Ứng dụng của năng lượng mặt trời trong đời sốngvật trên trái đất, ví dụ như thực vật cần ánh sáng mặt trời để quang hợp, ngoài ra để sưởi ấm, chiếu sáng, làm khô,… mặt trời trong đời sốn
Trang 1ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN MẠNH THẮNGMSSV:20222061
LỚP: KT ĐIỆN 05-K67
Trang 2BÀI TÌM HIỂU :TÌM HIỂU NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
I Phần tổng quan chung về điện mặt trời 1 Hệ thống điện mặt trời là gì ?
mọi người biết rõ hơn Đây là một nguồn năng lượng tái tạo mà nước ta và các nước phát triển trên thế giới đang cùng nhau khai thác Trong tương lai gần năng lượng mặttrời hứa hẹn là nguồn năng lượng chủ chốt của thế giới.
mặt trời không chỉ tạo ra điện phục vụ cho nhu cầu của con người mà còn giúp chống lại quá trình biến đổi khí hậu đang diễn ra ngày càng trầm trọng trên toàn cầu, tác động lớn đến cuộc sống của con người cũng như các sinh vật trên địa cầu
dụng cho tất cả những thiết bị điện trong gia dụng, sản xuất,… Thậm chí, điện mặt trời còn ứng dụng trong cả các phương tiện giao thông như ô tô, xe bus, tàu thuyền,…Dù ứng dụng điện mặt trời ngày càng đa dạng nhưng phổ biến nhất hiện nay vẫn là phục vụ cho sinh hoạt, sản xuất nhờ các hệ thống điện mặt trời áp mái và nhà máy điện mặt trời.
Nhà máy điện mặt trời Trung Nam Thuận Bắc quy mô bậc nhất Việt Nam2 Giới thiệu về năng lượng mặt trời
nguồn năng lượng đầu tiên được con người sử dụng trước khi học bí quyết tạo ra lửa
Trang 3Năng lượng mặt trời tạo nên nguồn năng lượng tái tạo trên địa cầu Con người cũng như tất cả các sinh vật trên trái đất sẽ chẳng thể tồn tại trong trường hợp không có mặttrời và nguồn năng lượng mặt trời.
mà chúng ta có thể khai thác Nó mang đến cho con người nhiều giá trị vì thế nhiều năm gần đây các nước trên thế giới đang cùng nhau khai thác và đưa nguồn năng lượng sạch này vào sử dụng Quá trình khai thác không gây ảnh hưởng tiêu cực nào đến môi trường mà ngược lại còn mang lại rất nhiều lợi ích khác
3 Phương pháp khai thác năng lượng mặt trời
Điện mặt trời là nguồn năng lượng lớn nhất mà con người tận dụng và đưa vào sử dụng được Đặc biệt đây là nguồn năng lượng tái tạo vô cùng sạch, đáng tin cậy và chúng ta có thểkhai thác thoải mái mà không bao giờ sợ cạn kiệt.
Có hai phương pháp khai thác điện năng lượng mặt trời đó là phương pháp chủ động và bị động.
liệu các công trình xây dựng
thu nguồn năng lượng từ bức xạ mặt trời Sau đó dùng hệ thống quạt hay máy bơm đểphân phối nguồn điện năng lượng mặt trời.
4 Ứng dụng của năng lượng mặt trời trong đời sống
vật trên trái đất, ví dụ như thực vật cần ánh sáng mặt trời để quang hợp, ngoài ra để sưởi ấm, chiếu sáng, làm khô,…
mặt trời trong đời sống của mình với các hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời, tạohệ thống sưởi ấm, hệ thống lọc nước năng lượng mặt trời giúp biến nước mặn hoặc nước lợ thành nước uống được Sử dụng năng lượng mặt trời để đun nấu, phơi sấy, khử trùng tạo ra điện với hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Có nhiều loại nhà máy điện mặt trời khác nhau Một số loại phổ biến bao gồm: Nhà máyđiện Parabolic trough, Nhà máy điện solar tower, Nhà máy điện Dish-Stirling, Nhà máy điệnmặt trời có ống khói và nhà máy điện mặt trời sử dụng pin quang điện
Là một nhà máy điện mặt trời nhiệt Nó bao gồm tập hợp các gườn cầu lồi có dạng parabolđể tập trung tia nắng mặt tiêu điểm của gương Các gương này có thể theo dõi Mặt Trời xungquanh một trục, thường được định hướng từ bắc đến nam để đảm bảo hiệu suất cao nhất.Chất lỏng chảy qua ống này và hấp thụ nhiệt từ năng lượng mặt trời được tập trung.
