Tính toán, thiết kế lưới điện hỗn hợp mini có các nguồn phát năng lượng mới và tái tạo cho các khu vực nông thôn chưa có điện lưới quốc gia

Header Page of 133 I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP NGUYN HNG QUANG TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA LUN VN THC S K THUT Footer Page ofS 133 húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 133 I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP NGUYN HNG QUANG TNH TON, THIT K LI IN HN HP MINI Cể CC NGUN PHT NNG LNG MI V TI TO CHO CC KHU VC NễNG THễN CHA Cể IN LI QUC GIA Chuyờn ngnh: Thit b, Mng v Nh mỏy in Mó s: LUN VN THC S K THUT NGI HNG DN KHOA HC PGS.TS ng ỡnh Thng THI NGUYấN - 2008 Footer Page ofS 133 húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of TíNH 133.TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA M U Tớnh cp thit ca ti: Mt nhng yu t thỳc y kinh t - xó hi phỏt trin mt vựng trờn lónh th Vit Nam phi k n s tham gia ca ngun in nng Ngy vi yờu cu t phỏt trin v tt c cỏc mt kinh t, xó hi, an ninh, quc phũng,vn t l phi cung cp in n tt c nhng vựng c nc, c bit l nhng vựng sõu, vựng xa, nỳi v hi o Trờn thc t vic cung cp in li quc gia ti cỏc vựng sõu, vựng xa, nỳi, hi o t cỏc ngun phỏt ln nh thu in, nhit in ang gp nhiu khú khn Mt khỏc nng lng u vo cho nhng ngun phỏt ny ngy cng ph thuc vo thi tit v ang dn cn kit, thờm vo ú l u tiờn in li cho nhng vựng kinh t trng im ca quc gia, nhng khu ụ thvv Xut phỏt t tỡnh hỡnh thc tin ú, vic tỡm nhng gii phỏp cung cp in hu hiu v phự hp cho nhng khu vc cha cú in li quc gia l rt cn thit Vỡ vy ti Tớnh toỏn, thit k li in hn hp mini cú cỏc ngun phỏt nng lng mi v tỏi to cho cỏc khu vc nụng thụn cha cú in li quc gia mang tớnh cp bỏch v cú ý ngha quan trng vic ci thin i sng cho nhõn dõn cỏc vựng nụng thụn í ngha khoa hc v thc tin ca ti: - í ngha khoa hc: ỏnh giỏ hin ti v d bỏo tng lai tỡnh hỡnh tiờu th in nng cho mt cng ng dõn c khu vc nụng thụn cha cú in li quc gia Mt khỏc tớnh toỏn, thit k h thng phỏt in mini s dng cỏc ngun nng lng mi v tỏi to, ng thi so sỏnh v kinh t ti chớnh cho cỏc phng ỏn cp in - í ngha thc tin: Tỡm c phng ỏn cung cp in kinh t v phự hp nht vi iu kin thc t xõy dng d ỏn h thng phỏt in hn hp mini t cỏc ngun phỏt nng lng mi v tỏi to ca a phng, to iu kin thỳc y phỏt trin kinh t xó hi cho khu vc S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of TíNH 133.TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA Phng phỏp nghiờn cu: gii quyt nhng c cp n ti, tỏc gi ó s dng cỏc phng phỏp nghiờn cu sau õy: - Tng quan v cỏc ngun v cỏc cụng ngh nng lng mi v tỏi to, tỡnh hỡnh nghiờn cu v ng dng cỏc ngun nng lng mi v tỏi to trờn th gii v Vit Nam - Tớnh toỏn nhu cu in nng hin ti v d bỏo tng lai, xõy dng s tng quỏt cho h thng in hn hp mini dựng cỏc ngun nng lng mi v tỏi to - Phõn tớch tớnh kinh t - ti chớnh, ỏnh giỏ cỏc phng ỏn, xut gii phỏp ti u ng dng cụng ngh phỏt in hn hp mini cho nhng khu vc cha cú in li quc gia Ni dung nghiờn cu: Lun c chia lm chng bao gm cỏc ni dung chớnh sau: - Cỏc ngun v cỏc cụng ngh nng lng mi v tỏi to - Cụng ngh phỏt in hn hp - La chn a im xõy dng d ỏn - Thit k, tớnh toỏn h thng - Phõn tớch kinh t - ti chớnh Sau õy l ni dung chi tit: S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of TíNH 133.TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA CHNG I CC NGUN V CC CễNG NGH NNG LNG MI V TI TO Cỏc ngun nng lng mi v tỏi to, cỏc c tớnh ca chỳng 1.1 Cỏc ngun nng lng mi v tỏi to 1.1.1 Ngun nng lng mt tri õy l ngun nng lng vụ cựng quan trng i vi s tn ti v phỏt trin ca s sng trờn trỏi t Cú th núi õy l ngun nng lng rt phong phỳ m thiờn nhiờn ó ban tng cho chỳng ta Nng lng mt tri thu c trờn trỏi t l nng lng ca dũng bc x in t xut phỏt t t tri n trỏi t Chỳng ta s tip tc nhn c dũng nng lng ny cho n phn ng ht nhõn trờn mt tri ht nhiờn liu, vo khong t nm na 1.1.2 Ngun nng lng giú Nng lng giú l mt dng chuyn tip ca nng lng mt tri, bi chớnh ỏnh nng ban ngy ó un núng bu khớ quyn, to nờn tỡnh trng chờnh lch nhit v ỏp sut gia nhiu vựng khỏc nhau, v cỏc khụng khớ t nhng khu vc cú ỏp sut cao s dch chuyn nhanh n nhng vựng cú ỏp sut thp hn, to hin tng giú thi u khp trờn b mt a cu 1.1.3 Ngun nng lng thu in nh T cỏc sụng, sui chy t ngun xung bin u mang theo mt tim nng v nng lng (gi l thu nng) Thụng thng ngun thu nng ph thuc vo dc sụng sui v lu lng nc chy qua Ngun thu nng cú th phõn b u hoc khụng u trờn mt on sụng sui trung nng lng ca dũng chy, ngha l to c chờnh lch mc nc gia thng lu v h lu ngi ta s dng mt s phng phỏp kiu trm thu in nh: Phng phỏp trung nng lng bng p ngn, phng phỏp trung nng lng bng ng dn v phng phỏp tng hp trung nng lng dũng chy S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of TíNH 133.TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA 1.1.4 Ngun nng lng sinh Sinh bao gm cỏc loi thc vt sinh trng v phỏt trin trờn cn cng nh di nc, cỏc ph thi hu c nh: rm r, v tru, bó mớa, v c phờ , cỏc loi ph thi ng vt nh: phõn ngi, phõn gia sỳc, gia cm Sinh l ngun nng lng u tiờn ca loi ngi v mc dự ngy cỏc ngun nng lng hoỏ thch nh: tha ỏ, d u m, khớ t l cỏc ngun nng lng chớnh nhng sinh cũn c s dng vi mt lng v t l khỏ ln, nht l cỏc nc ang phỏt trin Sinh l mt ngun nng lng cú kh nng tỏi sinh Nú tn ti v phỏt trin c trờn hnh tinh chỳng ta l nh cú ỏnh sỏng mt tri Cỏc loi thc vt hp th ỏnh sỏng mt tri thc hin cỏc phn ng quang hp, bin i cỏc khoỏng cht, nc v cỏc nguyờn t vụ c khỏc thnh cỏc cht hu c Phn ng quang hp cũn l phn ng c bn to thc n cho ng vt Nu k n c sn phm oxy ca phn ng quang hp ta cú th núi rng sinh núi chung v thc vt núi riờng cú ý ngha quyt nh i vi s sng trờn hnh tinh chỳng ta Nng lng sinh hon ton cú th thay th cỏc ngun nng lng hoỏ thch ang b khai thỏc cn kit v gõy ụ nhim mụi trng nng n 1.1.5 Ngun nng lng a nhit a nhit l ngun nng lng t nhiờn lũng qu t, di mt lp v khụng khớ khụng dy lm , nhit lờn n 1000 0C n hn 4000 0C Cũn lp trờn cựng ca v Trỏi t ch cú nhit bỡnh quõn nm l 15 0C, di lp ú l mt lp cú nhit bỡnh quõn l 540 0C, cũn ti lp lừi nhit bỡnh quõn l 70000C Khi nng lng khng l ú tn ti ng hnh vi Trỏi t v l ngun nng lng vụ hn sinh t cỏc chui phn ng ht nhõn, s phõn hy cỏc cht phúng x tin hnh thng xuyờn lũng Trỏi t nh Thori (Th), Protactini (Pa), Urani (U) vv, nng lng cỏc phn ng phúng x c tớch t lũng qu t hng triu nm vi mt lng khng l lm núng chy lừi qu t di ỏp sut cao i sõu xung lũng t 2-40m (tựy a im) ta s gp tng Thng ụn, tc S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of TíNH 133.TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA l tng cú nhit khụng chu nh hng ca nhit Mt Tri Di tng Thng ụn cng xung sõu nhit cng tng Theo ỏnh giỏ ca cỏc chuyờn gia, cú khong 10% din tớch v qu t cú cha cỏc ngun a nhit cú th ỏnh giỏ c tim nng ca nú Cỏc ngun ny cú th cung cp cho nhõn loi mt ngun nng lng rt ln 1.1.6 Ngun nng lng i dng Ngun nng lng ny c chia thnh loi chớnh: Nng lng thu triu, nng lng nhit i dng v nng lng súng bin Tim nng l vụ cựng to ln, giú thi trờn mt khong khụng gian bao la trờn cỏc i dng s to súng bin d di, liờn tc v mang theo mt ngun nng lng cú th núi l vụ tn Thu triu l kt qu gia lc hỳt ca mt tri, mt trng vi qu t v s chuyn ng ca qu t xung