Dàn ý hướng dẫn làm bài báo cáo năng lượng mặt trời

Trong các ứng dụng đó, đối với nước ta thì ứng dụng NLMT vào sản xuất máy nước nóng là hợp lý nhất, đem lại năng suất, chất lượng, tính khả quan, và tính ứng dụng cao vì hiện nay nhu cầ

Dàn ý hướng dẫn làm bài báo cáo Năng Lượng Mặt Trời:

I Tổng quan về thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời:

1 Nguồn năng lượng mặt trời là gì ?

trong các nguồn năng lượng mà chúng ta được biết

rất sớm, những ứng dạng của năng lượng mặt trời vào các công nghệ sản xuất và tr6en quy mô rộngthì mới chỉ thự sự vào cuối thế kỷ 18 và cũng chủ yếu ở những nước nhiều năng lượng mặt trời, những vùng sa mạc

trời phát ra trong quá trình tự đốt cháy mình Bức xạ mặt trời chứa đựngmột nguồn năng lượng khổng lồ và là nguồn gốc của mọi quá trình tự nhiên trên trái đất Năng lượng của mặt trời dù rất rồi dào nhưng việc khai thác hiệu quả nguồn năng lượng này thì vẫn còn là một câu chuyện dài

2 Tại sao nên khai thác và sử dụng nguồn năng lượng mặt trời ?

càng tăng Trong khi đó các nguồn nhiên liệu dự trữ như than đá, dầu

mỏ, khí đốt thiên nhiên và ngay cả thủy điện thì co hạn khiến cho nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng

lượng mặt trời càng đặc biệt quan tâm

qua – đã làm chấn động tới tất cả mọi lĩnh vực và nhất là vấn đề năng lượng toàn cầu

lượng hạt nhân, năng lượng đia nhiệt, năng lượng gió và đặc biệt là năng lượng mặt trời là một trong những hướng quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng, không những đối với những nước phát triển mà ngay cả với những nước đang phát triển, đặc biệt như Việt Nam

được loài người thực sự đặc biệt quan tâm Do đó việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời và triển khai ứng dụng chúng vào thực tế là vấn đề có tính thời sự

Bắc đến 22’’ Bắc, nằm trong khu vực có cường độ bức xạ mặt trời

1

đó việc sử dụng năng lượng mặt trời ở nươc ta sẽ đem lại hiệu quả kinh

Ứng dụng NLMT dưới dạng này được phát triển với tốc độ nhanh

Ở Việt Nam đã và dang áp dụng tốt Pin NLMT cho các vùng sâu,vùng

xa, nhất là đồng bằng sông Cừu Long và Tây Nguyên

Tuy vậy nhưng Pin NLMT vẫn đang còn là món hàng xa xỉ đối với các nước đang phát triển – nghèo như nước ta

b Nhà máy nhiệt điện:

Điện năng còn có thể tạo ra từ NLMT dựa trên nguyên tắc tạo nhiệt độ cao bằng một hệ thống gương phản chiếu và hội tụ để gia nhiệt cho môi chất làm việc truyền tới bộ phận sinh hơi làm quay máy phát điện.Giảm được rất nhiều tấn khí gây ra hiệu ứng nhà kính trong mỗi năm (tại Australianăm 2006 giảm được 700.000 tấn khí)

c Thiết bị sấy khô:

3

Sấy khô truyền thống – phơi nắng đã có từ lâu đời, đem lại kết quả tốt cho nhu cầu cần sấy khô tự nhiên bằng NLMT.

Hiện nay NLMT được sữ dụng khá phổ biến trong lĩnh vực nông

nghiệp, lâm nghiệp, … để sấy các sản phẩm như ngũ cốc, thực phẩm, gỗ

… nhằm giảm tỷ lệ hao hụt và tăng chất lượng sản phẩm

d Bếp nấu:

Bếp nấu dùng NLMT được ứng dụng rất rộng rãi ở các nước nhiều NLMT như các nước ở Châu Phi.

Ở Việt Nam bếp NLMT cũng đã được dùng khá phổ biến

Ứng dụng tốt ở các khu ngư dân ven biển để họ có thể nấu nước, cơm

và thức ăn khi ra khơi bằng NLMT

e Chưng cất nước sạch – ngọt:

5

Ứng dụng NLMT trong việc chưng cất nước ngọt từ nước biển và cung cấp nước sạch dùng cho sinh hoạt ở những vùng có nguồn nước nhiễm –đây là đề tài nghiên cứu khoa học của trường ĐHBK Đà Nẵng.

f Động cơ stirling:

Ứng dụng NLMT để chạy động cơ nhiệt – động cơ Slirling ngày càng được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi dùng để bơm nước sinh hoạt hay tưới cây ở các nông trại

g Máy nước nóng:

ứng dụng đơn giản, phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay của NLMT là dùng để đun nước nóng ở Việt Nam hệ thống cung cấp nước nóng đã

và đang được ứng dụng rộng rãi ở Hà Nội, TP HCM và Đà Nẵng Các hệ thống này đã tiết kiệm cho người sữ dụng một lượng đáng kể về năng lượng, góp phần rất lớn trong việc thực hiện chương trình tiết kiệmnăng lượng của nước ta và bảo vệ môi trường chung của nhân loại

h Thiết bị làm lạnh và điều hòa không khí:

Trong số những ứng dụng của NLMT thì làm lạnh và điều hòa không khí là ứng dụng hấp dẫn nhất vì nơi nào có khi hậu nóng nhất thì nơi đó

7

có nhu cầu về làm lạnh lớn nhất, đặc biệt là những vùng xa xôi héo lánh thiếu điện, giá nhiên liệu đắt.

4 Ứng dụng nào là cần khai thác ?

Trong các ứng dụng đó, đối với nước ta thì ứng dụng NLMT vào sản

xuất máy nước nóng là hợp lý nhất, đem lại năng suất, chất lượng, tính khả quan, và tính ứng dụng cao vì hiện nay nhu cầu con người ngay càng tăng cao, đòi hỏi của họ về vấn đề có nước nóng - ấm để phục vụ cho việc sinh hoạt là rất cần thiết và cấp bách và vấn

để kinh tế, lợi nhuận, chất lượng luôn đặt lên hàng đầu

II Tổng quan về các thiết bị đun nước nóng:

1 Máy nước nóng mặt trời được hình thành như thế nào ?

a Dùng than, củi để đốt – đun nóng nước:

Dùng củi nấu nước – tàn phá rừng

Dùng than tổ ong nấu nước – khói mù mịt.

Là phương pháp truyền thống, có từ lâu đời Hiện nay vẫn còn sử dụng trong việc đun nóng nước nhưng với quy mô nhỏ và chủ yếu ở nông thôn, miền núi.

b Dùng dầu để đốt – đun nóng nước:

Phương pháp tuyền thống này đã co từ rất lâu, khi con người tìm ra dầu

mỏ và đem vào sử dụng rộng rãi

Ngày nay phương pháp này vẫn đang còn dùng nhưng không phổ biến, chỉ tập trung ở các vùng quê nghèo nàn, hẻo lánh…

Dễ gây hỏa hoạn – nhiễm độc dầu

c Dùng điện – đun nóng nước:

9

Là phương pháp tiện lợi, thuận tiên cho việc sữ dụng, có từ lâu

Chi phí cho việc nấu nước cũng tương đối cao

Nhưng dễ gây giật điện do rò rĩ hoặc chập mạch điện cho thiết bị nấu thường có công suất cao

d Dùng gas, khí để đốt – đun nóng nước:

Phương pháp này trên thế giới có từ lâu nhưng mới xuất hiện ở nước ta trong vòng vài chục năm trở lại đây Rất tiện lợi.

Hiện nay nó được phát triển mạnh mẽ nhất với nhiều kiểu dáng, mẫu mãvới các công nghệ tiên tiến khác nhau

Dễ gây cháy nỗ - hỏa hoạn – nhiễm độc Gas

e Dùng năng lượng bức xạ mặt trời làm nóng nước:

Là phương pháp hoàn toàn mới và khác với các phương pháp trên Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo – NLMT để gia nhiệt làm nóng nước.Rất tiện lơi, sạch sẽ và an toàn vì :

