Lắp đèn năng lượng mặt trời trên đường phố Đà Nẵng sử dụng nguồn năng lượng... Hai cột đèn năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió đầu tiên được lắp đặt thành công tại Ban quản lý dự
Trang 1Hoạt động của Pin mặt trời
Công ty BP Solar của Úc đã tài trợ một dự án PMT có công suất là 6.120 Wp phục vụ cho trạm xá, trụ sở xã, trường học và khoảng 10 hộ gia đình Dự án trên
được lắp đặt tại xã Sĩ Hai, huyện Hà Quảng, tỉnh Cao Bằng
Dự án “Ứng dụng thí điểm điện mặt trời cho vùng sâu, vùng xa” tại xã Ái Quốc, tỉnh Lạng Sơn đã hoàn thành vào tháng 11/2002 Tổng công suất dự án là 3.000 Wp, cung cấp điện cho trung tâm xã và trạm truyền hình, chủ yếu để thắp sáng và truyền thông; đối tượng phục vụ là người dân, do dân quản lý và vận hành
Trung tâm Hội nghị Quốc gia sử dụng ĐMT: Tổng công suất pin mặt trời 154 kWp
là công trình ĐMT lớn nhất ở Việt Nam Hệ thống pin mặt trời hòa vào mạng điện
chung của Trung tâm Hội nghị quốc gia
Trạm pin mặt trời nối lưới Viện Năng lượng công suất 1.080 Wp bao gồm 8
môđun
Trạm pin mặt trời nối lưới lắp đặt trên mái nhà làm việc Bộ Công thương, 54 Hai
Bà Trưng, Quận Hoàn Kiếm, Hà Nội Công suất lắp đặt 2.700 Wp
Lắp đèn năng lượng mặt trời trên đường phố Đà Nẵng sử dụng nguồn năng lượng
Trang 2mặt trời Hệ thống thu góp điện năng được “dán” thẳng trên thân trụ đèn Bên
trong trụ có tám bình ắc qui dùng để tích năng lượng
Hai cột đèn năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió đầu tiên được lắp đặt thành công tại Ban quản lý dự án Công nghệ cao Hòa Lạc Hai cột đèn trị giá 8.000 USD, do Công ty cổ phần tập đoàn quốc tế Kim Đỉnh lắp đặt Hiện tại, hai cột đèn này có thể sử dụng trong 10 h mỗi ngày, có thể thắp sáng bốn ngày liền nếu không
có nắng và gió
Tóm lại
· Tổng công suất lắp đặt: Khoảng 1,45 MWp
· Số địa phương lắp đặt: 40 tỉnh và thành phố; Bộ Bưu chính Viễn thông, Bộ Quốc
phòng, Bộ Giao thông, v.v
· Mục đích sử dụng: Sinh hoạt (chiếu sáng, TV, đài, bơm nước, v.v.), thông tin liên
lạc, tín hiệu giao thông, v.v
· Nguồn kinh phí:
- Kinh phí viện trợ không hoàn lại, thông qua các dự án hợp tác quốc tế: 30 - 35%
- Kinh phí các doanh nghiệp: 40 - 45%
- Chính phủ (trung ương, địa phương): 20 - 30%
Những khó khăn chính trong quá trình triển khai ứng dụng
* Về kỹ thuật
Trang 3- Người sử dụng không tuân theo qui trình vận hành Đấu tắt không qua bộ điều
khiển khi ắc qui yếu, làm ắc qui cạn kiệt, dẫn đến mau hỏng
- Trong 100 dàn đầu tiên cho các hộ gia đình lắp tại tỉnh Tiền Giang và Trà Vinh, vì công suất mỗi dàn quá nhỏ (22,5 Wp), nhu cầu dùng lại lớn nên ắc qui luôn luôn ở
trạng thái cạn kiệt và dẫn đến hỏng hàng loạt ắc qui
* Về kinh tế
Trước mắt, PMT chỉ ứng dụng ở các vùng sâu, vùng cao và hải đảo, nơi không thể đưa lưới điện quốc gia đến được Song phần lớn thu nhập của người dân vùng này
thấp, trong khi giá thành đầu tư ban đầu của PMT hiện tại còn rất cao
* Giá thành của PMT
