sản xuất đại trà Tuy nhiên với đồ án đề tài phương pháp áp dụng tốt vào thực tiễn giúp ích cho xã hội góp phần nhỏ vào việc tiết kiệm lượng 4.2 Hướng phát triển Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng với mơ hình có cơng suất lớn để tận dụng nguồn nhiệt thừa đa dạng sống 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO [11] Lê Văn Doanh (chủ biên), Phạm Văn Bình, Phạm Hùng Phi, Trần văn Tớp, Nguyễn Xuân Hoàng Việt 2010 Sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Trường đại học Bách khoa Hà Nội Hà Nội Việt Nam [12] Trần Đình Long 1999 Quy hoạch phát triển lượng điện lực NXB Khoa học Kỹ thuật Việt Nam [13] Đỗ Văn Thắng, Trương Ngọc Tuấn, 2007, Lị cơng nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Việt Nam [14] Agriculture and Agri-Food Canada, Departmental Electronic Publications Heat Recovery for Canadian Food and Beverage Industries 2001 [15] Department of Coal, Government of India Coal and Industrial Furnaces – Efficient Utilization 1985 [16] Petroleum Conservation Research Association (PCRA), Ministry of Petroluem Fuel Economy in Furnaces and Waste heat recovery Industrial Booklet 1998 www.pcra.org [17] Reay, D.A Low Temperature Waste Heat Recovery in the Process Industry Good Practice Guide No 141 1996 [18] www.agr.gc.ca/cal/epub/5181e/images/5181e_pic85.gif [19] www.agr.gc.ca/cal/epub/5181e/5181-0007_e.html [20] http://tecteg.com : How Thermoelectric TEG Generators Work 58 DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 Các phương pháp để hình thức lượng chuyển đổi thành dạng lượng khác Bảng 1.2 Các nước sản xuất dầu thô hàng đầu năm 2007 Bảng 1.3 Các nước tiêu thụ dầu khí hàng đầu năm 2006 Bảng 1.4 Trữ lượng than nước sản xuất than chủ yếu Bảng 1.5 Tổng lượng tiêu thụ lượng điện giới (2010) Bảng 1.6 Tiềm năng lượng sơ cấp Việt Nam 11 Bảng 1.7 Tình hình sản xuất than Việt Nam giai đoạn 2000-2008 12 Bảng 1.8 Tình hình khai thác dầu khí Việt Nam Bảng 1.9 Sản xuất điện Việt Nam giai đoạn 2005-2010, Đơn vị GWh 59 12 12 DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Tỉ lệ điện năm giới (đến năm 2011) Hình 2.1 Nhà máy tận dụng lượng nhiệt thải trình sản xuất 19 Hình 2.2 Thiết bị thu hồi nhiệt xạ 20 Hình 2.3 Thiết bị thu hồi nhiệt đối lưu 21 Hình 2.4 Thiết bị thu hồi nhiệt kiểu kếtt hợp 21 Hình 2.5 Máy thu phát nhiệt 22 Hình 2.6 Tuabin nhiệt 23 Hình 2.7 Bộ hâm nóng nhiệt 24 Hình 2.8 Thiết bị trao đổi kiểu ống bọc 25 Hình 2.9 Nồi thu hồi nhiệt thải dạng ống nước hai đường 26 Hình 2.10 Sơ đồ bơm nhiệt 27 Hình 2.11 Máy nén nhiệt 28 Hình 2.12 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng 29 Hình 2.13 Nhiệt từ lò thải chưa tận dụng tối đa 30 Hình 2.14 Nhiệt thải từ khói xe tơ 31 Hình 2.15 Tận dụng lượng nhiệt thải từ lị đất 31 Hình 2.16 Nhà máy nhiệt điện 32 60 Hình 2.17 Thiết bị TEC1-12706 33 Hình 2.18 Thiết bị HZDZ 33 Hình 2.19 Linh kiện TEC1 - 12706 34 Hình 2.20 Cánh tản nhiệt cho máy phát 35 Hình 2.21 Bề mặt bên ngồi TEG 35 Hình 2.22 Thơng số TEC1-12706 36 Hình 2.23 Cấu tạo bên TEC1-12706 36 Hình 2.24 Cấu tạo chi tiết TEG1-12706 37 Hình 2.25 Liên kết bán dẫn loại P 37 Hình 2.26 Liên kết bán dẫn loại N 38 Hình 2.27 Data sheet TEG 39 Hình 2.28 Lắp nối tiếp nhiều thiết bị TEG 39 Hình 2.29 Hiệu ứng nhiệt điện Seebeck 40 Hình 2.30 Hiệu ứng nhiệt điện Peltier 42 Hình 2.31 Đường di chuyển p-type tới bán dẫn n-type 43 Hình 3.1 Máy phát điện mi ni 45 Hình 3.2 Bếp ga tận dụng nhiệt 45 Hình 3.3 TEG 46 Hình 3.4 Keo để làm mặt cho tiếp xúc 46 61 Hình 3.5 Quạt làm mát 46 Hình 3.6 Kết sau thí nghiệm sạc vào điện thoại di động 47 Hình 3.7 Kết sau thí nghiệm sử dụng chiếu sáng 48 Hình 3.8 Điện áp đo thí nghiệm khơng tải 48 Hình 3.9 Mơ hình thí nghiệm nồi nấu có phát điện 49 Hình 3.10 Kết thí nghiệm mơ hình nồi nấu có phát điện 49 Hình 3.11 Chiếu sáng thí nghiệm mơ hình nồi nấu có phát điện 49 Hình 3.12 Bếp nấu có tận dụng gắn phát điện 50 Hình 3.13 Bếp nấu có tận dụng gắn phát điện gắn tải bóng đèn 50 Hình 3.14 Phần mềm thiết kế cho TEG 51 Hình 3.15 Màn hình hiển thị nhập thơng số 51 Hình 3.16 Giá trị dịng áp 52 Hình 3.17 Giá trị yêu cầu cho máy nhiệt điện 52 Hình 3.18 Giá trị hiển thị 52 Hình 3.19 Ví dụ điển hình 53 62