MUC LUC:
LOI MO DAU
PHAN 1 : TONG QUAN VE NHIET MAT TROL
PHAN 2: CAC UNG DUNG THUC TIEN CUA NHIET MAT TROL
1 UNG DUNG TRONG DUN NUOC NONG
2 UNG DUNG TRONG DUN NAU 3 UNG DUNG TRONG SAY, SUOI
4 UNG DUNG TRONG CHUNG CAT NUOC PHAN 3 : KÉT LUẬN
Trang 3LOI MO DAU
Tr thoi xa xua người cô đại đã biết sử dụng các loại năng lượng tái tạo có sẵn trên mat dat như sức g1ó,sức nước với trình độ thô sơ và còn nhiêu hạn chê đê phục vụ cho nhu câu sinh hoạt hăng ngày
Hiện nay với trình độ khoa học công nghệ tiến tiến hiện đại con người ngày càng
làm chủ được thiên nhiên , nhận thức rõ ràng hơn về nó Việc các nguồn năng
lượng hóa thạch đang ngày cạn kiệt(năng lượng hữu hạn)ko những thế việc sử dụng nguồn năng lượng hữu hạn này cũng để lại hậu quả tác động vào môi trường vô cùng lớn càng ngày càng phá hủy môi trường dẫn đến các tác động xấu tới con
người Chính vì vậy chúng ta cần những nguồn năng lượng mới có thể sử dụng lâu đài an toàn hơn đề thay thế(năng lượng vô hạn)
Trước thực trạng này con người đã và đang nghiên cứu và sử dụng các nguồn năng
lượng sạch năng lượng tái tạo như năng lượng gió năng lượng mặt trời năng lượng
nước năng lượng thủy triều , năng lượng địa nhiệt đó đều là những nguồn
năng lượng sạch vô tận
Trang 4PHAN 1: TONG QUAN VE NHIET MAT TROT:
Năng lượng Mat Troi là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từ
ngôi sao này
Như chúng ta đã biết thì mặt trời chính là một lò phản ứng nhiệt hạch biến hidro thành heli và giải phóng ra năng lượng rất lớn.sau đó nguồn năng lượng này sẽ đc phát xạ dưới đạng song điện từ lan truyền vào vũ trụ (truyền tới trái đất của chúng ta).Khoảng một nửa số năng lượng mặt trời đến được bề mặt trái đất
Trái đất nhận được 174 petawatts (PW = 1015W) cua bic xa mat trời (sự tiép
nang) tai tang cao khi quyén Khoang 30% phản xạ trở lại vào không gian, trong
khí phần còn lại được hấp thụ bởi đảm mây, đại dương và các vùng đất Quang phô của ánh sáng mặt trời ở bề mặt của Trái đất chủ yếu truyền qua các tia có thể nhìn thấy, sóng ngăn hông ngoại va một phân nhỏ các sóng ngắn tia cực tím
Trang 5Hiệu ứng nhà kính
Tịa kliứC Yậ màt trới M6t 56 tla hống ngoại
arena xuyên qua bầu khi quyển
ko và được hấp thụ,
khúc xạ theo tất cả
TR mi ae)
các hưrớng
Sự tác động này lam cho
Trái đất và bầu khi quyển nóng lên
La sáng mặt trẻ | : h
xuyên qua +» bâu khi quyên
bau khi quyén ee
z -
of 4 ATP
Se: an ion tla khuc xạ -
ặt trời được hắp †É `.“ ” aCe ee ls anh wae Trái đất Slbải bé mặt Trải đất A5<‹ Mabie tà làm nóng lẽ Càng > Định nghĩa hiệu ứng nhà kính :
Hiệu ứng nhà kính do nhà vật lý người Pháp Jean Baptiste Joseph Fourier đặt tên
Effet De Serre lần đầu tiên vào năm 1824 dùng đề chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời,xuyên qua các cửa số hoặc mái nhà bằng cửa kính và làm cho toàn bộ không gian bên trong nóng dân lên
Và đã được định nghĩa cụ thể hơn : “ Hiện tượng bức xạ sóng ngắn của Mặt Trời xuyên qua bầu khí quyền đến mặt đất và được phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt sóng dài rồi được một số khí trong bầu khí quyền hấp thụ để thông qua đó làm cho khí quyển nóng lên,được gọi là hiệu ứng nhà kính “
> Nguyên lý hoạt động của hiệu ứng nhà kính :
+ Phần lớn các bức xạ mặt trời có bước sóng nhỏ hơn 0.7um có khả năng xuyên qua lớp kính phủ trong suốt ,còn bước sóng lớn hơn 0.7 um đều bị kính ngăn lại
Trang 6A (1) Tam kinh (2) Lớp vò cách nhiệt G) ‘Tam hấp thụ (4) Tia sáng mật trời [ 2 WG
s* Ta khảo sát một buồng kính mô tả như hình dưới đây : mặt trên được đậy
bằng một tấm kính ,thành chung quanh được làm bằng vật liệu cách nhiệt tốt
,mặt trên của đáy được phủ 1 tam kim loại sơn đen,dẫn nhiệt tốt gọi là tâm
hấp thụ
s* Tia bức xạ mặt trời sau khi xuyên qua tắm kính phủ đập lên bê mặt tắm hấp thụ ,tắm này hấp thụ năng lượng bức xạ mặt trời và chuyên hóa thành nhiệt nung nóng tâm hấp thụ, khi đó nó trở thành nguôn nhiệt thứ cấp phát ra các tia
bức xạ nhiệt ,hướng về mọi phía Nhờ nhận được liên tục các bức xạ mặt trời nên nó được nung nóng liên tục và bức xạ nhiệt cũng phát ra liên tục
