Năng lượng tái tạo

Nó nói về cách carbon di chuyển xung quanh sinh quyển khi nó được tái chế và tái sử dụng, cũng như các quá trình carbon dài hạn được lưu trữ trong các bể chứa carbon và được thải ra khỏi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM

Năng Lượng Tái Tạo

Giảng Viên: Phạm Xuân Hổ

Sinh viên thực hiện: Phạm Hồng Hải Lớp Điện: 23LC42COT1

MSSV: 23642028

Bài tập Năng Lượng Tái Tạo

1.5 Trả lời các câu hỏi sau

1 Năng lượng tái tại là gi?

2 Vòng đời CO là gì? 2

3 Lý giải tại sao phải sử dụng năng lượng tái tạo?

4 Năng lượng tái tạo (cụ thể mặt trời và gió) ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống điện?

5 Liệt kê các loại nhà máy điện không thải ra khí CO ?2

6 Nhà máy điện nguyên tử có phải là nhà máy điện năng lượng tái tạo không?

7 Tại sao nói nhà máy địa nhiệt là nhà máy điện năng lượng tái tạo?

8 Giải tích nguyên lý hoạt động của tháp mặt trời?

9 Giải bài tập sau:

1 Năng lượng tái tại là gi?

Năng lượng tái tạo hay còn được biết đến là nguồn năng lượng sạch hoàn toàn và chúng trái ngược với nhiên liệu hóa thạch Năng lượng tái tạo được tạo ra từ các nguồn hình thành liên tục và gần như là vô hạn như ánh sáng mặt trời, mưa, gió, thủy triều,

2 Vòng đời CO là gì? 2

Chu trình carbon là quá trình các hợp chất carbon di chuyển giữa khí quyển, sinh quyển, địa quyển, thổ quyển và thủy quyển của trái đất

 Quá trình sinh địa hóa theo đó carbon di chuyển giữa sinh quyển, thổ quyển, địa quyển, thủy quyển và khí quyển của Trái đất được gọi là chu trình carbon

 Cacbon là thành phần quan trọng nhất của mọi sinh vật và là thành phần quan

trọng của nhiều loại khoáng chất, như đá vôi

 Cùng với sự chu trình nitơ và chu trình nước, chu trình carbon là một chuỗi các sự kiện quan trọng giúp cho sự sống có thể tồn tại trên Trái đất Nó nói về cách

carbon di chuyển xung quanh sinh quyển khi nó được tái chế và tái sử dụng, cũng như các quá trình carbon dài hạn được lưu trữ trong các bể chứa carbon và được thải ra khỏi chúng

 Hiện tại, các bể chứa carbon trên đất liền và trong đại dương, mỗi bể hấp thụ

khoảng một phần tư lượng carbon dioxide mà con người tạo ra

 Con người đã gây rối với chu trình carbon sinh học trong hàng trăm năm bằng cách thay đổi cách sử dụng đất và khai thác carbon hóa thạch (khai thác than, dầu khí và sản xuất xi măng) ở quy mô công nghiệp từ địa quyển

 Đến năm 2020, lượng carbon dioxide trong khí quyển cao hơn gần 52% so với trước khi mọi người bắt đầu sử dụng các nhà máy Điều này có nghĩa là Mặt trời phải làm nóng bầu khí quyển và bề mặt Trái đất nhiều hơn

 Do carbon dioxide hòa tan, axit carbonic và các hợp chất khác, sự gia tăng carbon dioxide cũng làm cho bề mặt đại dương có tính axit cao hơn khoảng 30% Điều này đang thay đổi đáng kể tính chất hóa học của đại dương

 Hầu hết carbon hóa thạch đã bị loại bỏ trong 50 năm qua và tốc độ loại bỏ nó tiếp tục tăng nhanh, điều này góp phần gây ra biến đổi khí hậu do con người gây ra

 Do quán tính lớn nhưng hạn chế của hệ thống Trái đất, những tác động lớn nhất đối với chu trình carbon và sinh quyển, vốn rất cần thiết cho nền văn minh nhân loại, vẫn còn tiếp diễn

 Thỏa thuận khí hậu Paris và Mục tiêu phát triển bền vững 13 đều nói rằng khôi phục sự cân bằng cho hệ thống tự nhiên này là mục tiêu quốc tế hàng đầu

3 Lý giải tại sao phải sử dụng năng lượng tái tạo?

Hiện nay, năng lượng tái tạo đã dần thay thế năng lượng hóa thạch và thu hút sự chú ý đầu

tư đáng kể từ nhiều quốc gia Vậy, hãy cùng tìm hiểu những lợi ích quan trọng mà nó mang lại

Số lượng và trữ lượng lớn

Không thể phủ nhận rằng một trong những lợi ích chính của năng lượng tái tạo là khả năng tận dụng các nguồn năng lượng sạch có sẵn trong tự nhiên Những nguồn năng lượng này không chỉ tự do sử dụng mà còn có thể duy trì lâu dài mà không đòi hỏi chi phí nhiên liệu đáng kể So với các nguồn năng lượng hóa thạch như: than đá, dầu mỏ và khí đốt, những nguồn năng lượng tái tạo không chỉ tiết kiệm mà còn bền vững hơn, tránh được nguy cơ cạn kiệt trong thời gian ngắn

Đảm bảo an toàn môi trường và cân bằng hệ sinh thái

Trong quá khứ, việc sử dụng các nguồn nguyên liệu hóa thạch đã gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường, bao gồm ô nhiễm không khí, hiệu ứng nhà kính và mất cân bằng hệ sinh thái Ngược lại, việc sử dụng năng lượng tái tạo giúp đảm bảo an toàn và thân thiện với môi trường, không gây hại đến sức khỏe con người và giữ gìn vẹn hệ sinh thái tự nhiên Hiệu quả cao và không lãng phí

Một ưu điểm nổi bật của việc sử dụng năng lượng tái tạo là hiệu quả cao Trong quá trình sản xuất điện, các nguồn năng lượng này không bị lãng phí, giúp tối đa hóa hiệu suất và giảm thiểu nguồn lực không cần thiết, đáp ứng được nhiều lợi ích kinh tế đồng thời Tạo nhiều cơ hội việc làm mới

Ngoài những lợi ích môi trường và an ninh năng lượng, năng lượng tái tạo còn tạo ra nhiều

cơ hội việc làm mới và thúc đẩy sự phát triển kinh tế Công nghệ liên quan đến năng lượng tái tạo đang trở thành nguồn việc làm cho hàng triệu người trên khắp thế giới Từ việc sản xuất, lắp đặt và bảo dưỡng các thiết bị năng lượng tái tạo đến nghiên cứu và phát triển công nghệ mới, tạo nên sự đổi mới và sự phát triển bền vững cho nền kinh tế toàn cầu

4 Năng lượng tái tạo (cụ thể mặt trời và gió) ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống điện?

Việt Nam đạt được thành tích ấn tượng trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo, nhưng việc phát triển nhanh chóng của năng lượng mặt trời và gió lại đang làm quá tải hệ thống lưới điện quốc gia Vào năm 2020, hơn 100.000 công trình năng lượng mặt trời trên mái nhà được lắp đặt và ít nhất 15 nhà máy năng lượng mặt trời đã được kết nối vào lưới điện Năm 2021, có ít nhất 84 nhà máy điện gió đi vào hoạt động Hầu hết các dự án này đều tập trung ở Thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh phía Nam và vượt quá khả năng hòa lưới điện cho các dự án này Chính vì lý do này, vào năm 2022, Trung tâm Điều phối Hệ thống điện Quốc gia của Việt Nam đã thông báo tạm dừng phê duyệt mới cho các dự án năng lượng mặt trời và gió Để đảm bảo đạt được mục tiêu năng lượng tái tạo của Việt Nam đạt mức 50% năng lượng mặt trời và gió vào năm 2045, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) phải nâng cấp quy hoạch và đầu tư lưới điện

Năng lượng mặt trời và năng lượng gió khác với các nguồn điện truyền thống như than, khí đốt tự nhiên hoặc thủy điện ở một số điểm như nguồn điện truyển thống có thể sản xuất điện theo yêu cầu, nhưng năng lượng mặt trời và năng lượng gió là không liên tục vì không phải lúc nào cũng có ánh nắng mặt trời và gió không phải lúc nào cũng có Khi chỉ có một vài nhà máy điện sản xuất năng lượng không liên tục và mức đóng góp vào lưới điện tổng thể ở mức thấp thì các đơn vị vận hành lưới điện không gặp quá nhiều khó khăn trong quản lý Các đơn vị vận hành thường chia việc tham gia của năng lượng tái tạo thành sáu giai đoạn

và khi tỷ trọng năng lượng tái tạo của lưới điện tăng lên, các nhà vận hành lưới điện cần phải thực hiện các điều chỉnh để đảm bảo rằng lưới điện được vận hành trơn tru

Năng lượng tái tạo của Việt Nam phát triển nhanh chóng với phần lớn năng lượng mặt trời được lắp đặt ở phía Nam Hiện nay, năng lượng mặt trời chiếm khoảng 25% tổng công suất lắp đặt ở Việt Nam, nhưng có tới 42% công suất lắp đặt ở một số tỉnh phía Nam Trong khi một nửa dự án điện gió nằm ở các tỉnh Gia Lai, Ninh Thuận và Quảng Trị

Việt Nam đã nhanh chóng chuyển từ giai đoạn một - là giai đoạn mà năng lượng tái tạo chiếm tỷ lệ nhỏ trong tổng nguồn cung cấp năng lượng và có tác động hạn chế đến lưới điện

— sang ít nhất là giai đoạn hai ở cấp quốc gia và giai đoạn ba ở một số vùng nơi mà nguồn năng lượng tái tạo có thể ảnh hưởng đến các hoạt động của lưới điện và phải đầu tư thêm vào cơ sở hạ tầng lưới điện

Giống như nhiều quốc gia đang phát triển khác ở châu Á, Việt Nam từ trước đến nay không đầu tư vào truyền tải điện Thay vào đó, các nhà quy hoạch đã ưu tiên tài trợ cho phát điện

để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng nhanh Theo kế hoạch năm 2021 thì vốn đầu tư cho truyền tải điện ở Việt Nam bằng khoảng một phần tư so với Quy hoạch phát triển điện tầm nhìn 2045

Hiện tại, các đường dây tải điện Bắc-Nam đã gần đạt đến công suất: Theo một nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới cho thấy hệ thống truyền tải điện hiện có có thể tích hợp tới 3,3

GW năng lượng tái tạo ở miền Nam Việt Nam, nhưng nguồn điện bổ sung này sẽ đòi hỏi đường dây tải điện và máy biến áp phải được nâng cấp Với gần 20 GW tăng thêm từ việc

mở rộng năng lượng mặt trời và gió đã vượt xa đáng kể khả năng tích hợp của lưới điện

5 Liệt kê các loại nhà máy điện không thải ra khí CO ?2

A Điện Mặt Trời.

Nhà máy điện mặt trời do Công ty Thủy điện Đa Nhim – Hàm Thuận – Đa Mi làm chủ đầu tư được đưa vào vận hành cuối tháng 5/2019:

Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm

2050 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 Theo đó, tháng 9/2015 Việt Nam đã đưa ra các mục tiêu cụ thể, lượng điện năng sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo sẽ tăng từ mức 58 tỷ kWh năm 2015 lên 101

tỷ kWh năm 2020 và 186 tỷ kWh năm 2030; 452 tỷ kWh năm 2050 Tỷ trọng điện năng sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo sẽ tăng từ 35% năm 2015 lên mức 38% năm 2020 và 43% năm 2050

Nhà máy điện mặt trời Phù Mỹ – 330 MW:

B Điện Gió.

Nhà máy điện gió Bạc Liêu

Nhà máy điện gió Trung Nam tại Ninh Thuận

C Thủy Điện.

Nhà máy thủy điện Sơn La

Nhà máy thủy điện Hòa Bình

6 Nhà máy điện nguyên tử có phải là nhà máy điện năng lượng tái tạo không?

Năng lượng nguyên tử (nhà máy điện hạt nhân) được sử dụng qua nhiệt năng thu được khi phá vỡ liên kết hạt nhân nguyên tử của một số chất ở trong lò phản ứng hạt nhân Vì vậy đối

với nhà máy điện nguyên tử, quá trình biến đổi năng lượng cũng được thực hiện như ở nhà máy nhiệt điện:

Nhiệt năng → Cơ năng → Điện năng

Thực chất nhà máy điện nguyên tử là một nhà máy nhiệt điện, nhưng lò hơi được thay bằng

lò phản ứng hạt nhân

Nhà máy điện nguyên tử không được xem là nhầ máy điện năng lượng tái tạo Vì quá trình phân hạch tạo ra bức xạ hạt nhân gây hại đến con người cũng như môi trường Dễ xảy ra tai nạn trong sản xuất, tốn kém chi phí để xây dựng nhà máy hạt nhân Quá trình khai quật và tinh chế Uranium gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng tới sức khỏe vì những chất thải độc hại của nó Vấn đề vận chuyển và xử lý chất thải hạt nhân cần được đầu tư nhiều Tuổi thọ

lò phản ứng trung bình 60 năm

7 Tại sao nói nhà máy địa nhiệt là nhà máy điện năng lượng tái tạo?

Năng lượng địa nhiệt là một dạng năng lượng tái tạo có khả năng khai thác nhiệt từ lòng đất của Trái đất để sưởi ấm các tòa nhà và thu được nước nóng theo cách sinh thái hơn Nó là một trong những nguồn tái tạo ít được biết đến, nhưng kết quả của nó là rất đáng chú ý Nhà máy điện địa nhiệt là một cơ sở mà nhiệt được chiết xuất từ Trái đất để tạo ra năng lượng tái tạo Lượng khí thải carbon dioxide vào khí quyển từ việc tạo ra loại năng lượng này trung bình khoảng 45 g Điều này chiếm ít hơn 5% lượng khí thải tương ứng trong các nhà máy đốt nhiên liệu hóa thạch nên có thể coi là năng lượng sạch

Các nhà sản xuất năng lượng địa nhiệt lớn nhất trên thế giới là Hoa Kỳ, Philippines và Indonesia Cần phải tính đến rằng năng lượng địa nhiệt, mặc dù có thể tái tạo, nhưng là một loại năng lượng hạn chế Nó bị hạn chế, không phải vì nhiệt của Trái đất sắp cạn kiệt (còn xa), mà là nó chỉ có thể được khai thác một cách khả thi ở một số nơi trên hành tinh nơi hoạt động nhiệt trên mặt đất diễn ra mạnh mẽ hơn Đó là về những "điểm nóng", nơi nhiều năng lượng hơn có thể được chiết xuất trên một đơn vị diện tích

Vì kiến thức về năng lượng địa nhiệt không quá nâng cao, Hiệp hội Năng lượng Địa nhiệt ước tính rằng nó chỉ đang được khai thác hiện là 6,5% tiềm năng thế giới về loại năng lượng này

8 Giải tích nguyên lý hoạt động của tháp mặt trời?

Tháp năng lượng mặt trời (tiếng Anh: Solar power tower) là một loại lò năng lượng mặt trời

sử dụng một cột (hoặc dàn) tháp để nhận được ánh sáng mặt trời tập trung Tháp năng lượng mặt trời sử dụng những tấm gương phẳng, di chuyển được (gọi là kính định nhật) trải ra diện tích xung quanh để tập trung tia nắng mặt trời đến tháp (nơi tiếp nhận) Nhiệt năng mặt trời được tập trung lại có thể xem là một trong những giải pháp khả thi sản xuất năng lượng tái tạo, năng lượng không gây ô nhiễm với công nghệ hiện nay

Những thiết kế đầu tiên ứng dụng các tia năng lượng tập trung này để đun nước, và lấy hơi nước sinh ra chạy tua bin Những thiết kế mới hơn sử dụng dung dịch natri đã được kiểm nghiệm, cùng các hệ thống sử dụng muối nóng chảy (40% kali nitrat, 60% natri nitrat) làm chất lỏng vận hành Các chất lỏng này có khả năng chịu nhiệt cao, có thể là nơi lưu trữ năng lượng trước khi dùng để đun sôi nước chạy tua bin Những thiết kế này hỗ trợ khả năng tạo

ra điện ngay cả khi mặt trời không chiếu sáng

9 Giải bài tập sau:

Giải

1 Vẽ đồ thị công suất tại bus AC cho 2 khách

hàng P(t) = Pload (t) – PPVsystem (t)

2 Tính giá trị trên đồng hồ A1 và A2 trong 1 ngày trướcvà sau khi lắp

3 Biểu giá của công ty điện lực bảng 2, giá bán năng lượng là 1900VNĐ/kWh

Tính giá tiền thu được của các bên

P = Pload – PPV system

4 Nhận xét

Tổng số tiền sau khi thanh toán 2 hợp đồng mua và

bán điện của: Nhà hàng = VR

Văn phòng = VO

Vì giá mua điện = 1900VND/kWh < giá bán điện (bậc thang) Nên: Càng mua điện của điện lực càng ít

thì càng trả tiền ít

Dòng công suất trên đường truyền thời gian → 0