quanh mt tri, cng nh s quay xung quanh trc nghiờng ca qu t Vi nng lng nhit i dng cú th xem nh mt nh mỏy nhit hot ng vi ngun núng trờn b mt v ngun lnh di tng sõu tng t cỏc mỏy nhit cỏc nh mỏy nhit in, nhng mỏy nhit i dng li khụng cn dựng mt loi nhiờn liu no c Nhit i dng khụng bin i nhiu t ban ngy sang ban ờm v vỡ vy cú th coi l ngun nhit rt n nh nhiờn cú th s thay i theo v ph thuc vo khong cỏch n xớch o Cui cựng l nng lng súng bin, õy cng l mt ngun nng lng rt ln v hp dn Tim nng nng lng súng bin ph thuc vo v trớ a lý, thm mt v trớ ó cho nng lng súng bin cng bin i theo thi gian tng gi, tng ngy v tng 1.2 Cỏc c tớnh ca cỏc ngun nng lng mi v tỏi to 1.2.1 c tớnh phong phỳ v cú th tỏi sinh: Cú th núi cỏc ngun nng lng mi v tỏi to (NLM & TT) rt phong phỳ v cú sn , khụng nhng th hu ht cỏc ngun nng lng ny u cú th tỏi to c V ngun m núi thỡ nng lng mt tri ht sc di do, ri giú, nng lng thy in nh, nng lng sinh khi, nng lng thy triu, súng bin, a nhit S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of TíNH 133.TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA cng cú tr lng khỏ ln nu khụng mun núi l khú cú th cn kit c Tim nng ca nng lng tỏi to hay nng lng tỏi sinh l nng lng t nhng ngun liờn tc m theo chun mc ca ngi l vụ hn Vụ hn cú hai ngha: Hoc l nng lng tn ti nhiu n mc m khụng th tr thnh cn kit vỡ s s dng ca ngi (thớ d nh nng lng Mt Tri) hoc l nng lng t tỏi to thi gian ngn v liờn tc (thớ d nh nng lng sinh khi) cỏc quy trỡnh cũn din tin mt thi gian di trờn Trỏi t Ngc li vi vic s dng cỏc quy trỡnh ny l vic khai thỏc cỏc ngun nng lng nh than ỏ hay du m, nhng ngun nng lng truyn thng m ngy c t iờu dựng nhanh hn l c to rt nhiu 1.2.2 c tớnh sch v bo v mụi trng: Tt c cỏc ngun NLM & TT u sch nờn vic s dng cỏc ngun nng lng ny s mang li nhiu li ớch v sinh thỏi cng nh l li ớch giỏn tip cho kinh t So sỏnh vi cỏc ngun nng lng truyn thng nh: Than ỏ, hoỏ thch hay thu in, nng lng tỏi to cú nhiu u im hn vỡ trỏnh c cỏc hu qu cú hi n mụi trng Nng lng giú c ỏnh giỏ l thõn thin nht vi mụi trng v ớt gõy nh hng xu v mt xó hi Theo bỏo cỏo t T chc Ho Bỡnh Xanh v Hi ng Nng lng Tỏi to chõu u vic u t vo nng lng xanh ti nm 2030 s gim mt na lng phỏt thi CO2 Bn bỏo cỏo ny cung cp mt lun c kinh t v s luõn chuyn cỏc khon u t ton cu sang nng lng mt tri, nng lng giú, thu in, a nhit v nng lng sinh hn na th k ti Cỏc cụng ngh nng lng mi v tỏi to, ng dng ca chỳng 2.1 Cỏc cụng ngh nng lng mi v tỏi to 2.1.1 Cụng ngh nng lng mt tri 2.1.1.1 Cụng ngh nhit mt tri a Hiu ng nh kớnh Hiu ng nh kớnh l mt nhng hiu ng quan trng nht c ng dng khai thỏc nng lng mt tri (NLMT) Ta kho sỏt mt hp thu nhit mt S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of TíNH 133.TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA tri nh hỡnh 1.1 Mt trờn hp c y bng tm kớnh (1) Thnh xung quanh v ỏy hp cú lp vt liu cỏch nhit dy (2) ỏy ca hp c lm bng tm kim loi dn nhit tt, mt trờn ca nú ph mt lp sn en, hp th nhit tt v c gi l tm hp th (3) Tấm kính Lớp vỏ cách nhiệt Tấm hấp thụ Tia sáng mặt trời Hỡnh 1.1 S hp thu NLMT theo nguyờn lý hiu ng nh kớnh Cỏc tia bc x mt tri (BXMT) cú bc súng < 0,7àm ti mt hp thu, i qua tm kớnh ph phớa trờn (1), ti b mt tm hp th (3) Tm ny hp th nng lng BXMT v chuyn hoỏ thnh nhit lm cho tm hp th núng lờn, ú nú tr thnh ngun phỏt x th cp phỏt cỏc tia bc x nhit cú bc súng > 0,7àm , hng v mi phớa Cỏc tia i lờn phớa trờn b tm kớnh ngn li, khụng ngoi c Nh vy, hp thu liờn tc nhn BXMT nờn tm hp th c nung núng dn lờn v cú th t n nhit hng trm Nh vy nng lng nhit mt tri b "giam" hp, ging nh mt cỏi by nhit - nng lng vo c nhng khụng th c ú l nguyờn lý hiu ng nh kớnh b B thu phng B thu phng cú hỡnh hp ch nht, trờn cựng c y bng mt hay vi lp kớnh xõy dng sut Cng cú th thay lp kớnh ny bng cỏc tm sut khỏc nh thu tinh hu c, polyester, v.v i vi vt liu ngoi thu tinh cú bn c hc cao hn, nhng gi hoỏ li nhanh, ú h s truyn qua sau khong 10 nm cú th gim ữ 10% S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 10 ofTíNH 133 TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA Tm hp th l mt tm kim loi dn nhit tt, mt trờn cú ph mt lp sn hp th ỏnh sỏng mu en Lp hp th cn cú h s hp th cng cao cng tt, vớ d > 85%, thỡ hiu sut b thu s cú th cú giỏ tr cao Ngoi ra, tm hp th bng vt liu kim loi cũn vic hn cỏc thnh phn khỏc (vớ d ng nc bng kim loi nu b thu dựng un nc núng) c d dng hn Thnh hp xung quanh v ỏy hp l mt lp vt liu cỏch nhit khỏ dy gim hao phớ nhit t tm hp th xung quanh Vt liu cỏch nhit thng dựng l xp bt bin (polystyrene) mu trng rt nh c sn xut di dng tm hoc ht, cng cú th dựng vt liu khỏc nh bụng thu tinh, mỳt, g khụ, mựn ca, Nu cỏch nhit tt thỡ nhng ngy nng, nhit tm hp th cú th t n 100 ữ115oC hoc cao hn 2.1.1.2 Cụng ngh in mt tri a Cụng ngh nhit in mt tri Ngi ta s dng b thu hi t i kốm b dừi theo mt tri (tracker) hi t cỏc tia mt tri ỳng din tớch cn thit k i vi cỏc b thu khụng yờu cu hi t cao thỡ s nh hng b thu cú th ch cn iu chnh vi ba ln mt ngy v cú th thc hin bng tay Nhng vi cỏc b thu yờu cu hi t cao thỡ cn phi iu chnh s nh hng b thu mt cỏch liờn tc a s cỏc b hi t ny l cỏc b hi t mỏng parabol, cỏc tia sỏng mt tri c hi t li trờn ng tiờu hi t, ti ng tiờu ny nhit cú th t 4000C hay cao hn b Cụng ngh pin mt tri (PMT) õy cũn gi l cụng ngh pin quang in, khỏc vi cụng ngh nhit in mt tri l nng lng mt tri c hi t nh cỏc h thng gng hi t trung ỏnh sỏng mt tri thnh cỏc ngun nhit cú mt nng lng thỡ cụng ngh PMT, nng lng mt tri c bin i trc tip thnh in nng nh cỏc t bo quang in bỏn dn c ch to t cỏc vt liu bỏn dn in Cỏc PMT sn xut in nng mt cỏch liờn tc chng no cũn bc x mt tri ti nú S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 10 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 94 ofTíNH 133 TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA Cỏc t chc ng ký kinh doanh v cỏc dch v t vn, thit k, xõy dng v cỏc dch v sau lp t khỏc s c hng cỏc chớnh sỏch u ói v ti chớnh theo quy nh ca phỏp lut, cú th c xem xột, min, gim cỏc loi thu (nhp khu thit b, VAT, doanh thu, li tc v ti nguyờn,) cho cỏc hot ng kinh ớt nht l nm u + H tr v tng bc nõng cao cht lng dch v v cỏc sn phm khoa hc cụng ngh: Tiờu chun quc gia v cht lng sn phm i vi cỏc thit b NLTT v thit k cụng trỡnh cn c xõy dng v bt buc ỏp dng m bo cht lng dch v, s an ton v tin cy cho cỏc d ỏn in NLTT Khuyn khớch cỏc hot ng kim tra v cp giy chng nhn cht lng sn phm nhm ngn nga cỏc sn phm kộm a vo th trng cỏc sn phm tiờu chun v nõng cao cht lng dch v Cỏc hot ng nghiờn cu i mi v nõng cao cht lng sn phm s c khuyn khớch v h tr + H tr sn xut nc cỏc thit b NLTT: Khuyn khớch v h tr cỏc doanh nghip u t vo sn xut v ni a hoỏ cỏc thit b NLTT Cỏc doang nghip u t mi hoc u t nang cp cỏc dõy truyn sn xut cỏc thit b NLTT, s c khuyn khớch v xem xột vay t qu phỏt trin NLTT Khuyn khớch cỏc nh u t nc ngoi u t hoc liờn doanh sn xut cỏc thit b NLTT v c hng cỏc chớnh sỏch u ói v u t theo quy nh ca b ti chớnh 5.4.2.5 xut v bin phỏp thc hin trin khai cú hiu qu cỏc d ỏn in NLTT c lp, cung cp cho cỏc vựng ngoi li, cn cú cỏc bin phỏp t chc thc hin nh sau: - Cn xut xõy dng mt chng trỡnh quc gia trung hn v di hn v k hoch phỏt trin NLTT cn c vo cỏc s liu iu tra ỏnh giỏ tim nng cỏc ngun