Trang 4Nhà máy điện Solar tower(Tháp năng lượng mặt trời) làmột loại nhà máy điện mặttrời nhiệt sử dụng một cột(hoặc dàn) tháp để nhận đượcánh sáng mặt trời tập trung1.Nó hoạt động bằng cách sửdụng hàng ngàn gương để tậptrung ánh sáng mặt trời vàođỉnh của tháp Tại đó, chấtlỏng chảy qua và hấp thunhiệt từ năng lượng mặt trờiđược tập trung Chất lỏng nàysau đó được chuyển đến bộtrao đổi nhiệt để sản xuất hơinước và quay tuabin để phát điện.
Nhà máy điện Dish-Stirling là mộtloại nhà máy điện sử dụng nănglượng mặt trời để chuyển đổi thànhđiện năng với hiệu suất cao Nó sửdụng động cơ Stirling để chuyểnđổi nhiệt năng thành công suất cơhọc và sau đó chuyển đổi thànhđiện năng1 Công suất của nhàmáy có thể lên tới 100 MW
ống khói
Nhà máy điện mặt trời có ống khói là mộtloại nhà máy điện sử dụng năng lượng mặttrời để chuyển đổi thành điện năng Nó hoạtđộng dựa trên nhiệt độ của không khí và sửdụng hệ thống thông gió năng lượng mặttrời thụ động bao gồm một trục thẳng đứngkết nối nội thất và ngoại thất của một tòanhà
quang điện
Nhà máy điện mặt trời sử dụng pin quang điệnlà một loại nhà máy điện sử dụng năng lượngmặt trời để chuyển đổi thành điện năng Nóhoạt động bằng cách sử dụng các tấm pinquang điện (solar cells) được bố trí trên các
Trang 5mái nhà hoặc trong các trang trại năng lượng mặt trời để tạo ra điều kiện phản ứng và biếnđổi ánh sáng mặt trời thành điện năng
Cấu tạo cơ bản của một nhà máy điện mặt trời nối lưới bao gồm: Những tấm pin năng lượngmặt trời, Bộ chuyển đổi điện năng Inverter, Giá đỡ, giàn khung, phụ kiện và dây điện Ngoàira còn có công nghệ giám sát thông minh SSOC
Tấm pin năng lượng mặt trời ( hay tấm pinquang điện ) là một thiết bị có khả năngchuyển đổi ánh nắng thành dòng điện, hoạtđộng dựa trên hiệu ứng quang điện Chúng làthành phần quan trọng trong hệ thống điệnnăng lượng mặt trời và được ứng dụng nhiềutrong thực tế Chúng đặc biệt thích hợp chocác vùng mà điện lưới khó vươn tới như núicao, ngoài đảo xa, hoặc phục vụ các hoạtđộng trên không gian; cụ thể như các vệ tinhquay xung quanh quỹ đạo trái đất, máy tínhcầm tay, các máy điện thoại cầm tay từ xa,thiết bị bơm nước
Các tấm pin mặt trời bao gồm một loạt các tếbào năng lượng mặt trời silicon được bao phủbởi một tấm kính và được giữ với nhau bằngmột khung kim loại, với hệ thống dây điện vàmạch điện bên trong và sau các tế bào để thudòng điện và đưa ra khỏi các tế bào nănglượng mặt trời Mỗi tấm pin mặt trời, cònđược gọi là mô-đun năng lượng mặt trời,thường có kích thước khoảng 1000×2100 mmvà nặng khoảng 25kg.
Bộ chuyển đổi điện Inverter hòa lưới là một thiết bị điện tử đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện năng lượng mặt trời hoà lưới Nhiệm vụ của bộ chuyển đổi điện Inverter hòa lưới là tạo ra điện áp và dòng điện xoay chiều từ dòng điện một chiều hoặc dòng điện xoay chiều nhưng ở cấu hình tần số và pha khác Cụ thể hơn, chúng tạo ra dòng điện xoay chiều 220V-240V để tương thích với hệ thống lưới điện quốc gia Dòng điện xoay chiều mới được tạo ra thì tốt hơn dòng điện có sẵn trên điện lưới.
Là một thiết bị không thể thiếu trong hệ thống điện năng lượng mặt trời hoà lưới, bộ chuyển đổi điện Inverter hòa lưới có những chức năng cơ bản vô cùng quan trọng sau:
Trang 6 Chuyển đổi dòng điện một chiều DC mà các tấm pin năng lượng tạo ra thành dòngđiện xoay chiều AC thích hợp sử dụng cho các thiết bị điện trong nhà.
chuyển đổi điện Inverter sẽ làm tăng công suất, tối đa hóa việc phát điện.
các chức năng hữu dụng từ điện lưới
mặt trời, theo dõi sản lượng điện của hệ thống Các dữ liệu sẽ được cung cấp và thông báo cho chủ sở hữu một các liên tục và đúng đắn.
nhưng với bộ chuyển đổi điện Inverter thì các lỗi này có thể khắc phục ngay và có thể tắt thiết bị hồ quang điện để cho phép vận hành an toàn
dưới mặt đất.
góc nghiêng từ 10 đến 15 độ (tùy thuộc vào vị trí vĩ độ vị trí lắp đặt) Các tấm pinhướng về phía đông hoặc phía tây và ở góc nghiêng tương tự sẽ vẫn hoạt động tốt,nhưng sẽ tạo ra ít điện hơn so với hướng chính Nam Đối với hệ thống điện nănglượng mặt trời dân dụng, hầu hết các hệ thống lắp trên mái nhà có cao độ của các tấmpin mặt trời tương đương với cao độ của mái nhà Tuy nhiên, trong một số trườnghợp, bạn có thể sử dụng hệ thống khung giá đỡ để nghiêng hoặc định vị các tấm pinmặt trời ở một góc phù hợp nhất để đón tia nắng mặt trời
Trang 7Tất cả thông số hoạt động của hệ thống như: công suất, điện năng tạo ra, trạng thái hoạtđộng…sẽ liên tục cập nhật phân tích hoạt động và đưa ra khuyến nghị cần thiết cho hệ thốnghoạt động tốt nhất Người vận hành có thể giám sát hoạt động của hệ thống mọi lúc, mọi nơi.Các chức năng chính của hệ thống giám sát:
mục đích tuyên truyền, quảng bá về việc sử dụng công nghệ phát điện sạch từ nguồn năng lượng tái tạo, thân thiện với môi trường.
nhất thế giới bao gồm Bhadla Solar Park (2.245 MW) ở Ấn Độ, Huanghe Hydropower Hainan Solar Park (2.200 MW) ở Trung Quốc và Pavagada Solar Park (2.050 MW) cũng ở Ấn Độ
lớn khác bao gồm Benban Solar Park (1.650 MW) ở Ai Cập, Tengger Desert Solar Park (1.547 MW) ở Trung Quốc và Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park (1.313 MW) ở Dubai
Ở Việt Nam điện mặt trời được liệt vào danh sách các ngành công nghiệp mới nổi và đang được khuyến khích từng bước phủ sóng rộng rãi để trong tương lai gần nguồn năng lượng tái tạo này sẽ thay thế các nguồn năng lượng truyền
Trang 8thống Và thật may nước ta đã và đang làm điều này rất tốt khi thực tế có đến hàng ngàn dự án điện mặt trời với công suất lớn nhỏ đã được lắp đặt sử dụng trong vài năm lại đây.
Điều đặc biệt là nước ta được ông trời ưu ái cho tiềm năng khai thác điện mặt trời tuyệt vời khi có lượng bức xạ mặt trời khá lớn Trung bình Việt Nam có giờnắng khá cao, đặc biệt là các tỉnh ở khu vực Miền Nam vì vậy việc khai thác điện mặt trời cũng như năng lượng gió vô cùng tiềm năng.
Ngoài ra theo quyết định 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 của TTCP phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030 tầm nhìn đến 2050 đã và đang được triển khai và nhận được các dấu hiệu đáng mừng Trong đó phải kể đến hàng loạt các nhà máy điện mặt trời, dự án điện mặt trời được lắp đặt và sử dụng
2 Một số nhà máy điện mặt trời lớn ở việt nam
Cụm nhà máy điện mặt trời Xuân Thiện Ea Súp, xây dựng tại xã Ia Lốp,
huyện Ea Súp, tỉnh Đắk Lắk Giai đoạn 1 có công suất 600 MW (tương đương 831 MWp), gồm 5 nhà máy Trong đó, công suất nhà máy Xuân Thiện Ea Súp 1(100 MW), Xuân Thiện Ea Súp 2 (100 MW), Xuân Thiện Ea Súp 3 (100 MW), Xuân Thiện Ea Súp 4 (150 MW), Xuân Thiện Ea Súp 5 (150 MW).
Cụm nhà máy điện mặt trời Dầu Tiếng 1, 2, 3, xây dựng tại các xã Tân
Hưng, Tân Phú (huyện Tân Châu), xã Suối Đá (huyện Dương Minh Châu) tỉnh Tây Ninh Tổng công suất thiết kế 500 MW, gồm 3 nhà máy Trong đó, công suất nhà máy Dầu Tiếng 1 (150 MW), Dầu Tiếng 2 (200 MW), Dầu Tiếng 3 (150 MW).
Nhà máy điện mặt trời Trung Nam Thuận Nam, xây dựng tại xã Phước Minh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận Nhà máy có tổng công suất 450
Cụm nhà máy điện mặt trời BIM 1, 2, 3, xây dựng tại xã Phước Minh, huyện
Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận, tổng công suất 314 MW (tương đương 330 MWp), gồm 3 nhà máy Trong đó, công suất nhà máy BIM 1 (30 MWp), BIM 2(250 MWp), BIM 3 (50 MWp).
Cụm nhà máy điện mặt trời Hồng Phong 1A-1B, xây dựng tại xã Hồng
Phong, huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận, 250 MW, gồm 2 nhà máy Trong đó, công suất nhà máy Hồng Phong 1A (150 MW), Hồng Phong 1B (100 MW).
Nhà máy điện mặt trời Trung Nam Ninh Thuận, xây dựng tại xã Bắc Phong,xã Lợi Hải, huyện Thuận Bắc, tỉnh Ninh Thuận, tổng công suất 204 MW.
IV Phần kết luận
1 Lợi ích của nhà máy điện mặt trờia) Khả năng tái tạo
Trang 9Điện mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo, không giống như các nhiên liệu hóa thạchnhư than, dầu mỏ, khí đốt… là những nguồn nhiên liệu không thể phục hồi Theo tính toáncủa NASA, mặt trời còn có thể cung cấp năng lượng cho chúng ta trong khoảng 6,5 tỉ nămnữa.
Tiềm năng của năng lượng mặt trời là rất lớn - mỗi ngày, bề mặt trái đất được hưởng120.000 terawatts (TW) của ánh sáng mặt trời, cao gấp 20.000 lần so với nhu cầu của conngười trên toàn thế giới (1TW = 1.000 tỉ W).
Năng lượng mặt trời là vô tận, dư thừa để đáp ứng nhu cầu về năng lượng của nhân loại, đủdùng cho muôn vàn thế hệ về sau.
Năng lượng mặt trời có thể được tiếp nhận và sử dụng ở mọi nơi trên thế giới - không chỉ ởvùng gần xích đạo trái đất mà còn ở các vĩ độ cao thuộc phía bắc và phía nam Ví dụ, Đứchiện đang chiếm vị trí hàng đầu thế giới trong việc sử dụng năng lượng mặt trời và có kếhoạch tận dụng tối đa tiềm năng này.
Theo xu hướng phát triển gần đây trong cuộc đấu tranh cho việc làm sạch môi trường tráiđất, năng lượng mặt trời là lĩnh vực hứa hẹn nhất, có thể thay thế một phần năng lượng từcác nguồn nhiên liệu không tái tạo được và do đó, nó đóng vai trò quan trọng trong côngcuộc bảo vệ môi trường từ sự tăng nhiệt toàn cầu Việc sản xuất, vận chuyển, lắp đặt và vậnhành các nhà máy điện mặt trời về cơ bản không phát thải các loại khí độc hại vào khíquyển Ngay cả khi có phát thải một lượng nhỏ thì nếu so sánh với các nguồn năng lượngtruyền thống, lượng khí này là không đáng kể.
Trên thực tế, việc sản xuất năng lượng mặt trời không sử dụng các loại động cơ như trongmáy phát điện, vì vậy việc tạo ra điện không gây tiếng ồn.
Chuyển sang sử dụng pin mặt trời, các hộ gia đình sẽ có được một khoản tiết kiệm đáng kểtrong ngân sách chi tiêu Việc bảo trì, duy tu hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời cho hộgia đình đòi hỏi chi phí rất thấp - trong 1 năm, bạn chỉ cần một vài lần lau chùi sạch các tấmpin năng lượng mặt trời và chúng luôn được các nhà sản xuất bảo hành trong khoảng thờigian lên tới 20-25 năm.
Phổ ứng dụng của năng lượng mặt trời rất rộng - cung cấp điện tại các khu vực không có kếtnối với lưới điện quốc gia (ngay cả ở những quốc gia phát triển cao như Mỹ, Nga, Pháp…hiện cũng vẫn có những vùng sâu vùng xa được gọi là “điểm mù về điện” như thế); dùng đểkhử muối trong nước biển ở nhiều quốc gia châu Phi khan hiếm nước ngọt và thậm chí cảviệc cung cấp năng lượng cho các vệ tinh trên quỹ đạo trái đất Điện mặt trời gần đây được
Trang 10gọi là "năng lượng toàn dân", phản ánh sự đơn giản của việc tích hợp điện mặt trời vào hệthống cung cấp điện nhà, song song với điện lưới hoặc điện từ các nguồn cung khác.
Công nghệ sản xuất pin mặt trời mỗi ngày một tiến bộ hơn - mô-đun màng mỏng được đưatrực tiếp vào vật liệu ngay từ giai đoạn sơ chế ban đầu Tập đoàn Sharp của Nhật Bản cũnglà một nhà sản xuất pin mặt trời, vừa giới thiệu một hệ thống sáng tạo các yếu tố lưu trữnăng lượng cho kính cửa sổ Những thành tựu mới nhất trong lĩnh vực công nghệ nano vàvật lý lượng tử cho phép chúng ta kỳ vọng về khả năng tăng công suất của các tấm pin mặttrời lên gấp 3 lần so với hiện nay.
Có ý kiến cho rằng, điện mặt trời thuộc về loại năng lượng đắt tiền - đây có lẽ là vấn đề gâytranh cãi nhất trong việc sử dụng nguồn năng lượng này Do việc lưu trữ năng lượng mặt trờitại các hộ gia đình đòi hỏi khoản chi phí đáng kể ở giai đoạn ban đầu, nhiều quốc gia khuyếnkhích việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch bằng cách cho vay tín dụng để thực hiện hoặccho thuê pin mặt trời theo những hợp đồng có lợi cho người thuê.
Có một thực tế bất khả kháng: Vào ban đêm, trong những ngày nhiều mây và mưa thì khôngcó ánh sáng mặt trời, vì thế năng lượng mặt trời không thể là nguồn điện chính yếu Tuynhiên, so với điện gió, điện mặt trời vẫn là một lựa chọn có nhiều ưu thế hơn.
Giá của ắc quy tích trữ điện mặt trời để lấy điện sử dụng vào ban đêm hay khi trời không cónắng hiện nay vẫn còn khá cao so với túi tiền của đại đa số người dân Vì thế, ở thời điểmhiện tại, điện mặt trời chưa có khả năng trở thành nguồn điện duy nhất ở các hộ gia đình màchỉ có thể là nguồn bổ sung cho điện lưới và các nguồn khác.
Mặc dù so với việc sản xuất các loại năng lượng khác, điện mặt trời thân thiện với môitrường hơn, nhưng một số quy trình công nghệ để chế tạo các tấm pin mặt trời cũng đi kèmvới việc phát thải các loại khí nhà kính, nitơ trifluoride và hexaflorua lưu huỳnh Ở quy môlớn, việc lắp đặt những cánh đồng pin mặt trời cũng chiếm rất nhiều diện tích đất nhẽ rađược dành cho cây cối và thảm thực vật nói chung.
Việc sản xuất các tấm pin mặt trời màng mỏng đòi hỏi phải sử dụng cadmium telluride(CdTe) hoặc gallium selenide indi (CIGS) - những chất rất quý hiếm và đắt tiền, điều nàydẫn đến sự gia tăng chi phí.
Một trong những thông số quan trọng của nguồn điện mặt trời là mật độ công suất trung
nguồn năng lượng tái tạo khác, nhưng thấp hơn dầu, khí, than và điện hạt nhân Vì lý do này,