Giá thành lắp đặt dàn PMT bình quân chung trong cả nước vào khoảng 12 - 14 USD/Wp (áp dụng cho hộ gia đình và dàn tập thể) Giá thành trên không bao gồm chi phí vận chuyển Chi phí vận chuyển vào khoảng 5 - 7% giá trị thiết bị
Kinh nghiệm triển khai ứng dụng
Để việc triển khai ứng dụng đạt được hiệu quả tốt, cần tiến hành những bước sau:
- Các sở khoa học công nghệ hoặc các sở công nghiệp của các tỉnh nên mở các lớp
tập huấn và tuyên truyền, quảng cáo
- Phối hợp với các cơ quan địa phương mở lớp tập huấn cho các cán bộ kỹ thuật
địa phương về lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa nhỏ
- Sau khi lắp đặt, cần hướng dẫn cặn kẽ cho các hộ sử dụng về qui định vận hành,
bảo quản và bảo dưỡng thiết bị
Trang 4- Trờn cơ sở kết quả ứng dụng thớ điểm, nghiờn cứu thiết kế kỹ thuật lắp đặt phự hợp với trỡnh độ dõn trớ và hợp lý về qui mụ cụng suất để đỏp ứng nhu cầu và khả
năng kinh tế của dõn địa phương
Hầu như tất cả cỏc nguồn NL mà con người hiện nay đang sử dụng xột cho cựng đều xuất phỏt hay cú liờn quan tới NL mặt trời (chỉ trừ năng lượng nguyờn tử, địa nhiệt và cỏc nhà mỏy phỏt điện hoạt động bằng năng lượng thuỷ triều) Người
ta chia cỏc nguồn NL thành 2 nhúm năng lượng chớnh:
- Năng lượng hoỏ thạch như dầu, than đỏ hay khớ đốt;
- Năng lượng tỏi tạo từ những nguồn NL như Mặt trời, Giú, Hợp chất hữu cơ (sinh
khối), NL đại dương và địa nhiệt của trỏi đất
Cỏc nguồn năng lượng được tạo ra từ quỏ trỡnh hoỏ thạch chớnh là năng lượng mặt trời được biến đổi, lưu trữ trong cỏc hợp chất hữu cơ Ngược lại ở cỏc nguồn năng lượng mới mang tớnh tại tạo thỡ năng lượng mặt trời được sử dụng dưới rất nhiều
hỡnh thức khỏc nhau
Hiện nay mức tổng tiờu thụ năng lượng trờn thế giới vào khoảng 1,07 x 1011 MWh/năm Trong đú mức tiờu thụ điện năng là 1,87 x 109 MWh, chiếm khoảng 17% mức năng lượng tiờu thụ NL tổng cộng Cú thể thấy rằng trong những thập niờn tới thỡ tổng mức tiờu thụ NL núi chung cũng như mức tiờu thụ điện năng núi
riờng sẽ tăng lờn rất mạnh trờn phạm vi toàn thế giới
Năng lượng mặt trời (NLMT) là NL được tạo ra từ cỏc phản ứng nhiệt hạt nhõn trờn mặt trời NL này cú thể thu được dưới dạng súng bức xạ điện từ truyền đến
trỏi đất
Ở ngoài khớ quyển quả đất cường độ của bức xạ mặt trời cú giỏ trị là E = 1,367 kW/m² và được gọi là hằng số mặt trời Nhưng khi đi qua lớp khớ quyển quả đất,
do bị hấp thụ và tỏn xạ, nờn NLMT bị giảm khoảng 30%
Trang 5Nếu các tia bức xạ mặt trời chiếu vuông góc tới một mặt phẳng trên bề mặt trái đất thì cường độ bức xạ chỉ còn vào khoảng 1 kW/m² đối với ngày thời tiết đẹp Thông qua các tia bức xạ mặt trời quả đất có thể thu được một năng lượng là 1,74 x 1011 MWh Hay nói cách khác là trái đất nhận được một công suất NLMT là 1,74 x 1011
MW
NLMT này dùng chủ yếu để làm ấm bầu khí quyển, vỏ trái đất và nước Chỉ có khoảng 1 - 2 % NLMT được biến thành năng lượng gió, khoảng 0,02 – 0, 03 %
được sử dụng để tạo ra các hợp chất hữu cơ sinh khối
Các Công nghệ sử dụng NLMT
Hiện nay có 2 công nghệ chính sử dụng NLMT Đó là công nghệ điện mặt trời dựa trên hiệu ứng quang điện và công nghệ nhiệt mặt trời dựa trên hiệu ứng nhà kính
(nhiệt độ thấp) và công nghệ nhiệt mặt trời hội tụ (nhiệt độ cao)
a- Công nghệ điện mặt trời Quang điện
Khi chiếu sáng một lớp tiếp xúc bán dẫn pn thì NL ánh sáng có thể được bíến đổi thành NL của dòng điện một chiều Hiện tượng đó được gọi là hiệu ứng quang-điện (photovoltaic) và nó được ứng dụng đề chuyển đổi NLMT thành điện năng Trong công nghệ quang-điện này người ta sử dụng các mô đun pin mặt trời (PMT) mà thành phần chính của nó là các lớp tiếp xúc bán dẫn Silic loại n và loại p, nSi/pSi
(hình 1)
Trang 6Hình 1- Nguyên lý cấu tạo PMT (trên) và môđun PMT (dưới)
Hiệu suất biến điổi quang-điện của các môđun PMT Si thương mại trong khoảng 11-14% Công nghệ sản xuất điện năng này hoàn toàn không gây ra ô nhiễm môi
trường
Trang 7Hình 2- Hệ PMT 500W cho Trạm xá Yên Lập, Phú Thọ (ảnh trên)
và hệ 500W cho hộ gia đình Đảo Quan Lạn, Quảng Ninh
b- Công nghệ Nhiệt năng từ mặt trời
Từ lâu nhiệt năng từ bức xạ mặt trời đã được dùng để phơi sấy, sưởi ấm, một cách tự nhiên Hiện nay nhờ các thiết bị mới nên nhiệt mặt trời được sử dụng hiệu quả hơn Có 2 công nghệ thông dụng khai thác nhiệt mặt trời dựa trên hiệu ứng
Trang 8nhà kính và hiệu ứng hội tụ bức xạ mặt trời.
Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng như sau: các tấm kính có đặc tính là cho các bức xạ
MT có bước sóng nhỏ hơn khoảng 0,7x 10-6m đi qua dễ dàng, nhưng lại ngăn không cho các bức xạ MT có bước sóng lớn hơn khoảng 0,7x 10-6m Bức xạ MT có bước sóng lớn hơn khoảng 0,7x 10-6m là các bức xạ nhiệt nó nung nóng các vật khi bị các tia này chiếu vào Lợi dụng đặc tính này của kính người ta tạo ra các hộp thu NLMT như hình 3 để sản xuất nước nóng, sấy nông sản phẩm, sưởi ấm,
Hình 3- Cấu tạo và nguyên lý thu NLMT nhờ hiệu ứng nhà kính
Tia mặt trời xuyên qua tấm kính (1) tới tấm hấp thụ (2) bị hấp thụ phần lớn NL Các tia nhiệt thứ cấp từ tấm hấp thụ có bước sóng Λ > 0,7µm bị tấm kính ngăng lại Như vậy hộp thu cho ánh sáng MT vào mà không cho ra nên tấm hấp thụ ngày càng nóng lên Nhiệt từ tấm hấp thụ có thể sử dụng để đun nước, sấy, sưởi ấm, Hiệu
suất thu nhiệt của bộ thu có thể đạt đến 50%
Để sản xuất điện từ nhiệt NLMT người ta sử dụng các hệ thống gương cầu hay gương parabol để hội tụ các tia mặt trời vào các điểm hay trục hội tụ Tại các điểm hội tụ nhiệt độ có thể lên đến hàng trăm hay thậm chí đến hàng nghì độ Nếu cho chất lỏng như nước, dầu, qua vùng hội tụ thì chất lỏng bị bay hơi ngay cả dưới áp suất cao Cho hơi này qua các tua bin sẽ phát ra điện Công nghệ này được gọi là
Trang 9công nghệ nhiệt điện mặt trời.
Các công nghệ NLMT đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới
Hình 4- Hệ nước nóng NLMT 60m2, 5m3/ngày để sấy gỗ (ảnh trên) và Thiết bị đun
nước nóng NLMT do TT năng lượng mới thiết kế, sản xuất (ảnh dưới)