NLTT, phõn vựng v ỏnh giỏ nhu cu s dng in cỏc khu vch xa li - Xõy dng l trỡnh phỏt trin NLTT n 2020 nhm ỏp ng nhu cu in cho c dõn cỏc khu vc xa li nh nỳi, hi o, - Cỏc B, Ngnh liờn quan cn phi hp vi cỏc a phng xõy dng k hoch v trin khai thc hin tu theo tng iu kin c th ca tng a phng S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 94 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 95 ofTíNH 133 TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA v cỏc nghiờn cu kh thi ca cỏc d ỏn tim nng - o to, xõy dng nõng cao nng lc i ng khoa hc cụng ngh v NLTT t cp Trung ng ti cỏc i phng, c bit h tr o to v xõy dng t chc dch v in tỏi to cp xó s dng cỏc ngun in NLTT - a ni dung nghiờn cu, thỳc y trin khai cỏc d ỏn phỏt in t cỏc ngun NLTT thnh cỏc hot ng ca cỏc t chc khoa hc cụng ngh, cỏc t chc xó hi v cỏc hi thi sỏng to, cỏc gii trng quc gia - Tuyờn truyn nõng cao nhn thc v cỏc li ớch kinh t, xó hi v mụi trng ca cỏc d ỏn NLTT - Xõy dng cỏc chin lc hnh ng NLTT, tng bc loi b cỏc ro cn hin cú v chớnh sỏch, th ch, ti chớnh, cụng ngh, ngun nhõn lc v nhn thc S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 95 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 96 of 133 TI LIU THAM KHO [1] PGS.TS.ng ỡnh Thng, C s nng lng mi v tỏi to, NXB Khoa hc v k thut H ni 2006 [2] PGS.TSKH.Nguyn Phựng Quang, Nghiờn cu thit k v ch to b phỏt in bng sc giú cú cụng sut 10-30KW phự hp vi iu kin Vit Nam, i hc Bỏch Khoa H Ni 2007 [3] Dang Dinh Thong, Solar Photovoltaic (PV) system for Truong Sa Island, Center of energy study, Indian Institute of Technology, New Delhi, 12-1991, India [4] ng ỡnh Thng, Trn Hng Quõn, ng dng cỏc ngun nng lng thiờn nhiờn cho vin thụng, H Ni thỏng 02 nm 1996 [5] Renewable Energies, Innovation for the future, Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety, Bonn, May 2004 [6] Y Marfaing, The photovoltaic effect, Physical Principles, apApplications and Trends, ediction du centre national de la recherche scientificque, Paris, 1978 [7] James & James Publisher, Planning and Installing Photovoltaic Systems, a guide for installers, achitects and enginneers, 8-12 Camden High Street, London, OJH, UK 2005 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 96 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 97 of 133 KT LUN V KIN NGH Kt lun Ngun nng lng lng tỏi to l mt ngun nng lng sch, hn na nhu cu v s dng in ngy cng tng, ng thi tim nng v cỏc ngun nng lng mi tỏi to nc ta l khỏ ln Do ú, vic nghiờn cu, tớnh toỏn v thit k li in hn hp mini dựng nng lng mi v tỏi to cho cm dõn c Hũn Bỏy l mt mang tớnh thi s v cú ý ngha, c bit l giai on hin ngun nng lng truyn thng ang cn kit dn v nh nc ó bt u khuyn khớch s dng nng lng tỏi to phc v cho nhu cu nng lng gii quyt nhng ni dung m ti t ra, bn lun c b cc thnh chng vi y ni dung chi tit v nhng kt qu sau õy ó c gii quyt: Tng quan v cỏc ngun cng nh cỏc cụng ngh s dng nng lng mi v tỏi to trờn th gii v Vit Nam ỏnh giỏ u nhc im ca h thng in hn hp mini (h lai ghộp) s dng cỏc ngun nng lng mi v tỏi to, ng thi gii thiu nhng ng dng v h lai ghộp trờn th gii v Vit Nam La chn a im xõy dng h thng in hn hp - a im xõy dng h thng c chn l cm dõn c Hũn Bỏy nm o Hũn Tre thuc Khu bo tn bin Vnh Nha Trang tnh Khỏnh Ho - Mụ t a im, ỏnh giỏ tim nng cỏc ngun NLM & TT Hũn Bỏy Thit k tớnh toỏn h thng hn hp mini - Tớnh toỏn nhu cu in nng hin ti v d bỏo nhu cu tng lai cho cm dõn c Hũn Bỏy - Phõn tớch ỏnh giỏ cỏc phng ỏn cung cp in v la chn phng ỏn kh thi nht - Xõy dng s tng quỏt h thng in lai ghộp mini S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 