- Không sinh ra khí CO2

2 Lịch sử phát triển của máy nước nóng NLMT ở nước ta:

thác bừa bãi và nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng cao của con người

những năm 1994, Trung tâm nghiên cứu năng lượng của Trường Đại

Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh (Solar – BK) đã triển khai

nghiên cứu những dự án lớn về năng lượng gió và năng lượng mặt trời Qua nhiều năm nghiên cứa và học tập kinh nghiệm của các nước phát triển, Trung tâm nghiên cứu đã đưa nguồn năng lượng sạch ứng dụng vào thực tế Trong đó có máy nước nóng năng lượng mặt trời

ty Sunpo nhập về Việt Nam để lắp đặt sử dụng thực tế và kiểm nghiệm

- Công ty TNHH Quán Quân được chính thức thành lập vào

năm 1991

thành lập từ năm 2002

- Legal Strategy LLC-USA đã phát triển thành công nhiều dòng sản

phẩm bình nước nóng năng lượng mặt trời thương hiệu USolar và được

tiêu thụ tại hơn 60 quốc gia trên thế giới như Mỹ, Đức, Ban Lan, Anh,

Úc, New Zealand, Trung Đông, Châu phi, và thông qua VNSolar sản

phẩm đã có mặt tại Việt Nam từ năm 2003

sâu vào lĩnh vực năng lượng mặt trời - nước nóng mặt trời và đáp ứng nhu cầu phát triển của thị trường tại Việt Nam

tiên của mình

hiệu, rất nhiều công ty tham gia vào lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất cácthiết bị sử dụng NLMT – trong đó sản phẩm chính là máy nước nóng

NLMT như: Bách khoa, Appllo, Quán Quân, Đại Khang, Solar

chromagen, Solar Hart, Solar Heliox, Solar Meru, Sun Flower, Sunpo, Usolar…

13

3 Phương pháp nào cần quan tâm ?

Như đã nói ở phần dùng NLMT để đun nước phương pháp này là khả thi

và cần đầu tư để phát triển nguồn năng lượng thiên nhiên ban tăng này.Tuy hiện tại giá thành thiết bị còn khá cao nhưng trong quá trình sử dụng sẽhoàn vốn nhanh chóng

Bình quân để sản xuất ra 1 kWh năng lượng tại một nhà máy nhiệt điện dùng nguyên liệu than sẽ thải ra 1kg (2.2 pound) khí CO2 Đốt khí gas tự nhiên để sản xuất điện hay đun nóng nước sẽ sinh ra khoảng 450 grams khí CO2 cho mỗi 1 kWh năng lượng được tạo ra

Hiện nay hàng năm các sản phẩm của các nhà sản xuất thiết bị NLMT đanggóp phần làm giảm hàng nghìn tấn khí thải CO2 vào môi trường nhờ vào các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời được lắp đặt tại hơn 60 quốc gia trên thế giới bao gồm Anh, Mỹ, New Zealand, Đức, Pháp, ý, Hungary, Ba lan, Jordan, Li băng, Úc, Canada, Mexico, Việt nam,…

Đối với mỗi hộ gia đình riêng việc đun nước nóng cho sinh hoạt bình quân sinh ra khoảng 30% tổng lượng khí thải CO2 của cả hộ gia đình tạo ra Thông qua lắp đặt thiết bị đun nước nóng dùng năng lượng mặt trời, thiết bị

có khả năng cung cấp khoảng 80% nhu cầu năng lượng cần thiết của chúng

ta để đun nước nóng, chúng ta có thể giảm được trên 25% tổng lượng khí thải CO2

Qua nghiên cứu của các chuyên gia cho thấy:

Và sự hoàn vốn nhanh chóng qua thí dụ thực tiễn sau:

Theo một số hộ sử dụng lâu năm cho biết, thì chỉ cần đầu tư 1 máy loại 180 lít cho hộ 5 người – giá khoảng 12.000.000 đồng, độ bền máy là 14 - 15 năm, bảo hành 6 năm Sau khoảng 3 - 4 năm sử dụng người sử dụng đã hoàn toàn thu hồi vốn và sau 12 năm còn lại đó thì gần như là hoàn toàn sử dụng miễn phí

Tiết kiệm cho người sử dụng một khoản chi phí sau thời gian sử dụng miễn phí 12 năm là : 12.000.000/(4x12)=250.000 đồng x 144 tháng = 36.000.000đồng

4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc:

a Cấu tạo và nguyên lý dạng đơn giản:

15

b Cấu tạo và nguyên lý dạng phức tạp:

Hệ thống có sự hỗ trợ gia nhiệt thêm của điện:

Hệ thống có sự hỗ trợ gia nhiệt thêm của Gas:

19

c Dạng ống đã hút chân không:

 Nguyên lý tách rời:

Bình nước nóng năng lượng mặt trời kiểu tách rời có cấu tạo ống hấpthu năng lượng mặt trời nằm riêng rẽ và đầu ống không gắn trực tiếpvào bình bảo ôn

Dòng sản phẩm này sử dụng hai dàn ống hấp thụ năng lượng thuỷ tinh chân không nằm ngang, đầu mỗi dàn ống được gắn với ống góp

Ống góp có 2 đầu, trong đó đầu dưới của ống góp được nối với đáy của bình bảo ôn để cấp nước lạnh từ bình bảo ôn cho dàn ống hấp thụ năng lượng mặt trời

Đầu trên của ống góp được nối với thân bình bảo ôn nhằm thu hồi nước được làm nóng trong dàn ống hấp thụ do bức xạ mặt trời tuần hoàn về lại bình bảo ôn, nhờ đó nước lạnh chứa trong bình được làmnóng

Nguyên lý hoạt động của bình nước nóng năng lượng mặt

trời USolar tách rời được mô phỏng trong sơ đồ sau:

21

 Nguyên lý tích hợp:

Bình nước nóng năng lượng mặt trời kiểu tích hợp có cấu tạo dàn ống hấp thu năng lượng thuỷ tinh chân không để dọc Đầu trên của dàn ống đầu ống được gắn trực tiếp vào bình bảo ôn và nước trong bình bảo ôn sẽ luân chuyển trong dàn ống.

Bình hoạt động theo nguyên lý tuần hoàn tự nhiên Bình bảo ôn được đặt cao hơn dàn ốn hấp thụ năng lượng mặt trời Khi bức xạ mặt trời chiếu vào ống hấp thụ, nhiệt độ nước nằm bên trong ống tăng lên nhanh chóng, mật độ các phân tử nước dãn ra làm cho trọnglượng riêng của phần nước nóng này giảm xuống Nước nóng nhẹ hơn này sẽ tự chuyển động lên phía đầu trên của ống hấp thụ và đi sang bình bảo ôn Đồng thời lúc này phần nước lạnh, có tỷ trọng lớn hơn nằm ở phía đáy bình bảo ôn sẽ chyển động sang ống và di chuyển về phía đáy của ống để lấp chỗ trống Phần nước lạnh

này đến lượt mình lại được làm nóng nhờ bức xạ mặt trời do ống hấpthụ thu được và chuyển động lên trên đầu ống và về trở lại bình bảo ôn

Lưu chuyển nước nóng-lạnh như trên diễn ra một cách tự nhiên, liên tục làm nước lạnh chứa trong bình bảo ôn được đun nóng

Nguyên lý tuần hoàn tự nhiên được mô phỏng trong mô hình sau:

23

 Nguyên lý áp lực - ống nhiệt:

Bình nước nóng năng lượng mặt trời kiểu áp lực sử dụng ống

nhiệt bằng đồng làm thiết bị trao đổi nhiệt để chuyển hóa trực tiếp nhiệt năng thu được thông qua dàn ống hấp thu năng lượng mặt trời vào nước chứa trong bình bảo ôn

Ống nhiệt được gắn trực tiếp vào bình bảo ôn và truyền nhiệt năng của bức xạ mặt trời do dàn ống hấp thu được trực tiếp vào nước lạnh trong bình bảo ôn dựa vào tuần hoàn của dung dịch truyền nhiệt chứa bên trong thân ống nhiệt, theo đó tốc độ truyền nhiệt nhanh gấphàng trăm lần so với phương pháp tuần hoàn tự nhiên thông thường

Làm nóng nước bằng ống nhiệt là một giải pháp công nghệ mới cho bình nước nóng năng lượng mặt trời

Do không có nước luân chuyển bên trong dàn ống hấp thu năng lượng mặt trời nên nếu có một vài ống bị vỡ do ngoại lực hoặc bất cẩn thì hệ thống vẫn hoạt động bình thường Đồng thời, cặn bẩn hay khoáng chất can xi có sẵn trong nước sinh hoạt không bám vào thành ống hấp thu nên ống luôn duy trì được hiệu số hấp thụ năng lượng mặt trời ở mức cao nhất 94%

Ngoài ra, hệ thống làm việc có thể chịu được áp lực nước cao lên tới 0.6Mpa Điều này cho phép người sử dụng có thể dùng bơm tăng áp bơm cấp nước lạnh trực tiếp vào bình để đảm bảo áp lực nước nóng khi có nhu cầu sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày

Với những tính năng ưu việt trên đây, bình nước nóng năng lượng mặt trời kiểu áp lực đã và đang dẫn đầu thị trường các sản phẩm cùng loại cả về Công nghệ cũng như Hiệu quả sử dụng cao đối với người dùng

Ống nhiệt và nguyên lý làm nóng nước được mô tả trong mô hình dưới đây:

25

d Dạng tấm phẳng:

chân không, thì còn có một số kiểu máy nước nóng sử dụng các tấm hấp thụ năng lượng bằng đồng được sơn phủ chất hấp thụ đặc biệt hay còn gọi là máy nước nóng NLMT kiểu tấm phẳng

Theo sơ đồ mô phỏng trên, bức

xạ mặt trời chiếuvào tấm hấp thu năng lượng mặt trời sẽ chuyển hóa làm nóng dung dịch truyềnnhiệt nằm sắn trong hệ thống các ống dẫn bằng đồng nguyên chất của tấm hấp thụ Dung dịch này

sẽ luân chuyển tuần hoàn lên trên và đi vào lõibình chứa dung

27

dịch truyền nhiệt (màu đỏ trong sơ đồ) làm nhiệt độ của dung dịch truyền nhiệt tăng lên cao nhanh chóng

Đến lượt mình, dung dịch truyền nhiệt sẽ truyền toàn bộ nhiệt lượng hấp thu được từ mặt trời sang nước lạnh chứa ở lõi bình trong cùng (màu xanh trong sơ đồ) làm nước nóng lên

Nước nóng nằm ở lõi bình trong cùng này sẽ được sử dụng để phục vụ nhu cầu sinh hoạt

5 Giới thiệu một số loại máy nước nóng:

A Của hãng USolar :

a Loại tách rời:

Dưới đây là bảng thông số kỹ thuật các loại bình nước nóng năng lượng mặt trời USolar dạng tách rời hiện đang được VNSolar phân phối tại thị trường Việt Nam:

Dung tích bình bảo ôn

(Lít)

Diện tích lắp đặt dàn hấp

D ư i đây là b ng thông s kỹ thu t các lo i bình n ại bình nước nóng năng lượng mặt trời USolar dạng tách ư c nóng năng l ượng mặt trời USolar dạng tách ng m t tr i USolar d ng tách ặt trời USolar dạng tách ời USolar dạng tách ại bình nước nóng năng lượng mặt trời USolar dạng tách

r i hi n đang đ ời USolar dạng tách ện đang được VNSolar phân phối tại thị trường Việt Nam: ượng mặt trời USolar dạng tách c VNSolar phân ph i t i th tr ại bình nước nóng năng lượng mặt trời USolar dạng tách ị trường Việt Nam: ười USolar dạng tách ng Vi t Nam: ện đang được VNSolar phân phối tại thị trường Việt Nam:

Mã sản phẩm TZ-16 /1.5G TZ-18 /1.5G TZ-20 /1.5G TZ-24 /1.5G TF-50 G400

16 /1.8G

TZ-TZ-18 /1.8G

TZ-22 /1.8G TZ-26 /1.8G

Dung tích bình bảo ôn

Thông s kỹ thu t các lo i ại bình nước nóng năng lượng mặt trời USolar dạng tách bình n ư c nóng năng l ượng mặt trời USolar dạng tách ng m t tr i ặt trời USolar dạng tách ời USolar dạng tách USolar áp l c ực đ ượng mặt trời USolar dạng tách công ty c VNSolar hi n ện đang được VNSolar phân phối tại thị trường Việt Nam: đang phân ph i trên th tr ị trường Việt Nam: ười USolar dạng tách ng:

Mã sản phẩm C-20/1.5G C-24/1.5G C-24/1.8G C-26/1.8G

Dàn hấp thu năng lượng

Dung tích bình bảo ôn

Diện tích dàn ống hấp