Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời
Trang 1PHẦN 1 MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Trong thời đại phát triển mạnh mẽ như hiện nay, nhu cầu năng lượng (NL)không có dấu hiệu giảm đi mà ngày càng tăng mạnh Để đáp ứng điều này, cácnguồn NL truyền thống như dầu thô, than đá, thuỷ điện được khai thác gần nhưtriệt để trong cả thế kỷ qua
Với tốc độ khai thác hiện tại, thì các nguồn NL hóa thạch sẽ gần như cạnkiệt trong thế kỷ 21 Tương lai NL của thế giới không thể nằm ở những nguồnnày, mà phải nằm ở những nguồn năng lượng tái tạo (NLTT), ví dụ như nănglượng gió, năng lượng mặt trời (NLMT) và thủy năng Nhưng tổng cộng dự trữcủa tất cả các nguồn khác này (trong đó chủ yếu là gió) chỉ bằng khoảng 1 %nguồn dự trữ NLMT
Theo Viện NL Việt Nam, sự tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ của Việt Namtrong hơn thập kỉ qua đã khiến cho nhu cầu về điện năng tăng thêm khoảng 15%mỗi năm Các chuyên gia NL dự báo đến năm 2020, Việt Nam phải nhậpkhoảng từ 12 đến 20% sản lượng điện năng, năm 2020 phải nhập tới 50 - 60%.Vấn đề thiếu điện cho sản xuất và sinh hoạt, nhất là vào mùa khô gây ảnh hưởngrất lớn đến phát triển kinh tế và đời sống sinh hoạt [5]
Qua đó chúng ta thấy việc làm cần thiết là tìm ra một nguồn NL thay thếphần nào cho nguồn NL hiện tại Từ thời xa xưa, con người đã biết sử dụngNLMT để làm khô thực phẩm, áo quần, sưởi ấm và ngày nay việc sử dụngNLMT đã được nâng lên một tầm cao mới, nó đã được chuyển thành điện năngphục vụ các nhu cầu NL điện
Việc khai thác sử dụng những nguồn NL tái tạo nhằm góp phần bảo vệ môitrường sống của trái đất và đặc biệt là bổ sung, thay thế dần cho những nguồn
NL hóa thạch đang dần cạn kiệt là một xu thế tất yếu, một nhiệm vụ khoa họccông nghệ được ưu tiên và mang tính chiến lược lâu dài không chỉ ở các nướccông nghiệp phát triển mà cả ở nhiều nước đang phát triển
Thừa Thiên (TT) Huế được chính phủ định hướng phát triển đô thị xanh,bảo tồn các giá trị văn hóa vật thể, kiến trúc, văn hóa phi vật thể của thành phốđược UNESCO công nhận là di sản của nhân loại [13] Nên việc bảo tồn giữ gìncác giá trị đó là rất cần thiết Sự phát triển của tỉnh kéo theo nhu cầu cao về NLviệc xây dựng các đập thủy điện làm phá vỡ các hệ thống sông ngòi tự nhiên
Trang 2Việc sử dụng các nhiên liệu hóa thạch làm ô nhiễm không khí ảnh hưởngđến tâm lí của du khách khi tham quan hệ thống di tích ở thành phố Việc ứngdụng một nguồn NL sạch không gây ô nhiễm và không phá vỡ cảnh quan là rấtcần thiết Hiện nay, việc ứng dụng hệ thống pin NLMT mang lại nhiều hiệu quảcao ngày càng được sự tin cậy của xã hội và bản thân có nhiều ý tưởng về ứngdụng pin NLMT, cũng như muốn tham gia nghiên cứu học hỏi thêm kiến thức
về lĩnh vực này nên em chọn đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, ứng dụng pin năng lượng mặt trời tại Thừa Thiên Huế " làm khóa luận tốt nghiệp của mình.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Tính toán, thiết kế hệ thống điện mặt trời độc lập cho phụ tải ngôi nhà thỏamãn về mặt kinh tế - kỹ thuật và phù hợp với điều kiện thời tiết của khu vựcThừa Thiên Huế
Làm tài liệu tham khảo cho người có chuyên môn và người sử dụng dễdàng lựa chọn thiết bị của hệ thống điện mặt trời
Làm rõ tình hình phát triển và khuyến cáo đưa ra các ứng dụng pin NLMTtại Thừa Thiên Huế
1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu.
Thu thập tài liệu về khí tượng tại một số khu vực của Thừa Thiên Huế;
Nghiên cứu thực trạng sử dụng hệ thống điện mặt trời tại Thừa Thiên Huế;
Phân tích, tính toán thiết kế hệ thống điện mặt trời;
Đánh giá những khó khăn và trở ngại cho phát triển pin NLMT tại TT Huế
Trang 3PHẦN 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1 Tổng quan nghiên cứu
NLMT là nguồn NL mà con người biết sử dụng rất sớm, những ứng dụngNLMT vào các công nghệ sản xuất và trên quy mô rộng chỉ thực sự vào cuối thế
kỉ 18 và cũng chủ yếu ở những nước có tiềm năng NLMT, những vùng sa mạc
Từ sau cuộc khủng hoảng NL thế giới năm 1968 và 1973, NLMT càng đặc biệtquan tâm Các nước công nghiệp phát triển đã đi tiên phong việc nghiên cứu ứngdụng Các ứng dụng chủ yếu của NLMT phổ biến hiện nay gồm hai lĩnh vực chủyếu, thứ nhất đó là biến đổi trực tiếp thành điện nhờ các tế bào quang điện bándẫn, hay còn gọi là pin Mặt Trời Lĩnh vực thứ hai đó là sử dụng NLMT dướidạng nhiệt năng, ở đây chúng ta dùng các thiết bị thu bức xạ nhiệt Mặt Trời vàtích trữ nó dưới dạng nhiệt năng để dùng vào các mục đích khác nhau
Đề tài này em tập trung tìm hiểu, nghiên cứu ứng dụng NLMT thành điệnnăng, và khái quát về các ứng dụng NLMT biến đổi thành nhiệt năng tại ViệtNam nói chung và TT Huế nói riêng
2.1.1 Tổng quan về nhiệt Mặt Trời
Khác với pin Mặt Trời, thiết bị nhiệt Mặt Trời nhận bức xạ nhiệt Mặt Trời
có thể sử dụng trực tiếp hoặc được trích trữ năng lượng dưới dạng nhiệt năng.Thiết bị nhiệt Mặt Trời rất đa dạng tùy theo mục đích sử dụng của chúng
Hiện nay NLMT trời được sử dụng dưới hai dạng chủ yếu đó là:
Thu nhiệt từ NLMT và sử dụng trực tiếp nguồn NL đó;
Thu nhiệt từ NLMT và trích trữ ở dạng nhiệt năng
Dưới đây là một số ứng dụng của NL nhiệt mặt trời hiện nay
2.1.1.1 Bếp năng lượng mặt trời
Bếp NLMT trời được ứng dụng rất rộng rãi các nước nhiều NLMT, khanhiếm củi đốt, giá thành nhiên liệu cao như các nước ở Châu Phi, các khu vựcvùng sâu vùng xa của các nước đang phát triển Hiện nay bếp NLMT còn được
sử dụng ngày càng nhiều đối với các ngư dân và khách du lịch
Trang 4Hình 2.1 Bếp nấu ăn NLMT [6]
Ở Việt Nam bếp NLMT cũng đã được sử dụng khá phổ biến Năm 2000,Trung tâm nghiên cứu thiết bị áp lực và năng lượng mới thuộc Đại học BáchKhoa - Đại học Đà Nẵng đã phối hợp với các tổ chức từ thiện Hà Lan triển khai
dự án (30000 USD/năm) đưa bếp NLMT vào sử dụng ở các vùng nông thôn tỉnhQuảng Nam, Quảng Ngãi, Ninh Thuận Dự án đã phát triển rất tốt và ngày càngđược người dân ủng hộ Hiện nay dự án đã cung cấp trên 1000 bếp hình hộp vàtrên 200 bếp Parabon cho những người dân nghèo nông thôn [14]
Hình 2.2 Nguyên lí cấu tạo bếp nấu ăn Paracbon [14].
Trang 52.1.1.2 Hệ thống cung cấp nước nóng dùng NLMT
Ứng dùng đơn giản và hiệu quả được sử dụng phổ biến nhất hiện nay củaNLMT trời là được dùng để đun nước nóng Các thiết bị cung cấp nước nóngđược sử trong nhiều lĩnh vực khác nhau ở trên thế giới Ở Việt Nam trong nhữngnăm gần đây thiết bị cung cấp nước nóng sử dụng NLMT với quy mô hộ giađình đã được nhiều cơ sở sản xuất và đã thương mại hóa, với giá thành có thểchấp nhận được nên người dân sử dụng ngày càng nhiều
Hệ thống cung cấp nước nóng dùng NMLT có rất nhiều loại khác nhau,nhưng nếu xét theo phạm vi nhiệt độ sử dụng thì ta có thể phân làm hai loạinhóm thiết bị chính, đó là hệ thống cung cấp nước nóng với nhiệt độ thấp t ≤
70oC và hệ thống cung cấp nước nóng dùng NLMT với nhiệt độ cao t ≥80oC
Hệ thống cung cấp nước nóng có nhiệt độ thấp dùng NLMT hiện nay được
sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt gia đình hoặc trong nhà hàng, khách sạn vớimục đích tắm giặt, rửa chén bát, hâm nước bể bơi và hâm nước trước lúc nấunhằm tiết kiệm NL
Trước nhu cầu tiết kiệm điện và để giảm chi phí trong việc sử dụng điện,Sài Gòn Morin Huế - khách sạn của TT Huế đã tiến hành lắp đặt máy nướcnóng sử dụng NLMT để thay các bình nóng lạnh sử dụng điện, tuy nhiên sảnphẩm này vẫn chưa thịnh hành ở Huế
Hình 2.3 Hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời tại Sài Gòn Morin Huế [15].
Trang 6Theo tính toán, thiết bị sử dụng NLMT được lắp đặt tại khách sạn Sài GònMorin Huế số vốn đầu tư ban đầu hơn một tỷ đồng Sài Gòn Morin Huế lắp đặtcác máy nước nóng sử dụng NLMT với tổng công suất 15000 lít để phục vụ chocác bộ phận như phòng ngủ, nhà bếp, giặt là, hoạt động hằng ngày
Qua 5 năm sử dụng, hệ thống máy nước nóng sử dụng NLMT ở khách sạnhoạt động khá tốt và đã giúp đơn vị tiết kiệm trên 50 triệu đồng/ tháng, tươngđương với 25 000 (kW) điện/ tháng [15]
Đầu năm 2009 khách sạn ASIA Huế đã quyết định đầu tư hệ thống máynước nóng sử dụng NLMT Với kinh phí 300 triệu đồng, doanh nghiệp đã lắpđặt 5 giàn máy nước nóng với công suất 2 000 lít cung cấp hệ thống nước nóngcho 30 phòng ngủ và một số dịch vụ khác
Hình 2.4 Hệ thống máy nước nóng sử dụng NLMT được láp đặt tại tầng 10,
khách sạn ASIA Huế [16].
Trang 7Mặc dù mới đầu tư 2 năm, song hiệu quả mà sản phẩm máy nước nóngNLMT mang lại rất lớn Trung bình mỗi tháng khách sạn tiết kiệm khoảng 35%lượng điện tiêu thụ, tương đương với trên 15 triệu đồng, đồng thời đảm bảolượng nước nóng cung cấp cho hệ thống buồng phòng và an toàn sức khỏe đốivới du khách lưu trú Với nhiều tiện ích mà hệ thống máy nước nóng NLMTmang lại, đầu năm 2012 doanh nghiệp tiếp tục đầu tư trên 1 tỷ đồng lắp đặt 10giàn máy với công suất 4 000 lít cung cấp hệ thống nước nóng cho 60 phòng cònlại cùng với các dịch vụ khác [16].
2.1.1.3 Sấy nông sản, chế biến thực phẩm
Sấy nông sản, chế biến thực phẩm: một công việc nặng nhọc và vất vả nhấtcủa người nông dân, là phơi hay sấy sản phẩm nông sản cũng là giai đoạn quantrọng nhất quyết định chất lượng, từ đó ảnh hưởng đến giá bán Do đó để giảiquyết tất cả những khó khăn trong vấn đề phơi sấy nông sản vốn là vấn đề rấtlớn đối với ngành nông sản như lúa, gạo, rau, củ, quả v.v
Nhu cầu phơi, sấy hiệu quả thì hầu hết là nông dân ai cũng cần, nhưngkhông phải người nông dân cũng có điều kiện để mua thiết bị đắt tiền cho một
sự đầu tư bài bản Thế thì trong điều kiện còn nhiều hạn chế ấy, những phươngpháp đơn giản nhưng hiệu quả mà nông dân TT Huế nói riêng và cả nước nóichung người ta thường làm với những thiết bị thô sơ, tự tạo, sẵn có hoặc giá cảphải mua thì cũng với giá rất rẻ Trên thực tế đa phần người dân địa phươngthường sử dụng phương pháp thông dụng là sử dụng ánh nắng mặt trời trực tiếp
Trang 8Hình 2.5 Hệ thống sấy lúa đối lưu[17].
2.1.1.4 Lọc nước biển thành nước ngọt
Lọc nước biển thành nước ngọt: Một số mô hình đã được xây dựng và đưavào sử dụng bằng NLMT thông qua dàn ngưng tụ và bốc hơi, tuy nhiên các đềtài ứng dụng này ở địa bàn tỉnh TT Huế chưa ứng dụng nhiều, do chất lượngnước sinh hoạt cung cấp ở địa phương được đánh giá là chất lượng tốt, lượngnước cung cấp đầy đủ do đó mô hình trên chưa được chú trọng phát triển côngnghệ và chỉ sử dụng ở các vùng ngoài đảo là chủ yếu…
Hình 2.6 Thiết bị chưng lọc nước ngọt từ nước biển, sử dụng năng lượng
Mặt Trời (Do TS Đinh Vương Hùng cùng các cộng sự thuộc Khoa Cơ khí Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế đã nghiên cứu, thiết kế
-và chế tạo thành công) [8].
Trang 92.1.2 Tổng quan về điện Mặt Trời
Điện NLMT còn được gọi là quang điện hay quang năng là kĩ thuật nghiêncứu và ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng MT trực tiếp thành điện năng nhờpin NLMT Ngày nay, do nhu cầu sử dụng NL sạch ngày càng nhiều nên ngànhsản xuất pin Mặt Trời phát triển cực kỳ nhanh
Điện năng do pin Mặt Trời tạo để sử dụng hay để sạc pin Thời kì đầu điệnMặt Trời chỉ được dùng cho vệ tinh nhân tạo hay phi thuyền nhưng ngày naycông dụng chính của nó là để cung cấp điện vào lưới điện chung nhờ bộ chuyểnđổi nguồn điện một chiều (DC) trong pin sang dòng điện xay chiều (AC) Cònmột phần nhỏ cung cấp cho các ngôi nhà, trạm điện thoại, bộ điều khiển từ xa Hiện tại giá thành điện Mặt Trời vẫn còn cao hơn rất nhiêu so với giá điệnlưới nhưng một số nước như Nhật Bản hay Đức nhờ có ưu đãi về tài chính, thuếkhóa mà sản lượng của ngành này đã có bước tiến vượt bậc do lượng cầu tăng
2.1.3 Tình hình phát triển điện NLMT trên thế giới
Trong các năm gần đây, các công nghệ NLTT, trong đó có các công nghệNLMT có tốc độ tăng trưởng cao và liên tục Lý do của xu hướng trên là: Côngnghệ ngày càng hoàn thiện, dẫn đến giá NLTT càng ngày càng giảm sâu; Vấn đề
an ninh NL NLTT là nguồn năng lượng địa phương nên không phụ thuộc vàonguồn nhập khẩu, và do đó không phụ thuộc vào các biến đổi chính trị và các tácđộng khác; Các nguồn NL hóa thạch đã dần cạn kiệt, trong lúc nhu cầu NLkhông ngừng tăng; Ô nhiễm môi trường do khai thác sử dụng NL hóa thạch đãđến mức báo động, dẫn đến các hiện tượng biến đổi khí hậu trên toàn cầu Việccắt giảm phát thải, sử dụng các nguồn NL sạch các nguồn NLTT, vì vậy trở nêncấp bách và càng ngày càng có tính nghĩa vụ đối với các quốc gia
Đến 2013, NLTT đã chiếm tỷ lệ 22,1% trong tổng sản xuất điện năng trêntoàn cầu Nếu kể thêm cả sản xuất nhiệt thì tỷ lệ NLTT trong tổng sản xuất NLtrên toàn cầu còn có tỷ lệ cao hơn nhiều Đặc biệt, trong các năm gần đây, giaiđoạn 2008-2013, tốc độ tăng trưởng NLTT nói chung và NLMT nói riêng đạtgiá trị khá cao Trừ 2 nguồn thủy điện và địa nhiệt có tốc độ dưới 4%/năm thìcác nguồn NLTT khác có tốc độ tăng trưởng trên 10%/năm Ấn tượng nhất làtốc độ tăng trưởng của các công nghệ NLMT: điện pin NLMT tăng 55%; nhiệtđiện Mặt Trời - 48% và nhiệt mặt trời (chủ yếu để đun nước nóng) - 14%/năm
Xu thế chung ngày càng rõ nét của tất cả các nước trên thế giới hiện nay làtăng tỷ phần NLTT và giảm NL hóa thạch Ví dụ, năm 2013, ở Đan Mạch vàTây Ban Nha, điện NL gió đáp ứng lần lượt là 33,2% và 21% tổng nhu cầu điện;
Trang 10nhiều cộng đồng và vùng lãnh thổ đặt mục tiêu sử dụng 100% điện NLTT vàonăm 2020 như Dijibouti, Scotland và các quốc gia đảo vùng Tuvalu; nước Đứcđặt ra mục tiêu đến năm 2020, khoảng 20 triệu dân (trên tổng số 65 triệu) sống ởcác vùng sử dụng 100% NLTT [18].
Tổng công suất pin Mặt Trời đã lắp đặt giai đoạn 2004-2013 trên thế giới(hình 2.7) Đến năm 2013, tổng công suất pin NLMT toàn cầu đạt đến 139 GW.Nói riêng, công suất pin NLMT lắp đặt của một số nước và vùng lãnh thổ dẫnđầu như sau: Năm 2013, Đức lắp thêm 3,3 GW, đưa tổng công suất đến 2013 lên
36 GW; Trung Quốc lắp thêm 12,9 GW, chiếm khoảng 72% tổng công suất điệnpin Mặt Trời lắp thêm năm 2013 trên toàn thế giới, trở thành nước có vị trí thứ
2, với tổng công suất khoảng 19 GW; Vị trí thứ 3 là Ý, với tổng công suất đến
2013 khoảng 17,5 GW; Mỹ đứng vị trí thứ 5 sau Nhật Bản, có tổng công suất12,5 GW, năm 2013 lắp thêm 4,8 MW; Nhật Bản lắp thêm 6,9 GW, tăng 50% sovới công suất đã xây dựng trước đó, đưa tổng công suất lên khoảng 14 GW
Hình 2.7 Công suất phát điện Mặt Trời hàng năm trong giai đoạn 2004-2013
trên toàn cầu [18].
Một trong các nguyên nhân về sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ pinNLMT là do giá pin NLMT liên tục giảm sâu Trên hình 2.8, đầu tư vào các hệnguồn điện pin NLMT trên toàn cầu tăng liên tục từ 2004 đến 2011, trong đógiai đoạn 2009-2011 tăng rất nhanh Năm 2009, tổng đầu tư chỉ hơn 40 tỷ USD,đến năm 2011 đã tăng lên 120 tỷ USD, tăng 3 lần chỉ trong 2 năm Cùng với sự
Trang 11tăng đầu tư, thì công suất phát triển điện pin Mặt Trời cũng tăng gần như cùngtốc độ Đặc biệt, trong năm 2013, đầu tư giảm 22% nhưng công suất điện pinMặt Trời được xây dựng mới lại tăng lên 32% với công suất khoảng 39GW Sựtăng mạnh đầu tư vào phát triển nguồn điện pin NLMT trong những năm gầnđây là chủ yếu do giá mô đun và giá hệ thống pin NLMT giảm liên tục và khánhanh [18].
Năm 2010, giá mô đun năm 2010 giảm đến khoảng 2000 USD/kWp, dẫnđến giá hệ thống (nối lưới) giảm còn khoảng hơn 6000 USD/kWp Nhưng cuối
2013, có sự giảm giá rất kịch tính: giá mô đun chỉ còn 1000 USD/kWp; giá cả
hệ thống còn khoảng 3000-3500 USD/kWp Do đó, giá điện pin MT hiện naygiảm chỉ còn từ 14 USCents/kWh đến 17USCents/kWh phụ thuộc vào qui mô
hệ thống và cường độ bức xạ Mặt Trời khu vực lắp đặt Hiện nay giá mô đun chỉcòn khoảng 1000 USD/kWp Đã đến lúc điện pin NLMT đã có thể cạnh tranhđược với NL hóa thạch truyền thống
Hình 2.8 Đầu tư và công suất điện pin Mặt Trời xây dựng thêm hàng năm
(GW) trên toàn cầu giai đoạn 2004-2013 [18].
NLTT nói chung và NLMT nói riêng trên phạm vi toàn cầu phát triển liêntục với tốc độ ngày càng cao Đặc biệt, trong những năm gần đây, các công nghệNLMT chiếm ưu thế, trong đó, công nghệ điện pin Mặt Trời đạt tốc độ tăngtrưởng cao nhất, 55%/năm, công nghệ nhiệt Mặt Trời nhiệt độ thấp có tốc độtăng trưởng trung bình 18,8%/năm Các công nghệ NLMT đã phát triển vượtqua các công nghệ NLTT khác như điện gió, sinh khối và thủy điện
60
20 40
Trang 12Một nguyên nhân quan trọng khác của sự phát triển mạnh mẽ của NLMTnói riêng và NLTT nói chung là sự quan tâm của các chính phủ trong việc xâydựng, ban hành và thực hiện các chính sách phù hợp Đến 2013, đã có 70% cácnước trên thế giới có chính sách NLTT và NLMT.
Đến nay điện pin Mặt Trời, nhiệt Mặt Trời và nhiệt điện đã có thể cạnhtranh với các nguồn NL truyền thống khác Nhiều khu vực, vùng lãnh thổ trênthế giới đặt mục tiêu đến năm 2020 sử dụng 100% NLTT
Xu thế của phát triển NLTT trên toàn cầu đang chuyển dần sang phát triểncác công nghệ NLMT, trong đó công nghệ điện pin Mặt Trời có vai trò quantrọng nhất Do có tính cạnh tranh cao nên đến nay mặc dù một số nước đã giảmhay thậm chí bỏ hẳn các chính sách hỗ trợ NLMT nhưng công nghệ này vẫnkhông ngừng phát triển
Việt Nam được đánh giá là có nguồn tài nguyên NLMT vào loại tốt trên thếgiới Nguồn NL sạch và tiềm năng lớn này hoàn toàn có thể tham gia đóng gópvào cân bằng NL quốc gia Cho đến nay, các hoạt động nghiên cứu khai thác,ứng dụng NLMT còn rất hạn chế, trình độ thấp, qui mô nhỏ lẻ, manh mún và tựphát Lý do cơ bản cho sự trì trễ đó là do chúng ta chưa có chính sách về NLTTnói chung và NLMT nói riêng
2.1.4 Tình hình phát triển NLMT ở Việt Nam
Tại Việt Nam, theo các nhà khoa học, nếu phát triển tốt điện Mặt Trời sẽgóp phần đẩy nhanh chương trình điện khí hóa nông thôn (Dự kiến đến năm
2020, cung cấp điện cho toàn bộ 100% hộ dân nông thôn, miền núi, hải đảo…).Theo các số liệu thu thập được, đo đạc và tính toán của các cơ quan khítượng thủy văn thì tại Việt Nam Trung bình, tổng bức xạ NLMT ở Việt Namvào khoảng 5kW/h/m2/ngày ở cá tỉnh miền Trung và miền Nam, và vào khoảng4kW/h/m2/ngày ở các tỉnh miền Bắc Từ dưới vĩ tuyến 17, bức xạ Mặt Trờikhông chỉ nhiều mà còn rất ổn định trong suốt thời gian của năm, giảm khoảng20% từ mùa khô sang mùa mưa Số giờ nắng ở miền Bắc vào khoảng 1500-1700giờ trong khi ở miền Trung và miền Nam Việt Nam, con số này vào khoảng2000-2600 giờ mỗi năm
Các tỉnh ở phía Bắc (từ Thừa Thiên - Huế trở ra) bình quân trong năm cóchừng 1800 - 2100 giờ nắng Trong đó, các vùng Tây Bắc (Lai Châu, Sơn La,Lào Cai) và vùng Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh) được xem lànhững vùng có nắng nhiều ngày, Mặt Trời chiếu gần như quanh năm, kể cả vàomùa mưa Do đó, các địa phương ở Nam Bộ và Nam Trung Bộ, nguồn bức xạMặt Trời là một nguồn tài nguyên to lớn để khai thác và sử dụng
Trang 13Việt Nam có nguồn NLMT dồi dào cường độ bức xạ Mặt Trời trung bìnhngày trong năm ở phía Bắc là 3,69 kW/h/m2 và phía Nam là 5,9kW/h/m2 Lượngbức xạ Mặt Trời tùy thuộc vào lượng mây và tầng khí quyển của từng địaphương, giữa các địa phương ở nước ta có sự chênh lệch đáng kể về bức xạ MặtTrời Cường độ bức xạ ở phía Nam thường cao hơn ở phía Bắc [4].
Hình 2.9 Bản đồ bức xạ mặt trời của Việt Nam.
(Nguồn: Số liệu khí tượng thủy văn Trung Ương).
Trong đó:
Vùng Tây Bắc:
Nhiều nắng vào các tháng 8 Thời gian có nắng dài nhất vào các tháng 4,5
và 9,10 Các tháng 6,7 rất hiếm nắng, mấy và mưa rất nhiều Lượng tổng bức xạ
Trang 14trung bình ngày lớn nhất vào khoảng 5.234 kW/h/m2/ngày và trung bình trongnăm là 3,489 kW/h/m2/ngày.
Vùng núi cao khoảng 1500m trở lên thường ít nắng Mây phủ và mưanhiều, nhất là vào khoảng tháng 6 đến tháng 1 năm sau Cường độ bức xạ trungbình thấp ( <3,489 kW/h/m2/ngày )
Vùng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ:
Ở Bắc Bộ, nắng nhiều vào tháng 5 Còn ở Bắc Trung Bộ càng đi sâu vềphía Nam thời gian nắng lại càng sớm, nhiều vào tháng 4
Tổng bức xạ trung bình cao nhất ở Bắc Bộ khoảng từ tháng 5, ở Bắc Trung
Bộ từ tháng 4 Số giờ nắng trung bình thấp nhất là trong tháng 2,3 khoảng2h/ngày, nhiều nhất vào tháng 5 với khoảng 6 - 7h/ngày và duy trì ở mức cao từtháng 7
Các tỉnh ở phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào), bình quân có khoảng
2000-2600 giờ nắng, lượng bức xạ mặt trời tăng 20% so với các tỉnh phía Bắc Dướiđây là bảng số liệu về lượng bức xạ Mặt Trời tại các vùng miền ở nước ta
Bảng 2.1 Số liệu về bức xạ Mặt Trời tại Việt Nam [4].
Vùng Giờ nắng trong năm Cường độ BXMT(kWh/m2, ngày) dụngỨng
Trang 15Qua bảng trên cho ta thấy nước ta có lượng bức xạ Mặt Trời rất tốt, đặcbiệt là khu vực phía Nam, ở khu vực phía Bắc thì lượng bức xạ Mặt Trời nhậnđược là ít hơn Lượng bức xạ Mặt Trời giữa các vùng miền là khác nhau và nócũng phụ thuộc vào từng tháng khác nhau.
Dưới đây là bảng số liệu lượng bức xạ trung bình các tháng ở các địa phương
Bảng 2.2 Lượng tổng bức xạ Mặt Trời trung bình ngày của các tháng trong
năm ở một số địa phương của nước ta, đơn vị : MJ/m 2 /ngày [4].
TT Địa phương
Tổng xạ Bức xạ Mặt Trời của các tháng trong năm
(đơn vị: MJ/m2.ngày)1
7
28
39
410
511
612
7 ,8, 9, 10 Nếu sử dụng NLMT vào các tháng này sẽ cho hiệu quả rất cao
Tóm lại, Việt Nam là nước có tiềm năng về NLMT, trải dài từ vĩ độ 8’’ Bắcđến 23’’ Bắc, nằm trong khu vực có cường độ bức xạ Mặt Trời tương đối cao,với trị số tổng xạ khá lớn từ 100 – 175 kcal/cm2.năm, do đó việc sử dụng NLMT
ở nước ta sẽ đem lại hiệu quả kinh tế lớn Giải pháp sử dụng NLMT hiện đangđược cho là giải pháp tối ưu nhất Đây là nguồn NL sạch, không gây ô nhiễmmôi trường và có trữ lượng vô cùng lớn do tính tái tạo cao Đồng thời, phát triểnngành công nghiệp sản xuất pin NLMT sẽ góp phần thay thế các nguồn năng
Trang 16lượng hóa thạch, giảm phát khí thải nhà kính, bảo vệ môi trường Vì thế, đâyđược coi là nguồn NL quý giá, có thể thay thế những dạng NL cũ đang ngàycàng cạn kiệt Từ lâu, nhiều nơi trên thế giới đã sử dụng NLMT như một giảipháp thay thế những nguồn tài nguyên truyền thống.
Khu vực Tây Bắc được đánh giá có tiềm năng NLMT vào loại khá trongtoàn quốc do không bị ảnh hưởng nhiều bởi gió mùa và hoàn toàn có thể ứngdụng hiệu quả các công nghệ sử dụng NLMT tại khu vực Tây Bắc Bức xạ mặttrời trung bình năm từ 4,1 – 4,9 kWh/m2/ngày Số giờ nắng trung bình cả nămđạt từ 1800 – 2100 giờ nắng, các vùng có số giờ nắng cao nhất thuộc các tỉnhĐiện Biên, Sơn La Thời điểm trong năm khai thác hiệu quả nhất NLMT tại khuvực Tây Bắc là vào tháng 3 đến tháng 9, trong khi vào các tháng mùa đông hiệuquả khai thác NLMT là rất thấp
Tiềm năng điện Mặt Trời tốt nhất ở các vùng TT Huế trở vào Nam và vùngTây Bắc Vùng Tây Bắc gồm các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Lào Cai… và vùngBắc Trung bộ gồm các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh… có NLMT khálớn Mật độ NLMT biến đổi trong khoảng 300 đến 500 cal/cm2.ngày Số giờnắng trung bình cả năm trong khoảng 1800 đến 2100 giờ Như vậy, các tỉnhthành ở miền Bắc nước ta đều có thể sử dụng hiệu quả
Còn ở miền Nam, từ Đà Nẵng trở vào, NLMT rất tốt và phân bố tương đốiđiều hòa trong suốt cả năm Trừ những ngày có mưa rào, có thể nói trên 90% sốngày trong năm đều có thể sử dụng NLMT cho sinh hoạt Số giờ nắng trungbình cả năm trong khoảng 2000 đến 2600 giờ Đây là khu vực ứng dụng NLMTrất hiệu quả
Mặc dù NLMT trời ở Việt nam được công nhận là có tiềm năng lớn, nhưngcác dự án điện Mặt Trời vẫn chưa được chú ý phát triển Hầu hết các dự án điệnMặt Trời trên khắp cả nước chỉ ở quy mô nhỏ và tập trung chủ yếu vào việc khaithác nhiệt năng từ NLMT Chi phí đầu tư lớn là rào cản chủ yếu cho việc pháttriển các dự án điện Mặt Trời ở Việt Nam
Tuy nhiên nhờ những hiệu quả mà điện Mặt Trời đem lại thì nó vẫn là mộttrong những biện pháp hữu hiệu thay thế cho nguồn NL trong tương lai, nên ởViệt Nam điện Mặt Trời đang trên đà phát triển, nhiều dự án được thực hiện vàđược sử dụng rất tốt tại một số tỉnh ở nước ta
Từ những năm 1990, khi nhiều thôn xóm ngoại thành chưa có lưới điệnquốc gia, Phân viện Vật lý TP Hồ Chí Minh đã triển khai các sản phẩm từ điệnMặt Trời Tại một số huyện như: Bình Chánh, Cần Giờ, Củ Chi, điện Mặt Trờiđược sử dụng khá nhiều trong một số nhà văn hoá, bệnh viện… Đặc biệt, công
Trang 17trình điện Mặt Trời trên đảo Thiềng Liềng, xã Cán Gáo, huyện Cần Giờ cungcấp điện cho 50% số hộ dân sống trên đảo [9].
Năm 1995, hơn 180 nhà dân và một số công trình công cộng tại buônChăm, xã Eahsol, huyện Eahleo tỉnh Đắk Lắk đã sử dụng điện Mặt Trời Gầnđây, dự án phát điện ghép giữa pin Mặt Trời và thuỷ điện nhỏ, công suất 125
kW được lắp đặt tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai, và dự án phátđiện lai ghép giữa pin mặt trời và động cơ gió với công suất 9 kW đặt tại làngKongu 2, huyện Đăk Hà, tỉnh Kon Tum, do Viện năng lượng thực hiện, gópphần cung cấp điện cho khu vực đồng bào dân tộc thiểu số
Từ thành công của Dự án này, Viện năng lượng và Trung tâm năng lượngmới (Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) tiếp tục triển khai ứng dụng dàn pinMặt Trời nhằm cung cấp điện cho một số hộ gia đình và các trạm biên phòng ởđảo Cô Tô (Quảng Ninh), đồng thời thực hiện Dự án “Ứng dụng thí điểm điệnMặt Trời cho vùng sâu, vùng xa” tại xã Ái Quốc, tỉnh Lạng Sơn Dự án đượchoàn thành vào tháng 11/2002
Đồn Biên phòng Kiểng Phước (thuộc Bộ đội Biên phòng Tiền Giang) ở địabàn huyện Gò Công Đông phụ trách 3 xã, thị trấn và chịu trách nhiệm quản lý
11 km đường biên giới quốc gia trên biển Để đảm bảo Công tác thông tin liênlạc giữa đồn - trạm và giữa trạm - các phương tiện đánh bắt của ngư dân đượcthông suốt giúp cho công tác thông báo diễn biến của thời tiết (áp thấp, bão) đếncác chủ phương tiện và phương tiện trên biển được kịp thời Cũng như, để côngtác bảo vệ biên giới biển trên địa bàn trong thời gian tới đạt hiệu quả tốt hơn.Ban chỉ huy đơn vị đã lắp đặt hệ thống độc lập 12,5 kW nhằm phục vụ cho côngtác và sinh hoạt của các cán bộ, chiến sĩ tại đây
Trang 18Hình 2.10 Dàn pin và ắc quy trích trữ điện năng tại Đồn Biên Phòng Khiểng
Phước [19].
Tỉnh Bình Thuận nằm trong khu vực có vùng khô nhất cả nước, nhiều gió,nhiều nắng, không có mùa đông là một trong những điều kiện thuận lợi để ứngdụng điện Mặt Trời vào trong sản xuất và sinh hoạt Những năm gần đây, tráiThanh Long là một trong những loại nông sản chủ lực của Bình Thuận, việc ứngdụng công nghệ sạch trong sản xuất trái Thanh Long đang được nhiều hộ dânchú trọng đầu tư và phát triển Được sự hỗ trợ của Trung Tâm Thông Tin & ỨngDụng Tiến Bộ Khoa Học Công Nghệ Bình Thuận, một hộ dân tại xã Thuận Quý,Huyện Hàm Thuận Nam, Tỉnh Bình Thuận đã phối hợp lắp đặt thành công hệthống bơm trực tiếp từ nắng 1.5HP để phục vụ tưới tiêu cho vườn Thanh Longvới tổng diện tích 1ha
Trang 19Hình 2.11 Hệ thống bơm trực tiếp từ nắng 1.5HP để phục vụ tưới tiêu cho
vườn thanh long [19].
Vừa qua ngày 14 tháng 2 năm 2015 công ty trác nhiệm hữu hạn thương mạiChâu Âu tại khu công nghiệp Nhơn Trạch, Đồng Nai đã lắp đặt và đi vào sửdụng hệ thống điện Mặt Trời 10 kW
Hình 2.12 Dàn pin NLMT và bộ chuyển đổi tại khu công nghiệp nhơn trạch
Trang 20Hình 2.13 Hệ thống các cột đèn điện sử dụng điện Mặt Trời [19].
Ở Hà Nội trên nóc tòa nhà Bộ công thương đã lắp đặt hệ thống điện NLMT
có công suất 12 kWp gồm sản xuất 16.000 kWh điện/năm Tổng diện tích lắpđặt là 100 m2 bao gồm 52 module loại solarWorld SW 230 [20]
Hình 2.14 Hệ thống điện mặt trời trên nóc tòa nhà bộ công thương Hà
Nội[20].
Dự án này do Tổ chức hợp tác kỹ thuật Đức, cơ quan năng lượng Đức,công ty ALTUS Đức tài trợ, dự án hoàn thành và được đưa vào sử dụng năm
2010 Đến nay hệ thống vẫn hoạt động rất ổn định Các tấm pin có độ bền trên
20 năm, còn hệ thống biến tần có thể hoạt động khoảng 10 năm
Trang 22PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Đối tượng nghiên cứu.
Pin NLMT
Ắc quy
Bộ chuyển đổi AC/DC
Bộ chuyển đổi DC/AC
3.3 Phương pháp nghiên cứu
3.3.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu
Phương pháp nghiên cứu tài liệu là nhằm nghiên cứu để thu thập nhữngthông tin sau:
Điều kiện khí tượng của vùng lựa chọn;
Cơ sở lý thuyết về hệ thống điện Mặt Trời độc lập;
Kết quả nghiên cứu về thiết kế hệ thống điện mặt trời đã công bố trên cáctài liệu khoa học;
Chủ trương, chính sách của Đảng và nhà nước, của tỉnh Thừa Thiên Huế vềphát triển NLMT
Đây là phương pháp giúp ta tổng hợp tài liệu từ những nguồn có sẵn có,chắt lọc những phần liên quan đến vấn đề mình đang nghiên cứu
3.3.2 Phương pháp thu thập số liệu
Thu thập tất cả các số liệu tinh và thô liên quan đến đề tài, sau đó sử lý các
số liệu sơ cấp thành các số liệu thứ cấp Phương pháp thu thập số liệu trong thựcnghiệm gồm các bước: lập giả thuyết, xác định số liệu, thực hiện quá trình điềutra, thu thập số liệu để kiểm chứng giả thuyết
Trang 233.3.3 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Sử dụng lý thuyết tính toán hệ điện mặt trời để nghiên cứu lựa chọn cácthành phần trong hệ như sau:
- Tính toán công suất pin NLMT;
- Tính toán dung lượng ắc quy tích lũy;
- Tính toán bộ chuyển đổi điện;
- Tính toán bộ điều khiển sạc;
- Tính toán phân tích kinh tế hệ thống NLMT
3.3.5 Phương pháp chuyên gia
` Trực tiếp gặp các chuyên gia, những người có kiến thức chuyên môn sâu vànhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực tư vấn, thiết kế hệ thống điện mặt trời để tranhthủ ý kiến đóng góp trong quá trình thực hiện đề tài
Trong những năm gần đây người ta áp dụng phương pháp chuyên gia cótrong lượng dựa trên cơ sở hiểu biết sâu sắc của các chuyên gia giỏi về các lĩnhvực của các nghành để dự báo các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, nguồn năng lượng.Trong đó có các dự báo về sự phát triển của pin NLMT, sau khi thu thu thập ýkiến của các chuyên gia sẽ tiến hành đánh giá, báo cáo đánh giá tránh sai xót dolỗi chủ quan và có cách nhìn sâu hơn và rõ ràng về đê quan tâm nghiên cứu
Trang 24PHẦN 4 NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1 Đặc điểm địa bàn nghiên cứu
4.1.1 Điều kiện tự nhiên
Thừa Thiên Huế là một tỉnh ven biển nằm ở vùng Bắc Trung Bộ ViệtNam có tọa độ ở 16-16,8o Bắc và 107,8 - 108,20 Đông Diện tích của tỉnh là5.053,990 km², dân số theo kết quả điều tra tính đến năm 2012 là 1.115.523người TT Huế nằm ở vị trí trung tâm của đất nước, trên trục Bắc - Nam của cáctuyến đường bộ, đường sắt, đường hàng không và đường biển, gần tuyến hànhlang Đông - Tây của tuyến đường Xuyên Á Cách Hà Nội 675 km về phía Bắc,cách thành phố Hồ Chí Minh 1.060 km, nằm trong vùng kinh tế trọng điểmTrung bộ với các trung tâm kinh tế đang phát triển nhanh như khu khuyến khíchphát triển kinh tế - thương mại Chân Mây, thành phố Đà Nẵng, khu kinh tế mởChu Lai, khu công nghiệp Dung Quốc , có hệ thống giao thông thuận lợi kếtnối dễ dàng với thủ đô Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh và nhiều tỉnh, thànhkhác trong cả nước
TT Huế nằm ở vị trí có điều kiện thiên nhiên, hệ sinh thái đa dạng, phongphú và diện mạo riêng tạo nên một không gian hấp dẫn, được xây dựng trongkhông gian phong cảnh thiên nhiên kỳ diệu từ núi Ngự Bình, đồi Thiên An -Vọng Cảnh, thành phố hội đủ các dạng địa hình: đồi núi, đồng bằng, sông hồ,tạo thành một không gian cảnh quan thiên nhiên - đô thị - văn hoá lý tưởng để tổchức các loại hình Festival và các hoạt động du lịch thể thao khác nhau
TT Huế là địa bàn lý tưởng gắn kết các tài nguyên văn hoá truyền thốngđặc sắc với du lịch mà không một địa bàn, địa danh nào ở nước ta có được và làmột trong 05 trung tâm du lịch quốc gia Huế nằm ở vị trí trung tâm của các disản văn hoá thế giới của Việt Nam (Hội An, Mỹ Sơn, động Phong Nha-KẻBàng) và gần với các thành phố cố đô của các nước trong khu vực
Khí hậu thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa, mang tính chuyển tiếp từ á xíchđạo đến nội chí tuyến gió mùa, chịu ảnh hưởng khí hậu chuyển tiếp giữa miềnBắc và miền Nam nước ta
Chế độ nhiệt: thành phố Huế có mùa khô nóng và mùa mưa ẩm lạnh Nhiệt
độ trung bình hàng năm vùng đồng bằng khoảng 24°C - 25°C
Trang 25+ Mùa nóng: từ tháng 5 đến tháng 9, chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam nênkhô nóng, nhiệt độ cao Nhiệt độ trung bình các tháng nóng là từ 27°C - 29°C,tháng nóng nhất (tháng 5, 6) nhiệt độ có thể lên đến 38°C - 40°C.
+ Mùa lạnh: từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, chịu ảnh hưởng của gió mùaĐông bắc nên mưa nhiều, trời lạnh Nhiệt độ trung bình về mùa lạnh ở vùngđồng bằng là 20°C - 22°C [3]
Phân bố lượng mưa
Ở Thừa Thiên Huế, không có sự khác biệt giữa mùa mưa và mùa khô, màchỉ có mùa mưa và mùa ít mưa, trong nghiên cứu khí hậu có thể dùng các chỉtiêu sau
Mùa mưa là các tháng có lượng mưa trên 100mm chiếm tần suất ≥ 75%trong chuỗi quan trắc, những tháng còn lại là mùa ít mưa Kết quả tính toán mùamưa cho TT Huế được ghi trong bảng 4
Bảng 4.1 Tần suất (%) xuất hiện lượng mưa tháng ≥ 100mm
Trang 26Ở vùng núi và gò đồi, mùa mưa bắt đầu từ tháng V hoặc tháng VI, kết thúcvào tháng XII - kéo dài khoảng 7 hoặc 8 tháng; mùa mưa kéo dài từ tháng I đếntháng IV hoặc tháng V.
TT Huế là một trong những tỉnh có lượng mưa nhiều nhất ở nước ta Lượngmưa trung bình hàng năm trong toàn tỉnh đều trên 2.700mm, có nơi trên4000mm như Bạch Mã Thừa Lưu Do sự tác động giữa địa hình và hoàn lưu khíquyển, nên đã hình thành hai trung tâm mưa lớn:
Trung tâm mưa lớn thứ nhất là khu vực Bạch Mã, Thừa Lưu, Nam Đông,Phú Lộc
Trung tâm thứ hai là chịu ảnh hưởng cảu dãy Trường Sơn với Động Ngạicao 1.774 m nằm trong huyện A Lưới
Vùng ít mưa nhất là vùng đồng bằng phía bắc của TT Huế
Nhìn chung, lượng mưa năm tăng dần từ Đông sang Tây và từ Bắc vào Nam Giữa những tâm mưa lớn và vùng ít mưa là vùng chuyển tiếp, bao gồm vùng gò đồi phía Tây và vùng đồng bằng từ Phú Bài đến Truồi
Mây:
Lượng mây tổng quan trung bình tháng có trị số lơn nhất vào mùa mưa vànhỏ nhất vào mùa ít mưa Trong các tháng mưa nhiều, lượng mây tổng quantrung bình có giá trị từ 7,1/10 - 8,7/10 bầu trời, trong đó nhiều nhất là tháng X,tháng XI, tháng ít mây nhất là tháng III và tháng IV: từ 5,9/10 - 6,8/10 bầu trời(Bảng 4.2)
Bảng 4.2 Lượng mây tổng quan trung bình (tính theo 1/10 bầu trời)
Huế 7,4 7,7 6,8 7,0 6,5 7,2 6,5 7,6 7,2 7,3 7,9 7,8 7,2 Nam Đông 7,8 7,1 5,9 6,4 6,5 7,1 6,3 7,6 7,2 7,5 8,3 8,2 7,2
A lưới 8,0 7,7 7,0 7,0 7,4 7,5 6,8 8,0 8,1 8,2 8,7 8,6 7,8
Phân bố ngày nhiều mây phù hợp với phân bố lượng mây Ở Thừa ThiênHuế, mỗi năm có từ 182 đến 187 ngày nhiều mây Trong mùa mưa chính, mỗitháng có từ 12 đến 22 ngày nhiều mây, trong đó tháng XI nhiều mây nhất Trongcác tháng có gió tây khô nóng hoạt động mạnh, số ngày nhiều mây giảm đáng
kể, chỉ đạt từ 8 - 14 ngày (Bảng 4.3)
Bảng 4.3 Số ngày nhiều mây trung bình
Trang 27200 giờ ở vùng núi cao (bảng 4.4).
Từ tháng VIII trở đi số giờ nắng giảm dần và đạt cực tiểu vào tháng VII,với trị số từ 74 - 90 giờ, sau đó lại tăng dần Số giờ nắng tăng nhanh nhất từtháng II,III và giảm nhanh nhất từ tháng VIII đến tháng IX Trong thời kì ít nắngnhất, mỗi ngày trung bình chỉ đạt từ 3 - 5 giờ nắng [11, 36-40]
Bảng 4.4 Tổng số giờ nắng trung bình tháng và năm
- Về du lịch: Ngay từ đầu năm Thành phố đã triển khai chương trình trọng
điểm phát triển du lịch, dịch vụ và kích cầu du lịch năm 2015, gắn với Festivalnghề truyền thống Huế Hoạt động du lịch tiếp tục duy trì được mức tăng trưởngkhá, doanh thu du lịch 6 tháng đầu năm 2015 ước đạt: 809,68 tỷ đồng, đạt47,3% so với kế hoạch và tăng 8,5% so với cùng kỳ Tổng lượt khách đến Huế 6tháng đầu năm ước đạt: 1.321.130 lượt khách, tăng 1,5% so cùng kỳ Khách lưutrú ước đạt 956,2 nghìn lượt khách, tăng 3,6% so với cùng kỳ Riêng trong 6
Trang 28ngày diễn ra Festival, lượng du khách đến Huế ước đạt 110.000 lượt khách,(tăng 40.019 người) so với Festival 2013; trong đó khách quốc tế ước đạt 80.000lượt khách (tăng 16.000 người) Các tour, tuyến du lịch tiếp tục được củng cố,khai thác có hiệu quả Các khách sạn, cơ sở lưu trú, các loại hình dịch vụ du lịchtiếp tục được đầu tư nâng cấp để đáp ứng nhu cầu phục vụ du khách.
- Thương mại – dịch vụ: Tổng mức bán lẻ hàng hóa và dịch vụ 6 tháng
ước đạt 9.171,15 tỷ đồng tăng 7,1 % so với cùng kỳ; trong đó, doanh thu thươngmại ước đạt 8.579,99 tỷ đồng, tăng 6,7 %; doanh thu từ các hoạt động dịch vụtrên địa bàn ước đạt 591,159 tỷ đồng, tăng 13,8 % so cùng kỳ Tình hình về giá
cả có biến động do giá gas và xăng dầu tăng, ảnh hưởng tới sức mua của ngườidân Tuy vậy với những chính sách hỗ trợ của Chính phủ, Tỉnh và Thành phố,cùng với việc các đơn vị thương mại trên địa bàn tiếp tục đưa ra nhiều chươngtrình khuyến mãi, giảm giá… đã góp phần kích cầu hàng hóa và ổn định thịtrường Hệ thống các chợ được sắp xếp gọn gàng, thông thoáng, công tác bảo vệđược tăng cường và đảm bảo an toàn
Công tác chỉ đạo kinh doanh và quản lý thị trường tiếp tục được tăng cường;đoàn kiểm tra liên ngành của Thành phố tiếp tục triển khai, tập trung kiểm tragiá cả, hàng hóa, hàng gian, hàng giả, hàng kém chất lượng; kiểm tra các điểmmua bán tiêu thụ gia cầm và sản phẩm gia cầm, các điểm giết mỗ gia súc cùngcác mặt hàng thiết yếu phục vụ nhu cầu tiêu dùng của nhân dân trong dịp Tết,các dịp lễ, Festival Huế 2015…
Thành phố đã chủ động làm việc với các ngành để bàn về việc tăng cườngquản lý nhà nước và chuẩn bị nội dung cho các Hội nghị gặp mặt doanh nghiệp,các cơ sở kinh doanh, người hành nghề taxi, xích lô, chủ cơ sở kinh doanhthuyền du lịch trên địa bàn Thành phố
4.1.2.2 Công nghiệp - Tiểu thủ công nhiệp:
- Tình hình sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp 6 tháng đầu nămvẫn duy trì ở mức ổn định Giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệptrên địa bàn 6 tháng đầu năm ước đạt 2.652,2 tỷ đồng (giá hiện hành) tăng13,1% so cùng kỳ, trong đó, giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp
do thành phố quản lý ước đạt 641,26 tỷ đồng tăng 12,94% so với cùng kỳ
- Lĩnh vực dệt may, da giày vẫn giữ được tốc độ tăng khá, xuất khẩu đạttăng trưởng cao Các mặt hàng tiêu dùng tiếp tục duy trì mức tiêu thụ ổn địnhnhư chế biến thực phẩm đặc sản, sản phẩm gỗ, hàng thủ công mỹ nghệ và văn
Trang 29hóa phẩm phục vụ khách du lịch, hàng cơ khí, vật liệu xây dựng trang trí nộithất…
- Các nghề và làng nghề thủ công truyền thống, các cơ sở sản xuất hàng thủcông mỹ nghệ và đặc sản Huế đã tăng cường sản xuất, cải tiến mẩu mã sảnphẩm phẩm nhằm phục vụ cho nhân dân và du khách đến với Huế trong dịp lễ30/4,1/5 Festival 2015 và Lễ Phật Đản…
- Đến nay cụm công nghiệp An Hòa có 35 Doanh nghiệp và 41 dự án đầu
tư (trong đó 33 dự án đang hoạt động sản xuất kinh doanh, 2 dự án đang xâydựng) giải quyết việc làm cho khoảng 4.000 lao động Tỷ lệ lấp đầy đạt 100%với tổng diện tích đầu tư hạ tầng là 222.170m2 Nhìn chung, các doanh nghiệptại Cụm công nghiệp An Hòa hoạt động có hiệu quả, một số doanh nghiệp cóhướng phát triển tốt, đầu tư mở rộng sản xuất như: Xí nghiệp Thành Lợi, Công
ty trách nhiệm hữu hạn Lộc Thọ,…Tiếp tục giải quyết các vấn đề liên quan đếnthu tiền thuê đất, phí hạ tầng tồn đọng trong các năm trước, giải quyết thủ tụccủa một số doanh nghiệp đang đầu tư vào cụm
4.1.2.3 Nông nghiệp:
Giá trị sản xuất nông nghiệp 6 tháng đầu năm ước đạt 158,75 tỷ đồng tăng10% so với cùng kỳ; vụ Đông xuân 2014-2015, toàn thành phố Huế gieo cấy945ha, đến nay đã thu hoạch xong; năng suất lúa vụ Đông Xuân 2014-2015 ướctính là 61,75 tạ/ha Tình hình chăn nuôi diễn ra thuận lợi, chưa có hiện tượngdịch bệnh xảy ra trên địa bàn Thành phố
4.1.2.4 Thu chi ngân sách:
- Tổng thu ngân sách thành phố 6 tháng đầu năm ước đạt 457,196 tỷ đồng,đạt 50,39 % so kế hoạch; tăng 16,0 % so cùng kỳ Chi ngân sách thành phố 6tháng ước đạt 524,186 tỷ đồng, đạt 54,55% dự toán Việc điều hành thu chi ngânsách năm 2015, Thành phố đã tích cực chỉ đạo quyết liệt ngay từ đầu năm đốivới công tác thu thuế như : điều chỉnh mức thu, tăng cường kiểm tra chống thấtthu, thu hồi nợ đọng thuế, khai thuế qua mạng
- Triển khai thực hiện kịp thời, hiệu quả các Nghị quyết của Chính phủ vềnhững giải pháp chủ yếu nhằm ổn định kinh tế vĩ mô, kiểm soát lạm phát, đảmbảo an sinh xã hội Thực hiện dự toán ngân sách nhà nước Thành phố năm 2015theo đúng quy định Tổ chức kiểm tra xét duyệt quyết toán năm 2014 của cácđơn vị trường học và các đơn vị hành chính sự nghiệp; lập báo cáo quyết toánngân sách nhà nước năm 2014 trình hội đồng nhân dân Thành phố phê duyệt
Trang 304.1.2.5 Khoa học công nghệ môi trường:
Hoạt động khoa học công nghệ được quan tâm đầu tư, đã có 08 đề tài, dự
án ứng dụng khoa học công nghệ cấp thành phố được các cơ quan, tổ chức, cánhân đăng ký thực hiện và 03 đề tài, dự án đang thành lập Hội đồng xét duyệt.Tham gia Hội thảo khoa học "Khoa học và Công nghệ - động lực phát triểnnhanh và bền vững" và Lễ trao tặng Kỷ niệm chương vì sự nghiệp khoa học vàcông nghệ do Sở khoa học công nghệ tỉnh tổ chức Kỷ niệm ngày Khoa họccông nghệ Việt Nam 18-5 [3]
4.2 Tổng quan về Pin NLMT
4.2.1 Khái niệm về pin NLMT
4.2.1.1 Khái niệm
Pin năng lượng Mặt Trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện), là thiết
bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p-n, duới sự hiện diện của ánh sáng MặtTrời có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được Sự chuyển đổi này gọi là hiệuứng quang điện
Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo pin quang điện
Các pin NLMT có nhiều ứng dụng Chúng đặc biệt thích hợp cho các vùng
mà điện năng trong mạng lưới chứa vệ tinh quay xung quanh quỹ đạo trái đất,máy tính cầm tay, các máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước PinNLMT (tạo thành các module hay các tấm NLMT) xuất hiện trên nóc các tòanhà nơi chúng có thể kết nối với bộ chuyển đổi của mạng lưới điện
Trang 31Một số thông tin cơ bản về tấm pin mặt trời sử dụng trong hệ thống:
Hiệu suất : từ 15% - 18%;
Công suất từ 25Wp - 175Wp;
Số lượng tế bào trên mỗi tấm pin: 72 tế bào;
Kích thước tế bào 5 - 6;
Chất liệu của khung: thương là nhôm;
Loại tế bào: monocrystalline và polycrystalline;
Tuổi thọ trung bình của mỗi tấm pin: 25 - 30 năm
4.2.1.2 Lịch sử
Hiệu ứng quang điện được phát hiện đầu tiên năm 1839 bởi nhà vật lý PhápAlexandre Edmond Becquerel Tuy nhiên cho đến 1883 một pin NLMT mớiđược tạo thành, bởi Charles Fritts, ông phủ lên mạch bán dẫn selen một lớp cựcmỏng vàng để tạo nên mạch nối Thiết bị chỉ có hiệu suất 1%, Russell Ohl xem
là người tạo ra pin NLMT đầu tiên năm 1946 Sven Ason Berglund đã cóphương pháp liên quan đến việc tăng khả năng cảm nhận ánh sáng của pin
4.2.1.3 Nền tảng
Để tìm hiểu về pin Mặt Trời, thì cần một lý thuyết nền tảng về vật lý chấtbán dẫn Để đơn giản, miêu tả sau đây chỉ giới hạn hoạt động của một pin nănglượng tinh thể silic
Silic thuộc nhóm IV, tức là có 4 electron lớp ngoài cùng Silic có thể kếthợp với silicon khác để tạo nên chất rắn Cơ bản có 2 loại chất rắn silicon, đa thùhình (không có trật tự sắp xếp) và tinh thể (các nguyên tử sắp xếp theo thứ tựdãy không gian 3 chiều) Pin NLMT phổ biến nhất dùng đa tinh thể silicon.Silic là chất bán dẫn Tức là thể rắn silic, tại một tầng NL nhất định,electron có thể đạt được, và một số tầng năng lượng khác thì không được Cáctầng năng lượng không được phép này xem là tầng trống Lý thuyết này căn cứtheo thuyết cơ học lượng tử
Ở nhiệt độ phòng, Silic nguyên chất có tính dẫn điện kém Trong cơ họclượng tử, giải thích thất tế tại mức năng lượng Fermi trong tầng trống Để tạo rasilic có tính dẫn điện tốt hơn, có thể thêm vào một lượng nhỏ các nguyên tửnhóm III hay V trong bảng tuần hoàn hóa học Các nguyên tử này chiếm vị trícủa nguyên tử silic trong mạng tinh thể, và liên kết với các nguyên tử silic bêncạnh tương tự như là một silic Tuy nhiên các phân tử nhóm III có 3 electronngoài cùng và nguyên tử nhóm V có 5 electron ngoài cùng, vì thế nên có chỗtrong mạng tinh thể có dư electron còn có chỗ thì thiếu electron Vì thế các
Trang 32electron thừa hay thiếu electron (gọi là lỗ trống) không tham gia vào các kết nốimạng tinh thể Chúng có thể tự do di chuyển trong khối tinh thể Silic kết hợpvới nguyên tử nhóm III (nhôm hay Kali) được gọi là loại bán dẫn p bởi vì nănglượng chủ yếu mang điện tích dương (positive), trong khi phần kết hợp với cácnguyên tử nhóm V (phốt pho, asen) gọi là bán dẫn n vì mang năng lượng âm(negative) Lưu ý rằng cả hai loại n và p có năng lượng trung hòa, tức là chúng
có cùng năng lượng dương và âm, loại bán dẫn n, loại âm có thể di chuyển xungquanh, tương tự ngược lại với loại p [22]
4.2.1.4 Vật liệu và hiệu suất
Nhiều lọai vật liệu khác nhau được thử nghiệm cho pin Mặt Trời Và haitiêu chuẩn, hiệu suất và giá cả
Hiệu suất là tỉ số của năng lượng điện từ ánh sáng Mặt Trời Vào buổi trưamột ngày trời nóng, ánh Mặt Trời tỏa nhiệt khoảng 1000 W/m2 Trong đó 10%hiệu suất của 1 module 1 m2 cung cấp năng lượng khoảng 100 W Hiệu suất củapin Mặt Trời thay đổi từ 6% từ pin Mặt Trời làm từ silic không thù hình, và cóthể lên đến 30% hay cao hơn nữa, sử dụng pin có nhiều mối nối nghiên cứutrong phòng thí nghiệm
Có nhiều cách để nói đến giá cả của hệ thống tạo điện, là tính toán cụ thểtrên từng kilo Woát giờ (kWh) Hiệu suất của tấm pin Mặt Trời kết hợp với sựbức xạ là một yếu tố quyết định trong giá thành Nói chung hiệu suất của toàn hệthống là tầm quan trong của nó Để tạo nên ứng dụng thực sự của pin tích hợpnăng lượng, điện năng tạo nên nối với mạng lưới điện sử dụng bộ chuyển đổi,trong các phương tiện di chuyển, hệ thống ắc quy sử dụng để lưu trữ nguồn nănglượng không sử dụng hiện tại Các pin năng lượng thương mại và hệ thống côngnghệ có hiệu suất từ 5% đến 15% Giá của điện từ 50 Eurocent/kWh (TrungÂu) xuống tới 25 Eurocent/kWh trong vùng có ánh sáng mặt trời nhiều
Cho tới hiện tại thì vật liệu chủ yếu cho pin mặt trời (và cho các thiết bị bándẫn) là các silic tinh thể
4.2.1.5 Sự chuyển đổi ánh sáng
Khi một photon chạm vào mảnh silic, một trong hai điều sau sẽ sảy ra:Thứ nhất photon truyền trực tiếp xuyên qua mảnh silic Điều này thườngsảy ra khi NL photon thấp hơn NL đủ để đưa các hạt electron lên mức NL caohơn NL của photon được hấp thụ bởi silic Điều này thường xảy ra khi NL củaphoton lớn hơn NL để đưa electron lên mức NL cao hơn.Khi photon được hấp
Trang 33thụ, NL của nó được truyền đến các hạt electron trong màng tinh thể Thôngthường các electron này lớp ngoài cùng, và thường được kết dính với cácnguyên tử lân cận vì thế không thể di chuyển xa Khi electron được kích thích,trở thành dẫn điện, các electron này có thể tự do di chuyển trong bán dẫn Khi
đó nguyên tử sẽ thiếu 1 electron và đó gọi là "lỗ trống" Lỗ trống này tạo điềukiện cho các electron của nguyên tử bên cạnh di chuyển đến điền vào "lỗ trống",
và điều này tạo ra lỗ trống cho nguyên tử lân cận có "lỗ trống" Cứ tiếp tục nhưvậy "lỗ trống" di chuyển xuyên suốt mạch bán dẫn
Một photon chỉ cần có NL lớn hơn NL đủ để kích thích electron lớp ngoàicùng dẫn điện Tuy nhiên, tần số của mặt trời thường tương đương 6000°K, vìthế nên phần lớn năng lượng mặt trời đều được hấp thụ bởi silic Tuy nhiên hầuhết NLMT chuyển đổi thành NL nhiệt nhiều hơn là NL điện sử dụng được [22]
4.2.2 Cấu tạo và hoặt động của pin năng lượng mặt trời
4.2.2.1 Cấu tạo.
Vật liệu xuất phát để làm pin Mặt trời silic phải là bán dẫn silic tinh khiết
Ở dạng tinh khiết, còn gọi là bán dẫn ròng số hạt tải (hạt mang điện) là electron
và số hạt tải là lỗ trống (hole) như nhau
Để làm pin Mặt trời từ bán dẫn tinh khiết phải làm ra bán dẫn loại n và bándẫn loại p rồi ghép lại với nhau cho nó có được tiếp xúc p - n
Thực tế thì xuất phát từ một phiến bán dẫn tinh khiết tức là chỉ có cácnguyên tử Si để tiếp xúc p - n, người ta phải pha thêm vào một ít nguyên tử khácloại, gọi là pha tạp Nguyên tử Si có 4 electron ở vành ngoài, cùng dùng để liênkết với bốn nguyên tử Si gần đó (cấu trúc kiểu như kim cương) Nếu pha tạp vào
Si một ít nguyên tử phôt-pho (P) có 5 electron ở vành ngoài, electron thừa rakhông dùng để liên kết nên dễ chuyển động hơn làm cho bán dẫn pha tạp trởthành có tính dẫn điện electron, tức là bán dẫn loại n (negatif - âm) Ngược lạinếu pha tạp vào Si một ít nguyên tử bo (B) có 3 electron ở vành ngoài, tức làthiếu một electron mới đủ tạo thành 4 mối liên kết nên có thể nói là tạo thành lỗtrống Vì là thiếu electron nên lỗ trống mạng điện dương, bán dẫn pha tạp trởthành có tính dẫn điện lỗ trống, tức là bán dẫn loại p (positif -dương) Vậy trên
cơ sở bán dẫn tinh khiết có thể pha tạp để trở thành có lớp là bán dẫn loại n, cólớp bán dẫn loại p, lớp tiếp giáp giữa hai loạị chính là lớp chuyển tiếp p - n Ởchỗ tiếp xúc p - n này một ít electron ở bán dẫn loại n chạy sang bán dẫn loại plấp vào lỗ trống thiếu electron, ở đó Kết quả là ở lớp tiếp xúc p-n có một vùngthiếu electron cũng thiếu cả lỗ trống, người ta gọi đó là vùng nghèo Sự dịch
Trang 34chuyển điện tử để lấp vào lỗ trống tạo ra vùng nghèo này cũng tạo nên hiệu thếgọi là hiệu thế ở tiếp xúc p - n, đối với Si vào cỡ 0,6V đến 0,7V Đây là hiệu thếsinh ra ở chỗ tiếp xúc không tạo ra dòng điện được.
Nhưng nếu đưa phiến bán dẫn đã tạo lớp tiếp xúc p - n phơi cho ánh sángMặt Trời chiếu vào thì photon của ánh sáng mặt trời có thể kích thích làm chođiện tử đang liên kết với nguyên tử bị bật ra khỏi nguyên tử, đồng thời ở nguyên
tử xuất hiện chỗ trống vì thiếu electron, người ta gọi là photon đến tạo ra cặpelectron - lỗ trống Nếu cặp electron - lỗ trống này sinh ra ở gần chỗ có tiếp p -
n thì hiệu thế tiếp xúc sẽ đẩy electron về một bên (bên bán dẫn n) đẩy lỗ trống
về một bên (bên bán dẫn p) Nhưng cơ bản là electron đã nhảy từ miền hoá trị(dùng để liên kết) lên miền dẫn ở mức cao hơn, có thể chuyển động tự do Càng
có nhiều photon chiếu đến càng có nhiều cơ hội để electron nhảy lên miền dẫn.Nếu ở bên ngoài ta dùng một dây dẫn nối bán dẫn loại n với bán dẫn loại p(qua một phụ tải như lèn LED chẳng hạn) thì electron từ miền dẫn của bán dẫnloại n sẽ qua mạch ngoài chuyển đến bán dẫn loại p lấp vào các lỗ trống Đó làdòng điện pin Mặt trời silic sinh ra khi được chiếu sáng Dùng bán dẫn silic tạo
ra tiếp xúc p - n để từ đó làm pin Mặt trời là một tiến bộ lớn trên con đường trựctiếp biến ánh sáng Mặt trời thành dòng điện để sử dụng Tuy nhiên pin Mặt trờisilic có một số hạn chế về kinh tế, kỹ thuật
Vật liệu xuất phát là silic tinh khiết nên rất đắt Ban đầu là làm từ silic đơntinh thể dùng trong công nghệ vi điện tử, tuy chỉ là dùng đầu thừa đuôi theonhưng giá vẫn là khá cao Đã có những cách dùng silic đa tinh thể, silic vô địnhhình tuy hiệu suất thấp hơn nhưng bù lại giá rẻ hơn Nhưng xét cho cùng thì vậtliệu silic sử dụng phải là tinh khiết nên giá thành rẻ hơn không nhiều
Đối với silic, để đưa electron từ miền hoá trị lên miền dẫn phải tốn nănglượng cỡ 1,1 eV Vậy năng lượng của photon đến phải bằng hoặc cao hơn 1,1eVmột chút là đủ để kích thích eletron nhảy lên miền dẫn, từ đó tham gia tạo thànhdòng điện của pin Mặt trời Photon ứng với NL 1,1 eV có bước sóng cỡ 1 m tức
là hồng ngoại Vậy photon có các bước sóng lục, lam, tử ngoại là có NL quáthừa thãi để kích thích điện tử của Si nhảy lên miền dẫn Do đó pin Mặt trời Si
sử dụng lãng phí NLMT để biến ra điện [22]
Trang 354.2.2.2 Các tham số ảnh hưởng đến chế độ và hiệu suất của pin mặt trời.
Có năm tham số ảnh hưởng đến chế độ làm việc và hiệu suất của pin MặtTrời Đó là:
Điện trở nội (điện trở nối tiếp) Rs;
Điện trở sơn RSh;
Dòng bão hòa Is
Các tham số trên được gợi là tham số " chủ quan " của pin Mặt Trời Hai tham
số khách quan khác là:
Cường độ bức xạ Mặt Trời E;
Nhiệt độ của pin T
Ở điều kiện bức xạ bình thường (không hội tụ) các tham số trên có thể xemnhư các tham số độc lập, chỉ trừ dòng điện bão hòa IS và nhiệt độ T
Điện trở sơn RSh đặc trưng cho dòng dò qua lớp tiếp xúc pn, phụ thuộc vàocông nghệ chế tạo lớp tiếp xúc Thông thường giá trị của RSh rất lớn, nên dòng
dò có thể bỏ qua
Điện trở nội RS là tổng của các điện trở: điện trở tiếp xúc giữa điện cựcdưới và bán dẫn p, R1; điện trở bán dẫn loại p,R2; điện trở bán dẫn loại p,R3; điệntrở tiếp xúc giữa bán dẫn n và cực kim loại trên, R4; điện trở của cực lưới kimloại mặt trên, R5 và điện trở của các thanh góp kim loại mặt trên, R6 , tức là:
4.2.3 Tìm hiểu một số pin năng lượng Mặt Trời
4.2.3.1 Pin NLMT từ tinh thể siclic
Một tinh thể đơn (module) sản xuất dựa trên quá trình Czochralski Đơntinh thể loại này có hiệu suất lên tới 16 % Chúng thường rất đắt tiền do được cắt
từ các thỏi silic hình ống, các tấm đơn tinh thể này có các mặt trống ở góc nốicác module
Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc - đúc từ silic nung chảy cẩn thận được làmnguội và làm rắn Các pin này thường rẻ hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệusuất kém hơn Nhưng chúng có thể tạo thành các tấm vuông che phủ bề mặtnhiều hơn đơn tinh thể bù lại cho hiệu suất thấp của nó
Trang 36Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đatinh thể Loại này thường có hiệu suất thấp nhất, tuy nhiên loại này rẻ nhất trongcác loại vì không cần phải cắt từ thỏi silicon.
4.2.3.2 Pin Mặt Trời nhạy cảm chất màu DSC (Dye - sensitized solar)
DSC là một loại pin Mặt trời mới, giá rẻ, dễ làm Loại này do MichaelGratzel ở trườn Bách khoa Lausane (Thụy Sĩ) chế tạo lần đầu vào năm 1991 nêncòn có tên là pin Gratzel Cấu tạo nguyên thủy của pin DSC gồm ba phần chínhtrên cùng là một lớp mỏng chất dẫn điện trong suốt, đóng vai trò anôt làm bằngOxyt thiếc pha tạp Flo ( SnO2 : F), lớp này phủ lên tấm thủy tinh trong suốt Tiếp
đó là một lớp có diện tích bề mặt rất lớn Lớp dẫn điện SnO2: F và lớp hạt bộtOxyt titan TiO2 được nhúng vào hỗn hợp chất màu nhạy quang ruthenium -polypyridin và dung môi Sau khi nhúng, một lớp mỏng chất màu nhạy quangbám dính vào các hạt TiO2 bằng liên kết cộng hóa trị Tiếp đó mặt sau đượctráng bằng một lớp mỏng chất điện ly iôt và đậy kín bằng tấm điện cực kim loại,thường là platin Toàn bộ được dán kín sao cho dung dịch không bị rò chảy rangoài
4.2.4 Đặt tính kinh tế kĩ thuật của pin năng lượng Mặt Trời
Trong bối cảnh NLMT đang được chú trọng đầu tư phát triển mạnh mẽ trênthế giới, hiệu quả sử dụng, hiệu quả kinh tế ngày càng cao thể hiện rõ ở chỗ sốlượng pin và các phụ kiện của hệ thống điện mặt trời xuất hiện trên thị trườngcàng nhiều, giá thành càng ngày càng thấp nhưng tính công nghệ không hề giảm
mà càng được cải thiện với chất lượng rất cao Trong khoảng 10 năm trở lại đây,
do có sự đầu tư của nhà nước và các danh nghiệp tư nhân nên giá thành ngàycàng hạ
Điều quan trọng liên quan đến tính kinh tế của hệ thống điện Mặt Trời làgiá thành của hệ thống, chi phí ban đầu cao so với mức thu nhập trung bìnhngười Việt Nam Chỉ với một hệ thống điện Trời Mặt độc lập có công suất200Wp là tốn kém gần 1000 USD, tương dương với 20 triệu VNĐ Theo số liệucủa Sở Đầu Tư Hà Nội, năm 2015 GDP của người dân Việt Nam đạt 2100 USD,thì việc đầu tư hệ thống điện Mặt Trời độc lập còn là một điều xa vời với các hộbình dân Nhưng sẽ không quá xa trong lương lai, bởi vì:
Trang 37Sự tiện ích của hệ thống điện Mặt Trời độc lập mang lại:
NLMT trời không đòi hỏi bất cứ nguồn nhiên liệu nào, như các nguồn điệnkhác như nhiệt điện, điện hạt nhân Hoàn toàn miễn phí chỉ tốn kém chi phí banđầu, an toàn, sạch sẽ, không ô nhiễm môi trường;
Giảm chi phí đầu tư cho các nguồn NL hóa thạch sắp cạn kiệt trong tươnglai;
Sử dụng điện Mặt Trời độc lập có thể tiết kiệm tiền cho gia đình, chủ độngkhi điện lưới gặp sự cố hay quá tải vào mùa nắng là lúc công suất của hệ thốngđiện Mặt Trời hoạt động với trạng thái tối ưu;
Đặc biệt hơn, hệ thống điện NLMT độc lập rất thích hợp cho các vùng hảiđảo, vùng núi, vùng sâu vùng xa , nới mà lưới điện quốc gia chưa tới được
4.2.5 Nhân tố ảnh hưởng đến công suất hệ thống pin năng lượng Mặt Trời
Công suất của pin Mặt Trời phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:
Sự thay đổi hàng ngày, liên quan đến vòng quay trái đất và mùa (liên quangtới hướng của trục trái đất và chuyển động cảu trái đất quanh Mặt Trời)
Vị trí khu đất, ví dụ như bức xạ Mặt Trời tại đó;
Độ nghiên của thiết bị;
Góc phương vị;
Bóng đổ;
Nhiệt độ
4.2.6 Các chú ý khi sử dụng pin NLMT
Các NLMT nên được lắp đặt ở ngoài trời, những nơi có thể đón nhận được
ánh sáng tốt nhất từ mặt trời vì chúng được thiết kế với những tính năng và chấtliệu đặc biệt, có thể chịu đựng được sự khắc nghiệt của thời tiết, khí hậu, nhiệtđộ
Để tính toán kích cỡ các tấm pin Mặt Trời cần sử dụng, ta phải tính peak (Wp) cần có của tấm pin Mặt Trời Lượng Wp mà pin Mặt Trời tạo ra lạitùy thuộc vào khí hậu của từng vùng trên thế giới Cùng 1 tấm pin Mặt Trờinhưng đặt ở nơi này thì mức độ hấp thu NL sẽ khác với khi đặt nó nơi khác.Lựa chọn tấm NLMT phù hợp với mục đích sử dụng vì hiện tại trên thịtrường có rất nhiều loại pin
Wóat-Để tối đa hóa hiệu suất của hệ thống pin NLMT cần được lắp đặt theo 1góc nghiêng và chọn ví trí các tấm pin có thể hấp thụ ánh nắng được tốt nhất cho
cả ngày
Trang 38ắc quy có dung lượng lớn hoặc dùng nhiều bình ắc quy kết nối lại với nhau.Mặt dù trong một số ít ứng dụng có thể có thể dùng trực tiếp điện năng từpin Mặt Trời, nhưng nói chung trong các hệ thống pin NLMT cần phải có ắc quylưu trữ NL Và ban ngày khi có nắng điện năng từ tấm pin Mặt Trời sẽ lưu trữvào ắc quy Sau đó vào ban đêm hay những lúc trời không có nắng thì ắc quy sẽcung cấp nguồn NL cho tải.
4.3.1 Ắc quy chì - Axít
Ắc quy chì axít (còn được gọi là ắc quy axít) là loại được dùng phổ biếnhiện nay cho nhiều mục đích khác nhau, trong đó có nguồn điện pin NLMT Đốivới các hệ thống pin NLMT cần phải thiết kế thỏa mãn các yêu cầu riếng đối với
bộ ắc quy như sau:
Hoạt động trong điều kiện độc lập, các miền xa xôi, hẻo lánh Có thể làmtrong chế độ phóng - nạp điện thấp, ví dụ dòng nạp I = C/500 (A) - trong đó C
là dung lượng ắc quy tính ra Ah là dòng điển hình cho các hệ thống pin NLMT
Có thể làm việc trong một thể tích dung dịch điện phân lớn hoặc dung dịch
có khối lượng riêng cao (bằng 1300 kg/ m3 khi được nạp no) để tăng cường khảnăng chống hiện tượng "đóng băng" và yêu cầu bảo quản ít hơn
Ngoài ra người ta còn chế tạo các ắc quy axít "khô" Nó được sản xuất dướidạng đóng kín, dung dịch điện phân H2SO4 được làm "khô" bằng cách dùng cácphụ gia, nhờ đó mà dung dịch ắc quy không bị chảy đổ và rất ít yêu cầu thêmnước
4.3.1.1 Chu trình nạp điện
Khi nạp điện, một dòng điện ngoài bị cưỡng bức đi qua ắc quy, ngượchướng với dòng điện phóng điện của ắc quy và gây ra các phản ứng hóa họcngược với các phản ứng lúc phóng điện Các vật liệu hóa sẽ được đưa trở vềtrạng thái ban đầu của chúng
PbO2 + Pb + 2H2SO4 ↔ 2PbSO4 + 2H2O
Trang 39Các ion SO4 2- rời các bản cực, kết hợp với ion H+ tạo ra H2SO4 trả lại chodung dịch Khối lượng riêng của dung dịch vì thế tăng lên, lúc nạp điện các khíH2 và O2 bay được giả phóng ở các bản cực âm và dương, do vậy lượng nước bịgiảm Như vậy, bay hơi nước là một quá trình tự nhiên của quá trình nạp điện.
4.3.1.2 Các đặc trưng của ắc quy a xít - chì
Dung lượng ắc quy:
Dung lượng của ắc quy là đại lượng đặc trưng cho khả năng trích trữ điệnnăng của nó Dung lượng có thể đo bằng ampe - giờ ( Ah ) hoặc oat - giờ (Wh).+ Dung lượng ampe - giờ của ắc quy xác định dòng phóng điện có thể đốivới một thời gian phóng điện cho trước và có giá trị chỉ ở một nhiệt độ cho trước
và ở một chế độ phóng điện phóng điện cho trước
Dung lượng của ắc quy được xác định bởi kích thước, kết cấu, nhiệt độ,nồng độ dung dịch của nó Ngoài ra lịch sử cảu các bản cực, tốc độ phóng nạpđiện cũng ảnh hưởng đến dung lượng của ắc quy
+ Dung lượng oat - giờ (Wh) hoặc còn gọi là dung lượng NL của ắc quyxác định NL mà ắc quy có thể cấp khi phóng điện từ trạng thái "no" đến hiệuđiện thế giới hạn của nó Giữa dung lượng lượng ắc quy tính theo ampe giờ (Ah)
và tính theo oat giờ (Wh) liên hệ với nhau bởi phương trình:
Wh = Ah × V × BF
Ở đây: V - thế trung bình của ắc quy ở chế độ nạp 60% dung lượng và ởnhiệt độ phòng (hoặc bằng 2 V/ ắc quy)
BF - thừa số phụ thuộc vào loại ắc quy và có giá trị giữa 0 và 1
Thời gian làm việc của ắc quy:
Thời gian làm việc của ắc quy tính theo số chu trình phóng/ nạp điện củamột ắc quy đối với một độ sâu phóng điện cho trước, ở một nhiệt độ cho trước
và với một chế độ phóng điện cho trước, cho đến khi ắc quy đó hết hạn sử dụng.Thông thường là khoảng thời gian bắt đầu làm việc đến khi dung lượng của nógiảm tới 80% Thời gian làm việc của một ắc quy phụ thuộc vào độ sâu phóngđiện và nhiệt độ phóng điện của nó Nếu ắc quy làm việc trong chế độ phóngđiện "nông" (ví dụ 40%) thì thời gian làm việc của cảu nó tăng lên Chế độphóng điện sâu ảnh hưởng đến thời gian làm việc của nó Khi nhiệt độ giảm 10Cthì dung lượng của ắc quy axít giảm 1%
Trang 40Tốc độ phóng điện chậm của ắc quy tuy làm tăng dung lượng có thể của ắcquy nhưng lại làm giảm thời gian làm việc của ắc quy, vì a xít thấm sâu hơn vàocác bản cực và gây ra phản ứng hóa học ở đó Hạn sử dụng tiêu chuẩn đượcdùng trong sản xuất và tiêu dùng ắc quy dựa trên chế độ phóng điện 8 giờ đốivới các loại ắc quy hoạt động theo chế độ phóng điện "nông" và 6 giờ đối vớicác loại ắc quy hoạt động theo chế độ phóng điện "sâu".
Sự giảm hạn sử dụng do một số nguyên nhân dưới đây gây ra:
Sự ăn mòn lưới điện cực bởi H2SO4 làm giảm dòng axít Phản ứng ăn mònnày sảy ra mạnh hơn ở phần dưới các bản cực do hiệu ứng được gọi là " Sự phânlớp";
"Sự phân lớp" sinh ra do chế độ najp chậm, khi đó ắc quy chưa bao giờđược nạp đủ no để tạo ra khí và các sản phẩm khác cảu quá trình điện phân
Sự tạo ra khí quá mạnh gây nên sự mất mát dung dịch và làm hư hỏng cácbản cực;
Dung lượng của ắc quy giảm do mức dung dịch quá thấp Mặc khác, sựthoát khí quá mạnh cũng làm hỏng bản cực do hiệu ứng " ma sát nội" làm mấtmát hoạt chất trên các bản cực [7]
4.3.1.3 Các loại ắc quy khác
Ắc quy Niken - cadmi ( Ni - Cd)
Các hoạt chất dùng cho các bản cực là hydroxit niken (Ni(OH)3) cho bảndương và hỗn hợp cadmi và sắt cho bản âm Dung dịch điện phân là xút, KOH.Điện thế mỗi bình ắc quy Ni - Cd khoảng 1,2 V và giữ ổn định cho đến khi ắcquy sử dụng hết dung lượng
Ắc quy Ni - Cd có các ưa điểm sau:
Tuổi thọ trung bình cao và ít công chăm sóc;
Có thể phóng điện sâu mà không bị hư hỏng;
Ít chịu ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ;
Khi sử dụng với hệ nguồn điện Mặt Trời không cần phải sử dụng bộ điềukhiển ắc quy loại này có khả năng chịu được chế độ nạp rất cao - chế độ C/ 1 -tức là dòng điện nạp có thể lớn bằng dung lượng Ah của ắc quy và do đó thờigian nạp chỉ là một giờ Hơn nữa ắc quy Ni - Cd có thể chịu được trạng thái nạpquá no nếu dòng nạp không quá C/15 Nhưng khi ắc quy đã no thì dòng nạp phải
hạ xuống 1 A và dòng nay có thể chạy qua liên tục ắc quy mà không gây ra hưhại gì cho ắc quy;
Có thể giữ được dung lượng khá lâu và giữ dung lượng cao ở nhiệt độ thấp