97 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 98 of 133 - Gii thiu cụng tỏc xõy dng, sa cha bo dng, hnh v qun lý h thng in hn hp mini Phõn tớch kinh t ti chớnh - Tớnh toỏn tng chi phớ cho mt kWh in i vi cỏc phng ỏn cung cp in - Tớnh toỏn v xut cỏc phng ỏn h tr giỏ in Bn lun ny ó hon thnh yờu cu t theo ỳng ni dung v cht lng ca bn cng Tuy nhiờn, õy mi ch dng li cỏc kt qu tớnh toỏnthit k, cha cú mụ hỡnh thớ nghim v ỏnh giỏ, hy vng õy cng l mt ti liu tớch cc cho cụng tỏc nghiờn cu xõy dng cỏc d ỏn cp in t cỏc ngun nng lng mi v tỏi to sau ny Kin ngh Sau thc hin xong ti, tỏc gi cng xin a mt s ý kin sau õy: Cn tip tc i sõu nghiờn cu v phỏt trin ti quy mụ ln hn kt qu em li thc s cú ý ngha v mt thc tin, cú kh nng ng dng cao Nh nc cn quan tõm hn na cho lnh vc nghiờn cu v thc hin cỏc d ỏn v ng dng cỏc ngun nng lng mi tỏi to, c bit l ng dng cỏc h phỏt in lai ghộp mini cho cỏc vựng nụng thụn khụng cú kh nng kộo in li quc gia Cn khuyn khớch u t v cú chớnh sỏch u ói cho nhng ch u t l cỏc c quan nh nc hoc cỏc cụng ty t nhõn cho lnh vc phỏt trin cỏc d ỏn phỏt in s dng nng lng mi v tỏi to Nh nc nờn cú chớnh sỏch h tr v u t ban u, h tr v mc giỏ in cho ngi dõn cỏc h thng phỏt in lai ghộp nhanh c trin khai rng khp gúp phn xoỏ gim nghốo v nõng cao i sng hoỏ cho nhõn dõn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 98 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 99 of 133 LI CM N Tỏc gi xin chõn thnh cm n cỏc Thy giỏo, cỏc Cụ giỏo b mụn H thng in, Trng i hc K Thut Cụng Nghip Thỏi Nguyờn ó úng gúp nhng ý kin quan trng v b ớch cho tỏc gi tỏc gi hon thnh bn lun Tỏc gi cng xin chõn thnh cm n cỏc Thy, cỏc Cụ v cỏc anh ch phũng o to sau i hc, Trng i hc K Thut Cụng Nghip Thỏi Nguyờn ó to iu kin v giỳp ht mc tỏc gi hon thnh bn lun c bit tỏc gi xin by t lũng bit n v tỡnh cm sõu sc ti cỏn b hng dn khoa hc, Giỏm c trung tõm Nng lng mi, Trng i hc Bỏch Khoa H Ni ó tn tỡnh hng dn, ch bo, trang b nhng kin thc cn thit cho tỏc gi ng thi cng xin gi li cm n ti bn bố, ng nghip, gia ỡnh v nhng ngi quan tõm n ny ó khớch l, to iu kin tt nht cho tỏc gi thc hin thnh cụng bn lun ny ỳng thi gian d kin Tỏc gi cng xin c cm n cỏc Thy, cỏc Cụ giỏo v cỏc anh ch em trung tõm Nng lng mi, Trng i hc Bỏch Khoa H Ni ó khớch l v to iu kin tt nht v c s vt cht v nhng t liu quan trng tỏc gi thc hin thnh cụng lun Do thi gian khụng di v kin thc cũn hn ch nờn bn lun ny khụng th trỏnh nhng thiu sút v nhng iu bt cp, ng thi cũn cú mt s cn tip tc i sõu nghiờn cu hn na Vỡ vy tỏc gi rt mong nhn c nhng ý kin úng gúp chõn thnh ca cỏc thy cụ giỏo v cỏc bn bố ng nghip bn lun c hon chnh hn Xin chõn thnh cm n! Tỏc gi Nguyn Hng Quang S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 99 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 100 of 133 MC LC Ni dung phn Trang TRANG PH BèA LI CM N MC LC DANH MC CC Kí HIU, CC CH VIT TT DANH MC CC BNG DANH MC CC HèNH V V TH M U 11 CHNG I CC NGUN V CC CễNG NGH NNG LNG MI V TI TO 13 Cỏc ngun nng lng mi v tỏi to, cỏc c tớnh ca chỳng 13 1.1 Cỏc ngun nng lng mi v tỏi to 13 1.1.1 Ngun nng lng mt tri 13 1.1.2 Ngun nng lng giú 13 1.1.3 Ngun nng lng thu in nh 13 1.1.4 Ngun nng lng sinh 14 1.1.5 Ngun nng lng a nhit 14 1.1.6 Ngun nng lng i dng 15 1.2 Cỏc c tớnh ca cỏc ngun nng lng mi v tỏi to 15 1.2.1 c tớnh phong phỳ v cú th tỏi sinh: 15 1.2.2 c tớnh sch v bo v mụi trng: 16 Cỏc cụng ngh nng lng mi v tỏi to, ng dng ca chỳng 16 2.1 Cỏc cụng ngh nng lng mi v tỏi to 16 2.1.1 Cụng ngh nng lng mt tri 16 2.1.2 Cụng ngh thu in nh 19 2.1.3 Cụng ngh nng lng giú 20 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 100 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 101 of 133 2.1.4 Cụng ngh nng lng sinh 21 2.1.5 Cụng ngh nng lng a nhit 21 2.1.6 Cụng ngh nng lng i dng 22 2.2 Cỏc ng dng 23 2.2.1 ng dng ca nng lng mt tri 23 2.2.2 ng dng ca nng lng thu in nh 25 2.2.3 ng dng ca nng lng giú 25 2.2.4 ng dng ca nng lng sinh 25 2.2.5 ng dng ca nng lng a nhit 26 2.2.6 ng dng ca nng lng i dng 26 Tỡnh hỡnh nghiờn cu ng dng cỏc ngun in t NLM & TT 27 3.1 Trờn th gii 27 3.2 Ti Vit Nam 28 CHNG II CễNG NGH PHT IN HN HP 31 2.1 H thng in hn hp v li in mini 31 2.1.1 t 31 2.1.2 Cỏc loi ngun in h thng in hn hp v li in mini 32 2.1.3 S u ni h lai ghộp 34 2.1.4 Vn hnh h thng lai ghộp 36 2.2 Cỏc ng dng ca h thng in hn hp 39 2.2.1 Trờn th gii 40 2.2.2 Vit Nam 42 2.3 Nhng u nhc im ca h thng in hn hp 42 2.3.1 u im ca h thng in lai ghộp 42 2.3.2 Nhng nhc im ca h thng lai ghộp 45 CHNG III LA CHN A IM XY DNG H THNG IN HN HP S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 101 of 133 47 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 102 of 133 3.1 t 47 3.2 Mụ t a im la chn xõy dng 48 3.2.1 Nhng c im v a lý 48 3.2.2 iu kin v kinh t v xó hi 48 3.2.3 m Bỏy 49 3.2.4 Hin trng cung cp in cm dõn c m Bỏy 49 3.2.5 Tim nng cỏc ngun nng lng ca a phng 50 CHNG IV THIT K TNH TON H THNG 53 4.1 Nhu cu in nng hin ti v d bỏo tng lai 53 4.1.1 Hin trng cung cp in o Hũn Tre 53 4.1.2 Tớnh toỏn nhu cu s dng in nm 2008 53 4.1.3 Biu ph ti ngy 57 4.1.4 D bỏo tng trng nhu cu tng lai 59 4.1.5 Cụng sut phỏt nh hin ti v tng lai 61 4.2 Phng ỏn cp in 61 4.2.1 La chn phng ỏn cp in 61 4.2.2 Tớnh toỏn cỏc phng ỏn cp in 62 4.2.3 Vn ng b v kh nng ni li in quc gia 63 4.3 Xõy dng s tng quỏt 63 4.3.1 S h thng 63 4.3.2 D kin phng thc hnh 66 4.3.3 Tớnh toỏn la chn thit b 67 4.4 Phõn tớch ỏnh giỏ cỏc phng ỏn cõn bng cung - cu 76 4.5 Cụng tỏc xõy dng h thng 77 4.5.1 Xõy dng h thng dn pin mt tri 77 4.5.2 Ni iờn b cquy 79 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 102 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 103 of 133 4.5.3 Nh lp t thit b v hnh 81 4.5.4 Lp t mỏy phỏt Diezen 83 4.5.5 H thng dõy truyn ti v phõn phi in 83 4.5.6 Cụng t in 83 4.6 Tin xõy dng h thng 84 5.1 Cụng tỏc chun b 84 5.2 Tin xõy dng 84 4.7 Quy trỡnh hnh, bo dng 85 4.8 Qun lý nh mỏy in 86 4.9 Lch trỡnh bo dng 87 CHNG V PHN TCH KINH T - TI CHNH 89 5.1 t 89 5.2 Cỏc s liu tớnh toỏn 90 5.3.1 S liu u vo 90 5.2.2 Kt qu tớnh toỏn 94 5.3 Tớnh toỏn mc h tr giỏ 95 5.4 xut mc h tr giỏ chin lc phỏt trin cỏc ngun in nng lng tỏi to c lp 96 5.4.1 Mt s nhn xột chung 96 5.4.2 xut mc h tr giỏ 97 KT LUN V XUT KIN NGH 104 TI LIU THAM KHO 105 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 103 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 104 of 133 DANH MC CC Kí HIU, CC CH VIT TT Cỏc ký hiu: Eload.PV,Eload: Nhu cu ph ti ngy ca dn PMT v nm Ppeak, No.PV: Cụng sut nh ca mt PMT, s dn pin mt tri Hpeak, HT: S gi nng nh trung bỡnh ngy nm trờn b mt nghiờng, bc x mt tri trờn b mt ngang Ft, Fd: H s nhit , h s bỏm bn ca dn PMT bat, inv, sys, rec: Hiu sut nng lng cquy, hiu sut b i in, hiu sut h thng, hiu sut b chnh lu It, Istc: Bc x mt tri trung bỡnh ngy nm trờn b mt nghiờng, bc x mt tri ti iu kin tiờu chun R, Rr: H s chuyn i, cụng sut b chnh lu Cbat, Cbatt: Dung lng cquy tớnh theo kWh, dung lng cquy tớnh theo ampe-gi (A-h) DOD, Nd: sõu phúng in ln nht ca b cquy, s ngy t qun ca b cquy Pinv, Pmax: Cụng sut b i in, cụng sut ph ti ln nht Pge.max , Pge.rec: Cụng sut ln nht ca mỏy phỏt diezen, cụng sut mỏy phỏt cn np in cho cquy Pge.peak, Ppeak.load: Cụng sut mỏy phỏt diezen cn cho ph ti nh, cụng sut ph ti nh G d: L h s gim cụng sut ca mỏy phỏt Imax: Dũng in cc i AnnFuel.cost, DR : Chi phớ nhiờn liu hng nm, t sut chit khu LCCFuel.cost: Chi phớ nhiờn liu LCCRepl.cost: Chi phớ thay th LCCMaint.cost: Chi phớ bo dng thng xuyờn Capital.cost: Chi phớ u t ban u S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 104 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 105 of 133 FE, Term: T sut tng giỏ nhiờn liu, chu k hot ng Item.cost, RY: Chi phớ thay th nh k hin ti, nm thay th Eoutput: Sn lng in hng ngy Ch vit tt: NLM & TT: Nng lng mi v tỏi to NLMT: Nng lng mt tri BXMT: Bc x mt tri PMT: Pin mt tri TL - HL: Thng lu v h lu NLG: Nng lng giú NMT: Nhit mt tri NLTT: Nng lng tỏi to PV: Dn pin mt tri CG: ng c giú MPD: Mỏy phỏt diezen NREL: Phũng thớ nghim quc gia v nng lng tỏi to DC - AC: B bin i mt chiu - xoay chiu PVC: Nhón hiu loi cỏp in CCH: Chi phớ chu k hot ng LCC: Vũng i ca d ỏn USD, VND: T giỏ ng ụla M, t giỏ ng Vit Nam S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 105 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 106 of 133 DANH MC CC BNG Ni dung Bng Trang 3.1 Bc x mt tri trung bỡnh ti Nha Trang 51 4.1 S liu s dng in ca cỏc thit b gia dng 55 "H tiờu th in in hỡnh Hũn Bỏy nm 2008 4.2 S liu s dng in ca cỏc thit b phi gia dng 56 "H tiờu th in in hỡnh Hũn Bỏy nm 2008 4.3 Tng nhu cu in nng ca cm dõn c Hũn Bỏy 56 nm 2008 4.4 S liu v s thay i ph ti ngy 58 4.5 D bỏo nhu cu in nng tng lai 60 4.6 S gi nng nh trung bỡnh nm trờn b mt 69 nghiờng 4.7 Dõy v cỏp in ni dn PMT v b cquy 79 4.8 Tin xõy dng 84 4.9 Lch trỡnh bo dng nh mỏy in i vi cỏc cụng 88 vic bỡnh thng 5.1 Cỏc c tớnh ca mỏy phỏt diezen 92 5.2 Chi phớ bo dng mỏy phỏt diezen 92 5.3 Kt qu so sỏnh kinh t gia cỏc phng ỏn phỏt in 95 5.4 Kt qu tớnh toỏn cỏc mc h tr giỏ 96 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 106 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 107 of 133 DANH MC CC HèNH V V TH Hỡnh v Ni dung v th Trang 1.1 S hp thu NLMT theo nguyờn lý hiu ng nh kớnh 17 1.2 S cu to mt pin mt tri tinh th Si 19 1.3 S mt b thu sn xut nc núng 23 1.4 H thng si m nh ca hay chung tri s dng NMT 24 2.1 H lai ghộp gúp DC: ch cú ph ti DC 34 2.2 H lai ghộp gúp DC m rng: ph ti DC v AC 35 hn hp 2.3 H lai ghộp gúp AC 36 2.4 Trng thỏi cỏc thit b quỏ trỡnh hnh ca h 37 thng 2.5 Gii hn ng dng ca cỏc h lai ghộp 40 3.1 Bc x mt tri trung bỡnh ngy thỏng trờn b mt 51 nm ngang 4.1 T l s dng in nm 2008 cm dõn c Hũn Bỏy 57 4.2 Biu ph ti hng ngy 58 4.3 D bỏo tng trng nhu cu in nng tng lai 60 4.4 D bỏo nhu cu cụng sut phỏt nh 61 4.5 S tng quỏt h thng phỏt in hn hp 64 4.6 S h thng phỏt in lai ghộp PV-diezen ti Hũn Bỏy 65 4.7 Hỡnh ct ngang ca khung thộp v hỡnh khung thộp ca 78 b mt lp module PMT 4.8 S ni in b cquy 80 4.9 S ni in b cquy vo ng trc chớnh 80 4.10 S in tng quỏt h phỏt in hn hp mini Hũn Bỏy 81 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 107 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 108 of 133 4.11 S mt bng, mt trc v u c ca nh t thit 82 b v lm vic S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Footer Page 108 of 133 http://www.lrc-tnu.edu.vn ... 12 ofTíNH 133 TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA Phng phỏp ny l p p to nờn chờnh mc nc gia. .. Header Page 16 ofTíNH 133 TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA 1 Bộ thu lng mặt trời Nguồn đốt dự... Header Page 27 ofTíNH 133 TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA Dn PV cp in cho ph ti v np acqui