Nha may nhiet dien mat troi bao cao 10 1 2017

Với đặc điểm địa hình vừa có. nắng, gió và bờ biển trải dài...Xây dựng nhà máy nhiệt điện dùng năng lượng mặt trời khả năng phát triển trong tương lai của các nguồn năng lượng tái tạo (renewable) tại Việt Nam.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHỦ ĐỀ: NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI (SOLAR THERMAL POWER PLANT) An Giang, ngày 06/01/2017 GIỚI THIỆU 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 lượng mặt trời khai thác cách có hiệu Trong nhiệt điện Mặt Trời ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng Mặt Trời nhiệt độ cao thành điện năngNgành sản xuất lượng Mặt Trời ngày phát triền cách nhanh chóng mạnh mẽ Các ứng dụng nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời giới: Từ năm 1984 đến 1991, riêng nước Mỹ xây dựng chín nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời sa mạc Mojave bang California cung cấp liên tục 354MW điện đủ dùng cho 500.000 hộ dân California Đó nguồn lượng đáng tin cậy Vào năm 2008, xảy cố ngày nhu cầu điện tăng đột biến làm nghẽn mạng lưới điện gây điện California, nhà máy nhiệt điện mặt trời chạy 110% công suất để góp phần khắc phục cố GIỚI THIỆU Vào thập niên 1990, giá khí, nhiên liệu thiên nhiên sụt giảm, người ta ý đến lượng nhiệt mặt trời Tuy nhiên, ngày nay, công nghệ hồi sinh mạnh mẽ Các nhà máy điện mặt trời tăng số lượng quy mô vào năm 2013 Một số ước tính dự đoán nguồn lượng sớm qua mặt lượng gió Nhà máy Shams 1, công suất 100 MW, cấp điện cho 20.000 hộ gia đình UAE, vào hoạt động từ tháng 3/2013 Shams cắt giảm lượng khí thải CO2 của UAE khoảng 175.000 năm, tương đương với việc trồng 1,5 triệu xanh, hay cắt giảm 15.000 xe đường phố Các gương phản xạ nhà máy Shams UAE Shams có diện tích 2,5 km2 với 250.000 gương gắn 768 thu hình chão parabol Các gương parabol tập trung ánh sáng mặt trời lên ống chứa đầy dầu để làm nóng nước tạo nước sau làm quay tuabin Hai nhà máy nhiệt điện mặt trời PS20 (trái) PS10 (phải) Tây Ban Nha PS10 có 624 gương phản xạ, sản xuất 11 MW điện cấp cho 5.500 hộ gia đình PS20 có 1.255 kính định nhật, sản xuất 20 MW, vào hoạt động hết công suất năm 2013 Theo ước tính Phòng thí nghiệm Năng lượng Có khả hồi phục Quốc gia Mỹ lượng nhiệt mặt trời cung cấp hàng trăm giagawatt điện năng, tương đương với 10% nhu cầu điện sử dụng nước Mỹ Có hai cách để tạo lượng từ mặt trời: Quang điện (Photovoltaic) Chuyển đổi trực tiếp từ ánh sáng mặt trời sang điện Công nghệ quang điện biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện ứng dụng nhà máy điện mặt trời sử dụng pin quang điện Những pin mặt trời kiểu thường dùng để cấp điện cho nhu cầu sinh hoạt khu vực vùng sâu vùng xa Tập trung nhiệt lượng từ mặt trời (Concentrating Solar Thermal ) Chuyển đổi trực tiếp từ ánh Một khác biệt lớn với công nghệ quang điện nhà máy nhiệt điện mặt trời sản xuất điện gián tiếp Nhiệt thu từ ánh nắng mặt trời thu gom dùng để làm nóng chất lỏng Hơi nước tạo từ chất lỏng nóng làm chạy máy phát sản xuất điện Nghĩa nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời hoạt động tương tự nhà máy nhiệt điện, khác nước tạo nhiệt thu gom từ ánh nắng thay từ việc đốt loại nhiên liệu IV.Nguyên lý làm việc Có hai loại nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời: thụ động và chủ động : Một hệ thống thụ động không cần trang thiết bị, giống nhiệt tỏa bên xe bạn xe đỗ nắng Một hệ thống chủ động đòi hỏi cách hấp thu tập trung xạ mặt trời sau dự trữ Một số nhà máy nhiệt điện mặt trời hệ thống chủ động dựa nguyên tắc sử dụng nhiệt độ cao cách sử dụng gương phản chiếu hội tụ để thu thập ánh sáng nhiệt lượng từ mặt trời, gia nhiệt môi chất làm việc tạo nước làm quay tuabin để tạo điện hình sau : Từ hình : - Các mảng gương thực việc phản xạ hội tụ ánh sáng mặt trời - Các tiếp nhận lượng mặt trời chuyển thành lượng nhiệt - Nhiệt lượng cung cấp cho nồi cung cấp cho steam drum làm quay máy phát điện IV.THỰC HIỆN LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG NHIỆT (TES) Các hệ thống dự trữ nhiệt năng (TES) bể chứa chất lỏng áp suất cao sử dụng với hệ thống nhiệt mặt trời cho phép nhà máy hoạt động thêm vài đồng hồ sau mặt trời lặn Dự trữ vào cao điểm yếu tố then chốt hiệu nhà máy nhiệt điện mặt trời Ba công nghệ TES thử nghiệm kể từ thập niên 1980 nhà máy nhiệt điện mặt trời xây dựng: hệ thống trực tiếp hai-bể, hệ thống gián tiếp haithốngthống trực tiếp hai-bể: lượng nhiệt mặt trời dự trữ bể, 1.vàHệ hệ dị nhiệt một-bể chất lỏng truyền nhiệt thu gom Chất lỏng chia làm hai bể, bể dự trữ nhiệt độ thấp bể nhiệt độ cao Chất lỏng dự trữ bể nhiệt độ thấp chảy qua thu nhiệt mặt trời nhà máy điện, làm nóng lên trở lại gửi đến bể nhiệt độ cao Chất lỏng dự trữ bể nhiệt độ cao gửi qua trao đổi nhiệt tạo nước làm quay turbin truyền động máy phát điện tạo điện • Trong hệ thống gián tiếp hai-bể, chức giống hệ thống trực tiếp, ngoại trừ làm việc với loại chất lỏng truyền nhiệt khác nhau, chúng thường đắt tiền không dự trù dùng làm chất lỏng trữ nhiệt Để khắc phục vấn đề này, hệ thống gián tiếp cho chất lỏng nhiệt độ thấp chảy qua trao đổi nhiệt bổ sung • Không giống hệ thống hai-bể, hệ thống dị nhiệt một-bể trữ nhiệt dạng rắn, thường cát silica Bên bể, phần chất rắn giữ áp suất từ thấp đến cao, gradient nhiệt độ, tùy thuộc vào dòng chất lỏng Vì mục đích dự trữ, chất lỏng nóng truyền nhiệt chảy vào phần bể lạnh tràn xuống dưới, thoát chất lỏng nhiệt độ thấp Để tạo nước sản xuất điện, trình đảo ngược lại Các hệ thống nhiệt mặt trời sử dụng dầu khoáng muối nóng chảy làm môi trường truyền nhiệt tốt cho TES, thật đáng tiếc không nghiên cứu thêm, hệ thống chạy nước/hơi nước dự trữ nhiệt Những tiến khác chất lỏng truyền nhiệt bao gồm nghiên cứu chất lỏng thay thế, sử dụng vật liệu biến đổi pha khái niệm dự trữ nhiệt lạ nhằm cắt giảm chi phí dự trữ cải thiện hiệu hiệu suất lượng V CÁC LOẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI : Parabolic trough system Solar dish/engine system Solar power tower systems Solar chimney power plants 1.Nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời sử dụng máng parabol (Parabolic trough System) : • Giống tên gọi, nhà máy điện dạng hình máng parabol có nhiều gương dạng hình máng tập trung ánh sáng vào điểm trọng tâm Các thu ánh sáng đặt thẳng đứng cạnh theo hàng với chiều dài hàng trăm mét Nhiều hàng lại đặt song song để hình thành nên toàn vùng thu ánh sáng mặt trời Các thu ánh sáng đơn lẻ quay theo chiều dọc trục để theo sát di chuyển mặt trời Các gương tập trung ánh sáng lên gấp khoảng 80 lần điểm trung tâm ống hấp thụ Những ống bao bọc lớp kính để hạn chế mát nhiệt xảy Một lớp vỏ bọc chọn lựa đặc biệt bao ống hấp thụ để ngăn cản nhiệt tỏa qua bề mặt ống, loại dầu giữ nhiệt đặc biệt chảy ống với tác động ánh sáng nhiệt độ lên đến 400 độ C Lượng nhiệt vận chuyển qua trao đổi nhiệt nơi tạo nhiệt để sử dụng cho chu trình nước Hơi nước làm quay tuabin chạy máy phát, tạo điện Sau qua tầng tuabin ngưng đọng lại thành nước thông qua bơm đưa trở lại vòng lặp bắt đầu lại chu trình 2 Nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời dạng tháp (Solar power tower systems ) : Với nhà máy điện lượng mặt trời dạng tháp, hàng nghìn gương lắp đặt xung quanh tháp gọi kính định nhật, gương điều khiển riêng biệt máy tính để dõi theo di chuyển mặt trời đồng thời hướng đến đỉnh tháp Chúng phải hướng với độ xác vài phần trăm độ để phản chiếu ánh sáng đến điểm trung tâm, Một bình chứa đặt với thiết bị thu, tác dụng ánh sáng tập trung nung nóng lên đến nhiệt độ 1000 độ C Không khí hay muối nóng chảy vận chuyển nhiệt Tuabin khí hay điều khiển máy phát để biến đổi nhiệt thành lượng điện Có hai loại nhà máy điện tháp, loại bình chứa thể tích không áp suất loại bình chứa có áp suất Với loại bình chứa thể tích không áp suất, không khí từ môi trường chuyển đến bình chứa (nơi nhận tia sáng phản xạ từ gương) quạt gió Bình chứa nung nóng tia xạ mặt trời chuyển nhiệt độ qua cho không khí xung quanh (ở bình chứa) Không khí trước vào bình chứa có nhiệt độ thấp Không khí tăng nhiệt độ lên từ 650 độ C đến 850 độ C, trước đưa vào lò để làm bay nước, điều khiển chu trình tuabin Loại thứ hai nhà máy điện mặt trời dạng tháp với bình chứa có áp suất Loại cho thấy nhiều tương lai hứa hẹn ánh sáng tập trung để đốt nóng không khí bình chứa có áp suất khoảng 15 bar nhiệt độ lên tới 1100 độ C Không khí nóng sử dụng để chạy tuabin Không khí nóng sau sử dụng lần tuabin lại tái sử dụng để tạo nóng cho chu trình khác Với loại nhà máy này, hiệu suất tăng từ 35% đến 50% 3.Nhà máy điện sử dụng động Stirling (Solar dish/engine system): Trong nhà máy điện hình máng tháp kinh tế sử dụng với ứng dụng cỡ vài MW, nhà máy điện mặt trời với tên gọi hệ thống đĩa-động Stirling sử dụng cho nhu cầu nhỏ – ví dụ, để cung cấp điện cho khu dân cư hay làng vùng xa xôi hẻo lánh Với hệ thống gương cầu lõm với kích cỡ lớn tập trung ánh sáng vào điểm tập trung, gọi tâm điểm Để ánh sáng tập trung đủ mạnh, gương điều khiển dựa nhiều trục quay để dõi theo cách xác di chuyển mặt trời Một nhận cài đặt tâm điểm Bộ nhận truyền nhiệt vào tâm hệ thống: động Stirling Động chuyển hóa nhiệt thành động chạy máy phát, tạo điện Một động Stirling điều khiển không nhiệt mặt trời mà nhiệt sinh trình đốt nóng Khi kết hợp với buồng đốt sinh học, nhà máy sản xuất điện vào buổi tối hay điều kiện thời tiết xấu Nhà máy loại xây dựng Ả rập Sau đi, Mỹ hay Tây Ban Nha So với nhà máy điện máng tháp, giá thành loại tương đối cao Giá thành giảm tương đối lắp đặt với yêu cầu công suất lớn 4.Nhà máy điện mặt trời có ống khói (Solar chimney power plants): Trong nhà máy điện nhiệt mặt trời hoạt động dựa việc tập trung ánh sáng nhà máy điện có ống khói lại dựa nhiệt độ không khí Những khu thu thập xây dựng diện tích mặt phẳng lớn bao phủ mái kính hay nhựa Một ống khói cao đặt khu vực mái hấp thụ đặt vuông góc với ống khói Không khí di chuyển tự mái khổng lồ Mặt trời làm ấm không khí mái kính Không khí tiếp đến di chuyển lên phía trên, chạy qua phần dốc mái cuối có tốc độ nhanh chảy qua ống khói Dòng không khí di chuyển điều khiển tua bin điều khiển máy phát tạo điện Những mái kính mặt đất dự trữ nhiệt nên tạo điện sau mặt trời lặn giúp nhà máy cung cấp đủ điện vào ban đêm Hiệu suất nhà máy điện dạng ống khói so sánh với kỹ thuật khác thấp nhiên nhà máy đòi hỏi diện tích đất đai lớn Hơn nữa, hiệu suất tăng lên tỷ lệ thuận với chiều cao tháp Do vậy, để kinh tế, nhà máy điện phải có kích cỡ nhỏ Ví dụ, dự án nhà máy thảo luận Úc Một nhà máy điện với công suất khoảng 200 MW với chiều cao tháp 1000 m, đường kính 180 m đường kính khu vực thu ánh sáng 6000 m Tương lai nhà máy điện dạng ống khói xây dựng vùng sa mạc giới có tiềm tạo cạnh tranh kinh tế với nhà máy điện truyền thống khác NHỮNG ƯU, NHƯỢC ĐIỂM NHIỆT ĐIỆN NLMT 1.:Ưu điểm •NLMT nguồn lượng tái tạo vô tận •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 •NLMT miễn phí, chi phí lắp đặt ban đầu lượng Mặt Trời phí khác Nhược điểm •Chi phí lắp đặt ban đầu tế bào lượng mặt trời cao Tuy nhiên, ta cần đầu tư ban đầuvà sau sử dụng nguồn nhiên liệu sản xuất 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 toán lưu trữ lượng để sử dụng vào ban đêm ảnh hưởng tính kinh tế công nghệ dự án •Đối với công trình có quy mô lớn, diện tích lớn chi phí xây dựng cao mà không đáp ứng nhu cầu cần thiết KẾT LUẬN Trước tình trạng ấm lên toàn cầu, chi phí nhiên liệu leo thang nhu cầu lượng không ngừng tăng lên, dự báo nhu cầu sử dụng lượng tăng gần tương đương 335 triệu thùng dầu ngày, chủ yếu nhu cầu sử dụng điện Dù quy mô lớn hay nhỏ, dù có hòa vào lưới điện hay không, lợi lớn điện mặt trời có sẵn lúc này, chờ đợi Bằng cách tập trung lượng với vật liệu phản xạ biến đổi hó thành điện năng, nhà máy nhiệt điện mặt trời, chấp nhận thức phần thiếu lĩnh vực cung ứng điện, có khả cấp điện cho 100 triệu người dân 20 năm tới Hiện Việt Nam có hai dự án xây dựng nhà máy điện NLMT Quãng Ngãi Bình Thuận, hi vọng thời gian tới có nhiều nhà nhiệt điện NLMT xây dựng nước ta tất khai thác từ nguồn lượng tái tạo vô to lớn từ mặt trời hành tinh lớn thái dương hệ TÀI LIỆU • http://science.howstuffworks.com/environmental/green-tech/energyproduction/solar-thermal-power4.htm • http://www.flowserve.com/Industries/PowerGeneration/Concentrated-Solar-Power • http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_thermal_energy • http://www.greenworldinvestor.com/2011/07/07/advantages-anddisadvantages-of-solar-thermal-energy-power-towersparabolictroughs/ THANK YOU ... (trái) PS10 (phải) Tây Ban Nha PS10 có 624 gương phản xạ, sản xuất 11 MW điện cấp cho 5.500 hộ gia đình PS20 có 1. 255 kính định nhật, sản xuất 20 MW, vào hoạt động hết công suất năm 2 013 Theo... quy mô vào năm 2 013 Một số ước tính dự đoán nguồn lượng sớm qua mặt lượng gió Nhà máy Shams 1, công suất 10 0 MW, cấp điện cho 20.000 hộ gia đình UAE, vào hoạt động từ tháng 3/2 013 Shams cắt giảm... chiều cao tháp Do vậy, để kinh tế, nhà máy điện phải có kích cỡ nhỏ Ví dụ, dự án nhà máy thảo luận Úc Một nhà máy điện với công suất khoảng 200 MW với chiều cao tháp 10 0 0 m, đường kính 18 0 m