báo cáo nhập môn kĩ thuật điện ứng dụng và tương lai của các nguồn năng lượng tái tạo trong ngành điện

Các nguồn nănglượng tái tạo, như năng lượng mặt trời, gió, thủy điện và địa nhiệt, đãthu hút được sự chú ý và áp dụng rộng rãi do những lợi thế về môitrường và tiến bộ công nghệ của chún

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Hanoi University of Science and Technology

BÁO CÁO NHẬP MÔN KĨ THUẬT

ĐIỆN Ứng dụng và tương lai của các nguồn năng lượng tái

tạo trong Ngành Điện Trần Anh Đại

Dai.TA231690@sis.hust.edu.vn

Ngành Kỹ thuật điện

Giảng viên hướng

dẫn:

Mr.Triệu Việt Linh

Mục lục

I Giới thiệu

1 Giới thiệu chung về năng lượng tái tạo.

2 Tìm hiểu về các nguồn năng lượng tái tạo.

II Ứng dụng- Thách thức+Giải pháp-Tương lai

1 Ứng dụng a) Năng lượng mặt trời b) Năng lượng gió c) Năng lượng Hydro d) Năng lượng sinh khối

2 Thách thức và giải pháp.

3 Tầm nhìn về tương lai.

III Kết luận

I Giới thiệu

1 Đặt vấn đề

Ngành điện đã trải qua một sự chuyển đổi đáng kể trong những năm gần đây, với sự chú trọng ngày càng tăng vào các hoạt động bền vững

và thân thiện với môi trường Ứng dụng ngày càng tăng và mức độ phổ biến của các nguồn năng lượng tái tạo đóng vai trò then chốt trong sự thay đổi này Báo cáo này tìm hiểu hiện trạng áp dụng năng lượng tái tạo trong ngành Điện, nêu bật các công nghệ chính, lợi ích, thách thức và xu hướng trong tương lai mà con người hướng tới – một tương lai mà hạn chế khí thải nhà kính và trong sạch hơn

2 Tìm hiểu chung về các nguồn năng lượng tái tạo

Ngành điện đang đi đầu trong các nỗ lực toàn cầu nhằm chuyển đổi hướng tới một tương lai năng lượng bền vững hơn Các nguồn năng lượng tái tạo, như năng lượng mặt trời, gió, thủy điện và địa nhiệt, đã thu hút được sự chú ý và áp dụng rộng rãi do những lợi thế về môi trường và tiến bộ công nghệ của chúng

Dưới đây là một vài nguồn năng lượng chủ chốt mà theo như tôi nghiên cứu, tương lai gần những nguồn năng lượng này sẽ thay thế hoàn toàn những nguồn năng lượng còn người đang sử dụng:

a) Năng lượng mặt trời ( Solar Energy)

-Năng lượng mặt trời được hiểu là năng lượng bức xạ và nhiệt xuất phát từ mặt trời

-Hiện nay năng lượng mặt trời đang là 1 trong những nguồn năng lượng rất phổ biến trên toàn thế giới hiện nay

-Công nghệ quang điện mặt trời (PV) khai thác năng lượng từ mặt trời để tạo ra điện Chi phí của các tấm pin mặt trời giảm và hiệu quả tăng lên đã khiến năng lượng mặt trời trở thành lựa chọn phổ biến cho

cả ứng dụng dân dụng và thương mại

Hình ảnh minh họa về công nghệ PV(quang điện mặt trời)

b)Năng lượng gió ( Wind Energy)

-Năng lượng gió là sử dụng động năng của bầu không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất Đây là một trong những nguồn năng lượng tái tạo đầu tiên trên Trái Đất mà con người biết cách vận dụng

-Một trong những công nghệ phổ biến nhất về năng lượng gió chính là những tua bin gió

-Tua bin gió chuyển đổi động năng của gió thành năng lượng điện Các trang trại gió trên đất liền và ngoài khơi đã chứng kiến sự tăng trưởng đáng kể, đóng góp một phần đáng kể vào lưới điện ở nhiều khu vực

-Ở Việt Nam, mô hình tua bin gió hiện đã xuất hiện ở Ninh Thuận, và rất phát triển

Mô hình tuabin gió với công suất lớn ở Ninh Thuận

c) Năng lượng Hidro ( Water Energy )

-Năng lượng Hidro – hay còn gọi với cái tên khác là Thủy năng là năng lượng được lấy từ lực hoặc năng lượng của dòng nước -Thủy năng được ưa chuộng ở rất nhiều nước vì không chỉ mang lại một nguồn năng lượng lớn vì còn có rất nhiều lợi ích xung quanh:tích trữ nước cho mùa khô, là nguồn nước ngọt khổng lồ, -Ở Việt Nam và trên thế giới, đã có rất nhiều những nhà máy thủy điện to nhỏ được xây dựng để tận dụng được nguồn năng lượng vô tận này Có thể kể đến như: Nhà máy thủy điện Hòa Bình, Nhà máy thủy điện Trị an,

Nhà máy thủy điện Trị An

d)Năng lượng Sinh khối ( Biomass Energy )

-Năng lượng sinh khối là năng lượng được tạo ra từ các vật liệu dư thừa như trấu, rơm rạ, bã mía hoặc chất thải từ các hoạt động sinh hoạt của con người (rác, bùn/nước cống)

-Sinh khối là sử dụng các vật liệu này chuyển hóa thành điện năng (sinh hóa, hóa học) hoặc nhiệt năng (đốt)

2 trong số nhiều nguồn năng lượng sinh khối có tiềm năng ở VN

II Ứng dụng- Thách thức+Giải pháp-Tương lai

1 Ứng dụng của năng lượng tái tạo trong ngành Điện

a)Năng lượng mặt trời

-Ứng dụng trên mái nhà:

+Năng lượng mặt trời trên mái nhà giúp tự sản xuất điện và giảm chi phí hóa đơn điện hàng tháng

+Ngoài ra, những tấm pin năng lượng mặt trời sẽ có vai trò như những tấm cách nhiệt cho mái nhà giúp căn nhà trở nên mát mẻ hơn

-Ứng dụng vùng nông thôn:

+Trong các khu vực không có lưới điện, nguồn năng lượng mặt trời giúp cung cấp điện cho cộng đồng

+ Cũng như giúp cho thu hút nhiều người dân hơn đến những vùng núi sinh sống, theo đó đời sống của những người dân cũng sẽ cải thiện hơn

-Ứng dụng trong công nghiệp

+ Công ty và nhà máy sử dụng năng lượng mặt trời để cung cấp điện cho dây chuyền sản xuất

+ Giảm thiểu các tác hại khi sử dụng năng lượng của các quy trình công nghiệp ra môi trường

b)Năng lượng Gió

-Đẩy cánh quạt: Sức gió đẩy cánh quạt của turbine tạo ra năng lượng cơ học có ích cho nhiều việc khác nhau

VD: từ xa xưa, con người đã biết sử dụng sức gió để làm lăn cối

đá xay gạo,

- Tạo điện:Năng lượng cơ học từ cánh quạt được chuyển đổi thành điện thông qua generator Toàn bộ quá tình sản sinh ra điện không hề gây bất cứ tổn hại nào đến môi trường

-Sử dụng mạng lưới điện: Năng lượng điện từ turbine được đưa vào lưới điện để sử dụng rộng rãi

Năng lượng gió là một nguồn năng lượng rất lâu đời nhưng có ảnh hưởng rất lớn đến công cuộc năng lượng tái tạo của con người c)Năng lượng Hidro

-Phát triển hồ chứa nước: Nhà máy thủy điện yêu cầu hồ chứa lớn

để tích tụ nước và tạo sức đẩy cho turbine tạo điện Các hồ chưa nước này có thể được sử dụng để giải quyết nhu cầu thiếu nước khi mùa màng

bị cạn khô để giải cứu các cánh đồng hay vụ mùa của người dân -Bảo vệ môi trường: So với các nguồn năng lượng không tái tạo, thủy điện ít gây ảnh hưởng xấu đến môi trường

d)Năng lượng Sinh khối

-Sinh khối thực vật: Đốt cháy sinh khối từ thực vật tạo ra năng lượng nhiệt đốt Giúp tận dụng hết nguồn nguyên liệu dư thừa từ những công cuộc khai thác thiên nhiên hay tận dụng triệt để những nguồn nguyên liệu nhân tạo

-Tạo năng lượng Điện: Nhiệt đốt từ sinh khối được sử dụng để tạo

ra năng lượng điện

VD: nổi bật của sinh khối có thể lấy ví dụ là khí biogas

+1K khí Methanes (Biogas) có thể sản xuất lên tới 2000kWh điện năng thông qua quá trình đốt cháy

+65% khí Methanes trong Biogas giúp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tái tạo

2)Tương Lai Của Các Nguồn Năng Lượng Tái Tạo Trong Ngành Điện

a)Quy mô lớn hơn

-Năng lượng tái tạo sẽ phát triển với quy mô lớn hơn để dần dần thay thế những nguồn năng lượng hóa thạch trong cuộc sống và các hoạt động sản xuất để đáp ứng nhu cầu về năng lượng

-Trong tương lai, năng lượng tái tạo sẽ phủ sóng ở khắp mọi nơi, đem lại lợi ích cho mọi nước trên thế giới

b)Giá thành thấp hơn

- Kỹ thuật ngày càng phát triển giúp giảm chi phí đầu tư và sản xuất điện từ năng lượng tái tạo

-Vì năng lượng tái tạo là những nguồn năng lượng gần như vô tận nên mọi người sẽ không phải đối mặt với tình trạng khan hiếm năng lượng dẫn tới giá thành đẩy lên cao

c)Ổn định hơn

- Năng lượng tái tạo giúp tạo sự ổn định cho hệ thống điện và giảm ô nhiễm môi trường

-Các nguồn năng lượng tái tạo rất đa dạng và có ở khắp mọi nơi, làm giảm thiểu nguy cơ xảy ra tranh chấp các nguồn năng lượng giúp ổn định xã hội

3) Thách Thức và Cơ Hội Trong Việc Phát Triển Nguồn Năng Lượng Tái Tạo

a)Thách thức

-Kỹ thuật vận hành và quản lý các nguồn năng lượng tái tạo cần phải được nâng cao để đảm bảo hoạt động hiệu quả

- Khi nguồn năng lượng đảm bảo, đi cùng với xã hội phát triển thì

sẽ thúc đẩy cho các nền quân sự hay các khía cạnh khác phát triển, có nguy cơ dẫn tới các cuộc chiến tranh không đáng có

b)Cơ hội

-Nhu cầu sử dụng nguồn năng lượng tái tạo đang tăng, mở ra cơ hội phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực này

-Năng lượng tái tạo là tương lai của thế giới và là chìa khóa để con

người bảo vệ được ngôi nhà chung của chính mình

-Các ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI), chẳng hạn như phân tích dự đoán và học máy, sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống năng lượng tái tạo

c)Những ảnh hưởng của năng lượng tái tạo đến môi

trường

-Giảm thiểu phát thải: Những nguồn năng lượng tái tạo sẽ cắt giảm tối đa lượng phát thải do các loại khí thải ra môi trường, từ đó giảm thiểu các nguy cơ gây ra do khí nhà kính và các nguy cơ biến đổi khí hậu cũng như đem lại cho con người nhuồn không khí trong sạch hơn

-Đa dạng sinh học: Ngoài ra, khi sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, con người cũng sẽ itstacs động đến thiên nhiên hơn từ đó dẫn đến môi trường sống của các loài sinh học được tự do phát triển làm gia tang

sự đa dạng sinh học

-Tính bền vững: Khi sử dụng những nguồn năng lượng tái tạo thường ít để lại những hậu quả từ đó các thế hệ tương lai được tự do phát triển

d)Lợi ích kinh tế

-Tạo việc làm: Khi năng lượng tái tạo ra đời, đồng nghĩa với việc

có nhiều hơn những cơ hội việc làm cho người dân trong các lĩnh vực mới như: sản xuất, lắp đặt, bảo trì, … Đi cũng với đó những người dân ở những khu vực tiêm năng trong các lĩnh vực năng lượng tái tạo thì rất dễ

để kiếm việc làm và làm giàu cho chính mình

-Thu hút các nguồn vốn đầu tư: Các dự án năng lượng tái tạo luôn

là động lực để thúc đẩy các nền kinh tế phát triển Đây chính là chìa khóa cho các nước đang và kém phát triển có thể thu hút các nguồn vốn đầu tư từ các nguồn đầu tư đã phát triển, đồng thời đó thúc đẩy nền kinh

tế nước mình và có thể học hỏi được các cong nghệ tiên tiến từ những đất nước đã phát triển

-Khả năng cạnh tranh về chi phí: Khi công nghệ đang dần phát triển, dần dần chi phí cho các loại máy móc cũng ít đi dẫn tới những sự cạnh tranh về cuộc đua công nghệ giữa các nước với nhau

III Xu hướng hiện tại của thế giới.

-Đầu tư toàn cầu: Hiện tại, các dự án đang dần dần chiếm được long tin của các nhà đầu tư trên thế giới và đang trở thành những nguồn thu hút vốn đầu tư khổng lồ cho các nước sở hữu những dự án về năng lượng tái tạo

-Hỗ trợ chính sách: Các dự án về năng lượng tái tạo không chỉ đang thu hút được những nguốn vốn đầu tư khổng lồ mà chính phủ các nước cũng đang có những ưu đãi và chính sách rát phù hợp để mở rộng tương lai cho nguồn năng lượng tái tạo

-Tăng trưởng thị trường:Bên cạnh đó, những nhu cầu về các nguồn năng lượng sạch đang ngày càng gia tang góp phần cho sự phát triển cực lớn của nguồn năng lượng tái tạo

IV Kết luận-Tóm tắt

1).Tóm tắt

Nguồn năng lượng tái tạo sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường.Năng lượng tái tạo có rất nhiều loại và chúng đều được hi vọng là tương lai của thế giới Mặc

dù sẽ có rất nhiều thách thức đối với con người nhưng vì tương lai, con người vẫn đang từng bước làm chủ được thứ năng lượng tuyệt vời này

2).Kết luận

Việc ứng dụng và phổ biến năng lượng tái tạo trong ngành điện đánh dấu một bước quan trọng hướng tới một tương lai năng lượng bền vững và kiên cường Những tiến bộ công nghệ liên tục, các chính sách

hỗ trợ và hợp tác quốc tế là rất cần thiết để vượt qua các thách thức và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang bối cảnh năng lượng sạch hơn và bền vững hơn Cam kết của ngành điện đối với năng lượng tái tạo không chỉ là yêu cầu cấp thiết về môi trường mà còn là sự đầu tư chiến lược cho sự thịnh vượng lâu dài của hành tinh chúng ta