NHIỆT ĐIỆN MẶT TRỜI

Trường ĐHBKHN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Viện: Kinh tế - Quản lý Độc lập-Tự do-Hạnh phúc Bộ môn: Năng lượng đại cương BẢN BÁO CÁO ĐỀ TÀI 3: NHIỆT ĐIỆN MẶT TRỜI Giảng viên: Đỗ Kim Thoa Danh sách nhóm: Lê Thị Hoài Thương Phạm Thị Hương Nguyễn Thị Thuận Nguyễn Thị Huyền Nguyễn Thị Lý Nguyễn Văn Huy Nguyễn Quang Hưng Lớp: KTCN Lớp: KTCN Lớp: KTCN Lớp: KTCN Lớp: KTCN Lớp KTCN Lớp: KTCN MSSV: 20104825 MSSV: 20104544 MSSV: 20104659 MSSV: 20104714 MSSV: 20104635 MSSV: 20104712 MSSV: 20100365 MỤC LỤC Nội dung: Phần mở đầu Khái niệm Ứng dụng giới Nguyên lý hoạt động Ưu điểm, nhược điểm Tài liệu tham khảo Trang 2 15 15 1: MỞ ĐẦU Ngày nay, nguồn lượng truyền thống than, dầu mỏ, khí đốt…ngày cạn kiệt, nhu cầu sử dụng điện ngày tăng cao, người ta dần nghĩ đến nguồn lượng vô tận-năng lượng tái tạo Và lượng Mặt Trời khai thác cách có hiệu Ngành sản xuất lượng Mặt Trời ngày phát triền cách nhanh chóng Một số ứng dụng lượng Mặt Trời Nhiệt điện Mặt Trời KHÁI NIỆM Nhiệt điện Mặt Trời ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng Mặt Trời nhiệt độ cao thành điện ỨNG DỤNG TRÊN THẾ GIỚI Sản lượng điện mặt trời tăng 48% năm kể từ 2002, nghĩa hai năm lại tăng gấp đôi giúp ngành lượng đạt tốc độ tăng trưởng cao giới Dữ liệu đến hết năm 2007 cho biết toàn giới đạt 12400 MW công suất điện mặt trời khoảng 90% hòa vào mạng lưới điện chung, lại lắp tường hay mái nhiều tòa nhà Đức, Nhật, Israel, Hoa Kỳ, Úc nước có ngành nhiệt điện Mặt Trời phát triển Danh sách nhà máy nhiệt điện mặt trời lớn giới Tên nhà máy Quốc gia Công suất điện chiều tối đa (MW) GW /năm Capacity factor Parque Fotovoltaico Olmedilla de Alarcon Tây Ban Nha 60 Parque Solar Merida/Don Alvaro Tây Ban Nha 30 Planta solar Fuente Álamo Tây Ban Nha 26 Planta fotovoltaica de Lucainena de las Torres Tây Ban Nha 23.2 Parque Fotovoltaico Abertura Solar Tây Ban Nha 23.1 47 0.23 Parque Solar Hoya de Los Vincentes Tây Ban Nha 23 41 0.20 Diễn giải Hoàn thành tháng 09/2008 85 Hoàn thành tháng 09/2008 44 0.19 Hoàn thành tháng 09/2008 Danh sách nhà máy nhiệt điện mặt trời lớn giới Tên nhà máy Quốc gia Công suất điện chiều tối đa (MW) Solarpark Calveron Tây Ban Nha 21.2 Huerta Solar Almaraz Tây Ban Nha 20 Planta solar fotovoltaico Calasparra Tây Ban Nha 20 Planta Solar La Magascona Tây Ban Nha 20 Beneixama photovoltaic power plant[29] Tây Ban Nha 20 SinAn photovoltaic power plant Hàn Quốc 19.6 Planta de energía solar Tây Ban 15 GW /năm 40 Capacity factor Diễn giải 0.22 Hoàn thành tháng 09/2008 42 30 27 0.24 0.17 Tenesol, Aleo and Solon solar modules with QCells cells 0.16 Asia's largest photovoltaic plant Consists of 108,864 units of Conergy STM 180F solar modules Hoàn thành tháng Danh sách nhà máy nhiệt điện mặt trời lớn giới Tên nhà máy Quốc gia Công suất điện chiều tối đa (MW) GW /năm Capacity factor Diễn giải Mahora Nha 09/2008 Nellis Solar Power Plant Hoa Kỳ 14 30 Planta Solar de Salamanca Tây Ban Nha 13.8 n.a Parque Solar Guadarranque Tây Ban Nha 13.6 20 Lobosillo Solar Park Tây Ban Nha 12.7 n.a Parque Solar Fotovoltaico Villafranca Tây Ban Nha 12 Erlasee Solar Park Đức 12 14 0.13 1,408 Solon mover Serpa solar power plant[30] Bồ Đào 11 20 0.21 52,000 solar modules 0.24 Gồm 70,000 pin Gồm 70,000 pin hãng Kyocera chế tạo 0.17 Tấm pin hãng Chaori YingLi Sử dụng công nghệ Điện mặt trời cường độ cao Danh sách nhà máy nhiệt điện mặt trời lớn giới Tên nhà máy Quốc gia Công suất điện chiều tối đa (MW) GW /năm Capacity factor Diễn giải Nha Pocking Solar Park Đức 10 11.5 0.13 57,912 solar modules NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG Mặc dù tháp lượng trưởng thành thương mại so với hệ thống máng xối điển hình, số lượng thành phần hệ thống có tính thí nghiệm lĩnh vực khảo thí giới 15 năm qua , chứng minh tính khả thi kỹ thuật tiềm kinh tế công nghệ Kể từ năm 1980, tháp lượng thực thực Nga, Italy, Nhật Bản, Tây Ban Nha Pháp, Mỹ Những thiết bị dùng để thí nghiệm xây dựng để chứng minh : tháp lượng mặt trời tạo điện để chứng minh cải thiện thành phần hệ thống có tính đặc biệt • Máng lượng mặt trời : Đó hệ thống sử dụng máng parabol phản chiếu để thu ánh sáng mặt trời tập trung chúng vào đường ống nằm trung tâm máng Một nguồn chất lỏng chạy qua đường ống làm nóng đến 320 độ F hay 160 độ C Sau đó, chất lỏng nóng bơm vào buồng làm cho máy phát điện chạy Như vậy, bên cạnh việc cung cấp điện, máy sử dụng để đun nước nóng Hệ thống thử nghiệm miền nam châu Phi Đây lựa chọn tối ưu cho bệnh viện xa thành phố nơi không đủ ánh nắng để chạy pin mặt trời • Nguyên lý hoạt động tháp lượng mặt trời: Tháp lượng mặt trời (Solar power tower) loại lò lượng mặt trời sử dụng cột (hoặc dàn) tháp để nhận ánh sáng mặt trời tập trung Tháp lượng mặt trời sử dụng gương phẳng, di chuyển (gọi kính định nhật) trải diện tích xung quanh để tập trung tia nắng mặt trời đến tháp (nơi tiếp nhận) Nhiệt mặt trời tập trung lại xem giải pháp khả thi sản xuấtnăng lượng tái tạo, lượng không gây ô nhiễm với công nghệ Hình ảnh: Nhà máy điện lượng mặt trời Solar Two gần Barstow, California ngưng hoạt động Các tháp lượng mặt trời phát lượng điện từ ánh sáng mặt trời cách tập trung tia xạ vào tháp trao đổi nhiệt (máy thu) Hệ thống sử dụng hàng trăm đến hàng nghìn gương theo dõi mặt trời, mà gọi kính định nhật để phản xạ với mặt trời chiếu vào máy thu Những dụng cụ phù hợp cho tiện ích ứng dụng quy mô khoảng 30-400MW Trong tháp lượng mặt trời muối nóng chảy, dung dich muối 290oC (554oF) bơm từ bể lưu trữ “ nóng” cho việc lưu trữ sau Khi dụng cụ cần lượng, hệ thống phát bơm muối nóng tạo nước nhiệt độ cao để làm quay tua bin hình tròn rankine thông thường Từ máy phát điện nước, muối lại quay bể lạnh nơi mà lưu trữ cuối làm nóng lại máy thu Biểu đồ số đường dẫn nhà máy lượng mặt trời muối nóng chảy Việc xác định kích cỡ lưu trữ tối ưu đáp ứng yêu cầu điện công văn phần quan trọng trình thiết kế hệ thống Các bể lưu trữ thiết kế với dung tích vừa đủ để lượng pin đầy tỏa lên đến 13h Khu vực định nhật bao quanh tháp đặt để tối ưu hóa hiệu suất thường niên nhà máy Và máy thu dán keo phụ thuộc vào nhu cầu tính thống Trong lắp đặt điển hình, tập trung lượng mặt trời xảy tỷ lệ vượt mức tối đa yêu cầu để cung cấp nước cho tua bin Kết quả, hệ thống lưu trữ nhiệt tỏa thời gian mà nhà máy sản xuất đầy lượng thông suốt System boundary : hệ thống ranh giới Hot salt strage tank : bể lưu trữ muối nóng Cold : bể lạnh Substation : trạm biến áp Steam turbine and electricity general : tua bin nước máy phát điện Condenser cooling tower : tháp giải nhiệt ngưng tụ Tỷ lệ lượng nhiệt điện cung cấp hệ thống thu điện tử ( khu vực máy thu định nhật) cho nhiệt điện cao điểm theo yêu cầu máy phát điện tua bin gọi lượng mặt trời đa phần Với lượng mặt trời đa phần xấp xỉ 2,7, tháp lượng muối chảy đặt sa mạc carlifornia , mojave thiết kế cho công suất yếu, hàng năm khoảng 65% ( phụ thuộc vào mô phòng thí nghiệm quốc gia sandia với mã máy tính solergy (1) Kết quả, tháp lượng hoạt động với khả 65% năm mà không cần lượng hỗ trợ Không có lưu trữ lượng, công nghệ lượng mặt trời bị giới hạn với yếu tố hiệu suất thường niên gần 25% Một số hình ảnh tháp lượng mặt trời: Hình ảnh: NTO - “Tháp lượng mặt trời thành phố” phục vụ cho Olympics Rio 2016 RAFAA thiết kế với chức sử dụng lượng mặt trời cho việc tạo thác nước Thế vận hội mùa hè Rio 2016, trở thành vận hội “xanh” với tiêu chí không ô nhiễm Hình ảnh: Toàn cảnh Tháp Solar City Tower Solar City Tower nhà máy sử dụng lượng mặt trời cung cấp lượng cho Rio de Janeiro cho làng Olympic sử dụng bình chứa nước biển bơm lên để tạo lượng vào buổi đêm Một chức đặc biệt khác nhà thác nước đô thị, vào dịp đặc biệt bơm nước để tạo thác nước trở thành biểu tượng cho sức mạnh tự nhiên Hình ảnh: Tòa tháp PS20 tọa lạc gần Seville (Tây Ban Nha) Cao 161,84m, có khả tạo 20 mega-watt điện việc sử dụng 1.255 gương để khai thác tối đa lượng từ ánh sáng mặt trời Theo đó, kính phản chiếu liên tục ánh sáng mặt trời tới máy thu, thực chất nồi Hơi nước tạo từ nồi dẫn qua tuốc bin để làm quay máy phát điện sản xuất điện Lượng điện đủ dùng cho 10.000 nhà tránh xả môi trường 12.000 carbon dioxide Tòa nhà đặc biệt nằm khu phức hợp mặt trời Socular dự kiến hoàn thành vào năm 2013 Theo thiết kế, Socular sản xuất 300 mega-watt điện tránh tạo khoảng triệu khí thải nhà kính Các hình ảnh: Tòa tháp lượng mặt trời cao 792m xây dựng sa mạc cách thành phố Phoenix (Mỹ) 210km phía tây Ước tính pin Mặt trời lắp đặt tòa tháp sản xuất triệu MW điện, đủ đáp ứng cho nhu cầu sử dụng điện tòa nhà 150.000 hộ gia đình xung quanh Dự án tòa tháp lượng mặt trời thiết kế đầu tư công ty EnviroMission Ông Chris Davey, chủ tịch công ty này, cho biết: “Phương pháp sản xuất điện không phụ thuộc vào nguồn nước có giá thành cạnh tranh Tôi không nghĩ ngành công nghiệp điện đòi thế.” Vòng tròn bao gồm pin mặt trời quanh tòa tháp có đường kính lên tới 3,2 km đường kính tòa tháp tương đương sân bóng đá Với chiều cao 792m, tòa tháp lượng Mặt trời EnviroMission đứng sau chiều cao tòa nhà cao giới Burj Khalifa Dubai, với chiều cao 828 m Chi phi xây dựng tòa tháp lượng mặt trời ước tính vào khoảng 700 triệu USD Nếu án thành công, công ty EnviroMission dự kiến tiếp tục xây dựng tòa tháp tương tự Mexico, Ấn Đô, Australia ƯU NHƯỢC ĐIỂM 5.1: Ưu điểm - Nó nguồn lượng tái tạo vô tận - Dễ cài đặt, cài đặt cho người dùng cá nhân, tổ chức quy mô lớn - Không gây ồn ào, ô nhiễm tiếng ồn - Chi phí bảo trì, bảo dưỡng thấp - Một lợi quan trọng môi trường lượng mặt trời nguồn gây ô nhiễm phi lượng khí thải carbon dioxide khí khác sản xuất điện, nên nguồn lượng - Năng lượng Mặt Trời miễn phí, chi phí cài đặt ban đầu lượng Mặt Trời phí khác 5.2: Nhược điểm -Chi phí lắp đặt ban đầu tế bào lượng mặt trời cao Tuy nhiên, ta cần đầu tư vào cài đặt sau sử dụng điện miễn phí - Năng lượng mặt trời làm việc không hiệu nước có khí hậu lạnh khan ánh sáng mặt trời - Ít hiệu mùa mưa thời tiết lạnh - Năng lượng mặt trời sử dụng vào ban ngày - Đối với công trình có quy mô lớn, diện tích chi phí lắp đặt cao mà không đáp ứng nhu cầu cần thiết TÀI LIỆU THAM KHẢO -Giáo trình lượng đại cương - Giáo trình lượng hạt nhân - Trang Tailieu.vn - Trang Wikipedia