Nghiên cứu sử dụng thiết bị đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời phục vụ sinh hoạt

Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường MỤC LỤC Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 13 1.1 NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 13 1.1.1 Bức xạ mặt trời 13 1.1.1.1 Bức xạ mặt trời đến bên bầu khí 14 1.1.1.2 Bức xạ mặt trời đến mặt đất 19 1.1.2 Nguồn gốc lượng mặt trời 24 1.2 TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 25 1.2.1 Quá trình phát triển triển khai ứng dụng lượng mặt trời 25 1.2.2 Tình hình ứng dụng lượng mặt trời giới 27 1.2.3 Các hệ thống lượng mặt trời hội tụ (Concentrating solar power - CSP) 34 1.2.4 Công nghệ Quang điện (Photovoltaics - PV) 36 1.2.5 Công nghệ nhiệt mặt trời nhiệt độ thấp 36 1.3 CÔNG NGHỆ NHIỆT MẶT TRỜI ĐỂ SẢN XUẤT NƯỚC NÓNG 37 1.3.1 Hiệu ứng nhà kính số ứng dụng 37 1.3.1.1 Hiệu ứng nhà kính 37 1.3.1.2 Một số ứng dụng hiệu ứng nhà kính công nghệ lượng mặt trời 39 1.3.2 Thiết bị đun nước nóng lượng mặt trời 46 1.3.2.1 Nguyên lý chung 46 1.3.2.2 Cấu tạo hệ thống thiết bị đun nước nóng lượng mặt trời 47 1.3.2.3 Chu trình đối lưu tự nhiên chu trình đối lưu cưỡng 50 1.3.2.4 Các loại thu nước nóng lượng mặt trời 52 1.4 TIỀM NĂNG VÀ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CỦA VIỆT NAM 61 1.4.1 Tiềm năng lượng mặt trời Việt Nam 61 1.4.2 Cung cấp điện lượng mặt trời 65 1.4.2 Cung cấp nước nóng lượng mặt trời 67 1.4.4 Các ứng dụng khác 69 1.5 MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 69 1.5.1 Đặc điểm không ổn định lượng mặt trời 69 1.5.2 Đối với ứng dụng nhiệt mặt trời 70 HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường 1.5.3 Đối với điện mặt trời 71 1.6 TÍNH KINH TẾ VÀ TRIỂN VỌNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 71 1.6.1 Tính kinh tế 71 1.6.2 Triển vọng lượng mặt trời 72 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 75 2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 75 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 77 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 77 2.3.1 Các phương pháp nghiên cứu thông dụng 77 2.3.2 Thu thập số liệu tự động SWH Data logger 78 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 83 3.1 TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI HÀ NỘI 83 3.2.1 Các đặc thù Hà Nội 83 3.1.2 Tiềm năng lượng mặt trời Hà Nội 83 3.2 HIỆN TRẠNG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG THIẾT BỊ ĐUN NƯỚC NÓNG MẶT TRỜI TẠI HÀ NỘI 85 3.2.1 Hiện trạng nghiên cứu 85 3.2.2 Công suất lắp đặt 86 3.3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA THIẾT BỊ ĐUN NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 92 3.3.1 Kết thí nghiệm nhiệt độ (đầu vào ra) lượng nước sử dụng 92 3.3.1.1 Nhiệt độ trung bình nước lạnh vào nước nóng 92 3.3.2.2 Lượng nước nóng sử dụng, thời gian sử dụng nước nóng 93 3.3.2 Các kết tính toán tiết kiệm chi phí, lượng môi trường thiết bị đun nước nóng mặt trời 98 3.3.2.1 Tiết kiệm điện 98 3.3.2.2 Lượng phát thải CO2 giảm 99 3.3.2.3 Lượng phát thải SO2 giảm 100 3.3.2.4 Giảm phát thải bụi 102 3.4 MỘT SỐ GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐUN NƯỚC NÓNG BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109 KẾT LUẬN 109 KIẾN NGHỊ: 109 Tài liệu tham khảo 111 HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Danh mục từ viết tắt BVMT Bảo vệ môi trường BXMT Bức xạ mặt trời CN NLMT Công nghệ lượng mặt trời CTMTQG Chương trình Mục tiêu Quốc gia ĐMT Điện mặt trời ĐNNMT Đun nước nóng lượng mặt trời NL Năng lượng NLMT Năng lượng mặt trời PV Hiệu ứng quang điện (Photovaltaic) TBNNMT Thiết bị nước nóng mặt trời TTNLM Trung tâm Năng lượng Wp Công suất nhiệt tiêu chuẩn (Watt - peak) Wth Công suất nhiệt (Watt - thermal) HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Danh mục bảng Bảng 1.1 Các giá trị δ, n tương ứng theo ngày 16 Bảng 1.2 Phân bố xạ mặt trời theo bước sóng 17 Bảng 1.3 Các nước có nhà máy điện từ pin mặt trời cỡ lớn (công suất 1MWp) 29 Bảng 1.4 Các số liệu hệ thống cung cấp nước nóng lượng mặt trời lắp đặt số nước 30 Bảng 1.5 Các nhà máy điện mặt trời PV lớn giới (trên 50MW) 31 Bảng 1.6 Các nhà máy điện từ pin mặt trời lớn giới 32 Bảng 1.7 Các nhà máy CSP hoạt động 35 Bảng 1.8 Kết kiểm tra thành phần nước trước sau chưng cất 43 Bảng 1.9 Một số thông số nhiệt độ bếp trình sử dụng 45 Bảng 1.10 Tính chất số vật liệu dùng làm phủ suốt 49 Bảng 1.11 Năng lượng mặt trời vùng lãnh thổ Việt Nam 61 Bảng 1.12 Số liệu xạ mặt trời trung bình số địa phương 63 Bảng 1.13 Lộ trình phát triến nước nóng mặt trời 68 Bảng 2.1 Lắp đặt hệ thí nghiệm sử dụng thiết bị ĐNNMT 75 Bảng 3.1 Lượng tổng xạ ngày trung bình Qtb (đơn vị: kWh/m2.ngày) 84 Bảng 3.2 Lượng tán xạ ngày trung bình Dtb (đơn vị: kWh/m2.ngày) 84 Bảng 3.3 Lượng trực xạ ngày trung bình Itb (đơn vị: kWh/m2.ngày) 84 Bảng 3.4 Số nắng ngày trung bình (lý thuyết) N (đơn vị: giờ/ngày) 84 Bảng 3.5 Số thiết bị nước nóng mặt trời 87 Bản 3.6 Tỷ lệ tham gia quận/huyện 88 Bảng 3.7 Số thiết bị, tổng dung tích bình chứa tỷ lệ tăng trưởng hàng năm 91 Bảng 3.8 Nhiệt độ trung bình nước vào ra, lượng nước nóng sử dụng trung bình hàng ngày lượng lượng tiết kiệm hộ thí nghiệm 92 Bảng 3.9 Múc phí khí thải gây ô nhiễm môi trường 101 Bảng 3.10 Tổng hợp kết tiết kiệm điện lợi ích môi trường thiết bị ĐNNMT 103 HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Danh mục hình Hình 1.1 Quang phổ xạ mặt trời 19 Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo hộp thu lượng mặt trời hiệu ứng nhà kính 38 Hình 1.3 Thiết bị sấy nông sản lượng mặt trời Hình 1.4 Thiết bị đun nước nóng dạng dãy ống dạng phổ biến thị trường 41 Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý thiết bị chưng cất nước 42 Hình 1.6 Hệ thống chưng cất nước từ nước biển lắp Bình Đại, Bến Tre (gồm modul, modul có diện tích đón nắng 4m2) 44 Hình 1.7 Sơ đồ bếp mặt trời Hình 1.8 Cấu tạo collecctor 48 Hình 1.9 Sơ đồ cấu tạo bề mặt hấp thụ 50 Hình 1.10 Sơ đồ cấu tạo bình nước nóng dạng ống chân không 50 Hình 1.11 Sơ đồ vòng đối lưu tự nhiên nước thu NLMT 51 Hình 1.12 Vòng đối lưu tự nhiên thu - ống 51 Hình 1.13 Hệ thống thu hoạt động theo chu trình đối lưu cưỡng 52 Hình 1.14 Bộ thu hộp kim loại vừa hấp thụ NLMT vừa bình chứa (thiết kế Trung tâm Năng lượng mới, ĐHBKHN) 53 Hình 1.15 Bộ thu kiểu - ống (Hệ ĐNNMT 200 lít dùng cho gia đình) 54 Hình 1.16 Các thu kiểu cánh - ống 55 Hình 1.17 Nguyên lý hoạt động thu kiểu ống thuỷ tinh chân không 56 Hình 1.18 Bộ thu loại ống nhiệt (ảnh trái) ống nhiệt (hình phải) 57 Hình 1.19 Cấu tạo tiết diện ngang ống nhiệt (bên trái) ống nhiệt (bên phải) 58 Hình 1.20 Cấu tạo ống nhiệt thuỷ tinh chân không với ống kim loại chữ U 59 Hình 1.21 Sơ đồ hệ thống thu ĐNNMT cho nhiệt độ thấp lắp cố định mái nhà 60 Hình 1.22 Các thu hội tụ máng gương parabol 60 Hình 1.23 Sự biến đổi cường độ xạ mặt trời theo thời gian ngày 64 Hình 2.1 Thiết bị ĐNNMT lắp đặt trường 76 Hình 2.2 Cấu tạo bên cổng tín hiệu thu thập số liệu tự động 79 Hình 2.3 Cấu tạo bên trong, bo mạch nguồn nuôi thu thập số liệu tự động 79 Hình 2.4 Hệ đo thu thập số liệu sau lắp đặt 80 HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Hình 2.5 Giao diện kết nối với máy vi tính SWH Data logger 81 Hình 2.6 Kết đo lưu lại dạng file excel 81 Hình 3.1 Biểu đồ tỷ lệ tham gia lắp đặt sử dụng thiết bị ĐNNMT quận/huyện 90 Hình 3.2 Biểu đồ tăng trưởng hàng năm thiết bị ĐNNMT (từ 2008 - 2010) 91 Hình 3.3 Nhiệt độ nước lượng nước sử dụng (a b) nhà Cô Yến 94 Hình 3.4 Nhiệt độ nước lượng nước sử dụng (a b) nhà Ông Thịnh 95 Hình 3.5 Nhiệt độ nước lượng nước sử dụng (a b) nhà Ông Hội 95 Hình 3.6 Nhiệt độ nước lượng nước sử dụng (a b) Nhà Ông Lam 96 Hình 3.7 Nhiệt độ nước lượng nước sử dụng (a b) Trung tâm Năng lượng 97 Hình 3.8 EVN triển khai chương trình quảng bá sử dụng bình nước nóng lượng mặt trời 107 HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường MỞ ĐẦU Năng lượng mặt trời (NLMT) nguồn lượng mà người biết sử dụng từ sớm Sử dụng NLMT cho giải pháp tối ưu nguồn nguyên nhiên liệu hóa thạch dầu bị cạn kiệt Đây nguồn lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường có trữ lượng vô lớn tính tái tạo cao Bước vào kỷ 21, công nghệ sử dụng NLMT có xu hướng phát triển mạnh Hiện nay, nhiều nước đầu tư lớn vào ngành công nghiệp NLMT, Nhật Bản Đức hai quốc gia đứng đầu giới ngành công nghiệp Ứng dụng đơn giản, phổ biến hiệu NLMT dùng để đun nước nóng Các hệ thống đun nước nóng NLMT sử dụng rộng rãi nhiều nước giới Đến nay, Trung Quốc lắp đặt nhiều hệ thống ĐNNMT, tương đương với 10,5GWth quốc gia dẫn đầu giới, chiến 60% tổng công suất lắp đặt toàn giới Các chương trình thúc đẩy sử dụng NLMT mở rộng giới Tây Ban Nha ban hành Luật Xây dựng có hiệu lực từ năm 2006, bắt buộc tòa nhà xây phải lắp đặt mái nhà hệ thống pin mặt trời, hệ thống đun nước nóng lượng mặt trời (ĐNNMT), đặc biệt Trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng, khác sạn, bệnh viện, kho vận, quy định nước nóng từ NLMT phải đáp ứng từ 30 - 70% nhu cầu tùy thuộc vào vùng khí hậu cụ thể Ở Cape Town (Nam Phi), Rome (Italia) đòi hỏi tòa nhà xây dựng phải lắp đặt hệ thống ĐNNMT nhằm đảm bảo 30 - 50% nhu cầu sử dụng hàng ngày… Việt Nam xây dựng 100 trạm quan trắc để theo dõi liệu NLMT khắp lãnh thổ Việt Nam Những số liệu quan trắc trạm cho thấy, lượng xạ trung bình nước ngày từ - 6kWh/m2 Tiềm sử dụng NLMT hầu khắp vùng nước Đối với hộ gia đình riêng việc đun nước nóng cho sinh hoạt bình quân sinh khoảng 30% tổng lượng khí thải CO2 hộ gia đình tạo Thông qua lắp đặt HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường thiết bị ĐNNMT, thiết bị có khả cung cấp khoảng 80% nhu cầu lượng cần thiết để đun nước nóng Theo ước tính, nước có khoảng 2,5 triệu bình đun nước nóng điện có công suất khoảng - 5kW, hàng năm tiêu tốn khoảng 3,6 tỷ kWh điện tăng nhanh theo tốc độ xây dựng nhà ở, dịch vụ du lịch Đây số lớn cho thấy thị trường đầy tiềm thiết bị bình ĐNNMT Việt Nam có nhiều lợi phát triển hệ thống sử dụng NLMT Trong đó, hiệu sử dụng NLMT vào đun nước nóng, đặc biệt khu vực thành thị, nơi người dân có đời sống cao có điều kiện sử dụng dịch vụ Cho đến khẳng định sử dụng NLMT thay cho việc sử dụng điện để đun nước nóng (chủ yếu cho sinh hoạt gia đình) tiết kiệm điện đem lại lợi ích kinh tế môi trường, nhiên chưa có công trình thực nghiệm (ít Việt Nam) đo đạc, đánh giá hiệu thực tế lợi ích Các số liệu tiết kiệm lượng, kinh tế thiết bị ĐNNMT cho tài liệu, tạp chí, phương tiện truyền thông… số ước tính “lý thuyết”, độ tin cậy không cao Việc phát triển hệ thống ĐNNMT gặp số thách thức khó khăn như: chưa có chiến lược, sách tiết kiệm lượng; hỗ trợ Nhà nước đầu tư nghiên cứu phát triển đầu tư kinh phí, trang thiết bị kỹ thuật cho sản xuất, ứng dụng thiết bị ĐNNMT hạn chế; điều kiện triển khai sử dụng thiết bị cho khu vực cụ thể; không đồng thiết kế bình ĐNNMT công trình xây dựng; giá thành thiết bị ĐNNMT cao so với sử dụng thiết bị truyền thống; cách lắp đặt, vận hành thiết bị chưa phổ biến rộng rãi đến người tiêu dùng… Do vậy, cần có nghiên cứu chi tiết, cụ thể trạng sử dụng, điều kiện áp dụng, triển khai, phát triển sử dụng thiết bị ĐNNMT Tính toán, đánh giá, phân tích hiệu kinh tế, kỹ thuật môi trường làm sở cho việc phát triển thị trường nâng cao hiệu sử dụng thiết bị ĐNNMT HV: Nguyễn Đình Đáp 10 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, với hỗ trợ Văn phòng tiết kiệm lượng (Bộ Công Thương) Trung tâm nghiên cứu lượng (Đại học Bách khoa Hà Nội), khuôn khổ luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường, tác giả tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu sử dụng thiết bị đun nước nóng lượng mặt trời phục vụ sinh hoạt” đặt với mục đích tìm hiểu điều kiện để triển khai, lắp đặt thiết bị nước nóng mặt trời, tính toán hiệu mặt tiết kiệm điện năng, kinh tế môi trường việc sử dụng thiết bị nước nóng mặt trời dựa sở khoa học thực nghiệm Từ đó, kiến nghị giải pháp phát triển sử dụng thiết bị đun nước nóng mặt trời Hà Nội nói riêng Việt Nam nói chung Các nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật thiết bị ĐNNMT, yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thiết bị - Nghiên cứu, đánh giá tiềm năng, đặc thù Hà Nội sử dụng thiết bị ĐNNMT - Điều tra, đánh giá trạng sử dụng thiết bị ĐNNMT Hà Nội - Tiến hành thực nghiệm lắp đặt 05 hệ thống ĐNNMT có đo ghi tự động; đo đạc, thu thập, xử lý số liệu đánh giá hiệu tiết kiệm lượng, hiệu kinh tế môi trường của hệ thống - Đề xuất số giải pháp phát triển sử dụng thiết bị ĐNNMT phục vụ sinh hoạt Việc thực đề tài nhằm giải đáp câu hỏi nêu với phân tích đầy đủ toán kinh tế môi trường việc sử dụng thiết bị ĐNNMT cho người dân thành phố Hà Nội Hiện nay, giải pháp công nghệ thân thiện với môi trường tiết kiệm lượng quan tâm, đầu tư nghiên cứu Trong đó, sử dụng nguồn lượng tái tạo giải pháp cứu cánh cho thách thức khủng hoảng lượng biến đổi khí hậu toàn cầu, mũi tên nhằm tới hai mục tiêu phát triển bền vững HV: Nguyễn Đình Đáp 11 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Sử dụng lượng tái tạo xu hướng chọn lựa chọn để phát triển nguồn lượng cho kỷ 21 HV: Nguyễn Đình Đáp 12 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Sau tính toán cụ thể thông số đo cở sở quy giá trị kinh tế: 3.3.2 Các kết tính toán tiết kiệm chi phí, lượng môi trường thiết bị đun nước nóng mặt trời 3.3.2.1 Tiết kiệm điện Năng lượng tiết kiệm hộ thí nghiệm khác khác nằm khoảng từ 1,9 đến 2,25kWh/hộ.ngày (lấy giá trị trung bình 2,126kWh/hộ.ngày) Từ tính điện tiết kiệm (chưa tính hiệu suất thiết bị đun điện) là: E = 2,126 kWh/hộ.ngày x 365 ngày/năm = 776 kWh/hộ.năm Nếu giả thiết hiệu suất thiết bị đun điện khoảng 87% lượng điện thực tế tiết kiệm là: Et = 776 x 0,87 = 892 kWh/hộ.năm Nếu lấy giá điện 1200 đ/kWh hộ trung bình tiết kiệm 892 x 1200 = 1.070.400 đ Với giá thiết bị ĐNNMT khoảng 7,5 triệu đồng khoảng sau - năm hòa vốn Như biết, riêng Chương trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu năm 2010 hỗ trợ cho 30.000 thiết bị ĐNNMT Ước tính có số lượng thiết bị ĐNNMT khoảng gần số đó, tức 30.000 thiết bị ĐNNMT công ty lắp đặt không qua nguồn hỗ trợ Chương trình Mục tiêu quốc gia, năm 2010 có khoảng 60.000 thiết bị lắp đặt sử dụng Từ tính số điện kinh phí tiết kiệm năm là: Điện năng: 892 kWh/hộ.năm x 60.000 hộ = 53.520 MWh/năm HV: Nguyễn Đình Đáp 98 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Kinh phí: 53.520.000 kWh x 1200 đ/kWh = 64,224 tỷ đồng/năm Một nhận xét quan trọng là: tất hộ gia đình sử dụng nước nóng chủ yếu khoảng thời gian từ 18.00 đến 20.00 giờ, tức cao điểm Điều có nghĩa bên cạnh phần tiết kiệm điện nói trên, sử dụng thiết bị ĐNNMT làm giảm công suất đỉnh vào thời gian cao điểm ngày, làm tăng độ an toàn cho hệ thống điện Kết quan trọng mẻ việc giảm sử dụng điện vào cao điểm Thời gian sử dụng nước nóng hộ chủ yếu khoảng từ 18 đến 20 (khoảng giờ) Mỗi hộ ngày cần 2,126 kWh/0,87 = 2,443 kWh hay cần công suất (2,443kWh/3h) = 0,814 kW Nước ta có khoảng 20 triệu hộ Nếu phần tư số hộ (25%) sử dụng thiết bị ĐNNMT làm giảm công suất vào cao điểm đáng kể: 0,814 kW/hộ x 5x106 hộ = 4,1 x 106 kW hay 4100 MW 3.3.2.2 Lượng phát thải CO2 giảm Giả sử điện mà thành phố dùng cung cấp nhà mày nhiệt điện (ví dụ nhiệt điện Phả Lại) Đối với nhà máy nhiệt điện Phả Lại suất tiêu hao than xấp xỉ 0,6kg/kWh Trong thành phần than Việt Nam (như than cám Quảng Ninh) chứa khoảng 60% cacbon; 0,4% lưu huỳnh; độ tro 22%, Khi đốt cháy than có thải lượng lớn bụi, khí CO2, SO2 khí khác Như vậy, hộ gia đình giảm đốt lượng than: - Mỗi hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm tiết kiệm được: 892 kwh/hộ.năm x 0,6 kg CO2/kwh = 535,2 kg CO2/hộ.năm (tương đương với 535,2/0,6 = 887 kg than/hộ.năm) HV: Nguyễn Đình Đáp 99 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Giả sử 60.000 thiết bị lắp đặt cho hộ gia đình, số không nhỏ tính đến khả tiết kiệm điện năng, cải thiện cấu dùng điện bảo vệ môi trường - Với 60.000 thiết bị ĐNNMT sử dụng số lượng CO2 giảm phát thải là: 53.520 x 103kWh/năm x 0,6kg CO2/kWh = 32.112 CO2/năm (tương đương với 32.112/0,6 = 53.536 than/năm) Một chương trình nghị Ấn Độ thực Công ước Khung Liên hợp quốc Biến đổi khí hậu (UFCCC) có trình bày tương quan việc đốt than, thải CO2, giá thị trường có viết: than đốt thải 1,72 CO2, CO2 tương lai có giá 15 USD - Mỗi hộ hàng năm thu tiền từ việc giảm phát thải CO2 là: 535,2 kg CO2/hộ.năm x 15 USD/tấn = 8,028 USD/hộ.năm (tương đương với khoảng 160.000 đ/hộ.năm) - Đối với 60.000 thiết bị ĐNNMT thu từ việc giảm phát thải CO2 là: 32.122 CO2/năm x 15 USD/tấn = 481.830 USD/năm (tương đương với khoảng 9.636.600.000 đ/năm) 3.3.2.3 Lượng phát thải SO2 giảm Để tính lượng giảm phát thải bụi khí thải độc hại (SO2), áp dụng công thức tính lượng thải thông thường với đặc điểm bỏ qua hình thức, công nghệ đốt nhiên liệu tính theo nguyên lý chung, phụ thuộc vào loại nhiên liệu đốt lượng nhiên liệu đốt Trong thành phần than thường chứa khoảng 0,4% S nên đốt thải khí SO2 loại khí độc hại gây nên mưa axit, nồng độ cao ảnh hưởng đến sức khỏe, vật liệu, công trình hệ sinh thái Trong trình đốt than, giả sử cháy hoàn toàn, ta có: S + O2 = SO2 HV: Nguyễn Đình Đáp 100 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Khối lượng SO2 thải tính theo công thức: MSO2 = (64/32) x B x S/100 = x B x S/100 Trong đó: - B - lượng nhiên liệu đốt (tấn), - S - hàm lượng lưu huỳnh (%) Khối lượng SO2 thải đốt than là: (64/32) x x (0,4/100) = 0,008 SO2 (hay kg SO2) Với hiệu suất xử lý SO2 khoảng từ 80 - 90% (lấy trung bình 85% =0,85) khối lượng SO2 thải đốt than là: 0,0068 (hay 6,8 kg SO2) - Mỗi hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm giảm lượng SO2 tương ứng là: 887 kg than/hộ.năm x 6,8 = 6,032 kg SO2/hộ.năm - Đối với 60.000 thiết bị ĐNNMT thu từ việc giảm phát thải SO2 là: 53.536 than/năm x 0,0068 = 3.640,45 SO2/năm Dự thảo Nghị định phí Bảo vệ môi trường khí thải Bộ Tài nguyên Môi trường Bộ Tài xây dựng trình Chỉnh phủ quy định mức thu phí khí thải (bảng 3.9) Bảng 3.9 Múc phí khí thải gây ô nhiễm môi trường STT Chất gây ô nhiễm Mức thu (nghìn đồng/tấn chất gây ô nhiễm Bụi Từ 200 đến 500 Sunfuadioxit (SO2) Từ 130 đến 300 Oxitnitơ (NOx) Từ 130 đến 300 Chất hữu bay (VOC) Từ 85 đến 200 Nguồn: Dự thảo Nghị định phí BVMT khí thải, 7/2011 HV: Nguyễn Đình Đáp 101 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Theo dự thảo Nghị định, phí BVMT SO2 từ 130 - 300.00 đ/tấn (ta lấy giá trị trung bình 215.000 đ/tấn) tính được: - Mỗi hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm giảm lượng SO2 6,032 kg SO2 tương ứng với số tiền là: 6,032 kg SO2/hộ.năm x 215.000 đ/tấn = 1.297 đồng/hộ.năm Con số không lớn hộ, với 60.000 thiết bị đun nước nóng lượng SO2 giảm tương ứng với số tiền là: 3.640,45 SO2/năm x 215.000 đ/tấn = 78.269.675 đồng/năm 3.3.2.4 Giảm phát thải bụi Khi đốt than, chất tro trở thành bụi dù có thiết bị lọc bụi lượng đáng kể phát thải vào không khí Ta có công thức tính lượng bụi phát thải: Mb = α A B (1 - η) Trong đó: B - lượng nhiên liệu đốt (tấn), A - độ tro nhiên liệu , η - hiệu suất lọc bụi (%), α - tỷ lệ lượng bụi thoát theo đường dẫn khí ống khói (%) Khối lượng bụi thải năm với giả sử có thiết bị lọc bụi lọc bụi tĩnh điện với hiệu suất η = 98% = 0,98, tỷ lệ lượng bụi thoát theo đường dẫn khí ống khói thông thường với giá trị 70 - 80% ( lấy trung bình α = 75% = 0,75), độ tro A = 22% = 0,22 ta tính lượng bụi giảm sử dụng thiết bị ĐNNMT tương ứng là: - Mỗi hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm giảm lượng bụi tương ứng là: 0,75 x 0,22 x 0,887 x (1-0,98) = 2,93.10-3 bụi/năm (2,93kg bụi) - Đối với 60.000 thiết bị sử dụng, lượng bụi giảm là: 0,75 x 0,22 x 53.536 x (1-0,98) =176,669 bụi/năm) Theo bảng 3.9, mức phí bụi từ 200 đến 500.000 đồng/tấn (ta lấy trung bình 350.000 đồng/tấn) Ta tính giá trị tương ứng: HV: Nguyễn Đình Đáp 102 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường - Mỗi hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm giảm lượng bụi tương ứng với số tiền là: 2,93.10-3 bụi/năm x 350.000 đồng/tấn = 1.025 đồng/năm - Đối với 60.000 thiết bị sử dụng, lượng bụi giảm tương ứng với số tiền là: 176,669 bụi/năm x 350.000 đồng/tấn = 62.164.150 đồng/năm Khi đốt than bụi, khí CO2, SO2 thải khí độc hại khác (như CO, NOx…) hàm lượng chúng nhỏ nên bỏ qua Như vậy, tổng kết lợi ích việc sử dụng thiết bị ĐNNMT thông qua bảng 3.10 Bảng 3.10 Tổng hợp kết tiết kiệm điện lợi ích môi trường thiết bị ĐNNMT STT Thông số Thông số tiết kiệm Giá trị Thành tiền (đồng Lượng điện 892 kWh 1.074.400 CO2 535,2 kg 160.000 SO2 6,032 kg 1.297 Bụi 2,9 kg 1.025 Tổng cộng 1.236.722 Như vậy, thí nghiệm, thiết bị ĐNNMT hàng năm tiết kiệm số tiền 1.236.722 đồng (chưa kể tới việc giá điện điều chỉnh hàng năm theo xu tăng dần, năm 2011 tăng lần với mức 20%, theo lũy kế số kWh điện sử dụng, hay lượng điện sử dụng cao điểm số cao nhiều) Đây số tiền đáng kể hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT HV: Nguyễn Đình Đáp 103 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Ngoài ra, việc tính phí với khí thải gây ô nhiễm môi trường Việt Nam thấp (nếu theo dự thảo Nghị định ban hành), số quốc gia giới có áp dụng mức thu phí cao khí thải gây ô nhiễm môi trường (như Ba Lan có mức thu phí 80 EURO/tấn SO2, Cộng hòa Séc 25USD/tấn SO2 ), tính theo mức phí cao lượng giảm phát thải sử dụng thiết bị ĐNNMT số đáng kể bên cạnh việc giảm tiêu thụ điện 3.4 MỘT SỐ GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐUN NƯỚC NÓNG BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Dưới số giải pháp nhằm mở rộng quy mô nghiên cứu, sử dụng NLMT nói chung, có thiết bị ĐNNMT Thứ nhất, xây dựng sách hành lang pháp lý phù hợp: ánh sáng mặt trời nguồn lượng vô tận có giá trị, muốn khai thác cách hiệu quả, đòi hỏi nhà nước phải có sách định hướng mang tính ràng buộc hỗ trợ hợp lí Điều 6, Khoản - Luật Tiết kiện Năng lượng (được Quốc hội thông qua năm 2010, có hiệu lực từ 1/7/2011), Chiến lược, quy hoạch, chương trình sử dụng lượng phải đáp ứng yêu cầu thúc đẩy sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, ưu tiên phát triển hợp lý công nghệ lượng sạch, nâng cao tỷ trọng sử dụng lượng tái tạo Chiến lược Quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu (theo Quyết định số 2139/QĐ-TTg ngày 15/12/2011 Thủ tường Chính phủ), đề nhiệm vụ để ứng phó với biến đổi khí hậu đẩy mạnh nghiên cứu triển khai công nghệ sản xuất lượng từ nguồn lượng tái tạo lưới mới, bao gồm lượng gió, lượng mặt trời, địa nhiệt, sinh học xây dựng triển khia rộng rãi sách huy động tham gia thành phần kinh tế - xã hội ứng dụng nhân rộng sử dụng nguồn lượng tái tạo; Tăng tỷ lệ lượng tái tạo lên khoảng 5% tổng lượng thương mại sơ cấp vào năm 2020 khoảng 11% vào năm 2030 Do vậy, trước hết, chiến lược quy hoạch Năng lượng tái tạo nói chung cần sớm ban hành Nhà nước nên có chủ trương phát huy nội lực lĩnh vực này, cách từ phải hình thành chế hay tổ chức phối hợp sở nghiên cứu HV: Nguyễn Đình Đáp 104 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường khoa học liên quan như: Khí tượng, Kỹ thuật điện, Hoá chất, Vật liệu,…để tự chế tạo thiết bị tận thu NLMT, mà thiết bị ĐNNMT Từng bước áp dụng chế bắt buộc công trình, dự án xây (đặc biệt dự án có liên quan đến nhà hàng, khách sạn, bệnh viện, trường học, ký túc xá ) phải áp dụng lắp đặt hệ thống thiết bị ĐNNMT phục vụ phần nhu cầu sử dụng theo tỷ trọng hợp lý khu vực (chính sách thành công Tây Ban Nha, từ năm 2006 theo Luật Xây dựng, tất công trình xây cao ốc văn phòng, Trung tâm thương mại, khách sạn, bệnh viện có quy định nước nóng từ NLMT phải đáp ứng từ 30 70% nhu cầu.) Ban đầu áp dụng thí điểm dự án thuộc Ngân sách nhà nước cần có chế sách thích hợp, khuyến khích sử dụng công nghệ NLTT, đặc biệt thiết bị ĐNNMT Thứ hai, trợ cấp kinh tế: theo tính toán trên, xã hội lợi khoản tiền giảm việc sử dụng điện thải khí độc hại gia đình sử dụng thiết bị ĐNNMT, cho dù thời điểm khoản tiền chưa phải nhiều Bên cạnh đó, viêc sử dụng lượng tái tạo, lượng xu tất yếu tương lai quốc gia nhằm giải phần thiếu hụt nguồn lương hoá thạch, lượng điện giúp bảo vệ môi trường ứng phó với biến đổi khí hậu Vì thế, quan chức (đặc biệt Bộ Công Thương Tập đoàn Điện lực Việt Nam) cần nghiên cứu, tính toán để hỗ trợ hộ gia đình sử dụng thiết bị Ví dụ, trợ giá sản phẩm (như áp dụng thí điểm) Với doanh nghiệp sản xuất kinh doanh, quan chức nên tạo động kinh doanh cho họ cách miễn thuế năm đầu, có ưu đãi vay vốn cho sản xuất kinh doanh thiết bị ĐNNMT (giống vốn vay cho bảo vệ môi trường), có chế khen thưởng để khuyến khích họ tự khám phá thị trường Như vậy, việc kinh doanh tiêu dùng bền vững hơn, tương lai nhà nước điều tiết thị trường mà tự vận động Thứ ba, hỗ trợ kĩ thuật: Bên cạnh việc cấp kinh phí cho hoạt động nghiên cứu, thử nghiệm Nhà nước cần đỡ đầu tạo điều kiện cho doanh nghiệp đầu tư vào trình chuyển giao công nghệ nhằm nâng cao số lượng chất lượng sản phẩm Ngoài ra, tiêu kĩ thuật lắp đặt thiết bị NLMT cần sớm đưa vào công trình HV: Nguyễn Đình Đáp 105 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường mới, đặc biệt nhà cao tầng Từ đó, thấy tiện dụng, độ an toàn, kinh tế, thiết bị, người dân dần học tập ứng dụng theo Thứ tư, thực biện pháp tuyên truyền quảng bá sâu rộng tới người dân lợi ích (đặc biệt lợi ích vô hình) NLMT so với loại hình lượng khác điện ga Coi giải pháp quan trọng BVMT ứng phó với tượng biến đổi khí hậu Đẩy mạnh đa dạng hóa hình thức truyền thông để người dân thấy lợi ích việc sử dụng thiết bị ĐNNMT Những kiến thức lượng tái tạo mà cụ thể lượng mặt trời muốn sâu vào lòng dân cách lâu dài cần phải qua đường học tập giáo dục Đưa nội dung giáo dục tiết kiệm lượng (trong có sử dụng lượng tái tạo) vào hệ thống giáo dục quốc dân, từ nâng cao nhận thức hình thành thói quen sử dụng lượng tái tạo hệ tương lai Một ví dụ điển hình vừa qua, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) xây dựng chương trình quảng bá sử dụng bình nước nóng lượng mặt trời Theo chương trình, giai đoạn 2011 - 2015, EVN lựa chọn phối hợp với nhà cung cấp nước thiết bị ĐNNMT có sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng Bộ Công Thương, thực biện pháp truyền thông, kết hợp với sách hỗ trợ khách hàng, tổ chức lắp đặt 70.000 thiết bị ĐNNMT thông qua hệ thống phân phối nhà cung cấp toàn quốc, nhằm phổ biến, nâng cao mức độ nhận biết, qua kích thích nhu cầu sử dụng, thúc đẩy thị trường bình nước nóng NLMT nước, góp phần tiết kiệm điện bảo vệ môi trường (hình 3.8) HV: Nguyễn Đình Đáp 106 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Hình 3.8 EVN triển khai chương trình quảng bá sử dụng bình nước nóng lượng mặt trời Thứ năm, hợp tác quốc tế lĩnh vực lương mặt trời: Vấn đề biến đổi khí hậu thách thức lớn phát triển nhân loại kỷ 21 Theo kết thu Hội nghị toàn cầu biến đổi khí hậu (COP17 Durban, Nam Phi năm 2011), nước đạt thỏa thuận kéo dài thời gian thực Nghị đinh thư Kyoto đến hết năm 2017 thành lập Quỹ Khí hậu xanh (với kinh phí ban đầu ướng tính 60 tỷ USD) nhằm hỗ trợ quốc gia ứng phó thành công với biến đổi khí hậu, ưu tiên giải pháp sử dụng nguồn lượng tái tạo nhằm giảm phát thải khí nhà kính Việt Nam quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề biến đổi khí hậu Chính vậy, năm qua, Việt Nam hỗ trợ tổ chức quốc tế để ứng phó với biến đổi khí hậu thông qua dự án sử dụng lương tái tạo UNDP, Ngân hàng Thế giới, Ngân hàng phát triển Châp Á, Quỹ Môi trường toàn cầu, GIZ, Jica hội để Việt Nam thúc đẩy việc triển khai sử dụng lượng tái tạo đặc biệt triển khai dự án sử dụng thiết bị ĐNNMT Việt Nam cần phải tập kinh nghiệm từ nước như: Trung Quốc, quốc gia dẫn đầu giới thiết bị đun nước nóng mặt trời; hay sách bảo vệ khí hậu thông qua HV: Nguyễn Đình Đáp 107 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường sử dụng lượng tái tạo Đức, Đan Mạch, Tây Ban Nha, Nam Phi Do vậy, quan hệ hợp tác với nước giới lượng tái tạo nói chung NLMT nói riêng cần thiết để tranh thủ nguồn hỗ trợ quốc tế HV: Nguyễn Đình Đáp 108 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN - Theo tiêu chuẩn lượng mặt trời nước ASEAN, tất vùng Việt Nam sử dụng thiết bị ĐNNMT Tiềm năng lượng mặt trời Hà Nội mức trung bình khá, nhiên lại phân bố không tháng năm - Thị trường nhu cầu sử dụng thiết bị ĐNNMT Hà Nội tăng nhanh: Trung bình tỷ lệ tăng hàng năm giai đoạn thống kê 53% số thiết bị nước nóng mặt trời lắp đặt 69,5% dung tích bình chứa - Năng lượng tiết kiệm hộ thí nghiệm khác khác nằm khoảng từ 1,9 đến 2,25kWh/hộ.ngày (trung bình 2,126kWh/hộ.ngày) Trung bình hộ gia đình sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm tiết kiệm 892kWh/năm, tương ứng với lượng tiền 1.070.400 đồng, hạch toán yếu tố môi trường (bao gồm CO2, SO2, bụi) so với việc dùng than thiết bị ĐNNMT hàng năm tiết kiệm 1.236.722 đồng - Theo tính toán, thiết bị ĐNNMT trung bình hàng năm giảm 535,2kg CO2/hộ.năm, giảm 6,8kg CO2/hộ.năm giảm lượng bụi 2,93kg bụi/hộ.năm - Sử dụng thiết bị ĐNNMT làm giảm công suất đỉnh vào thời gian cao điểm ngày Mỗi hộ ngày cần 2,126 kWh/0,87 = 2,443kWh hay cần công suất (2,443kWh / 3h) = 0,814 kW KIẾN NGHỊ: - Trong năm tới số hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT tăng lên nhanh Vì thời gian tới quan chức nên có biện pháp hỗ trợ phát triển thị trường sách biện pháp trợ giá thích hợp cho người sản xuất kinh doanh người sử dụng HV: Nguyễn Đình Đáp 109 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường - Cần sớm ban hành quy hoạch NLTT nói chung sử dụng thiết bị ĐNNMT nói riêng Đưa vào sách, luật yêu cầu sử dụng NLTT nhằm đáp ứng lộ trình nêu Luật tiết kiệm Năng lượng Chương trình Quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu - Đối với Hà Nội cần triển khai nhân rộng mô hình sử dụng Ban đầu bước áp dụng dự án Ngân sách nhà nước bệnh viện, trường học, tòa nhà làm việc quan nhà nước (trong triển khai lắp đặt thiết bị ĐNNMT từ khâu thiết kế), từ tạo niềm tin hiệu việc sử dụng thiết bị cộng đồng; sau mở rộng đối tượng áp dụng bắt buộc tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại, nhà hàng, khách sạn (theo mô hình Tây Ban Nha số quốc gia khác) - Đẩy mạnh việc nghiên cứu, sản xuất thiết bị ĐNNMT, kết hợp với Trường Đại học, Viện Nghiên cứu, Công ty… nghiên cứu, cải tiến chất lượng để thiết bị ngày có hiệu suất cao hơn, giá thành rẻ HV: Nguyễn Đình Đáp 110 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Tài liệu tham khảo Tiếng Việt Nguyễn Xuân Cự, Lưu Đức Hải, Trần Thanh Lâm, Trần Văn Quy (2008), “Tiềm phương hướng khai thác dạng lượng tái tạo Việt Nam”, Văn phòng Chương trình Nghị 21 Việt Nam Hoàng Dương Hùng (2007), “Năng lượng mặt trời: lí thuyết ứng dụng“, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật Hoàng Dương Hùng (2008), “Nghiên cứu triển khai thiết thiết bị sử dụng lượng mặt trời hộ gia đình vùng nông thôn miền núi thành phố Đà Nẵng” Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Thành phố Hồ Sĩ Thoảng, Trần Mạnh Trí (2008) “Năng lượng kỷ 21: Tiềm thách thức”, NXB Khoa học Kỹ thuật Quốc hội Khóa XII (2010), “Luật Tiết kiệm Năng lượng” Đặng Đình Thống (2010), “Đánh giá hiệu thực tế tiết kiệm lượng thiết bị đun nước nóng lượng mặt trời”, Báo cáo Chương trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Đặng Đình Thống (2010), “Hoàn thiện hệ đo kiểm chất lượng thiết bị đun nước nóng mặt trời”, Báo cáo Chương trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Đặng Đình Thống (2010), “Hiện trạng ứng dụng lượng mặt trời Hà Nội”, Đề tài khoa học công nghệ thuộc Chương trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Đặng Đình Thống (2010), “Đánh giá tiềm năng, trạng công nghệ hiệu sử dụng lượng mặt trời Hà Nội”, Đề tài khoa học công nghệ Chương trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu HV: Nguyễn Đình Đáp 111 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường 10 Tập đoàn Điện lực Việt Nam, Viện Năng lượng (2007), “Tổng kết, đánh giá trạng ứng dụng pin mặt trời Việt Nam từ 1994 - 2006 đề xuất giải pháp nâng cao hiệu sử dụng”, Hà Nội 11 Văn phòng Chương trình Mục tiêu quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu Bộ Tài nguyên Môi trường (2011), “Chiến lược quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu” Tiếng Anh 12 Asian Development Bank (1994), Energy and Use 13 John A Duffie, William A Beckman (1991), Solar Engineering of Thermal Processes, A Wiley - Interscience Publication 14 REN21 (2006 Update), Renewables, Global Status Report: Renewable Energy, Policy Network for the 21st Century, 32p 15 Renewables (2007), Global Status Report, REN21, Renewable Energy Policy Network for the 21st Century, 54p 16 Thomas B Jonhanson, Henry Kelly, Robert H Williams (2007), Renewable Energy Earths can - Publication Ltd, London HV: Nguyễn Đình Đáp 112 K16 Khoa học môi trường [...]... VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1.1 Bức xạ mặt trời Mặt trời là quả cầu lửa khổng lồ với đường kính trung bình khoảng 1,36 triệu km và ở cách Trái đất khoảng 150 triệu km Theo các số liệu hiện có, nhiệt độ bề mặt của mặt trời vào khoảng 6.000K, trong khi đó nhiệt độ ở vùng trung tâm của mặt trời rất lớn, vào khoảng 8.106K đến 40.106K Mặt trời. .. xuất nước nóng sinh hoạt, sấy, sưởi ấm, làm bếp mặt trời để đun nấu thức ăn Công nghệ này và ứng dụng của nó sẽ được trình bày chi tiết trong mục 1.3 dưới đây 1.3 CÔNG NGHỆ NHIỆT MẶT TRỜI ĐỂ SẢN XUẤT NƯỚC NÓNG Trong vài thập kỷ gần đây, thị trường thiết bị ĐNNMT đã được thương mại hóa với tốc độ phát triển nhanh và mang lại hiệu quả kinh tế môi trường thiết thực nhất trong số các thiết bị năng lượng. .. 15% [4] 1.2.5 Công nghệ nhiệt mặt trời nhiệt độ thấp Bên cạnh công nghệ nhiệt mặt trời nhiệt độ cao nhờ sử dụng các thiết bị hội tụ tia mặt trời như đã trình bày trong mục 1.2.4 thì hiện nay người ta còn phát triển và ứng dụng công nghệ nhiệt mặt trời nhiệt độ thấp dựa trên hiệu ứng nhà kính Công nghệ này được ứng dụng chủ yếu để sản xuất nhiệt phục vụ các nhu cầu sinh hoạt như sản HV: Nguyễn Đình Đáp... trong lớp khí quyển quả đất, bức xạ mặt trời bị biến đổi và gồm 3 thành phần: (1)- Thành phần trực xạ gồm các tia mặt trời đi thẳng từ mặt trời đến mặt đất Nhờ các tia trực xạ này mà ta có thể nhìn thấy mặt trời; (2)- Thành phần nhiễu hay tán xạ gồm các tia mặt trời tới mặt đất từ mọi phương trên bầu trời do hiện tường tán xạ của tia mặt trời trên các phân tử khí, hơi nước, các hạt bụi,… Nhờ các tia tán... một máy phát điện Ưu điểm của đĩa mặt trời stirling so với PV cells là hiệu suất biến đổi NLMT thành điện năng và tuổi thọ cao hơn Tháp mặt trời sử dụng một dàn các bộ phản xạ dõi theo mặt trời (heliostats) để hội tụ tia mặt trời lên một bộ thu trung tâm đặt ở đỉnh tháp Các tháp năng lượng có giá cạnh tranh nhất, thường có hiệu suất cao và có khả năng tích trữ năng lượng tốt hơn trong số các công nghệ... QUAN CÁC CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.2.1 Quá trình phát triển và triển khai ứng dụng năng lượng mặt trời NLMT trung bình trên bề mặt quả đất nằm trong khoảng 150 đến 300W/m2 hay từ 3,5 đến 7,0kWh/m2 ngày HV: Nguyễn Đình Đáp 25 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường NLMT từ lâu đã được con người khai thác sử dụng bằng các phương pháp tự nhiên,... ở Canada 1.2.2 Tình hình ứng dụng năng lượng mặt trời trên thế giới Tới nay, rất nhiều quốc gia đã nghiên cứu và đang ứng dụng thành công nguồn NLMT trong nhiều lĩnh vực của đời sống Tại Hoa Kì, các hoạt động quảng bá NLMT diễn ra rất sôi nổi Hàng năm, các tiểu bang ở miền đông đều mở hội nghị về năng lượng xanh với mục đích giới thiệu công nghệ mới về các thiết bị áp dụng NLMT cho các hộ gia đình... số mặt trời (Solar Constant) Về mặt định nghĩa, hằng số mặt trời được hiểu là lượng bức xạ mặt trời (BXMT) nhận được trên bề mặt có diện tích 1m2 đặt bên ngoài bầu khí quyển và thẳng góc với tia tới Tùy theo nguồn tài liệu mà hằng số mặt trời sẽ có một giá trị cụ thể nào đó, các giá trị này có thể khác nhau tuy nhiên sự sai biệt không nhiều Trong tài liệu này ta thống nhất lấy giá trị hằng số mặt trời. .. đó phần lớn được lắp đặt ở Trung Quốc và các nước thuộc khối EU Đặc biệt trong những năm gần đây, tốc độ lắp đặt các hệ thống nước nóng NLMT ở các nước đứng đầu trong bảng 1.4 dưới đây gia tăng rất đáng kể (1m2 collector có thể được qui đổi thành 0,7kWth) Bảng 1.4 Các số liệu về hệ thống cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời đã lắp đặt tại một số nước Nước Diện tích collector (106 m2 ) Công suất... nguồn năng lượng khổng lồ có tính tái sinh NLMT được sinh ra do các phản ứng nhiệt hạt nhân tổng hợp các hạt nhân đồng vị Hydro (H) để tạo ra các hạt nhân Heli (He) liên tục xảy ra trên mặt trời Công suất bức xạ của mặt trời là 3,865.1026W, tương đương với năng lượng đốt cháy hết 1,32.1016 tấn than đá tiêu chuẩn Nhưng phần NLMT đến bề mặt trái đất chỉ là 17,57.1016J/s hay tương ứng với năng lượng