Mô tả công nghệ năng lượng mặt trời

Slide thuyết trình về năng lượng mặt trời Tìm hiểu về năng lượng mặt trời Tổng quan về pin mặt trời Tổng quan về năng lượng mặt trời Các dạng năng lượng mặt trời Bài tập lớn năng lượng mặt trời Hệ thống điện mặt trời Nhiệt mặt trời

Mơ Tả Cơng Nghệ Năng Lượng Mặt Trời Nhóm – Lớp D9DCN2 Khái niệm chung lượng mặt trời  Năng lượng mặt trời lượng tạo từ phản ứng nhiệt hạt nhân mặt trời Năng lượng thu dạng sóng xạ điện từ truyền đến Trái Đất  Ở ngồi khí trái đất cường độ xạ mặt trời có giá trị E = 1,367 kW/m² gọi số mặt trời Nhưng qua lớp khí trái đất, bị hấp thụ tán xạ, nên lượng mặt trời bị giảm khoảng 30%  Hiện lượng mặt trời ứng dụng vào hai công nghệ là: điện mặt trời nhiệt mặt trời 2 Điện mặt trời 2.1 Tổng quan điện mặt trời  Kỹ thuật điện mặt trời đơn giản cách chuyển quang thành điện trực tiếp nhờ pin mặt trời ghép lại với thành mô đun Ánh sáng mặt trời gồm hạt photon đập vào electron pin làm lượng electron tăng lên di chuyển tạo thành dòng điện  Điện pin mặt trời tạo để sử dụng hay để sạc pin Thời kỳ đầu diện mặt trời dùng cho vệ tinh nhân tạo hay phi thuyền ngày cơng dụng để cấp điện vào lưới điện chung nhờ chuyển đổi từ dòng điện chiều pin sang điện xoay chiều Còn phần nhỏ dùng cấp điện cho nhà, trạm điện thoại, điều khiển từ xa Điện mặt trời 2.1 Tổng quan điện mặt trời  Pin lượng Mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) phần tử bán dẫn có chứa bề mặt số lượng lớn cảm biến ánh sáng điốt quang, thực biến đổi lượng ánh sáng thành lượng điện Cường độ dòng điện, hiệu điện điện trở pin mặt trời thay đổi phụ thuộc lượng ánh sáng chiếu lên chúng Tế bào quang điện ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 72 tế bào quang điện pin mặt trời) Tế bào quang điện có khả hoạt động ánh sáng mặt trời ánh sáng nhân tạo Chúng dùng cảm biến ánh sáng (vd cảm biến hồng ngoại), phát xạ điện từ gần ngưỡng ánh sáng nhìn thấy đo cường độ ánh sáng Hình ảnh tế bào quang điện thơng dụng làm từ tinh thể silicon Trên bề mặt pin phủ đường dẫn kim loại với nhánh nhỏ toả bề mặt pin để thu thập electron sinh hiệu ứng quang điện Điện mặt trời 2.2 Hệ thống điện mặt trời Điện mặt trời 2.2 Hệ thống điện mặt trời Thành phần hệ thống gồm có:  PV Panel: pin lượng mặt trời  DC Combiner Box: kết nối pin mặt trời  Charge controller: điều khiển sạc  Battery Bank: pin, ắc quy  Inverter: chuyển đổi điện chiều – xoay chiều Điện mặt trời 2.2 Hệ thống điện mặt trời Nguyên lý hoạt động:  Tấm pin lượng mặt trời (PV panel) biến đổi trực tiếp quang hấp thụ từ mặt trời thành điện dạng dòng điện chiều (DC) Nguồn điện chiều sạc cho ắc quy qua điều khiển sạc (Charge controller) đồng thời chuyển đổi điện (Inverter) chuyển hóa thành điện xoay chiều (AC) để cấp cho tải sử dụng  Bộ điều khiển sạc thực chức điều tiết sạc cho ắc quy, mạch bảo vệ ngắt mạch ắc quy nạp đầy xả sâu nhằm nâng cao tuổi thọ ắc quy giúp hệ thống lượng mặt trời sử dụng hiệu lâu dài  Bộ chuyển đổi điện thiết kế với nhiều cấp công suất phù hợp với lưới điện Việt Nam 220VAC – 50Hz  Ắc quy thiết bị lưu trữ điện để sử dụng vào ban đêm lúc trời ánh nắng Tùy thuộc vào công suất đặc điểm hệ thống pin mặt trời mà ắc quy có dung lượng lớn kết nối nhiều ắc quy lại với 2 Điện mặt trời 2.2 Hệ thống điện mặt trời Một số đặc điểm hệ thống điện mặt trời:  Hệ thống pin mặt trời nói riêng, hay hệ thống Photovoltaics (PV) nói chung, khơng thể sản xuất điện liên tục được, hoạt động có ánh sáng mặt trời chiếu vào pin để đạt hiệu suất tối đa cho hệ thống pin mặt trời cần lặp đặt theo góc nghiêng hướng định (nhiều nắng lâu nhất)  Độ tin cậy độ bền hệ thống điện mặt trời cao, hệ thống điển hình hoạt động tới 35 năm mà không cần bảo dưỡng  Pin mặt trời có ưu điểm hiệu kinh tế, gọn, nhẹ, lắp đâu có ánh sáng mặt trời, tuyệt đối an toàn sử dụng hồn tồn thân thiện với mơi trường  Các hệ thống pin mặt trời có khả hòa lưới điện hoạt động độc lập, cung cấp điện cho nhiều ứng dụng: từ hệ thống cấp điện cho tòa nhà, hộ, tới hệ thống cấp điện cho hệ thống chiếu sáng công cộng, hay cho đài tiếp âm viễn thông từ xa… Nhiệt mặt trời 3.1 Tổng quan nhiệt mặt trời  Nhiệt mặt trời hình thức chuyển xạ mặt trời thành nhiệt  Từ lâu nhiệt từ xạ mặt trời dùng để phơi sấy, sưởi ấm,… cách tự nhiên Hiện nhờ thiết bị nên nhiệt mặt trời sử dụng hiệu Có công nghệ thông dụng khai thác nhiệt mặt trời dựa hiệu ứng hấp thụ nhiệt trực tiếp hiệu ứng hội tụ xạ mặt trời 3 Nhiệt mặt trời 3.2 Ứng dụng nhiệt mặt trời  Hiện nhiệt nhận từ xạ mặt trời áp dụng hệ thống đun nước nóng hệ thống sưởi ấm, sấy khơ  Bình nước nóng lượng mặt trời ứng dụng phổ biến đời sống ngày Ánh sáng mặt trời chiếu vào tấm/ống thu nhiệt (collector) Nhiệt truyền vào ống dẫn nước làm cho nước nóng lên Theo ngun lý đối lưu nước nóng trở lên nhẹ lên Nước lạnh chảy từ bình chứa vào ống nhiệt thay nước nóng Q trình đối lưu tiếp diễn liên tục Nước nóng lên trên, chảy van cao bình chứa nước Còn nước lạnh bình chìm xuống, chảy vào hệ thống ống dẫn nhiệt lại đốt nóng Van dẫn nước màu xanh (đưa nước lạnh) vào bình chứa van chiều Khi bình đầy nước van coi khố lại hồn tồn, giữ cho nước nóng khơng bị ngồi 3 Nhiệt mặt trời 3.2 Ứng dụng nhiệt mặt trời  Các thiết bị sấy dùng lượng mặt trời thường có quy mơ nhỏ có dạng tủ kín  Một mặt thiết bị sấy làm kính, mặt lại bọc cách nhiệt, bên phủ lớp sơn đen  Bức xạ từ mặt trời hấp thụ theo nguyên lý hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ buồng sấy  Khơng khí buồng sấy đối lưu tự nhiên dung quạt đối lưu cưỡng 3 Nhiệt mặt trời 3.3 Nhiệt điện mặt trời  Công nghệ hội tụ lượng mặt trời CSP (concentrated solar power) gọi cơng nghệ nhiệt mặt trời STE (Solar thermal energy) Trong công nghệ sử dụng hệ thống nhiều ống kính, gương phản chiếu hệ thống theo dõi nhằm tập trung ánh sáng mặt trời khu vực rộng lớn vào diện tích nhỏ Trong diện tích này, nước chất lỏng đặc biệt khác chứa bể chứa hay ống dẫn làm nóng lên đến nhiệt độ từ vài chục độ hay vài trăm độ tùy theo mục đích sử dụng, sưởi ấm bể bơi, cung cấp nước ấm cho hộ gia đình, lưu trữ lượng phòng khơng có mặt trời chiếu sáng tạo thành dòng nước mạnh làm quay tuôc-bin để sản xuất điện nhà máy điện  Tương tự trường hợp trang trại Trang trại lượng mặt trời – Solar Farm theo công nghệ Pin quang điện (SPV), nhà máy nhiệt điện mặt trời CSP sử dụng loại “tiểu” công nghệ khác 3 Nhiệt mặt trời 3.3 Nhiệt điện mặt trời Tiểu công nghệ thứ người ta dùng gương cầu gương phẳng hội tụ tia nắng mặt trời vào bình chứa nước hay ống dẫn nước đặt song song với gương 3 Nhiệt mặt trời 3.3 Nhiệt điện mặt trời Công nghệ thứ hai tia nắng mặt trời hệ thống gương phản chiếu cho hội tụ điểm nhất, nơi để bình chứa nước lớn sau cho nước bốc 3 Nhiệt mặt trời 3.3 Nhiệt điện mặt trời  Hạn chế lớn việc khai thác lượng mặt trời theo công nghệ yêu cầu lớn diện tích đất để đặt thu ánh sáng mặt trời lúc việc mua hay thuê đất phẳng khó khăn lớn khiến giá thành điện mặt trời bị đẩy lên cao  Trong nhà máy nhiệt điện mặt trời CSP, đặt phận lưu trữ nhiệt thu thời gian mặt trời chiếu sáng (ban ngày lúc khơng có mây mưa) Phần nhiệt giữ lại nhiều dạng khác (nước hay dầu nhiệt độ cao, muối làm cho tan chảy …) sử dụng cho phát điện vào lúc khơng có ánh nắng mặt trời Đây ưu loại nhà máy điện hội tụ lượng mặt trời CSP hay nhiệt mặt trời STE  Cũng cần kể đến ưu khác loại nhà máy nhiệt điện mặt trời CSP, cơng suất cao cơng suất nhà máy điện quang SPV cung cấp đủ nguồn điện cho nhu cầu sử dụng quy mô lớn  ... số mặt trời Nhưng qua lớp khí trái đất, bị hấp thụ tán xạ, nên lượng mặt trời bị giảm khoảng 30%  Hiện lượng mặt trời ứng dụng vào hai cơng nghệ là: điện mặt trời nhiệt mặt trời 2 Điện mặt trời. .. niệm chung lượng mặt trời  Năng lượng mặt trời lượng tạo từ phản ứng nhiệt hạt nhân mặt trời Năng lượng thu dạng sóng xạ điện từ truyền đến Trái Đất  Ở ngồi khí trái đất cường độ xạ mặt trời có... Điện mặt trời 2.1 Tổng quan điện mặt trời  Pin lượng Mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) phần tử bán dẫn có chứa bề mặt số lượng