Báo cáo: Nhiệt điện mặt trời

16 44 0
Báo cáo: Nhiệt điện mặt trời

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Với sự tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ của Việt Nam trong hơn thập kỷ qua đã khiến cho nhu cầu về điện năng tăng thêm khoảng 15% mỗi năm. Tuy nhiên,lĩnh vực điện năng đang chủ yếu dựa vào nhiệt điện và thủy điện. Thiếu hụt nguồn cung cấp điện của Việt Nam cũng đang gia tăng, đặc biệt là vào mùa khô do sự phụ thuộc quá lớn vào thủy điện. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới như Việt Nam, nguồn năng lượng mặt trời sử dụng hầu như quanh năm … Một trong số ứng dụng của năng lượng Mặt Trời chính là Nhiệt điện Mặt Trời.

Trường ĐHBKHN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Viện: Kinh tế - Quản lý Độc lập-Tự do-Hạnh phúc Bộ môn: Năng lượng đại cương BẢN BÁO CÁO ĐỀ TÀI 3: NHIỆT ĐIỆN MẶT TRỜI Giảng viên: Đỗ Kim Thoa Danh sách nhóm: Lê Thị Hồi Thương Phạm Thị Hương Nguyễn Thị Thuận Nguyễn Thị Huyền Nguyễn Thị Lý Nguyễn Văn Huy Nguyễn Quang Hưng Lớp: KTCN Lớp: KTCN Lớp: KTCN Lớp: KTCN Lớp: KTCN Lớp KTCN Lớp: KTCN MSSV: 20104825 MSSV: 20104544 MSSV: 20104659 MSSV: 20104714 MSSV: 20104635 MSSV: 20104712 MSSV: 20100365 MỤC LỤC Nội dung: Phần mở đầu Khái niệm Lịch sử phát triển Nguyên lý hoạt động 3.1 Nhà máy Parabolic trough power plants 3.2 Nhà máy Parabolic trough power plants 3.3 Nhà máy điện sử dụng động Stirling Thực trạng ứng dụng 4.1 Thực trạng 4.2 Ứng dụng Tiềm Việt Nam Ưu điểm nhược điểm nhà máy nhiệt điện 6.1 Ưu điểm 6.2 Nhược điểm Kết luận Tài liệu tham khảo Trang 2 3 9 9 13 14 14 14 15 16 MỞ ĐẦU Trong nguồn lượng truyền thống than đá, dầu mỏ dần cạn kiệt, giá thành cao, nguồn cung không ổn định, nhiều nguồn lượng thay nhà khoa học quan tâm, đặc biệt nguồn lượng mặt trời Việc tiếp cận để tận dụng nguồn lượng khơng góp phần cung ứng kịp nhu cầu lượng xã hội mà cịn giúp tiết kiệm điện giảm thiểu nhiễm môi trường Giải pháp sử dụng lượng mặt trời cho giải pháp tối ưu Đây nguồn lượng sạch, không gây ô nhiễm mơi trường có trữ lượng vơ lớn tính tái tạo cao Với tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ Việt Nam thập kỷ qua khiến cho nhu cầu điện tăng thêm khoảng 15% năm Tuy nhiên, lĩnh vực điện chủ yếu dựa vào nhiệt điện thủy điện Thiếu hụt nguồn cung cấp điện Việt Nam gia tăng, đặc biệt vào mùa khô phụ thuộc lớn vào thủy điện Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam, nguồn lượng mặt trời sử dụng quanh năm … Một số ứng dụng lượng Mặt Trời Nhiệt điện Mặt Trời Nhiệt điện mặt trời ngành cơng ngiệp cịn non trẻ đã, ln đề tài nóng cho tồn nhân loại với tình trạng Chúng em chọn đề tài “NHIỆT ĐIỆN MẶT TRỜI” với mong muốn nói lên hiểu biết cơng nghiệp Do nhiều hạn chế mặt hiểu biết nên chúng em mong nhận góp ý từ phía giáo bạn NỘI DUNG KHÁI NIỆM Nhiệt điện Mặt Trời ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng Mặt Trời nhiệt độ cao thành điện LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Mặc dù nhà máy điện mang tính thương mại hồn thiện so với hệ thống máng hình parabol nhiều thiết bị hệ thống thí nghiệm thử nghiệm khắp giới từ 15 năm trước, chúng chứng minh có tính khoa học khả thi tiềm kinh tế công nghệ Từ năm đầu thập niên 80, nhà máy điện xây dựng Nga, Italia, Tây Ban Nha, Nhật Bản, Pháp Mĩ.Trong bảng 1, thí nghiệm liệt kê với đặc điểm quan trọng cuả cơng trình thực nghiệm BẢNG Dự án Đất nước SSPS Tây Ban Nha Tây Ban Nha Italia Nhật Bản Mĩ Tây Ban Nha Mĩ Pháp Nga Mĩ EURELIOS SUNSHINE Solar one CESA-1 MSEE/ CatB THEMIS SPP-5 TSA Solar two Hiệu Năng 0,5 Dung dịch truyền nhiệt Dung dịch Natri Hơi nước 10 1 Hơi nứớc Hơi nước Hơi nước 2,5 10 Muối natri Hơi nước Không khí Phương tiện dự trữ Natri Năm hoạt động 1981 Muối natri/nước Muối/nước Dầu /đá Muối natri Muối natri 1981 Nước/hơi nước Sứ Muối natri 1981 1982 1983 1984 1984 1986 1983 1996 NGUYÊN LÝ 3.1 Nhà máy Parabolic trough power plants Trong nhà máy điện dạng hình máng parabol có nhiều gương dạng hình máng tập trung ánh sáng vào điểm trọng tâm -Các thu ánh sáng đơn lẻ quay theo chiều dọc trục để theo sát di chuyển mặt trời Các gương tập trung ánh sáng lên gấp khoảng 80 lần điểm trung tâm ống hấp thụ Những ống bao bọc lớp kính để hạn chế mát nhiệt xảy Một lớp vỏ bọc chọn lựa đặc biệt bao ống hấp thụ để ngăn cản nhiệt tỏa qua bề mặt ống -Với hệ thống truyền thống, loại dầu giữ nhiệt đặc biệt làm chất dẫn nhiệt -Nguyên lý hoạt động: dầu chảy ống hấp thụ, với tác động ánh sáng nhiệt độ lên đến 400 độ C Lượng nhiệt vận chuyển qua trao đổi nhiệt, nơi tạo nhiệt để sử dụng cho chu trình nước Hơi nước quay tuabin chạy máy phát, tạo điện Sau qua tầng tuabin ngưng đọng lại thành nước thông qua bơm đưa trở lại vòng lặp Nguyên lý sản xuất điện sử dụng nước gọi chu trình Clausius-Rankin - Một giải pháp khác đưa sử dụng bồn nhiệt Hệ thống mặt trời hâm nóng bồn nhiệt vào ban ngày lượng nhiệt từ mặt trời dồi Vào ban đêm hay thời tiết xấu bồn chứa nhiệt giúp vận hành chu trình nước Các bồn nhiệt phải thiết kế chịu nhiệt độ lên tới 300 độ C Các muối nóng chảy sử dụng làm môi chất giữ nhiệt bồn Nhà máy điện đảm bảo cung cấp điện ngày với hỗ trợ bồn nhiệt - Một lựa chọn hóa trực tiếp nước ánh sáng mặt trời Với loại này, nước bay áp suất cao, nhiệt độ khoảng 500 độ C trước dẫn vào tuabin 3.2 Nhà máy Solar tower power plant - Cấu tạo: + Các kính định nhật lắp đặt xung quanh tháp, gương điều khiển riêng biệt máy tính để dõi theo di chuyển mặt trời đồng thời hướng đến đỉnh tháp Chúng phải hướng với độ xác vài phần trăm độ để phản chiếu ánh sáng đến điểm trung tâm (tâm điểm) + Một bình chứa đặt với thiết bị thu, mà tác dụng ánh sáng tập trung nung nóng lên đến nhiệt độ 1000 độ C Khơng khí hay muối nóng chảy vận chuyển nhiệt + Tuabin khí hay điều khiển máy phát để biến đổi nhiệt thành lượng điện -Phân loại: + Loại bình chứa thể tích khơng áp suất, khơng khí từ mơi trường chuyển đến bình chứa (nơi nhận tia sáng phản xạ từ gương) quạt gió Bình chứa nung nóng tia xạ mặt trời chuyển nhiệt độ qua cho khơng khí xung quanh (ở bình chứa) Khơng khí trước vào bình chứa có nhiệt độ thấp Nhiệt độ cao đạt bình chứa Loại nhà máy giảm mát nhiệt phát xạ Khơng khí tăng nhiệt độ lên từ 650 độ C đến 850 độ C, trước đưa vào lò để làm bay nước, điều khiển chu trình tuabin Loại bình chứa không áp suất + Loại thứ hai nhà máy điện tháp mặt trời với bình chứa có áp suất Ánh sáng tập trung để đốt nóng khơng khí bình chứa có áp suất khoảng 15 bar nhiệt độ lên tới 1100 độ C Khơng khí nóng sử dụng để chạy tuabin Khơng khí nóng sau sử dụng lần tuabin lại tái sử dụng để tạo nóng cho chu trình khác Với loại nhà máy này, hiệu suất tăng từ 35% đến 50% Nhà máy điện với bình chứa áp suất -Nguyên lý hoạt động: Điện tạo từ lượng mặt trời dựa nguyên tắc tạo nhiệt độ cao hệ thống gương phản chiếu hội tụ để gia nhiệt cho môi chất làm việc truyền động cho máy phát điện Hiện có hai loại hệ thống thu chủ yếu sau: + Hệ thống dùng parabol trụ để tập trung tia xạ mặt trời vào ống môi chất đặt dọc theo đường hội tụ thu, nhiệt độ đạt tới 400C Bộ thu NLMT gồm hệ thống collector trụ tập trung lượng xạ mặt trời hội tụ đường ống hấp thụ với cường độ 80 lần Trong ống hấp thụ có chứa chất lỏng tải nhiệt(thường dùng dầu tổng hợp) nung nóng đến nhiệt độ 400C Hệ thống trữ nhiệt gồm bình chứa chất giữ nhiệt trung gian(thường hỗn hợp muối) Nhiệt lượng dầu tải nhiệt cung cấp cho thiết bị lò hơi, nhiệt, gia nhiệt cao áp Chu trình nhiệt nước lị tuabin hồn tồn giống chu trình nhà máy nhiệt điện + Hệ thống nhận nhiệt trung tâm cách sử dụng gương phản xạ có định vị theo phương mặt trời để tập trung lượng mặt trời đến thu đặt đỉnh tháp cao, nhiệt độ đạt tới 1500C.Hệ thống gương phản xạ tập trung nhiệt vào thu, nung nóng hỗn hợp muối nóng chảy đến khoảng 700C Muối nóng chứa vào bình dẫn nung nóng nước thành lị 3.3 Nhà máy điện sử dụng động Stirling Nhà máy điện sử dụng động Stirling kiểu nhà máy mời chưa ứng dụng rộng rãi Nhà máy điện sử dụng động Stirling THỰC TRẠNG VÀ ỨNG DỤNG 4.1 Thực trạng Cho đến gần đây, sức nóng mặt trời trọng việc ứng dụng vào việc chuyển hóa sang nhiệt năng, điện phục vụ nhu cầu sống Sức nóng ánh nắng mặt trời tập trung lại thiết bị đặc biệt để đun nóng nước sử dụng gia đình hay tạo nước để sản xuất điện Đây nguồn lượng vô tận gần hồn tồn miễn phí khơng sản sinh chất thải hủy hoại môi trường Đứng đầu lĩnh vực nghiên cứu khoa học công nghệ, sản xuất ứng dụng thiết bị sử dụng lượng mặt trời quốc gia Mỹ, Nhật Bản, Đức, số nước thuộc khối EU, Israel Trung Quốc 4.1 Ứng dụng Công ty Ausra Inc đưa vào hoạt động trạm lượng nhiệt mặt trời (STE) Kimberlina Bakersfield (bang California, Mỹ) Đây trạm nhiệt điện mặt trời kể từ Công ty FPL Energy xây dựng hệ thống phát lượng mặt trời sa mạc Mojave vào cuối năm 1980 đầu năm 1990 Trạm Kimberlina công suất MW điện sử dụng công nghệ tập trung lượng mặt trời (concentrating solar power – CSP) “thế hệ mới”, theo cách gọi Ausra Inc., cơng ty nói trạm phát điện xây dựng theo mẫu trạm nhiệt điện Liddell bang New South Wales (Ôxtrâylia) Trạm bao gồm dãy gương dài 1.000 foot (cỡ 300 m), 150 công nhân phải tháng xây dựng xong Các tuyến thu lượng phát 25 MW nhiệt làm quay tuabin trạm phát điện lượng cạnh Theo cơng ty Ausra, họ giảm chi phí nhờ đơn giản hố thiết kế sản xuất gương hàng loạt nhà máy họ Las Vegas (bang Nevada) Kimberlina bước khởi đầu nhiệt điện mặt trời bang California Hiện công ty Ausra triển khai cho công ty Pacific Gas and Electric nhà máy nhiệt điện công suất 177 MW Carrizo Plains, phía tây Bakersfield Ngồi nhà máy trên, Ban Năng lượng bang California xét duyệt đề xuất năm nhà máy nhiệt điện mặt trời cỡ lớn, bao gồm dự án SES Solar Two (750 MW) công ty Stirling Energy Systems, tháp lượng mặt trời Ivanpah (400 MW) công ty BrightSource, dự án máng thu lượng mặt trời (250 MW) công ty Beacon Solar Kern County hai dự án lượng hỗn hợp (hybrid) có sử dụng máng thu lượng mặt trời để tạo công suất tổng 112 MW Sáu dự án nói cộng lại bổ sung 1.689 MW cho lưới điện Văn phòng Quản lý Đất Liên bang nghiên cứu yêu cầu đầu tư 34 nhà máy điện mặt trời miền Nam California, với tổng công suất khoảng 24 GW Hãng Acciona Energy (Tây Ban Nha) khai trương nhà máy nhiệt điện mặt trời diện tích 160 ha, gần thành phố Boulder City Nevade (cách Las Vegas chừng 40 kilomet) Trong thực tế, hệ thống có tên Nevada Solar One, bao gồm gương xếp thành dãy kéo dài 75 km Nhà máy điện có khả tạo dịng điện cơng suất 64 MWh Hãng Acciona khơng tiết lộ chi phí khai trương nhà máy nhiệt điện – mặt trời.Tuy nhiên người ta biết việc xây dựng trợ cấp Bộ lượng Theo Solar Energy Industries Association – tổ chức đại diện cho nhà sản xuất pin volter hệ thống lấy lượng phương pháp nhiệt – mặt trời, cơng suất thiết bị nhiệt – mặt trời có giá khoảng từ 12-14 cent cho kilowatt giờ, cịn pin mặt trời truyền thống số 18-40 cent cho kilowatt Giá bán điện Mỹ trung bình 10,5 cent/kilowatt Năng lượng nhiệt – mặt trời sử dụng trình khác Trước hết trợ giúp cho nhà máy điện nước khí gas Trong nhà máy này, gas đốt bên động phản lực, làm quay tuốc bin sinh điện Khí nóng lối làm nóng nước lên, nước lại làm quay tuốc bin thứ hai, khiến cho hiệu suất tăng thêm Trong phương án nhiệt – mặt trời, lúc ban đầu nhiệt lượng lấy từ mặt trời sử dụng để đun nóng nước Những người ủng hộ giải pháp khẳng định hệ thống tạo nhiều 1/6 số lượng lượng so với số lượng nhà máy điện chạy gas Hiện nay, Ngân hàng giới xem xét việc ủng hộ tài cho dự án nhà máy nhiệt điện – mặt trời Moroco Ai Cập Ứng dụng thứ hai lượng nhiệt – mặt trời cho thấy tất dự án điều phải lớn tiên tiến mặt kỹ thuật Cách chưa lâu, hãng Solar Turbine Group kỹ sư viện công nghệ Massachussets (MIT) thành lập, nhận 130.000 USD từ Ngân hàng giới, tài trợ cho việc thử nghiệm nhà máy phát điện – mặt trời đơn giản, cấu tạo từ phần bỏ ô tô cũ “Việc sản xuất hệ thống tốn khoảng 5000 USD tạo dịng điện có suất 600 watt” – Nhà khoa học Sam White thuộc hãng Solar Turbine Group cho biết 10 TIỀM NĂNG Ở VIỆT NAM Vị trí địa lý ưu cho Việt Nam nguồn lượng tái tạo vô lớn, đặc biệt lượng mặt trời Trải dài từ vĩ độ 23 độ 23’ Bắc đến độ 27’ Bắc, nằm vùng cận Xích Đạo, Việt Nam nằm khu vực có cường độ xạ mặt trời tương đối cao Trong đó, nhiều phải kể đến thành phố Hồ Chí Minh, tiếp đến vùng Tây Bắc (Lai Châu, Sơn La, Lào Cai) vùng Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh)…Việt nam xem quốc gia có tiềm lớn lượng mặt trời, đặc biệt vùng miền trung miền nam đất nước, với cường độ xạ mặt trời trung bình khoảng kWh/m2 Trong cường độ xạ mặt trời lại thấp vùng phía Bắc, ước tính khoảng kWh/m2do điều kiện thời tiết với trời nhiều mây mưa phùn vào mùa đông mùa xuân (Tô Quốc Trụ, 2010) Ở Việt nam, xạ mặt trời trung bình 150 kcal/m2 chiếm khoảng 2.000 – 5.000 năm (Tô Quốc Trụ, 2010; Trịnh Quang Dũng, 2010) Năng lượng mặt trời Việt nam có sẵn quanh năm, ổn định phân bố rộng rãi vùng miền khác đất nước Đặc biệt, số ngày nắng trung bình tỉnh miền trung miền nam khoảng 300 ngày/năm Theo giáo sư, tiến sĩ khoa học Nguyễn Tiến Khiêm, nguyên Viện trưởng Viện Cơ học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, tất nguồn lượng tái tạo, lượng mặt trời phong phú biến đổi thời kỳ biến đổi khí hậu Việt Nam với lợi nước nằm giải phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều năm đồ xạ mặt trời giới, với dải bờ biển dài 3.000km, có hàng nghìn đảo có cư dân sinh sống nhiều nơi đưa điện lưới đến Vì vậy, sử dụng lượng mặt trời nguồn lượng chỗ để thay cho dạng lượng truyền thống, đáp ứng nhu cầu vùng dân cư kế sách có ý nghĩa mặt kinh tế, an ninh quốc phòng Tuy nhiên, việc ứng dụng lượng mặt trời Việt Nam chưa phát triển Nếu so với số nước châu Phi hay Nam Á có hồn cảnh, Việt Nam cịn sau họ Tại Thái Lan, Malaysia, Trung Quốc, Hàn Quốc từ nhiều năm coi hướng phát triển lượng tái tạo quốc sách lượng mặt 11 trời có tăng trưởng mạnh chiếm tỷ lệ đáng kể cấu phân bổ điện Trước tình hình đặt ra, địi hỏi cần có bước đắn việc khai thác nguồn lượng vô tận Tuy nhiên, để xây dựng nhà máy nhiệt điện cần phải phát triển Khoa học-kĩ thuật, nguồn vốn mặt xây dựng ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN MẶT TRỜI 6.1 Ưu điểm - Nó nguồn lượng tái tạo vơ tận - Dễ cài đặt, cài đặt cho người dùng cá nhân, tổ chức quy mô lớn - Không gây ồn ào, nhiễm tiếng ồn - Chi phí bảo trì, bảo dưỡng thấp - Một lợi quan trọng môi trường lượng mặt trời khơng có khí thải carbon dioxide khí khác sản xuất điện, nên nguồn lượng - Năng lượng Mặt Trời miễn phí, ngồi chi phí cài đặt ban đầu lượng Mặt Trời khơng có phí khác 6.2: Nhược điểm -Chi phí lắp đặt ban đầu tế bào lượng mặt trời cao Tuy nhiên, ta cần đầu tư vào cài đặt sau sử dụng điện miễn phí - Năng lượng mặt trời làm việc khơng hiệu nước có khí hậu lạnh khan ánh sáng mặt trời - Ít hiệu mùa mưa thời tiết lạnh - Năng lượng mặt trời sử dụng vào ban ngày - Đối với cơng trình có quy mơ lớn, diện tích chi phí lắp đặt cao mà không đáp ứng nhu cầu cần thiết 12 KẾT LUẬN Với mục tiêu phát triển bền vững bảo vệ Trái đất, Năng lượng mặt trời nói chung Nhiệt điện mặt trời nói riêng toàn thách thức nhà khoa học Chúng ta cần có cơng nghệ, giải pháp, hướng phát triển mục tiêu chiến lược để đẩy mạnh công nghiệp Do nhiều hạn chế mặt kiến thức tầm nhìn nên cáo cáo chúng em cịn nhiều thiếu xót, mong bạn đóng góp ý kiến để báo cáo kiến thức chúng em thêm hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Giáo trình lượng đại cương - Giáo trình lượng hạt nhân - Trang Tailieu.vn - Trang Wikipedia - Trang Nangluongmatroi.com - Trang nangluongxanh.com - Trang tamnhin.net 14 ... thủy điện Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam, nguồn lượng mặt trời sử dụng quanh năm … Một số ứng dụng lượng Mặt Trời Nhiệt điện Mặt Trời Nhiệt điện mặt trời ngành cơng ngiệp cịn non trẻ... đề tài “NHIỆT ĐIỆN MẶT TRỜI” với mong muốn nói lên hiểu biết cơng nghiệp Do nhiều hạn chế mặt hiểu biết nên chúng em mong nhận góp ý từ phía giáo bạn NỘI DUNG KHÁI NIỆM Nhiệt điện Mặt Trời ứng... hoạt động trạm lượng nhiệt mặt trời (STE) Kimberlina Bakersfield (bang California, Mỹ) Đây trạm nhiệt điện mặt trời kể từ Công ty FPL Energy xây dựng hệ thống phát lượng mặt trời sa mạc Mojave

Ngày đăng: 13/08/2020, 21:17

Hình ảnh liên quan

BẢNG 1 Dự án  Đất nước  Hiệu  - Báo cáo: Nhiệt điện mặt trời

BẢNG 1.

Dự án Đất nước Hiệu Xem tại trang 4 của tài liệu.
Trong nhà máy điện dạng hình máng parabol có rất nhiều tấm gương dạng hình máng tập trung ánh sáng vào một điểm trọng tâm - Báo cáo: Nhiệt điện mặt trời

rong.

nhà máy điện dạng hình máng parabol có rất nhiều tấm gương dạng hình máng tập trung ánh sáng vào một điểm trọng tâm Xem tại trang 5 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan