Đang tải... (xem toàn văn)
Mục đích nghiên cứu của luận văn nhằm đánh giá tiềm năng năng lượng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ thông qua số liệu nắng và số liệu bức xạ. Nghiên cứu hiện trạng sử dụng năng lượng mặt trời cho các hoạt động của con người ở khu vực ven biển Trung Bộ. Đánh giá khả năng và đề xuất được một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng mặt trời đối với khu vực nghiên cứu.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Hữu Hải KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI PHỤC VỤ CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA CON NGƢỜI VÙNG VEN BIỂN TRUNG BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Hữu Hải KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI PHỤC VỤ CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA CON NGƢỜI VÙNG VEN BIỂN TRUNG BỘ Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng Mã số : 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS HOÀNG XUÂN CƠ XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG Giáo viên hƣớng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn thạc sĩ khoa học GS.TS Hoàng Xuân Cơ PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải Hà Nội – 2016 LỜI CẢM ƠN Qua luận văn này, xin chân thành bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc tới GS.TS Hồng Xn Cơ, thầy ln quan tâm, tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ suốt q trình nghiên cứu Tơi xin chân thành cám ơn TS Tạ Văn Đa, hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành tốt luận văn Tơi xin chân thành cám ơn thầy cô Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Đại học Quốc gia Hà Nội giúp đỡ truyền đạt kiến thức quý báu suốt trình tơi học tập trường Luận văn hoàn thành phần nhờ đồng thuận cung cấp tài liệu từ đề tài cấp ĐHQG Hà Nội: “Khảo sát, đánh giá tiềm năng lượng gió mặt trời vùng bờ Việt Nam”, mã số QG.15.18, chủ nhiệm đề tài GS.TS Hồng Xn Cơ Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình, quan, bạn bè ủng hộ tơi suốt trình nghiên cứu thực luận văn Xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày …… tháng… năm 2016 Tác giả Lê Hữu Hải MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan sơ lƣợc khu vực nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan vùng Bắc Trung Bộ 1.1.2 Tổng quan vùng Trung Trung Bộ 1.1.3 Tổng quan vùng Nam Trung Bộ 1.2 Tổng quan lƣợng mặt trời 1.2.1 Khái niệm chung 1.2.2 Sơ lƣợc nghiên cứu ứng dụng lƣợng mặt trời giới 1.2.3 Sơ lƣợc nghiên cứu ứng dụng lƣợng mặt trời Việt Nam 10 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 16 2.1.1 Mạng lƣới trạm quan trắc khí tƣợng 16 2.1.2 Thời gian nắng 17 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 17 2.2.1 Phƣơng pháp thu thập, chiết xuất, thống kê, tổng hợp số liệu 17 2.2.2 Phƣơng pháp đánh giá tiềm 17 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 18 3.1 Tiềm năng lƣợng mặt trời vùng ven biển Trung Bộ 18 3.1.1 Khu vực Bắc Trung Bộ 18 3.1.2 Khu vực Trung Trung Bộ 21 3.1.3 Khu vực Nam Trung Bộ 25 3.1.4 Số nắng năm khu vực 28 3.1.5 Số ngày có nắng 30 3.1.6 Chênh lệch số nắng trạm 32 3.1.7 Chênh lệch số nắng tháng năm 33 3.2 Hiện trạng sử dụng lƣợng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ 34 3.2.1 Giàn đun nƣớc nóng lƣợng mặt trời 34 3.2.2 Thiết bị sấy lƣợng mặt trời 35 3.2.3 Hệ thống chƣng cất nƣớc lƣợng mặt trời 36 3.2.4 Hệ thống pin mặt trời 37 3.2.5 Một số ứng dụng khác 39 3.3 Khả sử dụng lƣợng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ 42 3.3.1 Nhu cầu sử dụng lƣợng mặt trời vùng ven biển Trung Bộ 42 3.3.2 Khái lƣợc điều kiện tự nhiên miền Trung liên quan đến lƣợng mặt trời 43 3.3.3 Điều kiện tài chế sách miền Trung liên quan đến khai thác lƣợng mặt trời 44 3.3.4 Đánh giá khả sử dụng lƣợng Mặt trời vùng ven biển Trung Bộ 46 3.3.5 Một số giải pháp nâng cao hiệu sử dụng lƣợng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ 48 KẾT LUẬN 50 KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các số liệu công suất pin mặt trời lắp đặt [18] Bảng 1.2 Lộ trình phát triến nƣớc nóng mặt trời [13] 12 Bảng 3.1 Phân chia mức nắng năm 28 Bảng 3.2 Điểm đánh giá số nắng 28 Bảng 3.3 Điểm đánh giá số ngày có nắng 30 Bảng 3.4 Độ chênh năm 2009 32 Bảng 3.5 Độ chênh năm 2010 32 Bảng 3.6 Đánh giá độ chênh số nắng trạm 33 Bảng 3.7 Độ chênh năm 2009 33 Bảng 3.8 Độ chênh năm 2010 33 Bảng 3.9 Đánh giá độ chênh số nắng tháng 34 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Thị phần cơng suất lắp đặt thiết bị nƣớc nóng NLMT 10 nƣớc dẫn đầu giới [10] Hình 1.2 Hệ thống cung cấp nƣớc nóng lƣợng mặt trời theo kiểu đối lƣu tự nhiên 11 Hình 3.1 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2009 khu vực Bắc Trung Bộ 18 Hình 3.2 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 khu vực Bắc Trung Bộ 18 Hình 3.3 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2009 trạm Hà Tĩnh 19 Hình 3.4 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 trạm Hƣơng Khê 20 Hình 3.5 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2009 khu vực Bắc Trung Bộ 20 Hình 3.6 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2010 khu vực Bắc Trung Bộ 21 Hình 3.7 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2009 khu vực Trung Trung Bộ 22 Hình 3.8 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 khu vực Trung Trung Bộ 22 Hình 3.9 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2009 trạm Lý Sơn 23 Hình 3.10 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 trạm Tuyên Hóa 23 Hình 3.11 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2009 khu vực Trung Trung Bộ 24 Hình 3.12 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2010 khu vực Trung Trung Bộ 24 Hình 3.13 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2009 khu vực Nam Trung Bộ 25 Hình 3.14 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 khu vực Nam Trung Bộ 25 Hình 3.15 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 trạm Phan Thiết 26 Hình 3.16 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 trạm Hoài Nhơn 26 Hình 3.17 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2009 khu vực Nam Trung Bộ 27 Hình 3.18 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2010 khu vực Nam Trung Bộ 27 Hình 3.19 Bản đồ số nắng trung bình năm 2009 – 2010 [6] 29 Hình 3.20 Bản đồ số ngày nắng trung bình năm 2009 – 2010 [6] 31 Hình 3.21 Giàn đun nƣớc nóng lƣợng mặt trời 35 Hình 3.22 Thiết bị sấy lƣợng mặt trời 36 Hình 3.23 Lễ khởi cơng dự án nhà máy điện mặt trời Quảng Ngãi 37 Hình 3.24 Lễ khởi cơng dự án nhà máy điện mặt trời Quảng Bình 38 Hình 3.25 Các giàn pin mặt trời hộ gia đình 39 Hình 3.26 Bếp lƣợng mặt trời hình hộp hình parabol 40 Hình 3.27 Xích lơ chạy lƣợng Mặt trời 40 Hình 3.28 Hệ thống sản xuất mắm lƣợng mặt trời 41 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BXMT : Bức xạ mặt trời NL : Năng lƣợng NLMT : Năng lƣợng mặt trời NLTT : Năng lƣợng tái tạo PMT : Pin mặt trời TCTK : Tổng cục thống kê MỞ ĐẦU Mặt trời nguồn lƣợng khổng lồ Hoạt động mặt trời thƣờng xuyên tạo dòng xạ có lƣợng lớn truyền vào không gian vũ trụ Song, phần xạ mặt trời truyền vào trái đất phần nhỏ Mặc dù vậy, nguồn lƣợng mặt trời (NLMT) đến với Trái đất đủ nuôi sống toàn đất Ngoài việc lƣợng mặt trời tự tạo hoạt động sống bình thƣờng cho lồi sinh vật, có ngƣời từ xa xƣa, lồi ngƣời biết tận dụng nguồn lƣợng quý giá nhiều hoạt động thực tiễn để nhằm cải tạo thiên nhiên, chinh phục vũ trụ, cải thiện nâng cao chất lƣợng sống Tuy dòng xạ mặt trời đến trái đất nhỏ so với tổng thể khổng lồ nó, nhƣng so với chúng ta, lại nguồn lƣợng vơ tận Bức xạ mặt trời, trƣớc hết xạ trực tiếp, đến trái đất lại tạo nhiều dạng xạ thứ cấp khác nhƣ phản xạ, tán xạ (bức xạ khuếch tán), xạ mặt đất, xạ khí quyển,…Nếu khai thác có hiệu dạng xạ này, mang đến cho nguồn lƣợng dồi Các nhà khoa học giới nghiên cứu cho thấy rằng, nguồn lƣợng xạ tạo nên khơng có ảnh hƣởng độc hại đến mơi trƣờng xung quanh Từ lâu, nhiều nơi giới sử dụng lƣợng mặt trời nhƣ giải pháp thay nguồn tài nguyên truyền thống Tại Đan Mạch, năm 2000, 30% hộ dân sử dụng thu lƣợng mặt trời, có tác dụng làm nóng nƣớc Ở Brazil, vùng xa xôi hiểm trở nhƣ Amazon, điện lƣợng mặt trời ln chiếm vị trí hàng đầu Ngay Đông Nam Á, điện mặt trời Philipines đảm bảo nhu cầu sinh hoạt cho 400.000 dân Vdần Điều dẫn đến kết đến ngày mặt trời thơi không tồn Tuy nhiên, khối lƣợng mặt trời vô lớn, vào khoảng 1,991x1030kg, nên thời gian để mặt trời tồn đƣợc tính hàng tỷ năm Bên cạnh biến đổi nhiệt độ đáng kể theo bán kính, điểm đặc biệt khác mặt trời phân bố khối lƣợng khơng đồng Ví dụ, khối lƣợng riêng vị trí gần tâm mặt trời vào khoảng 100g/cm3, khối lƣợng riêng trung bình mặt trời vào khoảng 1,41g/cm3 Các kết nghiên cứu cho thấy, khoảng cách từ mặt trời đến Trái đất khơng hồn toàn ổn định mà dao động khoảng ±1,7% xoay quanh giá trị trung bình trình bày Trong kỹ thuật lƣợng mặt trời, ngƣời ta ý đến khái niệm số mặt trời (Solar Constant) Về mặt định nghĩa, số mặt trời đƣợc hiểu lƣợng xạ mặt trời nhận đƣợc bề mặt có diện tích 1m đặt bên ngồi bầu khí thẳng góc với tia tới Tại khoảng cách trung bình từ trái đất đến mặt trời (1.5x1011 m), số mặt trời S0 = 1367 W/m2 Mặt trời phát dòng lƣợng gần nhƣ khơng đổi đƣợc gọi độ chói mặt trời, có giá trị: L0 = 3.9x1026 W [11] Trong tự nhiên, xạ mặt trời dòng vật chất lƣợng q trình phong hóa, bóc mòn, vận chuyển, bồi tụ nhƣ chiếu sáng sƣởi ấm cho hành tinh hệ mặt trời Ngày nay, ngƣời biến đổi lƣợng xạ mặt trời nhiều dạng lƣợng khác để sử dụng: trời đầu ngƣời (theo đơn vị kWth/1000 dân) đến năm 2013, có nƣớc dẫn đầu giới là: (1) Đảo Sip, 548; (2) Áo, 420; (3) Israel, 385; (4) Barbados, 320; (5) Hy Lạp, 268 Chú ý rằng, nƣớc nƣớc phát triển giàu Điều cho thấy, cơng nghệ nhiệt mặt trời nhiệt độ thấp phát triển có hiệu nhiều nƣớc, có Việt Nam.[10] Hình 1.1 Thị phần cơng suất lắp đặt thiết bị nƣớc nóng NLMT 10 nƣớc dẫn đầu giới [10] Theo Renewables 2014, Global Status Report, cơng suất lắp đặt pin mặt trời tồn giới đến năm 2013 139 GW Năm 2013, Đức lắp thêm 3,3 GW, đƣa tổng công suất đến 2013 lên 36 GW; Trung Quốc lắp thêm 12,9 GW, chiếm khoảng 72% tổng công suất PMT lắp thêm năm 2013 tồn giới, trở thành nƣớc có vị trí thứ 2, với tổng cơng suất khoảng 19 GW; Vị trí thứ Ý, với tổng cơng suất đến 2013 khoảng 17,5 GW; Mỹ đứng vị trí thứ sau Nhật Bản, có tổng cơng suất 12,5 GW, năm 2013 lắp thêm 4,8 MW; Nhật Bản lắp thêm 6,9 GW, tăng 50% so với công suất xây dựng trƣớc đó, đƣa tổng cơng suất lên khoảng 14 GW.[18] Bảng 1.1 Các số liệu công suất pin mặt trời lắp đặt [18] Nƣớc Công suất pin mặt trời lắp đặt, GW Đức Nhật 36 14 Mỹ Ý Trung Quốc 12,5 17,5 19 Nguồn: Renewables 2014, Global Status Report Các hình 1.1 bảng 1.1 cho thấy, nƣớc thi đua khai thác nguồn lƣợng vô tận từ mặt trời để đáp ứng nhu cầu thiết yếu ngƣời Trong đó, nói tốc độ khai thác sử dụng lƣợng mặt trời Trung Quốc ấn tƣợng Các nƣớc khu vực có cạnh tranh liệt lĩnh vực Ngoài ra, chạy đua tìm kiếm nguồn lƣợng nhằm thay cho nguồn lƣợng dần cạn kiệt trái đất, giới khoa học tìm cách tận dụng nguồn lƣợng vô tận từ vũ trụ, mà đặc biệt lƣợng mặt trời Nguồn lƣợng giúp nhà khoa học ứng dụng vận hành thành công nhiều phát minh khoa học độc đáo, đồng thời mở hội khai thác lƣợng cho toàn nhân loại: - Máy bay sử dụng lƣợng mặt trời từ lâu đƣợc số quốc gia nhƣ Anh, Mỹ, Nhật Bản tìm cách phát triển thu đƣợc thành công lớn Chiếc máy bay chạy lƣợng mặt trời đại Mỹ loại máy bay với sải cánh dài 70 m, trọng lƣợng khoảng 1,6 thực thành công nhiều chuyến bay không cần đến nhiên liệu khác - Thành công ứng dụng lƣợng mặt trời vào việc cung cấp lƣợng cho điện thoại di động thuộc nhà cung cấp điện thoại di động Samsung, sau hãng cho đời loại điện thoại di động thân thiện với môi trƣờng đƣợc chế tạo từ nhựa tái chế, đặc biệt gọi, nghe liên tục mà khơng cần sạc pin Thay vào đó, ngƣời sử dụng việc để mặt sau điện thoại tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, tự nạp lƣợng thông qua pin lƣợng mặt trời Chiếc điện thoại Samsung đƣợc đánh giá điểm nhấn khoa học công nghệ kỷ XXI - Ý tƣởng trạm xe buýt chiếu sáng tự động bắt đầu đƣợc đƣa thực Florence - Italia Vào ban đêm, trạm xe bt trở thành cơng trình chiếu sáng cơng cộng thu hút sang trọng Ngoài ra, trạm xe buýt, cài đặt thêm hệ thống cho phép ngƣời đợi xe kết nối wifi sử dụng điện thoại truy cập Internet miễn phí lúc chờ đợi - Ơ tơ chạy lƣợng mặt trời sản phẩm nhà sản xuất ôtô Thụy Sĩ đƣợc trƣng bày triển lãm xe ôtô Geneva Chiếc ôtô đƣợc phủ lớp film quang điện mỏng cho phép hấp thụ lƣợng từ mặt trời giúp vận hành liên tục 20 phút Tuy tích trữ cung cấp lƣợng thời gian ngắn, song loại xe đƣợc đánh giá thân thiện với môi trƣờng đƣợc nhà khoa học nhiều quốc gia giới nghiên cứu phát triển [3,5] 1.2.3 Sơ lược nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời Việt Nam Mặc dù đƣợc đánh giá có tiềm đáng kể lƣợng mặt trời, nhƣng nhiều nguyên nhân khác nhau, tỉ trọng lƣợng mặt trời cán cân lƣợng sử dụng chung toàn đất nƣớc bé Tuy vậy, thấy rõ lƣợng mặt trời đƣợc nghiên cứu đƣa vào sử dụng từ lâu Việt Nam Bên cạnh phƣơng thức khai thác truyền thống, đơn giản, mang tính dân gian nhƣ phơi lúa sấy khô loại thủy hải sản, hoạt động nghiên cứu sử dụng lƣợng mặt trời Việt Nam thƣờng tập trung vào lĩnh vực nhƣ cung cấp nƣớc nóng dùng sinh hoạt phát điện qui mô nhỏ Các hoạt động khác nhƣ sấy, nấu ăn, chƣng cất nƣớc, làm lạnh,…có đƣợc ý đến nhƣng qui mô lẻ tẻ, chƣa đáng kể 1.2.3.1 Cung cấp nước nóng lượng mặt trời Đây lĩnh vực có phát triển đáng kể năm gần đây, tỉnh phía Nam Về nguyên tắc, có hai loại phƣơng án sử dụng lƣợng mặt trời để cung cấp nƣớc nóng dùng sinh hoạt gia đình (dùng để tắm rửa chén bát): 10 - Phương án 1: kết hợp với điện, có bơm nƣớc để thực trình trao đổi nhiệt theo kiểu đối lƣu cƣỡng - Phương án 2: sử dụng lƣợng mặt trời, trình trao đổi nhiệt theo kiểu đối lƣu tự nhiên [14] Hiện thị trƣờng có hai loại phƣơng án nêu Tuy nhiên, hệ thống cung cấp nƣớc nóng lƣợng mặt trời thuộc phƣơng án thƣờng đắt nhiều lần so với phƣơng án 2, thực tế thƣờng gặp hệ thống cung cấp nƣớc nóng lƣợng mặt trời theo phƣơng án nhiều phƣơng án Nƣớc nóng đến nơi sử dụng Cấp nƣớc lạnh 1- Collector mặt trời 3- Bình chứa nước nóng 2- Ống nước nóng tuần hồn 4- Ống nước lạnh tuần hồn Hình 1.2 Hệ thống cung cấp nƣớc nóng lƣợng mặt trời theo kiểu đối lƣu tự nhiên Thực tế cho thấy, tỉnh phía Nam, gần nhƣ sử dụng nƣớc nóng mặt trời suốt năm Tùy vào đặc điểm hệ thống cụ thể tùy vào tình hình thời tiết cụ thể, mà nhiệt độ trung bình nƣớc vào cuối buổi chiều biến đổi khoảng từ 45oC khoảng gần 70oC 11 Với hệ thống thuộc phƣơng án 1, có sử dụng điện trở chắn nhiệt độ nƣớc ổn định, kiểm sốt đƣợc, có nghĩa không phụ thuộc vào thời tiết Trong hệ thống ngồi điện trở có thêm rơ le kiểm sốt nhiệt độ bơm nƣớc Do chƣa có số liệu thống kê đáng tin cậy thật khó xác định số lƣợng hệ thống nƣớc nóng mặt trời đƣợc lắp đặt phạm vi nƣớc Tuy nhiên, điều rõ ràng nƣớc nóng mặt trời ngày đƣợc nhiều ngƣời quan tâm Nhƣ trình bày trên, điều kiện Việt Nam, tính khả thi việc ứng dụng nƣớc nóng mặt trời cao, đặc biệt tỉnh phía nam Bảng 1.3 dƣới trình bày lộ trình phát triển nƣớc nóng mặt trời năm tới Các số liệu bảng tƣơng ứng với lƣợng nƣớc nóng mặt trời dự kiến khai thác đƣợc qui đổi sang đơn vị TOE (tấn dầu tƣơng đƣơng), lộ trình ứng với tiêu mức cao Bảng 1.2 Lộ trình phát triến nƣớc nóng mặt trời [13] Năm 2010 2015 2020 2025 TOE 8600 21500 43000 107500 Ghi chú: TOE (The tonne of oil equivalent) đơn vị sử dụng để đo lượng, lượng nhiệt sinh đốt dầu thơ, có giá trị xấp xỉ khoảng 42GJ 1.2.3.2 Cung cấp điện lượng mặt trời Tính đến năm 2010, tổng công suất điện mặt trời đƣợc lắp đặt phạm vi toàn quốc vào khoảng 4MWp [5] Trong tất trƣờng hợp, theo ngôn ngữ thông dụng, thiết bị dùng để biến đổi trực tiếp xạ mặt trời thành điện pin mặt trời Đây hệ thống nhỏ lẻ, không nối lƣới, thƣờng đƣợc sử dụng trực tiếp dạng điện chiều để thắp sáng, số trƣờng hợp đƣợc biến thành điện xoay chiều để sử dụng cho nhu cầu khác Trong vài năm trở lại đây, theo xu chung, có số cố gắng nghiên cứu nối lƣới điện mặt trời Tuy nhiên, hoạt động dừng mức thử nghiệm, chƣa ứng dụng đƣợc đời sống xã hội 12 Về mặt nguyên lý, pin mặt trời đƣợc tạo nên từ chất bán dẫn Dƣới tác động tia xạ mặt trời, điện tử đƣợc tách khỏi nguyên tử, chuyển động điện tử đƣợc đấu nối qua vật dẫn điện tạo nên dòng điện Quá trình biến đổi từ tia sáng mặt trời (Photons) thành điện (Voltage) đƣợc gọi hiệu ứng quang điện (Photovoltaic Effect) Cho đến nay, mặt thị trƣờng, vật liệu thƣờng đƣợc sử dụng công nghiệp chế tạo pin mặt trời Silic tinh thể Silic vơ định hình Trong năm gần đây, số nhà nghiên cứu có xu hƣớng chuyển sang chế tạo pin mặt trời sở nano-TiO2 tẩm chất nhạy quang (Dye-Sensitized Nanocrystalline TiO2 Solar Cell) Tùy theo cấu tạo loại vật liệu đƣợc sử dụng mà hiệu suất pin mặt trời biến đổi khoảng từ 11,1% 27,3% Thông thƣờng pin mặt trời đƣợc tạo nên từ nhiều module giống nhau, cách ghép module theo cách ngƣời ta chế tạo pin mặt trời có mức điện áp cơng suất khác Do khả cung cấp điện pin mặt trời có quan hệ chặt chẽ với cƣờng độ xạ mặt trời, mà cƣờng độ xạ mặt trời lại thƣờng xuyên biến đổi, biểu diễn công suất pin mặt trời dạng W (Watt) mà phải Wp (Watt-peak) Theo định nghĩa, Wp công suất điện chiều pin mặt trời đƣợc đo đạc điều kiện tiêu chuẩn nhƣ sau: - Cƣờng độ sáng: 1000W/m2 - Nhiệt độ môi trƣờng: 25oC - Quang phổ nguồn sáng thử nghiệm phải tƣơng tự nhƣ quang phổ xạ mặt trời tƣơng ứng với hệ số khối lƣợng khơng khí 1,5 [3] Nhìn chung, nay, kinh phí để lắp đặt pin mặt trời hầu hết đến từ dự án hợp tác quốc tế đến từ ngân sách nhà nƣớc, có trƣờng hợp ngƣời dân tự bỏ tiền túi để lắp đặt Tuy nhiên, vài năm gần đây, tình hình thay đổi theo chiều hƣớng tích cực Trong khoảng 10 năm trở lại đây, xuất vài công ty chuyên kinh doanh pin mặt trời, có số dự án thành lập nhà máy sản xuất pin mặt trời, thực tế xây dựng nhà máy sản xuất pin mặt trời Có thể xem SELCO-Vietnam cơng ty 13 chuyên kinh doanh pin mặt trời Việt Nam, công ty 100% vốn nƣớc ngoài, đƣợc thành lập vào năm 1997 Nhà máy pin mặt trời thuộc Công ty cổ phần Năng lƣợng Mặt trời đỏ đƣợc xem nhà máy Việt Nam lĩnh vực này, nhà máy đƣợc khởi cơng vào ngày 20.3.2008 huyện Đức Hòa, tỉnh Long An, công suất dự kiến giai đoạn 3MWp/năm giai đoạn 5MWp/năm [5] Cũng nhƣ nƣớc khác khu vực, việc sử dụng pin mặt trời Việt Nam có tính khả thi cao có nhu cầu tiềm lớn Bằng cách triển khai rộng rãi pin mặt trời, đáp ứng đƣợc nhu cầu sử dụng điện cho hộ gia đình, tổ chức đơn vị trú đóng vùng sâu, vùng xa Ƣu điểm pin mặt trời tuổi thọ lâu, nhƣng nhƣợc điểm pin mặt trời giá thành cao, chƣa phù hợp với phần lớn hộ gia đình nghèo thật có nhu cầu Chính vậy, năm tới, nên tập trung đẩy mạnh việc sử dụng pin mặt trời đơn vị thuộc khu vực nhà nƣớc vùng xa xôi nhƣ đơn vị đội, trạm bƣu điện, trạm y tế, trƣờng học hệ thống đèn báo hiệu giao thông,…Riêng đồng bào vùng sâu, vùng xa, nhà nƣớc cần có sách hỗ trợ tài thích hợp hy vọng thúc đẩy đƣợc việc sử dụng pin mặt trời Các số liệu khảo sát sơ cho thấy, nhu cầu lắp đặt pin mặt trời cho tổ chức, đơn vị thuộc khu vực nhà nƣớc vùng xa xơi khơng 450MWp Riêng với hộ gia đình vùng sâu, vùng xa, thật khó xác định xác nhu cầu lắp đặt Mặc dù vậy, vòng 10 năm tới, với hỗ trợ Ngân hàng giới, Chính phủ xây dựng dự án 30000 hệ điện mặt trời cho hộ gia đình với tổng cơng suất lắp đặt dự kiến khoảng 1,4MWp.[14] 1.2.3.3 Các ứng dụng khác Nhƣ trình bày trên, ngoại trừ nƣớc nóng mặt trời pin mặt trời, Việt Nam việc ứng dụng lƣợng mặt trời vào lĩnh vực khác đƣợc xem không đáng kể Tuy nhiên, số ứng dụng ỏi lại, sấy nấu ăn lƣợng mặt trời đƣợc ý nhiều giá thành rẻ công nghệ 14 chế tạo đơn giản Hiện nay, số nơi ngƣời ta ứng dụng lƣợng mặt trời để sấy nông hải sản, chủ yếu nông sản Phƣơng pháp sấy thƣờng đƣợc ứng dụng làm nóng khơng khí trực tiếp lƣợng mặt trời, có nghĩa khơng thơng qua trung gian chất tải nhiệt khác Tuy nhiên, cấu tạo hệ thống sấy thô sơ hiệu thấp Để làm nóng khơng khí ngƣời ta thƣờng dùng collector mặt trời dạng phẳng, trƣờng hợp khơng khí đƣợc cho phía hay phía dƣới bề mặt hấp thụ Trong số trƣờng hợp khác, việc làm nóng khơng khí đƣợc thực ống lớp bọc plastic có tiết diện tròn Cùng với sấy, có vài dự án triển khai bếp mặt trời cho đồng bào vùng sâu, vùng xa Phƣơng án thƣờng đƣợc sử dụng chảo parabol Trong trƣờng hợp ngƣời ta đặt vật cần nhận nhiệt tiêu điểm parabol Nói chung công nghệ sản xuất chảo parabol đơn giản Thỉnh thoảng xuất bếp mặt trời dạng hình hộp Nhìn chung bếp mặt trời chƣa hấp dẫn đƣợc nhiều ngƣời vận hành không ổn định bất tiện khác 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Cục Mạng lƣới trang thiết bị kỹ thuật KTTV (2001), Quy phạm quan trắc khí tượng bề mặt, Hà Nội Cục kỹ thuật điều tra – Tổng cục Khí tƣợng thủy văn (1990), Quy phạm quan trắc xạ, Hà Nội Nguyễn Xuân Cự, Lƣu Đức Hải, Trần Thanh Lâm, Trần Văn Quy (2008), Tiềm phương hướng khai thác dạng lượng tái tạo Việt Nam, chương trình nghị 21, Hà Nội Nguyễn Hƣớng Điền (2002), Khí tượng vật lý, Hà Nội Phạm Ngọc Hồ, Lê Đình Quang (2009), Giáo trình động lực học mơi trường lớp biên khí quyển, Hà Nội Hán Thị Ngân (2012), Đánh giá tiềm năng lượng mặt trời Việt Nam theo số liệu quan trắc khí tượng thủy văn, Luận văn thạc sỹ khoa Môi trƣờng, Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐH Quốc gia Hà Nội Phân viện Khí tƣợng thủy văn TP.HCM (1986), Thơng báo kết nghiên cứu – Tập IV, TP Hồ Chí Minh Trần Văn Sáp, Vũ Văn Đĩnh nnk (2007), Nghiên cứu, đánh giá hệ thống quan trắc khí tượng, thủy văn, hải văn, loại máy thiết bị đo hệ thống quan trắc Khí tượng – Thủy văn – Hải văn nước ta, Trung tâm Khí tƣợng thủy văn quốc gia, Hà Nội, tr – 19 Phan Văn Tân, Trần Công Minh, Phạm Văn Huấn (2002), Khí hậu vật lý tồn cầu, Biên dịch tài liệu Dennis L Hartmann, Hà Nội 10 Đặng Đình Thống (2010), Đánh giá hiệu thực tế tiết kiệm lượng thiết bị đun nước nóng lượng mặt trời, Báo cáo Chƣơng trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lƣợng tiết kiệm hiệu 11 Đặng Đình Thống, Lê Danh Liên (2005), Cơ sở lượng tái tạo, Hà Nội 12 Phạm Ngọc Tồn, Phan Tất Đắc (1993), Khí hậu Việt Nam, Hà Nội 52 13 Viện Khí tƣợng thủy văn (1986), “Tập Báo cáo cơng trình nghiên cứu khoa học”, Hội nghị khoa học lần thứ III, Hà Nội 14 Viện Khí tƣợng thủy văn (1985), Phân vùng xạ mặt trời lãnh thổ Việt Nam, Hà Nội Tiếng Anh 15 WMO (2006), Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation, (Preliminary seventh edition) - No.8 16 Demers M.N (1997), Fundamentals of geographical information systems, John Wiley & Sons, New York 17 Polger, P.D., B.S Goldsmith, R.C Przywarty, and J.R Bocchieri, (1994): National Weather Service warning performance based on the WSR- 88D, Bull Amer Meteor Soc 18 REN21, Renewables 2014, Global Status Report, December 2014 53 ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Hữu Hải KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI PHỤC VỤ CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA CON NGƢỜI VÙNG VEN BIỂN TRUNG BỘ Chuyên ngành : Khoa. .. thống pin mặt trời 37 3.2.5 Một số ứng dụng khác 39 3.3 Khả sử dụng lƣợng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ 42 3.3.1 Nhu cầu sử dụng lƣợng mặt trời vùng ven biển Trung Bộ ... mặt trời, nhà máy điện mặt trời Nói chung hệ thống thiết bị mặt trời có loại khác tính sử dụng lƣợng mặt trời: - Loại không tập trung lƣợng mặt trời, loại hoạt động tác dụng tổng xạ, tức sử dụng