s% Những bức xạ nhiệt hướng lên phía trên bị kính ngăn lại.Các tia bức xạ nhiệt
bị phản xạ trở về tắm hấp thụ làm cho tắm hấp thụ ngày càng nóng hơn,các mặt đáy và thành bên được cách nhiệt tốt nên giảm được lượng nhiệt bị
truyền dẫn ra ngoài do đó năng lượng nhiệt mặt trời hầu như bị giam trong
hộp Nhiệt của tâm càng cao phát xạ nhiệt từ mặt tâm hap thụ càng lớn
+ Trong khi đó năng lượng bên trong hộp trao đổi với môi trường chung quanh
qua các quá trình truyền nhiệt do : dẫn nhiệt,bức xạ ,đối lưu cũng tăng lên khi hộp liên tục nhận bức xạ năng lượng mặt trời thì nhiệt độ trong hộp ngày
càng cao đồng thời nhiệt mất mát cho mội trường chung quanh càng nhiêu
Cho tới khi năng lượng mà tầm hấp thụ nhận được cân bằng với năng lượng mất mát cho môi trường chung quanh thì trạng thái cân bằng năng lượng
được thiết lập Khi đó nhiệt độ trong hộp và tắm hấp thụ có thê đạt tới 130
đến 150 độ C
Trang 7Khi tới bê mặt phân cách phía trên vật và môi trường,tỉa sáng sẽ bị phân tách ra
nhiêu thành phân ta có: ER+ET+Ea=E0
Trong đó : E0 —- năng lượng bức xạ mặt trời
ER — phần năng lượng bị phản xạ trên bề mặt phân cách
ET - phần năng lượng truyền qua bản vật chất
Ea — phân năng lượng bị hấp thụ
e Tia phan xa:
© A A + ER
“* hé sd phanxa: Pp = En 0
Er 1 se (@2—04) tgˆ(82—81)
at Hé ¢ SO phan xa: Pp ^ hả , ¬ —— — Eg 2 \sin?(@2+6,) | * + tg*(@2+@4)
Trang 8:)
"Nˆ 1+ (2N—-1)p
s* Chú ý:khi tính toán với ánh sáng tự nhiên thì phải lẫy giá trị trung bình của 2 thành phần phân cực vuông góc và song song: NOX oe py < (1-p) p (1-p) p°(1- p) (1- BỀN (- HÀNG Hệ số truyền qua kế đến hấp thụ
Cường độ sáng tại 1 điểm sâu trong lòng bản vật chất: E=Ese*® Độ dày khói chất là 1 thì có cường độ sáng truyền qua là : E,=E,e™
Trong đó k:hệ số suy giảm — phụ thuộc vào bản chất vật chất và bước sóng tia bức xạ: E, Eo nA ~ Ae ` ˆ koe _ _ (1—p) —kl Hệ sô truyên qua môi trường vật chât: T= Tr.Tqạ = (11a) e à (1—p) _
Truong hop truyén qua N tam kinh: T = —_P e_ NRÌ 1+(2N-1)p
Một phân bức xạ bị hấp thụ Hệ số hấp thụ : œ =E„/ Eạ
Trang 9e Hệ số truyền qua tính đến hấp thụ và phản xa:
“ Là phần năng lượng mà một tâm thu có thể nhận được sau khi tia bức xạ truyền qua N lớp kính phía trên tắm hấp thụ
“* Nang lượng tâm thu nhận được:
(ta) = tơ È (1— ø)” pạ =
n=0
TH
1 —(1—-đ)pa
Trong do: (ta) — tong năng lượng tâm hap thu nhan duoc
(a) — hé s6 hap thu
(pa) — hệ số phản xạ với thành phần nhiễu xạ
PHAN 2: CAC UNG DUNG THUC TIEN CUA
NHIET MAT TROI
Trong tất cả các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mặt trời là phong phú và ít
biến đổi nhất trong thời kỳ biến đối khí hậu hiện nay
Trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng ứng dụng của nhiệt mặt trời đã và đang được áp dụng khá rộng rãi trong mọi lĩnh vực.Và ở nhiệt độ thấp của nhiệt mặt trời với cách sử dụng hiệu ứng nhà kính và dựa vào đó chúng ta có một số ứng dụng khá hiệu quả như sau :
1-NĂNG LƯƠNG MẶT TRỜI TRONG ĐUN NƯỚC NÓNG:
Từ xưa đến ngày nay, nước nóng mặt trời sử dụng cho nhu cầu sinh hoạt là một
trong những ứng dụng rộng rãi và thành công nhất của năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng mặt trời nói riêng Đã có rất nhiều nghiên cứu, cả lý thuyết
lẫn thực nghiệm, cho các hệ thống nước nóng mặt trời cho cả 2 loại: loại đối lưu tự
nhiên và loại đối lưu cưỡng bức Với điều kiện khí hậu như nước ta việc sử dụng
nước nóng đề phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày như tắm giặt là thiết
Trang 10Việc sử dụng nước nóng đề phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hang ngày như tắm giặt là thiết yếu Khi mức sống của người dân càng cao, nhu cầu này càng lớn Nếu không có giải pháp thích hợp ngay từ bây giờ, lưới điện quốc gia sẽ phải gánh chịu sự gia tăng tải để phục vụ cho nhu cầu đun nước nóng do người dân gia tăng
việc sử dụng các bình nước nóng dùng điện
Việc gia tăng sử dụng các bình đun nước nóng bằng điện đã, đang và sẽ gây nên
những vấn đề đáng quan tâm Nhu cầu điện gia tăng cũng đồng nghĩa với việc gia tăng đốt cháy các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt dần như: than, dầu, khí
đốt Hơn nữa, việc đốt cháy các nguồn năng lượng nói trên còn làm gia tăng các
vẫn đề về môi trường như: khí thải nhà kính và sự gia tăng nhiệt độ bầu khí quyền, mưa, ô nhiễm không khí, nguồn nước Việc sử dụng các bình nước nóng băng
điện làm gia tăng cac quan ngại về an toàn điện
a.Mục tiêu:
e Phat trién hé thong thiết bị thu nhiệt mặt trời dùng đun nước nóng thích hợp
với điều kiện nước ta nhằm tiết kiệm năng lượng
e -_ Việc sử dụng thiết bị đun nước nóng đùng năng lượng mặt trời còn mang lại
sự an toàn cho người sử dụng (do không sợ bị điện giựt như khi sử dụng bình
nước nóng bằng điện) và an tồn cho mơi trường do giảm khí thải nhà kính sinh
ra khi đốt các dạng nhiên liệu hóa thạch đề sản xuất điện b.Các loại công nghệ được lắp đặt:
> Máy đun nước nóng có bộ thu dạng tắm phắng, panel hấp thụ bằng composit
đúc sẵn
> May dun nước nóng có bộ thu dạng ông thủy hút chân không
> May đun nước nóng có bộ thu dạng tắm phẳng dập
c Khảo sát máy đun nước nóng có bộ thu dạng ống thúy tỉnh hút chân không:
> Nguyên lý:
Trang 11e Năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt thiết bị sẽ đun nóng nước ,do quá trình đối lưu nhiệt ,nước trong bình bảo ôn sẽ tăng lên quá trình này diên ra liên tục cho đến khi nhiệt đọ trong bình bằng nhiệt độ của nước tại thiết bị hấp thụ > Cấu tạo: e Binh bao 6n e ống hập thụ nhiệt Ống thoát khí LOi binh bao 6n Ong chan khéng Đường nước vàoœ > Mô hình thực tế
Từ mô hình thực tế cho thấy vào buổi sáng sớm, khi nhiệt độ môi trường
Trang 12
> Kết quả nghiên cứu :
Theo như quá trình nghiên cứu ta thấy, vào buôi sáng sớm, khi nhiệt độ môi trường khoảng 17-18 độ C, máy nước nóng NLMT vẫn cung cấp nước ở nhiệt độ
30độ C, là nhiệt độ dễ chịu phục vụ cho nhu cầu tăm rửa Vào buôi trưa, nguồn nước nóng được cung cấp ở 35-50độ C, hoàn toàn có thê phục vụ cho nhu cầu tắm giặt của hộ gia đình mà không sợ thiếu
Như vậy, máy nước nóng dùng NLMT hoàn toàn có thể đáp ứng cho nhu cầu
cung cấp nước nóng sinh hoạt vào những tháng mùa khô mà không cần phải sử dụng các nguồn bố sung
2 NANG LUONG MAT TROI TRONG DUN NAU:
Bếp năng lượng mặt trời hiện rất phô biến trên thế giới Bếp năng lượng mặt trời là dùng các thiết bị hấp thụ các tia năng mặt trời và dùng năng lượng dé dé dun nau các loại thực phẩm hoặc đun nước, còn có thê giúp bảo vệ sức khoẻ, tiết kiệm chi phí nhiên liệu, và bảo vệ môi trường sinh thái
Trang 13> Các thiết kế dùng gương hoặc kim loại có độ phản chiếu cao (như giấy
nhôm) để đưa ánh sáng và sức nóng mặt trời tập trung vào một vùng nhỏ > Chuyén ánh sáng thành sức nóng: Màu đen có tính chất hút nóng, nên
người ta hay dùng màu đen bên trong các thiết kế
> Chất liệu Hội tụ ánh năng dẫn nhiệt tốt: Dùng các kim loại có đặc tính
dẫn nhiệt nhanh thì bếp mau nóng, thức ăn mau chín hơn
> Giữ nóng: Một tâm thủy tinh, một bao nylon trong suốt, hoặc một lớp chất
dẻo trong suốt nào khác cũng đủ đề cho ánh sáng vào trong Một khi ánh
sáng đã biến thành sức nóng rồi thì lớp thủy tinh hoặc chất dẻo không cho sức nóng thoát ra Đó chính là hiệu ứng nhà kính nhằm giữ lại sức nóng
trong bếp Không khí bên trong càng được cách ly kỹ với khơng khí bên ngồi thì hiệu năng càng cao Điều này khiến bếp có được nhiệt độ cao trong các ngày trời lạnh hoặc trời gió không kém các ngày trời trong, năng
nóng Và cũng khiến cho bếp tiếp tục đun bình thường, đồ ăn vẫn chín nếu bếp đã nóng mà có mây kéo đến che trong hai ba mươi phút Nhiều thiết kế
với giá thành rẻ dùng tâm cac-tông bọc kim loại chắng hạn đề phản chiếu
trở lại ánh sáng thoát ra từ bếp
b Một số loại bếp dùng năng lượng mặt trời :
Trên Thế Giới có rất nhiều loại bếp dùng năng lượng mặt trời khác nhau nhưng trong quá trình nghiên cứu và thử nghiêm các nhà khoa học nhận thấy có 2 loại bếp rất phù hợp với điều kiện ở Việt Nam đó là : bếp hình hộp ( nau com, nấu nước và
thức ăn cần nhiệt dưới I20oC như luộc rau, nau canh, ), bếp parabol ( nấu thức ăn
khi nhiệt độ cao)
> Bếp hình hộp:
Bếp hình hộphướng các tia mặt trời vào trung tâm của bếp, đặt nồi thực phẩm vào xong đậy I
tâm kính lên mặt bếp, có gắn tắm chiếu ở mặt
sau Và nhiệt độ sẽ tăng từ 120-140°C và sau 1-2
giờ thức ăn sẽ chín, có gía từ 200- 300 nghìn đồng/1chiếc
s%* Cau tao bép bao gém:
Trang 142 Mặt phản xạ bên trong( làm bằng kim loại như: Nhôm, thép trăng hoặc Inox)
đánh bong nhandé đạt độ phản xạ cao
3 Nồi chứ thức ăn (bên ngoài sơn màu đen, Dung tích nồi phù hợp với kích
thước của bếp)
4 Tâm kính trong( co do trong suốt cao)
5 Gương phản xa( tam gương có độ phản xạ cao,có thể xoay quanh trục xoay) 6 Trục xoay
7 Vật liệu cách nhiệt( như rơm ,rạ, )để giảm mắt mát nhiệt khi nấu
8 Đề đặt nồi:nhăm ngăn cách nồi với các bộ phận khác của bếp( cách nhiệt và
phải chịu được nhiệt độ đến 400OC s%* Ưu điểm: e C6 thé lam bang vật liệu rẻ tiền e Không thể cháy khét e Người dùng có nhiều thời gian hơn s%* Nhược điểm:
e_ Nhiệt độ 150 °C thấp hơn nhiệt độ của các bếp thường, nên phải đun lâu
hơn(Một lít nước phải đun trong Ï giờ mới sôi)
e_ Tuy nhiên, vì độ sôi của nước là 100 °, nên cần lưu ý với các thức ăn có hơi
âm, không nên đề lâu quá
e Không được mở trong khi đun nấu, vì hơi nóng sẽ thốt ra ngồi Do đó
không thể xào, trở, xâm khi dùng bếp này
e_ Khi mở nắp phải cân thận vì có thê bị phỏng tay
e_ Cứ mỗi nửa giờ (không cần chính xác 30 phút) phải xoay hướng
e Nang khoang 15 kg, và không chịu được mưa Nếu để ngoài trời khi có mưa phải bưng gá vào nhà
* Cách Sử dụng bếp:
e_ Chuẩn bị thức ăn đầy đủ trước khi nẫu
e_ Cho thức ăn vào nồi và đậy lắp lại và đặt nồi lên trên dé bên trong của bếp
Trang 15e Dich chuyén bép va điều chỉnh góc nghiêng của gương phản xạ sao cho nồi
ở hướng có thê hấp thụ nhiều ánh sáng nhất
> Bếp Parabol:
Bếp Parabol được nghiên cứu và cho vào
sử dụng năm 2005 Gồm 1 chảo parabol nhằm
tập trung tia năng mặt trời tại 1 điệm đê đun nâu
Bêp nâu rât nhanh và có thê đạt được nhiệt độ
cao như đun nâu băng nhiên liệu bình thường
Có thê dùng đê xảo, gián, nướng, Bêp có giá Thành hơi cao từ 250.000 nghìn đông trở lên/1c
“+ Cau tao:
1 Đề đặt nồi: làm bằng khung kim loại dẫn nhiệt
tốt, đễ được gan voi hé thống chân đỡ( cách
nhiệt với chân đỡ)và đề đặt nồi có thể di chuyền được
2 Nồi chứa thức ăn
3 Mặt phản xạ:làm bằng kim lại như nhôm,thép trắng, Inox, đánh bóng nhẵn để
đạt đượcphản xạ cao
4 Khung đỡ:làm bằng kim loại, nhôm, hoặc gỗ có dạng hình tròn và có thể tháo nắp để dàng
5 Thanh chóng điều chỉnh:Có thê làm bằng kim loại hoặc gỗ cứng để điều chỉnh chảo Parabol xoay quanh trục năm ngang
6 Hệ thống chân đỡ: làm bằng kim loại, nhựa hoặc gỗ có thê dễ dàng tháo gỡ
hoặc xếp gọn,và hệ thông chân đỡ có 4 bánh xe để dễ dàng đi chuyền và xoay theo hướng mặt trời
Trang 16s%* Ưu điểm:
e_ Nóng nhanh Một lít nước có thê sôi sau nửa giờ Có thể dùng đề chiên, xào
thịt
e© Dùng được quanh năm
e Chịu được mưa
e Chỉ nặng khoảng 9 kg s%* Nhược điểm:
e Kho 1am tai nhà, vì cần vật liệu đặc biệt và mức chính xác cao
e Gia thanh cao
e Thức ăn có thể dễ cháy khét
e_ Dễ gây phỏng
e Dễ chóa mắt và hại mắt, cần có kính bảo vệ mắt
e_ Người xử dụng bếp phải đứng ngoài nắng e_ Mỗi 15 phút phải chỉnh lại hướng
s%* Cách sử dụng bếp:
Các thao tác giống như với bếp hình hộp Tuy nhiên, loại bếp này còn có thê
dùng đề chiên, xào, rán do nhiệt độ tại tiêu điểm có thể đạt 300 - 400 độ C
Nên trong trường hợp nướng (thịt, cá ), phải thay nồi bằng các loại lưới
inox
Dịch chuyên hệ thống bếp và điều chỉnh góc nghiêng của chảo parabol (bang thanh chống điều chỉnh) sao cho nồi có thể nhận được nhiều ánh sáng nhất c Bếp năng lượng mặt trời mang lại những lợi ích về môi trường , kinh tế, sức khoe
> Dùng ánh năng dun nau thay cui, trau, than, dau Itra, hoi dét, giúp git được ôxy và tránh thải ra thêm điôxít cacbon vào khí quyền
> Nhiệt mặt trời là nguồn sức nóng miễn phí Có được một hay vài cái bếp
năng lượng mặt trời trong nhà thì nhẹ được khoản chỉ tiêu dành đề mua
nhiên liệu, tiền điện,
> Bếp năng lượng mặt trời không thải ra khói,bụi nên đỡ cay mắt và hại phối
Tổ chức Y tế Thế giới cho biết đun bếp băng củi cho hai bữa ăn hàng ngày
Trang 17> Các kiểu bếp băng thùng, hộp cac-tông không gây phỏng cho trẻ em sờ mó trong lúc đang đun Các kiểu này, vì không có lửa ngọn, cũng khó phát cháy nếu bị quên trông chừng
d.Điều kiện sử dụng bếp:
> Diện tích: có 2 hệ thống:
e_ Dùng trong Kinh Doanh kích cỡ bếp từ 10-16m” ,cần diện tích rộng
nhất định Và thường dùng cho Nhà Hàng, Trường Học, Khách San,
e Dùng cho gia đình kích cỡ bếp từ 1-3m” và diện thích nhỏ
> Không gian đặt bếp: Thường đặt ngoài trời hoặc trên sân thượng, nơi có ánh năng mặt trời chiếu tới được
Ngoài 2 loại bếp hiện nay được sử dụng rộng rãi, chúng ta còn có các loại bắp khác như: ° Bếp làm bằng hộp Pizza ° Bếp Pano ° Bếp dùng 2 lớp nồi ° Bếp hỗ hợp
3 UNG DUNG NANG LUONG MAT TROI TRONG SAY SUOI:
Sấy là quá trình tách âm từ vật liệu Điều kiện cần thiết để sấy khô là phải cấp
nhiệt làm bay hơi nước trong vật sấy, đồng thời dùng không khí thôi vào đề mang
hơi nước đi Bẫy nhiệt từ năng lượng mặt trời (NLMT) sử dụng nguyên lý hiệu ứng
nhà kính Hơi nước sinh ra được mang đi bởi không khí đi ngang qua vật sấy
Không khí chuyển động nhờ quá trình đối lưu tự nhiên hoặc do cưỡng bức (sử
dung quat)
Thực trạng :Nước ta là nước nông nghiệp, nhu cầu phơi sấy để bảo quản nông
sản và nguyên liệu là rất lớn Một số ngành công nghiệp khác nhu cầu phơi sấy hàng cũng đang tiêu thụ nhiêu nhiên liệu như ngành chè, gốm, gỗ, thủ công mỹ
nghệ và các nhu cầu dân sinh khác
Và cũng từ rất lâu nhiệt năng từ bức xạ mặt trời đã được dùng đề phơi say, SƯỞI
âm, một cách tự nhiên Hiện nay nhờ các thiết bị mới nên nhiệt mặt trời được sử
Trang 18a.Ti say dùng năng lượng mặt trời :
Thiết bị này có hình dạng một cái tủ,một mặt của tủ là đề thu bức xạ mặt trời
chuyền thành năng lượng nhiệt làm tăng nhiệt độ của không khí,buông sấy và sản
phẩm sây,còn các mặt khác được bọc cách nhiệt Thường thì ánh sáng mặt trời
chiếu trực tiếp đến vật sây và âm thoát ra được không khí lưu thông cuốn đi.Vật
sây được năm trên các khay với từng lớp mỏng được đặt trong tủ sấy Thiết bị dùng đề sấy các loại trái cây,ngũ cốc như nho,lúa thóc
b Máy sấy theo kiểu nhà kính dùng năng lượng mặt trời :
> Thiết bị say nhà kính sự đặc trưng là có các mặt hướng về phía mặt trời được làm bằng kính.Còn các mặt khác được cách nhiệt tốt và làm bằng các vật liệu
chịu nhiệt và không ảnh hưởng tới chất lượng sấy
> Nhà kính có thể s1ữ được nhiệt độ cần thiết cho môi trường bêntrong vào những
ngày nhiều mây hay vào ban đêm k có ánh năng và k đủ nhiệt độ hay con
Trang 19Vườn dâu tây trong nhà kính
Nhà kính tạo ra môi trường thuận lợi cho cây xanh, khác hắn với môi trường khắc nghiệt bên ngoài, tuy nhiên không tách khỏi sự ảnh hưởng của môi trường bên ngoài mang giá trị tốt :
s* Bức xạ mắt trời sưởi ẫm các bê mặt và không khí bên trong nhà kính
+ Không khí lưu chuyền từ trong ra và từ ngoài vào qua các chỗ hở và cửa thông giÓ
s* Gió lây bớt nhiệt từ nhà kính
s* Ánh sáng trong nhà kính bị giảm bớt do vật liệu không trong suốt Nhà kính
(Green house) là nhà được bao quanh bới các tam kính hay các loại vật liệu trong suốt như nilon, tắm nhựa trong PE
Nhà kính được dùng để duy trì nhiệt độ ban đêm tối ưu Điều này thường được
Trang 20Ngoài ra chúng ta có:
ham say bang nhiệt mặt trời
Lò sây dùng Năng lượng mặt trời
Phan xa anh sang Mat cắt 2
Phan xa anh sang
Mai tôn hap thy nhiét NLMT Léi dẫn nhiệt
Mhiệt đốt F
Trang 21Đây là thiết bi sây sử dụng NLMT gián tiếp, bức xạ mặt trời không trực tiếp chiếu vào sản pham say mà thông qua không khí được làm nóng bởi bộ thu nhiệt từ
NLMT, quá trình tuần hồn khơng khí thường sử dụng quạt cưỡng bức, sẽ làm
chonhiệt độ sây cao hơn, thời gian sấy ngăn hơn và chất lượng sản phẩm sấy được tôt hơn
Thiết bi say quay dùng nhiệt mặt trời :
Đây là loại máy sấy nhiệt mặt trời dùng đề sấy khô nông sản với quy mô hộ gia đình và sản xuất nhỏ
1-Guong parabol 5-Khung đỡ
2-Ong kính 6-Vật liệu vào
3-Ong hap thu 7-Vật liệu ra
4-Động cơ §-Khơng khí vào
Thiết bi say quay ding nhiệt mặt
Các bộ phận chính máy sấy quay dùng nhiệt mặt trời bao gồm một bộ thu
NLMT,một ống hấp thụ bên ngoài đc bao phủ bởi một ống kính động cơ ,khung đỡ
bố trí như mơ tả ở hình vẽ.Ơng hấp thụ được sơn đen có chiều dài L=1,m và
đường kính D=0,4m.Vật liệu sây cấp vào thùng sấy qua cửa (6) rồi được các cánh
dẫn hướng vào thùng sẵy.Nhiệt độ dùng đề sấy tạo ra do parabol thu bức xạ NLMT sau đó phản xạ qua tâm kính vào ống hấp thụ và ống hấp thụ làm nóng không khí
Trang 22trình trao đối được tăng lên nhờ chuyển động quay của ống hấp thụ và các cánh
đảo bên trong.Hơi âm trong vật liệu sây thoát ra và được quạt hút ra ngoài
quađường thoát âm Vật liệu sau khi sây đảm bảo đúng độ âm được đưa ra ngoài qua cửa (7).Tốc độ quay của máy sẵy khoảng 10-15 vòng/phút
Ứng dụng cho công nghệ này khoa kỹ thuật hóa học, trường Đại học Bách Khoa TPHCM đã chế tạo thành công máy sấy cà phê bằng năng lượng mặt trời Thiết bị sây nông sản bằng NLMTkết hợp biomass
Máy sấy cà phê bằng nhiệt mặt trời
Nguyên lý hoạt động cúa máy :câu tạo của máy gồm các ông thu nhiệt của máy
nước nóng năng lượng mặt trời, bồn chứa lưu chất để lưu trữ lại năng lượng mặt
trời để phục vụ cho công việc sấy Khí nóng sẽ qua buồng trao đôi nhiệt kết hợp với khí từ việc đốt các loại phế phẩm nông nghiệp để vào buông sấy Sau đó, khí sẽ được thoát ra cùng hơi nước Công suất của máy này khoảng 200 kg/mẻ cà phê, độ
Trang 23Ngoài việc sử dụng năng lượng mặt trời dé say cà phê, thiệt bi này còn có thê sử dụng các nguyên liệu khác là phê phầm nông nghiệp như vỏ trâu, vỏ cà phê, bã
mia, rom ra, gO vun
c Những ứng dụng thực tiễn của quá trình sưởi:
Trong thực tiễn chúng việc sưởi ẫm bằng nhiệt mặt trời đã diễn ra khá phổ
biến Việc này có thể giúp tiết kiệm được nhiên liệu đót,kinh phí thi công
> _ Công nghệ dùng nhiệt mặt trời sưởi âm hồ nuôi tôm cá do Trung tâm Vật
liệu và Môi trường khắc nghiệt, Viện KH&CN Việt Nam nghiên cứu thành
công :
e_ Các nhược điểm của việc làm âm hỗ nuôi tôm cá bằng điện đã gặp phải không
ít khó khăn, đèn chiếu sáng đầm nuôi tôm cá đều sử dụng điện xoay chiều 220V Ngoài việc sử dụng điện lưới đòi hỏi dây dẫn điện khá dài, điều này cịn
khơng an tồn, khơng phù hợp cho những vùng sâu, vùng xa
e _ Việc sử dụng năng lượng mặt trời sẽ giải quyết được vấn đề trên đồng thời góp
Trang 24còn thích hợp với nhiều vùng kênh rạch như Đồng bằng sông Cửu Long, một
vùng nhiều nắng Việc lưu trữ năng lượng mặt trời vào ắc quy cho phép sử dụng điện trong cả những ngày mưa kéo dài
Tắm tế bào quang điện hấp thụ năng lượng mặt trời chuyên thành điện năng Năng lượng điện này được kích lên đủ thế hiệu, nạp tự động vào bộ lưu điện dé
sử dụng vào ban đêm hoặc những nơi không có lưới điện
Điện thế sử dụng là rất thấp nên an tồn, khơng gây điện giật hay cháy nỗ, không sử dụng điện lưới, thích hợp với những đầm nuôi tôm cá ở xa khu dân cư, xa mạng lưới điện
Công suất đèn compact cũng giống như các loại đèn thông thường, đủ chiếu sáng cho đầm nuôi tôm trong khoảng thời gian trên 4h, tùy theo công suất của ắc quy và diện tích tâm tế bào quang điện được sử dụng
Dùng thiết bi này để chiếu sáng đầm nuôi tôm cá không chỉ tiết kiệm một
lượng điện đáng kế mà còn an toàn, thích hợp cho mọi điều kiện địa hình,
> Sưởi âm bằng Năng lượng mặt trời:
Ống din khí vào Ống thu khí từ ngôi nhà ngodi nhà Ngôi bằng kính a Đường dan không khí Tấm thu nhiệt ¬ — —— WS — 5 c — da = Mùa hè
không khí nóng được truyền
dan xuống lông đất để tạo không gian mắt mẽ cho ngôi nhs va g:iữ nhiệt bên dưới long
mgõi nhà : Không khí nóng
tor long dat được đưa lên
đế sưởi ấm cho
Trang 25
e Các tâm ngói bằng kính có khối lượng tương đương với các tâm ngói thông
thường và được lợp trên mái nhà Bên dưới tắm ngói là một lớp hấp thụ nhiệt
màu đen có chức năng hấp thu nhiệt từ ánh nắng Mặt Trời và làm nóng luồng không khí bên đưới lớp ngói Sau đó, luồng không khí nóng này được truyền dẫn
đến hệ thống sưởi 4m chung và làm nóng nước trong thùng chứa lên, từ đó sưởi
âm cho cả ngôi nhà Vào mùa hè, nhu câu sưởi ấm không cao, các luéng không
khí nóng sẽ được dẫn trực tiếp xuống nên nhà và lưu trữ bên dưới đó để giữ cho
ngôi nhà ln được thống mát
e Tùy vào điều kiện thời tiết, góc lợp ngói và hướng của ngôi nhà, hệ thông sưởi này có thê cung cấp một lượng nhiệt tương đương 350 kWh trên mỗi mét vuông
Hệ thống sưởi của Soltech Energy cũng đã giành được huy chương vàng tại hội chợ thương mại Nordbygg 2010, Thụy Điền
4 NANG LUONG MAT TROI TRONG CHUNG CAT NUOC SACH:
Ứng dụng hiệu ứng nhà kính để chưng cất nước chúng ta có thé loi dung nang lượng mặt trời để tạo ra nước ngọt có thé str dụng được từ nước mặn ,nước
lợ Như chúng ta đã biết vai trò quan trọng của nước như thế nào? Nhưng trước thực trạng nguồn nước ngọt nước ngầm dân cạn kiệt, nhiễm bân dẫn tới nhiều nơi thiếu nước sạnh một cánh tram trọng ,trước thực trạng đó cần tìm ra những giải pháp xử lí nhu cầu cấp bách nay
Trang 26b.Nguyên lý hoạt động:
> Nước bần hoặc nước mặn được đưa vào khay ở dưới và được đun nóng bởi sự hấp thụ của năng lượng mặt trời Phần dưới của đáy được sơn 1 lop den dé tang quá trình hấp thụ bức xạ mặt trời Bề mặt hap thụ nhận nhiệt bức xạ mặt trời và truyền nhiệt cho nước.Khi nhiệt độ tăng, sự chuén dong cua cac phan tử nước trở
lên rất mạnh và chúng có thê tách ra bởi bề mặt thoáng và số lượng tăng dân Đối lưu của không khí phía trên bề mặt mang theo hơi nước và ta có quá trình
bay hơi Sự bốc lên của dòng không khí chứa đầy hơi âm, sự làm mát của bề mặt tâm phủ bởi không khí đối lưu bên ngoài làm cho các phần tử nước ngưng tụ lại
và chảy xuống máng chứa ở góc phía dưới Không khí lạnh chuyển động xuống
dưới tạo thành dòng khí đối lưu
> Dé đạt được sự ngưng tụ cao thì nước phải được ngưng tụ bên dưới tắm phủ Tâm phủ phải có đọ dốc vừa đề cho các giọt nước chảy xuống dễ dàng Qúa trình ngưng tụ của nước dưới tắm phủ có thể là quá trình ngưng giọt hoặc ngưng màng, điều này phị thuộc vào quan hệ giữa sức của bề mặt nước và tắm phủ
Hiện nay người ta dùng tắm phủ làm tâm kính đề thuận lợi cho quá trình ngưng giọt Ở 1 số nơi vùng khí hậu nhiệt đới người ta thấy rằng hệ thống chưng cất nước có thê sản xuất ra 1 lượng nước ngưng tương đương với lượng mưa
0.5cm/ngày
c Các thông số đặc trưng:
> Các thơng số bên ngồi:
+ Thơng số về thời gian ngắn
s* Thông số khí tượng thủy văn, thời tiết đặc biệt là vận tốc 216 théi trén mat kinh
> Các thơng số bên ngồi bao gồm các thông số hình học là: độ nghiêng của tắm kính và chiều dày của lớp nước cần chưng cất
+ Độ nghiêng của tâm kính:
e Độ nghiêng của tẫm kính to thì phần bóng che của nó trên mặt nước sẽ tăng
e Độ nghiêng của tắm kính quá nhỏ thì những giọt nước sẽ tách khỏi tắm kính trước khi đến cạnh đáy Do đó cần phải chọn độ nghiêng phù hợp , không quá lớn mà cũng mà không nhỏ quá
s* Chiều dày của lớp nước chưng cất:
Năng xuất nước cất sẽ tăng khi cường độ bức xạ tăng và chiều dày của lớp nước
Trang 27s* Cách nhiệt đối với mặt chưng cất:
Mặt đáy thường được sơn một lớp màu xám hoặc màu đen và phía sau được lót
một lớp cách nhiệt đề giam hao tồn nhiệt( không có lớp cách nhiệt thì năng xuất
nhiệt giam 4-6%)
s* Trạng thái bề mặt trong của thiết bi:
e_ Bên trong thiết bị cũng có thể gây ra phản xạ hay hấp thụ
e_ Người ta nhận thấy trong thiết bị chưng cất nên là mặt phản xạ nếu
không năng suất của hệ có thể giảm đi 25%
e_ Ngoài ra điều kiện khí quyển cũng ảnh hưởng tới năng xuất:
- năng xuất tăng tuyến tính với sự gia tăng cường đọ bức xạ
-_ về vận tốc gió.gió mạnh cũng ảnh hưởng nhiều tới năng xuất(nhưng
trong thực tế nó không ảnh hưởng nhiều tới hiêu xuất chưng cất nước) * Ảnh hưởng thời tiết đến đặc trưng của thiết bị:
Các đặc trưng có giá trị thay đổi tùy thuộc vào thời tiết đặc biệt là nhiệt độ môi trường và vận tốc gió > Một số giá trị thực tế: Góc tới tiabức xạ (độ) 0-30 45 60 Hệ sô phản xạ(%) |5 6 10 Kính Hệ sô hâp thụ (%) 5 5 5 Hệ sô truyện qua(%) | 90 89 85 Hệ số phan xa(%) 2 3 6 Lớp nước Hệ sô hập thụ (%) 30 30 30 Hệ sô truyên qua(%) | 68 67 64 Hệ sô phản xạ(%) |5 5 5
Tâm đáy Hệ sô hâp thụ(%) 95 95 95
Hệ sô truyên qua(%) | 0 0 0
Trang 28
> Giéng nước mặt trời: Người ta gọi là giếng mặt trời vì xưa kia ở sa mạc người ta đào một cái hố, đặt ở giữa hố một lon hứng nước, phủ trên mặt hồ một tam không thấm, chèn tắm đó xung quanh hồ bằng vài viên đá để tắm không rơi hay
bay đi và đặt một viên đá ở trên tắm đó ở chỗ dưới có lon hứng nước Như vậy
tâm sẽ có hình nón đặt ngược Nước thâm trong đất bốc hơi, ngưng ở tắm, chảy xuống và tụ ở nơi chũng có viên đá và rơi xuống lon hứng nước
Dùng đề chưng cất nước mặn thành nước ngọt Bình hứng nước ngọt Phim nhựa đen \ een ae fe Gra 6 s* Cách làm: 1 Đào một hồ hình tròn sâu 30 cm và đường kính 60 cm (diện tích đáy hố xấắp xỉ một mét vuông) 2 Lót trong hồ một tắm nhựa đen 3 Đồ chừng 5 lít nước mặn vào hó
4 Đặt ở giữa hồ một bình có thể chứa 3 lít nước
5 Phủ hố bằng một tâm nhựa trong, chặn tâm nhựa đó với đất hay những viên đá xung quanh bờ hó 6 Đặt một cục đất hay một viên đá ở giữa tâm nhựa ở vị trí thang dung cua cai binh 7 Sáng sớm hôm sau, trước khi trời mọc, bóc tấm nhựa trong, lây nước ngọt trong bình
Trang 299 lap lai nhimg tac dong tir budc 3 ở trên
Giếng mặt trời xây như vậy rất đễ nhưng chỉ có thể dùng tạm bợ vì những tắm nhựa sẽ chóng bị ánh sáng mặt trời hủy Công suất tùy ở thời tiết Mỗi mét vuông
hồ có thể cung cấp từ một lít rưỡi đến hơn hai lít nước ngọt mỗi ngày > Hộp kính chưng cất nước:
s% Cách làm:
1 Đào một hồ xây có thê chứa được một bề nước hình chữ nhật rộng một mét, có tiết diện hình thang, một vách dọc cao 50 cm, vách dọc đối diện cao 30 cm và dài
100/200 cm và xây bề bằng mọi vật liệu bền vững
2 Lớp bê trong với đá hay gạch hoa, đáy và vách bề cho tới 10 cm tính từ đáy bê phải có màu đen hay một màu thâm đậm, phần vách ở trên màu trắng hay một mau rat sang
3 Doc vách thấp của bê gắn một máng nước dùng để hứng nước ngọt, một đầu
máng có gắn một ống dùng đề chiết nước ngọt ra ngoài
4 Phu bé bang một tắm kính trong đóng khung thành một cửa kính King, tr, CN MU IẾN LƯỐC 1\QỌt Khay nước rnặn 'M (( 06 ( (0 NV ee tm et te eT Ter asses
Mỗi buổi sáng, trước khi mặt trời mọc :
1 Mở cửa kính, lau chùi những vết nước để cho kính trong trở lại
Trang 304 đóng cửa kính và đặt một thùng rỗng ở đầu ống của máng đề hứng nước ngọt chảy ra ngồi
s* Chơn bể nước sẽ tránh cho thiết bị bị thiệt hại khi có bão Thêm vào đó, vật
liệu xây bề và đất xung quanh bề tích trữ năng lượng mặt trời làm cho thiết bị tiếp tục chạy đều đặn khi trời mưa hay có mây Màu đen ở đáy bê hấp thụ ánh
sáng mặt trời biến thành nhiệt năng dùng để hâm nóng nước trong bê Màu trăng ở phân trên những vách bê phản xạ chiếu ánh sáng mặt trời xuống đáy bề tăng cường hiệu suất của thiết bị Mọi người đều có thê tự xây lẫy thiết bị này mà không cân phải có tay nghẻ và vật liệu gì đặc biệt cả Thiết bi xây như vậy sẽ
kiên có nên thích ứng với những nơi có người cư trú thường trực và trong một
thời gian lâu Công suât của thiết bị sẽ tùy ở thời tiết Mỗi mét vuông bề có thé
cung cấp từ 1,5 lít đến hơn 2lít nước ngọt mỗi ngày
> Vi Du nhw mé hinh chung cất nước ngọt hình hộp và hình tháp của 2 sinh
viên đến từ ĐH Cần Thơ, và 2 mô hình này đã được tôn vinh là ý tưởng sáng tạo
về phát triển bên vững, và đoạt giải nhất cuộc thi Holcim Prize 2011(cuộc thi
hàng năm dành cho sinh viên có những đề án sáng tạo mang tính phát triển bền
vững) Thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời, là hai hình hộp chữ nhật và hình tháp
Trang 31Theo tính toán và thực nghiệm của hai tác giả sinh viên, cứ một m2 bê mặt tiếp xúc của thiết bị sẽ thu được khoảng 5 lít nước một ngày Nếu tính toán lắp đặt một m2
thiết bị có giá 400.000 đồng, thì một hộ gia đình dùng khoảng 120 lít nước mỗi ngày sẽ cần đầu tư thiết bị trị giá khoảng 9 triệu đồng Thời gian sử dụng thiết bị
từ 5 đến 10 năm
PHAN 3: KET LUÂN:
Nhiệt mặt trời là nguồn năng lượng tự nhiên và đã được tận dụng trong công nghệ cũng như đời sống của con người, Tuy nhóm chúng em đã cô găng tìm hiểu về đề tài nhưng đo trình độ và kiến thức còn có hạn Nên mong cô đọc và cho nhóm chúng em thêm ý kiến đề đè tài của nhóm em hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn cô!
TÀI LIÊU THAM KHẢO:
l1 Sách giáo trình Năng lượng mới và tát tạo