Năng lượng mặt trời, bức xạ ánh sáng và nhiệt từ Mặt trời, đã được khai thác bởi con người từ thời cổ đại bằng cách sử dụng một loạt các công nghệ phát triển hơn bao giờ hết. Bức xạ mặt trời, cùng với tài nguyên thứ cấp của năng lượng mặt trời như sức gió và sức sóng, sức nước và sinh khối, làm thành hầu hết năng lượng tái tạo có sẵn trên Trái Đất. Chỉ có một phần rất nhỏ của năng lượng mặt trời có sẵn được sử dụng. Điện mặt trời nghĩa là phát điện dựa trên động cơ nhiệt và pin quang điện. Sử dụng năng lượng mặt trời chỉ bị giới hạn bởi sự khéo léo của con người. Một phần danh sách các ứng dụng năng lượng mặt trời sưởi ấm không gian và làm mát thông qua kiến trúc năng lượng mặt trời, qua chưng cất nước uống và khử trùng, chiếu sáng bằng ánh sáng ban ngày, nước nóng năng lượng mặt trời, nấu ăn năng lượng mặt trời, và quá trình nhiệt độ cao nhiệt cho công nghiệp purposes. Để thu năng lượng mặt trời, cách phổ biến nhất là sử dụng tấm năng lượng mặt trời. Công nghệ năng lượng mặt trời được mô tả rộng rãi như là hoặc năng lượng mặt trời thụ động hoặc năng lượng mặt trời chủ động tùy thuộc vào cách chúng nắm bắt, chuyển đổi và phân phối năng lượng mặt trời. Kỹ thuật năng lượng mặt trời hoạt động bao gồm việc sử dụng các tấm quang điện và năng lượng mặt trời nhiệt thu để khai thác năng lượng. Kỹ thuật năng lượng mặt trời thụ động bao gồm các định hướng một tòa nhà về phía Mặt trời, lựa chọn vật liệu có khối lượng nhiệt thuận lợi hoặc tài sản ánh sáng phân tán, và thiết kế không gian lưu thông không khí tự nhiên.
BÀI THUYẾT TRÌNH Chủ đề: Điện mặt trời MƠN: NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Giáo viên môn: Thầy Lê Minh Nhựt Thành viên nhóm 2: TÊN MSSV Phạm Hồng Anh Đức 16147022 Nguyễn Quốc Huy 16147036 Trương Ngọc Trúc Lâm 16147049 Giới thiệu điện lượng mặt trời Điện mặt trời (solar power) gọi quag điện hay quang (tiếng Anh: photovoltaics PV) lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện nhờ Tấm Pin lượng mặt trời (solar cells panel), Pin mặt trời, hay pin quang điện, hệ thống vật liệu đặc biệt có khả chuyển đổi quang ánh sáng mặt trời thành điện Pin mặt trời cấu tạo tế bào quang điện (cells) đơn tinh thể (monocrystalline) đa tinh thể (polycrystalline) có hiệu suất cao (15% - 18%), công suất từ 25Wp đến 300Wp có tuổi thọ trung bình 30 năm Ngày nay, nhu cầu lượng ngày nhiều nên ngành sản xuất pin mặt trời phát triển nhanh chóng Tình hình điện lượng mặt trời giới Sản lượng điện mặt trời tăng 48% năm kể từ 2002, nghĩa hai năm lại tăng gấp đôi giúp ngành lượng đạt tốc độ tăng trưởng cao giới Dữ liệu đến hết năm 2007 cho biết tồn giới đạt 12400 MW cơng suất quang điện trong khoảng 90% hòa vào mạng lưới điện chung, lại lắp tường hay mái nhiều tòa nhà gọi là hệ thống tích hơp điện mặt trời cho tòa nhà GlobalData, doanh nghiệp nghiên cứu tư vấn, cho biết công suất quang điện mặt trời lắp đặt kỳ vọng tăng với tỉ lệ tăng trưởng năm 13,1% năm 2025, từ 271,4 GW năm 2016 lên 756,1 GW năm 2025 Tengger Desert Solar Park - Trung Quốc (Công suất 1500MW) Kurnool Ultra Mega Solar Park- Ấn Độ (1000KW) Solar Star – Mỹ (Công suất 579MW) Topaz Solar Farm – Mỹ (Công suất 550MW) Tình hình điện lượng mặt trời Việt Nam • Tại Việt Nam thuộc nhóm mới nổi, nhập theo phát triển nguồn chung giới, nhập khoa học kỹ thuật, đồng thời đáp ứng nhu cầu phát triển nguồn lượng nguồn lớn khai thác hết, các nhỏ khơng đảm bảo lợi ích mang lại so với thiệt hại mơi trường mà gây Mặt khác Việt Nam có tiềm lớn lượng mặt trời gió, gần xích đạo tồn vùng khô nắng nhiều tỉnh nam Trung Bộ Vì thế cùng với đang Nhà nước Việt Nam khuyến khích phát triển, thể Quyết định 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển lượng tái tạo Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, đảm bảo phát triển nguồn điện dừng dự án và giảm bớt khí đốt • Những ưu đãi đầu tư xây dựng nhà máy giá bán điện cho Điện lực Việt Nam thu hút quan tâm nhà đầu tư nước Vì thế, bắt đầu xây dựng nhà máy điện mặt trời từ năm 2015, đến năm 2019 có vài trăm dự án có cơng suất lắp máy từ 20 đến 250 MW hoàn thành Theo EVN tính tới ngày 30/5/2019 có 47 dự án điện mặt trời với tổng công suất 2.300 MW đấu nối vào lưới điện quốc gia • Nhược điểm của điện mặt trời là điện tạo có ánh sáng mặt trời, cơng suất phát thay đổi liên tục theo mức ánh sáng Vùng thuận lợi cho đặt nhà máy thường cách xa vùng tiêu thụ Điều làm cho lưới điện phải bố trí dẫn truyền điện, có kế hoạch điều hòa nguồn phát thích hợp để đảm bảo lượng cho phụ tải tiêu thụ Nhà máy điện mặt trời Phong Điền Nhà máy điện mặt trời Xuân Thọ (Phú Yên) Nhà máy điện mặt trời Dầu Tiếng (Tây Ninh) Nhà máy điện mặt trời Phước Hữu (Ninh Thuận) Nhà máy điện mặt trời Phước Hữu (Ninh Thuận) Cường độ xạ mặt trời số nắng năm Vùng Giờ nắng năm Cường độ BXMT (kWh/, ngày) Ứng dụng Đơng Bắc 1600-1750 3,3 – 4,1 Trung bình Tây Bắc 1750-1800 4,1 – 4,9 Trung bình Bắc Trung Bộ 1700-2000 4,6 – 5,2 Tốt Tây Nguyên Nam Trung Bộ 2000-2600 4,9 – 5,7 Rất tốt Nam Bộ 2200-2500 4,3 – 4,9 Rất tốt Trung bình nước 1700-2500 4,6 Tốt Lượng tổng xạ mặt trời trung bình ngày (MJ//ngày) Tỉnh, thành Tháng 1-7 Tháng 2-8 Tháng 3-9 Tháng 4-10 Tháng 5-11 Tháng 6-12 Cao Bằng 8,21 18,81 8,72 19,11 10,43 17,60 12,70 13,57 16,81 11,27 17,56 9,37 Móng Cái 18,81 17,56 19,11 18,23 17,60 16,10 13,57 15,75 11,27 12,91 9,37 10,35 Sơn La 11,23 11,23 12,65 12,65 14,45 14,25 16,84 16,84 17,89 17,89 17,47 17,47 Láng (Hà Nội) 8,76 20,11 8,63 18,23 9,09 17,22 12,44 15,04 18,94 12,40 19,11 10,66 Vinh 8,88 21,79 8,13 16,39 9,34 15,92 14,50 13,16 20,03 10,22 19,78 9,010 Đà Nẵng 12,44 22,84 14,87 20,78 18,02 17,93 20,28 14,29 22,17 10,43 21,04 8,47 Cần Thơ 17,51 16,68 20,07 15,29 20,95 16,38 20,88 15,54 16,72 15,25 15,00 16,38 Đà Lạt 16,68 18,94 15,29 16,51 16,38 15,00 15,54 14,87 15,25 15,75 16,38 10,07 Y R E T T A B N Á O T H N Í T Chú ý: - Trong trường hợp nhu cầu sử dụng chủ yếu ban ngày cần thiết kế lượng ắc quy chứa lượng điện sản xuất từ pin mặt trời - Trong hệ solar độc lập sử dụng ngày, để tuổi thọ ắc quy tăng lên (gấp 2,3 lần thơng thường) ta khơng nên cho ắc quy xả sâu, nên bảo vệ ắc quy ngưỡng áp 11V (đối với loại 12V) chuyển sang sử dụng điện lưới bù lưới BÀI TOÁN THỰC TẾ Tính hệ solar cho hộ dân vùng sâu có yêu cầu sử dụng sau: - bóng đèn 18 Watt sử dụng từ 6-10 tối - quạt máy 60 Watt ngày sử dụng khoảng - tủ lạnh 75 Watt chạy liên tục Xác định tổng lượng điện tiêu thụ ngày = (18W x giờ) + (60W x giờ) + (75W x 12 giờ) = 1092 Wh/ngày ( tủ lạnh tự động ngắt đủ lạnh nên xem chạy 12 nghỉ 12 giờ) Tính pin mặt trời (PV panel) PV panel = 1092 x 1,3 = 1419,6 Wh/ngày Tổng Wp PV panel = 1419,6 / 4,58 = 310 Wp Chọn loại PV có 110 Wp số PV cần dùng 310/110 # Tính inverter Tổng cơng suất sử dụng lớn thời điểm = 18 + 60 + 75 = 153 W Công suất inverter = 153 W x 125% = 191,25 # 190 W – Tính hệ solar cho hộ dân vùng sâu có yêu cầu sử dụng sau: - bóng đèn 18 Watt sử dụng từ 6-10 tối - quạt máy 60 Watt ngày sử dụng khoảng - tủ lạnh 75 Watt chạy liên tục Tuy nhiên hệ thống có tủ lạnh với dòng khởi động khoảng gấp 5-6 nên ta có: = (6 x 75 = 450W) Vậy chọn inverter công suất phải lớn 450W Ta chọn loại 500W trở lên cần ý cần chọn inverter sine chuẩn để an tồn cho tủ lạnh Tính tốn battery Dung lượng battery (Ah) = = 178 Ah Với ngày dự phòng, dung lượng bình = 178 x = 356 Ah Như chọn battery deep-cycle 12V/400Ah cho ngày dự phòng Nếu dụng ngày khơng cần tính dự phòng, chọn ắc quy 12V - 200 A h đủ Tính hệ solar cho hộ dân vùng sâu có yêu cầu sử dụng sau: - bóng đèn 18 Watt sử dụng từ 6-10 tối - quạt máy 60 Watt ngày sử dụng khoảng - tủ lạnh 75 Watt chạy liên tục Tính solar charge controller Thông số PV module: Pm = 110 Wp, Vm = 16,7 Vdc , Im = 6,6 A, Voc = 20,7 V , Isc = 7.5 A Như solar charge controller = (3 PV x 7,5 A) x 1,3 = 29,25 A Chọn solar charge controller có dòng 30A / 12V hay lớn ƯU – NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ƯU ĐIỂM • Khả tái tạo - Điện mặt trời nguồn lượng tái tạo, không giống nhiên liệu hóa thạch than, dầu mỏ, khí đốt… nguồn nhiên liệu phục hồi Theo tính tốn NASA, mặt trời cung cấp lượng cho khoảng 6,5 tỉ năm • Sự phong phú, dồi - Tiềm năng lượng mặt trời lớn - ngày, bề mặt trái đất hưởng 120.000 terawatts (TW) ánh sáng mặt trời, cao gấp 20.000 lần so với nhu cầu người tồn giới (1TW = 1.000 tỉ W) • Nguồn cung bền vững vô tận - Năng lượng mặt trời vô tận, dư thừa để đáp ứng nhu cầu lượng nhân loại, đủ dùng cho mn vàn hệ sau • Tính khả dụng - Năng lượng mặt trời tiếp nhận sử dụng nơi giới - khơng vùng gần xích đạo trái đất mà vĩ độ cao thuộc phía bắc phía nam Ví dụ, Đức chiếm vị trí hàng đầu giới việc sử dụng lượng mặt trời có kế hoạch tận dụng tối đa tiềm ƯU ĐIỂM • Sạch sinh thái - Theo xu hướng phát triển gần đấu tranh cho việc làm môi trường trái đất, lượng mặt trời lĩnh vực hứa hẹn nhất, thay phần lượng từ nguồn nhiên liệu không tái tạo đó, đóng vai trò quan trọng công bảo vệ môi trường từ tăng nhiệt toàn cầu Việc sản xuất, vận chuyển, lắp đặt vận hành nhà máy điện mặt trời khơng phát thải loại khí độc hại vào khí Ngay có phát thải lượng nhỏ so sánh với nguồn lượng truyền thống, lượng khí khơng đáng kể • Không gây tiếng ồn - Trên thực tế, việc sản xuất lượng mặt trời không sử dụng loại động máy phát điện, việc tạo điện khơng gây tiếng ồn • Hiệu cao, chi phí hoạt động thấp - Chuyển sang sử dụng pin mặt trời, hộ gia đình có khoản tiết kiệm đáng kể ngân sách chi tiêu Việc bảo trì, tu hệ thống cung cấp lượng mặt trời cho hộ gia đình đòi hỏi chi phí thấp - năm, bạn cần vài lần lau chùi pin lượng mặt trời chúng nhà sản xuất bảo hành khoảng thời gian lên tới 20-25 năm ƯU ĐIỂM • Áp dụng rộng rãi - Phổ ứng dụng lượng mặt trời rộng - cung cấp điện khu vực khơng có kết nối với lưới điện quốc gia (ngay quốc gia phát triển cao Mỹ, Nga, Pháp… có vùng sâu vùng xa gọi “điểm mù điện” thế); dùng để khử muối nước biển nhiều quốc gia châu Phi khan nước chí việc cung cấp lượng cho vệ tinh quỹ đạo trái đất Điện mặt trời gần gọi "năng lượng toàn dân", phản ánh đơn giản việc tích hợp điện mặt trời vào hệ thống cung cấp điện nhà, song song với điện lưới điện từ nguồn cung khác • Cơng nghệ tiên tiến - Cơng nghệ sản xuất pin mặt trời ngày tiến - mô-đun màng mỏng đưa trực tiếp vào vật liệu từ giai đoạn sơ chế ban đầu Tập đoàn Sharp Nhật Bản nhà sản xuất pin mặt trời, vừa giới thiệu hệ thống sáng tạo yếu tố lưu trữ lượng cho kính cửa sổ Những thành tựu lĩnh vực công nghệ nano vật lý lượng tử cho phép kỳ vọng khả tăng công suất pin mặt trời lên gấp lần so với NHƯỢC ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM • Chi phí cao - Có ý kiến cho rằng, điện mặt trời thuộc loại lượng đắt tiền - có lẽ vấn đề gây tranh cãi việc sử dụng nguồn lượng Do việc lưu trữ lượng mặt trời hộ gia đình đòi hỏi khoản chi phí đáng kể giai đoạn ban đầu, nhiều quốc gia khuyến khích việc sử dụng nguồn lượng cách cho vay tín dụng để thực cho thuê pin mặt trời theo hợp đồng có lợi cho người th • Khơng ổn định - Có thực tế bất khả kháng: Vào ban đêm, ngày nhiều mây mưa khơng có ánh sáng mặt trời, lượng mặt trời khơng thể nguồn điện yếu Tuy nhiên, so với điện gió, điện mặt trời lựa chọn có nhiều ưu • Chi phí lưu trữ lượng cao - Giá ắc quy tích trữ điện mặt trời để lấy điện sử dụng vào ban đêm hay trời khơng có nắng cao so với túi tiền đại đa số người dân Vì thế, thời điểm tại, điện mặt trời chưa có khả trở thành nguồn điện hộ gia đình mà nguồn bổ sung cho điện lưới nguồn khác NHƯỢC ĐIỂM • Vẫn gây nhiễm mơi trường, dù - Mặc dù trước mắt thì điện mặt trời được coi là sạch thân thiện với môi trường so với loại lượng khác Việc khai thác điện gần khơng có tác động đến yếu tố khí hậu Tuy nhiên nguồn chất độc hại xả môi trường : - Các dung môi tẩy rửa bề mặt pin, chảy trực tiếp xuống vùng đất hồ nước, đặc biệt hệ thống rửa thiết kế không phù hợp, không thu hồi nước rửa - Những vật liệu hư hỏng, pin hỏng mà nhà máy điện mặt trời thải - Một số quy trình công nghệ để chế tạo pin mặt trời kèm với việc phát thải loại khí nhà kính, nitơ trifluoride hexaflorua lưu huỳnh - Ở quy mô lớn, việc lắp đặt cánh đồng pin mặt trời chiếm nhiều diện tích đất nhẽ dành cho cối thảm thực vật nói chung - Các tấm pin mặt trời được coi bền chắc, sản phẩm từ hãng có uy tín có thời gian phục vụ đến 25 năm Thời gian dài có hạn Mặt khác cố va đập, sét đánh hay nguyên nhân khác, số pin hỏng dần trước đến thời gian sống chờ đợi Việc xử lý hàng trăm ngàn pin phế thải có nhiều chất độc hại vấn đề lớn môi trường, đặc biệt Việt Nam thường có thói quen tấp đống vào chỗ - Nguy lớn khi pin mặt trời và vật liệu phụ trợ nhập từ sở sản xuất có độ tin cậy thấp, có từ cơng ty Trung Quốc từ nhà máy họ Việt Nam NHƯỢC ĐIỂM • Sử dụng nhiều thành phần đắt tiền quý - Việc sản xuất pin mặt trời màng mỏng đòi hỏi phải sử dụng cadmium telluride (CdTe) gallium selenide indi (CIGS) - chất quý đắt tiền, điều dẫn đến gia tăng chi phí • Mật độ lượng thấp - Một thông số quan trọng nguồn điện mặt trời mật độ cơng suất trung bình, đo W/m2 và mơ tả lượng điện thu từ đơn vị diện tích nguồn lượng Chỉ số điện mặt trời 170 W/m2 - nhiều nguồn lượng tái tạo khác, thấp dầu, khí, than điện hạt nhân Vì lý này, để tạo 1kW điện từ nhiệt mặt trời đòi hỏi diện tích lớn pin mặt trời Tài liệu tham khảo 1.Ts.Hoàng Dương Hùng, Năng lượng mặt trời, lý thuyết ứng dụng , Khoa Công nghê nhiệt lạnh , Trường ĐH Bách Khoa Đà Nẵng 2.Wikipedia , Điện mặt trời , https://coccoc.com/search?query=%C4%91i%E1%BB%87n+m%E1%BA%B7t+tr%E1%BB%9Di+wiki 3.Wikipedia , Điện mặt trời Việt Nam , https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90i%E1%BB%87n_m%E1%BA%B7t_tr%E1%BB%9Di_%E1%BB%9F_Vi%E1% BB%87t_Nam 4.Vuphong.vn , Hệ thống điện mặt trời hồ lưới khơng hồ lưới , https://dienmattroihoaluoi.vuphong.vn/dien-nang-luong-mat-troi-hoa-luoi.html 5.Vuphong.vn , Hệ thống điện mặt trời độc lập , https://dienmattroidoclap.vuphong.vn/dien-nang-luong-mat-troi-doc-lap.html evn.com.vn (Tập đoàn điện lực Việt Nam) , Ưu nhược điểm hệ thống lượng mặt trời , https://evn.com.vn/uu-diem-va-nhuoc-diem-nang-luong-mat-troi.aspx ... lượng mặt trời (solar cells panel), Pin mặt trời, hay pin quang điện, hệ thống vật liệu đặc biệt có khả chuyển đổi quang ánh sáng mặt trời thành điện Pin mặt trời cấu tạo tế bào quang điện (cells)... Xuân Thọ (Phú Yên) Nhà máy điện mặt trời Dầu Tiếng (Tây Ninh) Nhà máy điện mặt trời Phước Hữu (Ninh Thuận) Nhà máy điện mặt trời Phước Hữu (Ninh Thuận) Cường độ xạ mặt trời số nắng năm Vùng Giờ... thiệu điện lượng mặt trời Điện mặt trời (solar power) gọi quag điện hay quang (tiếng Anh: photovoltaics PV) lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện