• Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất. Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời. • Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ Cổ đại.2.Sự hình thành năng lượng gió Không khí giữa xích Bức xạ Mặt Trời đạo và 2 cực cũng chiếu xuống như không khí giữa bề mặt Trái Đất mặt ban ngày và mặt không đồng đều GIÓ banđêm của Trái Đất di động Một nửa bề mặt của Trái Đất,ban đêm, bị che khuất không Bức xạ Mặt Trời Áp suất không khí ở các vùng gần giữa xích đạo và nhận được bức xạ xích đạo nhiều 2 cực khác nhau của Mặt Trời hơn là ở các cực3. Sử dụng năng lượng gió: Khinh khí cầu Cối xay gió Thuyền buồm Năng lượng gió đã được sử dụng từ hằng trăm năm nay.Ngày nay năng lượng gió được đa dạng trong sử dụng Phát điện Ô tô Trạm Chiếu phát sáng sóng viễn thông3.1. Vật lý học về năng lượng gió Năng lượng gió là động năng của không khí chuyển động với vận tốc v. Khối lượng đi qua một mặt phẳng hình tròn vuông góc với chiều gió trong thời gian t là: Với ρ là tỷ trọng của không khí, V là thể tích khối lương không khí đi qua mặt cắt ngang hình tròn diện tích A, bán kinh r trong thời gian t. Vì thế động năng E (kin) và công suất P của gió là:3.2 Bơm nước dùng sức gió
SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Năng lượng gió kết hợp lượng Mặt Trời • Năng lượng gió động khơng khí di chuyển bầu khí Trái Đất Năng lượng gió hình thức gián tiếp lượng mặt trời • Sử dụng lượng gió cách lấy lượng xa xưa từ môi trường tự nhiên biết đến từ thời kỳ Cổ đại 2.Sự hình thành lượng gió Khơng khí xích Bức xạ Mặt Trời đạo cực chiếu xuống khơng khí bề mặt Trái Đất mặt ban ngày mặt khơng đồng GIĨ banđêm Trái Đất di động Một nửa bề mặt Trái Đất,ban đêm, bị che khuất không Bức xạ Mặt Trời Áp suất khơng khí vùng gần xích đạo nhận xạ xích đạo nhiều cực khác Mặt Trời cực Sử dụng lượng gió: Khinh khí cầu Cối xay gió Thuyền buồm Năng lượng gió sử dụng từ trăm năm Ngày lượng gió đa dạng sử dụng Phát điện Ơ tơ Trạm Chiếu phát sáng sóng viễn thơng 3.1 Vật lý học lượng gió Năng lượng gió động khơng khí chuyển động với vận tốc v Khối lượng qua mặt phẳng hình trịn vng góc với chiều gió thời gian t là: Với ρ tỷ trọng khơng khí, V thể tích khối lương khơng khí qua mặt cắt ngang hình trịn diện tích A, bán kinh r thời gian t Vì động E (kin) cơng suất P gió là: 3.2 Bơm nước dùng sức gió SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Hình 3.3.Máy bơm nước piston sức gió Turbin gió; Trục; Tay quay; Thanh truyền; Đòn bẩy; Thanh nối; Piston; Cột đỡ Nguyên lý hoạt động : chuyển động quay turbin gió biến thành chuyển động tịnh tiến truyền nhờ cấu biên tay quay, qua cần bẩy 5, nối đến piston Cơng xuất điện từ lượng gió giới Số thứ Công suất Công suất Quốc gia Số thứ tự Quốc gia tự (MW) (MW) Đức Bồ Đào Nha 01 16.628 12 523 Hy Lạp 02 Tây Ban Nha 8.263 13 466 03 Hoa Kỳ 6.752 14 Canada 444 Đan Mạch Thụy Điển 04 3.118 15 442 Ấn Độ 05 2.983 16 Pháp 390 06 Ý 1.265 17 Úc 380 07 Hà Lan 1.078 18 Ireland 353 Nhật 08 940 19 New Zealand 170 Liên hiệp Anh 09 897 20 Na Uy 160 Bắc Ireland Trung quốc Các nước lại 10 764 951 Tổng cộng 11 Áo 607 47.574 toàn giới 4.Cấu tạo tuabin gió Ngun lý HĐ: - Tuabin ln định hướng hướng gió SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ - Năng lượng gió làm cho cánh quạt quay quanh rotor Mà rotor nối với trục trục truyền động làm quay trục quay máy phát để tạo điện - Dòng điện sinh hòa vào lưới điện nạp vào ắc quy Các loai tuabin gió thơng dụng Tuabin trục ngang Các loai tuabin gió thông dụng Tuabin trục đứng Giromill Darrieus wind turbine Savonius wind turbine Các loai tuabin gió kỳ lạ Băng ngang đường Dạng chuỗi Đập gió Siêu tuabin 5.Năng lượng gió mối quan hệ với môi trường: Ưu điểm lượng gió Một nguồn tài ngun tái tạo hồn tồn Miễn phí hạn chế phát thải khí độc hại Khơng có rủi ro từ phản ứng phóng xạ Hầu vô bền vững Một nguồn tiềm năng lượng toàn hành tinh Sử dụng nơi Đa dạng chủng loại kích cỡ 5.Năng lượng gió mối quan hệ với mơi trường: Nhược điểm lượng gió Nguồn lượng bất ổn định Gây tiếng ồn Giết hại chim chóc Chi phí sản xuất lớn Phân bố không đồng Ảnh hưởng tới cảnh quan thiên nhiên 6- Năng lượng gió Việt Nam: Sử dụng lượng gió việt nam Dự án xây dựng 20 cột gió với tổng cơng suất 15MW khu bờ biển bán đảo Phương Mai, Thành phố Quy Nhơn phần huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định Viện Năng lượng chuẩn bị nghiên cứu khả thi xây dựng trang trại gió quy mơ lớn, số trang trại 20 MW Khánh Hồ Tổng cơng ty điện lực Việt Nam dự định tài trợ để xây dựng trang trại với công suất 50 MW, Khánh Hoà Giá phong điện vào khoảng 7-8cent (800 đồng/kWh).Tổng đầu tư giai đoạn cho 50MW điện 65 triệu USD, giá bán điện dự kiến 45 USD/MWh 6- Năng lượng gió Việt Nam: Sử dụng lượng gió việt • Điển hình công ty Cổ phần nam lượng tái tạo Việt Nam-REVN ,Công ty thành lập năm 2004, vốn điều lệ khiêm tốn 10 tỷ đồng Công ty SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ đầu tư nhà máy phong điện tỉnh Bình Thuận với cơng suất 120MW • Nhà máy điện gió Bạc Liêu Công ty TNHH Xây dựng-Thương mại-Du lịch Công Lý (Cà Mau) làm chủ đầu tư, xây dựng khu vực ven biển thuộc ấp Biển Đông A, xã Vĩnh Trạch Đông, thị xã Bạc Liêu, tỉnh Bạc Liêu • Ngồi cịn có dự án liên danh EAB Viet Wind Power Co.,Ltd, (tập đoàn EAB Đức) đầu tư khoảng 1.500 tỷ vào nhà máy điện gió Phước Hữu Tập đồn EAB cịn liên kết với cơng ty Trasesco Việt Nam để đầu tư số dự án khác Sóc Trăng 6- Năng lượng gió Việt Nam: Sử dụng lượng gió việt nam Quạt gió huyện Hệ thống đèn chạy Qu đảo Bạch Long Vĩ lượng mặt trời gió đặt Khu Cơng nghệ cao Hịa Lạc (Hà Nội) Năng lượng Mặt Trời Mặt Trời nguồn lượng lớn mà người tận dụng được: sạch, mạnh mẽ, dồi dào, đáng tin cậy, gần vơ tận, có khắp nơi dù hay nhiều[i] Việc thu giữ lượng Mặt Trời (NLMT) gần khơng có ảnh hưởng tiêu cực đến mơi trường Việc sử dụng NLMT khơng thải khí nước độc hại, khơng góp phần vào vấn đề ô nhiễm môi trường hiệu ứng nhà kính 5.1 Tổng quan Mặt Trời nguồn lượng lớn mà người tận dụng được: sạch, mạnh mẽ, dồi dào, đáng tin cậy, gần vơ tận, có khắp nơi dù hay nhiều[i] Việc thu giữ lượng Mặt Trời (NLMT) gần khơng có ảnh hưởng tiêu cực đến mơi trường Việc sử dụng NLMT khơng thải khí nước độc hại, khơng góp phần vào vấn đề nhiễm mơi trường hiệu ứng nhà kính Hai phương pháp phổ biến dùng để thu nhận trữ lượng Mặt Trời phương pháp thụ động phương pháp chủ động Phương pháp thụ động sử dụng nguyên tắc thu giữ nhiệt cấu trúc vật liệu cơng trình xây dựng Phương pháp chủ động sử dụng thiết bị đặc biệt để thu xạ nhiệt sử dụng hệ thống quạt máy bơm để phân phối nhiệt Phương pháp thụ động có lịch sử phát triển dài hẳn, phương pháp chủ động phát triển chủ yếu kỷ 20 Hai ứng dụng NLMT là: + Nhiệt Mặt Trời: chuyển xạ Mặt Trời thành nhiệt năng, sử dụng hệ thống sưởi, để đun nước tạo quay turbin điện SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HOÀNG TRÍ + Điện Mặt Trời: chuyển xạ Mặt Trời (dưới dạng ánh sáng) trực tiếp thành điện (hay gọi quang điện-photovoltaics) Hai dạng hệ thống dân dụng sử dụng NLMT phổ biến hệ thống sưởi nhiệt Mặt Trời hệ thống Quang Điện cá nhân Các hệ thống khác bao gồm: hệ thống đun nước Mặt Trời, máy bơm NLMT, Điện MT dùng trạm TT Vô Tuyến vùng xâu vùng xa Bài viết tập trung vào phần ứng dụng sản xuất điện từ lượng Mặt Trời (nhiệt điện Mặt Trời quang điện) Tuy công suất lắp đặt ĐMT tương đối thấp so với số dạng NL khác thủy điện gió, nhu cầu Điện Mặt Trời tăng nhanh vịng 15 năm qua, với tốc độ trung bình 25% năm Riêng năm 2004, tổng công suất lắp đặt điện Mặt Trời toàn cầu đạt 927 MW, tăng gần gấp đôi so với năm 2003 (574) gấp 40 lần so với 20 năm trước[ii] Các quốc gia phát triển giới thúc đẩy mạnh mẽ kế hoạch phát triển Điện Mặt Trời thông qua cải thiện kỹ thuật trợ vốn 5.2 Nguồn lượng mặt trời Mặt Trời khối cầu có đường kính khống 1,4 triệu km với thành phần gồm khí có nhiệt độ cao Nhiệt độ bên Mặt Trời đạt đến gần 15 triệu độ, với áp suất gấp 70 tỷ lần áp suất khí Trái Đất Đây điều kiện lý tưởng cho phản ứng phân hạch nguyên tử hydro Bức xạ gamma từ phản ứng phân hạch này, qua trình truyền từ tâm Mặt Trời ngoài, tương tác vơi nguyên tố khác bên Mặt Trời chuyển thành xạ có mức lượng thấp hơn, chủ yếu ánh sáng phần nhiệt phổ lượng Bức xạ điện từ này, với phổ lượng trải dài từ cực tím đến hồng ngoại, phát khơng gian hướng khác Quá trình xạ Mặt Trời diễn từ tỷ năm nay, tiếp tục vài tỷ năm SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Mỗi giây, Mặt Trời phát khối lượng khổng lồ vào Thái Dương Hệ, nhiên phần nhỏ tổng lượng xạ đến Trái Đất Tuy nhiên, SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ phần lượng xem lớn, vào khoảng 1.367 MW/m2 ngoại tầng khí Trái Đất Một phần lớn xạ Mặt Trời phản xạ lại không gian bề mặt đám mây 99% xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất chuyển thành nhiệt sau tỏa nhiệt lại không gian Chỉ cần phần nhỏ lượng Mặt Trời sử dụng đáp ứng nhu cầu lượng giới SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ 5.3 Chuyển lượng Mặt Trời thành điện (QUANG ĐIỆN) Các pin Mặt Trời chuyển đổi trực tiếp ánh sáng thành điện năng, thường thấy máy tính cầm tay hay đồng hồ đeo tay Chúng làm từ vật liệu bán dẫn tương tự điện tử máy tính SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Một ánh sáng Mặt Trời hấp thụ vật liệu này, lượng Mặt Trời đánh bật hạt điện tích (electron) lượng thấp nguyên tử vật liệu bán dẫn, cho phép hạt tích điện di chuyển vật liệu tạo thành điện Quá trình chuyển đổi photon thành điện này gọi hiệu ứng quang điện Cho dù phát từ 200 năm trước[iii], kỹ thuật quang điện phát triển rộng rãi ứng dụng dân kể từ khủng hoảng dầu mỏ vào năm 1973[iv] Các pin Mặt Trời thông thường lắp thành module khoảng 40 phiến pin, 10 module lắp gộp lại thành chuỗi Quang điện dài vài mét Các chuỗi Pin Mặt Trời dạng phẳng lắp góc cố định hướng phía Nam, lắp hệ thống hiệu chỉnh hướng nắng để bắt nắng theo thay đổi quĩ đạo nắng Mặt Trời Qui mô hệ thống quang điện từ mức 10-20 chuỗi quang điện cho ứng dụng dân sự, hệ thống lớn bao gồm hàng trăm chuỗi quang điện kết nối với để cung cấp cho sở sản xuất điện hay ứng dụng công nghiệp Một số dạng pin Mặt Trời thiết kế để vận hành điều kiện ánh sáng Mặt Trời hội tụ Các Pin Mặt Trời lắp đặt thành collector tập trung ánh sáng Mặt Trời sử dụng lăng kính hội tụ ánh sáng Phương pháp có mặt thuật lợi bất lợi so với mạng Pin Mặt Trời dạng phẳng (flat-plate PV) Thuận lợi điểm sử dụng vật liệu Pin Mặt Trời bán dẫn đắt tiền hấp tối đa ánh sáng Mặt Trời Mặt bất lợi lăng kính hội tụ phải hướng thẳng đến Mặt Trời, việc sử dụng hệ hấp thu tập trung khai triển khu vực có nắng nhiều nhất, đa số địi hỏi việc sử dụng thiết bị hiệu chỉnh hướng nằng tối tân, kỹ thuật cao Hiệu Pin Mặt Trời phụ thuộc trực tiếp vào hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành điện phiến pin MặT TRờI Chỉ có ánh sáng Mặt Trời với mức lượng định chuyển đổi cách hiệu thành điện năng, chưa kể đến phần lớn lượng ánh sáng bị phản chiếu lại hấp thu vật liệu cấu thành phiến pin Do đó, hiệu suất tiêu biểu cho loại pin Mặt Trời thương mại tương đới thấp, khoảng 15% (tương đương với 1/6 xạ Mặt Trời chiếu đến pin chuyển thành điện)[v] Hiệu suất thấp dẫn đến việc đòi hỏi tăng diện tích lắp đặt để đạt cơng suất đưa ra, tức tăng giá thành sản xuầt Do đó, mục tiêu hành đầu ngành cơng nghiệp ĐMT tăng hiệu Pin giảm giá thành đơn vị phiến pin SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Dạng đơn giản hệ thống quang điện cục hệ thống liên kết tải trực tiếp, tức dòng điện chiều phát từ module quang điện dẫn trực tiếp vào tải mà không qua hệ thống trữ điện trung gian (như bình ắc qui) Đương nhiên hệ thống có tác dụng vào ban ngày vài nắng, cung cấp điện cho tải nhỏ hệ thống quạt lưu thơng khí, hệ thống đun nước nhiệt Mặt SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Trời Phần thiết kế quan trọng cho hệ thống trực tiếp tính tốn điện trợ tải sau cho phù hợp với công suất tối đa chuỗi pin Mặt Trời Đối với số loại tải máy bơm nước, người ta gắn dạng biến điện DC-AC điện từ, gọi hệ thống theo dõi công suất tối đa, nguồn tải để vận dụng tốt công suất tối đa nguồn Đối với hầu hết hệ thống điện Mặt Trời gia dụng bình ắc qui sử dụng để trữ điện Mặt Trời cho việc sử dụng vào buởi tới vào ngày không nắng nắng yếu Vào ngày nắng tốt, bình ắc qui sạc đầy nhờ dòng DC từ module quang điện, tải điện sử dụng điện sặc từ bình ắc qui 5.4 Nhiệt Mặt Trời 5.4.1 Chuyển hóa nhiệt Mặt Trời thành điện Năng lượng nhiệt Mặt Trời nhiệt hấp thụ hệ thống thu bắt nhiệt từ ánh sáng Mặt Trời, sử dụng để đun nóng nước (hoặc số dung dịch khác) để tạo nước Khác với hệ nhiệt Mặt Trời công suất nhỏ sử dụng chảo thu mặt phẳng để thu nhiệt từ ánh sáng Mặt Trời, nhà máy nhiệt Mặt Trời công suất lớn sử dụng thiết bị thu hội tụ ánh sáng Mặt Trời từ đạt nhiệt độ cao cần thiết SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ để tạo nước quay turbin Nước nóng sử dụng nhà ở, công sở sở công nghiệp[ix] Hơi nước sử dụng để quay turbin vận hành phát điện Nhiệt Mặt Trời có ứng dụng rộng rãi việc cung cấp nước nóng sản xuất điện, với cơng suất đạt tới vài MW Có dạng tập trung lượng Mặt Trời tạo nhiệt đun là: trũng parabol, dĩa quay tháp lượng Nếu khai triển qui mơ lớn, điện nhiệt Mặt Trời có tính cạnh tranh cao Ứng dụng thương mại công nghệ xuất vào đầu năm 80 phát triển nhanh ưu điểm sau: + Điện nước nóng sản xuất lúc + Qui mơ nhà máy thay đổi để thích ứng với ứng dụng theo thời điểm, cơng suất nhà máy điều tiết để đáp ứng nhu cầu điện lúc cao điểm vào ban ngày + Nhà máy nhiệt Mặt Trời khơng gây nhiễm hoàn tất xây dựng thời gian ngắn 5.4.2 Các hệ thống thu hội tụ ánh sáng Mặt Trời SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Các nhà máy nhiệt Mặt Trời sử dụng phương pháp thu hội tụ ánh sáng khác có khác biệt đáng kể qui mô Hệ thống thu nhiệt trung tâm sử dụng nhà máy lớn bao gồm gương hội tụ ánh sáng Mặt Trời vào dĩa thu lắp đỉnh tháp trung tâm (Hình 5.11) Bức xạ nhiệt ánh sáng Mặt Trời làm nóng chảy muối bên chảo thâu, nhiệt lượng muối nóng chảy sử dụng để tạo điện thông quan máy phát dạng thông thường Nước dung dịch đun bơm vào tháp đun nóng để sử dụng trực tiếp chuyển thành để quay turbine Các gương có khả theo dõi quay theo thay đổi hướng nắng[x], từ đảm bảo hội tụ tối đa ánh sáng Mặt Trời dĩa thu Mặt thuận lợi hệ thống muối nóng chảy có khả giữ nhiệt hiệu quả, kéo dài đến vài ngày trước sử dụng để chuyển thành điện, có nghĩa điện vận sản xuất ngày âm u vào vài sau hồng SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Một dạng thiết bị thu nhiệt Mặt Trời thứ hai hệ thống hình dĩa (rất giống dạng dĩa thâu tín hiệu vệ tinh viễn thong, xem hình 5.12) Hệ thống sử dụng dĩa phản chiếu hình parabol để hội tụ ánh sáng vào tâm thu tiêu điểm dĩa Dung dịch đun truyền vào dĩa thu để hấp thu nhiệt Nhiệt cho dung dịch đung dãn nở làm đẩy piston từ quay turbin Phương pháp cho SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 phép tập trung ánh sáng từ 100 đến 2000 lần GVHD: HỒNG TRÍ SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Dạng hệ thống cịn lại thiết bị hình trũng (hình 5.13) Thiết bị gương cầu dài dùng hội tụ ánh sáng lên ống dẫn chứa dung dịch đun (dầuoil) Dung dịch đun ống đạt đến nhiệt độ 4000C Solar Electric Generating Systems vùng Nam California Dung dịch đun nhiệt độ cao sử dụng để đun nóng nước tạo quay turbin vận hành máy phát điện SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Mỹ, Áo, TBN, Nhất Bản Pháp quốc gia dẫn đầu khai thác nhiệt Mặt Trời tạo điện thông qua hệ thống tập trung ánh sáng có cơng suất lắp đặt lên đến hàng trăm MW (Hình 5.14) Chỉ riêng vào năm 1995, Cộng Đồng Châu Âu có 6,5 triệu m2 diện tích lắp đặt gương tập trung ánh sáng Mặt Trời với tốc độ phát triển 15% năm trước SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ 5.5 Các tác động mơi trường So với nhà máy điện truyền thống, ĐMT gây tác động đến mội trường Trong trình vận hành, Pin quang điện hồn tồn khơng sử dụng dạng nhiên liệu nào, khơng thải khí chất lỏng độc hại không sử dụng nước để hạ nhiệt Các ảnh hưởng tiêu cực đến mơi trường, có, từ ĐMT chất hóa học sử dụng q trình chế tạo, sản xuất pin diện tích đất sử dụng Trong qua trình chế tạo số loại pin QĐ, đặc biệt Pin gallium arsenide, số hóa chất độc sử dụng Các chất sinh nhà máy, việc kiểm sốt chặt chẽ q trình sản xuất quản lý hợp lý chất thải độc hại, nguy làm ô nhiệm môi trường giúp giảm thiểu Việc xử lý Pin Mặt Trời sau hết hạn sử dụng vấn đề đáng lưu ý[xi] Tuy nhiên hầu hết vật liệu có khả gây hại tái chế Gần người ta đưa số lo ngại vấn đề diện tích đất địi hỏi để sản xuất số lượng lớn Điện Mặt Trời[xii] Tuy nhiên, thực tế tính gộp tất giai đoạn địi hỏi q trình sản xuất điện, mạng điện Mặt Trời chiếm diện tích sử dụng (trên đơn vị điện) ngang với nhà máy điện than điện nguyên tử[xiii] Ngoài phải kể đến khả thích ứng hệ thống quan điện cục với cấu trúc xây dựng, ví dụ lắp đặt dàn pin Mặt Trời mái nhà việc tận dụng khu vực đất trống bỏ hoang (ít giá trị) sa mạc 5.6 Giá thành Giá thành trở ngại lớn việc khai triển Điện Mặt Trời, cho dù 20 năm qua, giá thành Điện Mặt Trời giảm 40 lần, trung bình 4% năm Đó chủ yếu nhờ vào sử cải thiện hiệu suất chuyển đổi lượng qui mô sản xuất lắp đặt ngày cành mở rộng Một hệ thống quang điện gia đình có giá thành dao động từ 8-10 USD/W Nếu phủ trợ giá, đồng thời tận dụng việc giảm giá thành pin mua số lượng lớn, giá lắp đặt dao động hạ xuống đến $3-4/W (hoặc 10-12 xu Mỹ/kWh) Đối với hệ thống quang điện qui mơ lớn, khơng trợ giá, giá thành Điện Mặt Trời dao động vào khoảng 22-40 xu Mỹ/KWh (với điều kiện khí hậu thuận lợi) Nói chung, vốn đầu tư ban đầu trở ngại lớn Hầu hết tất phương pháp khai triển điện Mặt Trời (trừ trường hợp hệ thống thu dạng phẳng) địi hỏi diện tích đất đai tương đới lớn để đạt hiệu suất cần thiết Chính mà giá thành tăng cao Hiệu suất điện Mặt Trời phụ thuợc vào vị trí chiếu sáng Mặt Trời, trở ngại khắc phục nhờ việc sử dụng heliostat dĩa thu hội tụ Giá thành Pin quang điện cao SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ việc ứng dụng vật liệu bán dẫn, chí lên đến gấp đơi so với giá thành từ dạng điện thông thường khác 5.7 Phát triển Điện Mặt Trời Việt Nam Việt Nam có xạ Mặt Trời vào loại cao giới, với số nắng dao động từ 1.600-2.600 giờ/năm, đặc biệt khu vực phía Nam Việt Nam có 100 trạm quan trắc tồn quốc để theo dõi liệu lượng mặt trời Tính trung bình tồn quốc xạ Mặt Trời dao động từ 3,8-5,2 kWh/m2/ngày Tiềm điện Mặt Trời tốt vùng từ Thừa Thiên Huế trở vào miền Nam (bức xạ dao động từ 4,0-5,9 kWh/m2/ngày) SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ Tại miền Bắc, xạ Mặt Trời dao động lớn, từ 2,4-5,6 kWh/m2/ngày, vùng Đơng Bắc có Đồng sơng Hồng có tiềm thấp nhất, với SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ thời tiết thay đổi đáng kể theo mùa[xiv] Theo tính toán gần đây, tiềm kỹ thuật cho hệ hấp thu nhiệt Mặt Trời để đun nước 42,2 PJ, tiềm hệ điện Mặt Trời tập trung/hòa mạng (intergrated PV system) 1.799 MW tiền lắp đặt hệ điện Mặt Trờicục bộ/gia đình (SHS: solar home sytem) 300.000 hộ gia đình, tương đương với công suất 20 MW (Nguyễn Q Khánh, 2005) Việc khai triển điện Mặt Trời bắt nguồn từ "Chương trình nhà nước Năng lượng tái tạo" giai đoạn 1980-1990, với đề tài pin mặt trời, sấy, làm lạnh, chưng cất nước đun nước nóng Tuy nhiên, hạn chế kinh phí, phần lớn đề tài dừng mẫu thí nghiệm sản xuất quy mô nhỏ, chưa chuyển giao vào ứng dụng quy mô công nghiệp Cho đến nay, hoạt động nghiên cứu phát triển lĩnh vực lượng Mặt Trời tương đối chậm, khơng có tính đột phá thiếu nguồn vốn đầu tư đề tài Do việc sử dụng lượng Mặt Trời để đun nước nóng làm nguồn điện sinh hoạt dừng lại quy mô nhỏ 5.7.1 Đun nóng nước Theo đánh giá chun gia hiệu lượng Mặt Trời đun nước nóng, với vai trị rõ rệt việc tiết kiệm điện[xv], vốn đầu tư nhỏ khả thu hồi vốn nhanh cao[xvi] Cả nước có 10 sở kinh doanh sản xuất thiết bị đun nước nóng với tổng diện tích lắp đặt khoảng 4.000 m2, bao gốm 1.120 hệ thống gia đình qui mơ diện tích 2-4 m2, 60 hệ thống cộng đồng/chun dụng qui mơ diện tích 10-50 m2 lắp bệnh viện, trường học, nhà trẻ 5.7.2.Hệ thống quang điện Đây dạng tiềm khai thác NLMT lớn ứng dụng rộng rãi nước Pin Mặt Trời dùng vùng sâu vùng xa, phục vụ sinh hoạt, thông tin liên lạc tàu bè Do giá thành cao (60 xu Mỹ/kWh) nên điện Mặt Trời chưa dùng rộng rãi Điện lượng Mặt Trời có lợi cung cấp cho hộ gia đình, khu vực dân cư nông thôn biệt lập mà truyền tải lưới điện quốc gia tốn kém[xvii] Cho đến nay, Việt Nam lắp đặt 1000 kW hệ thống Pin mặt trời[xviii] Hầu hết hệ quang điện lắp đặt có cơng suất tương đối nhỏ, từ 50-1000 Wp (trừ hệ thống quang điện cho Viễn Thơng An Tồn Hàng Hải) Có thể chia thị trường ĐMT Việt Nam thành thị phần sau: SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ + chuyên dụng (50%), sử dụng đặc biệt rộng rãi Viễn Thơng An Tồn Hàng Hải, tổng cơng suất đạt tới 440.000 Wp, chiếm gần 44 % tổng cơng suất ĐMT tồn quốc + dùng cho quan, bệnh viện, trung tâm dân cư trạm nạp ác quy (30%); trạm ĐMT có cơng suất từ 500-1000 Wp lắp đẵt dùng để sạc ắc qui đễ cắp cho hộ dân xung quanh (47); hệ ĐMT có cơng suất từ 250-500 Wp lắp để chiếu sáng bệnh viện, bệnh xá nhà văn hóa xã, địa phương (570) + hộ gia đình (20%) Trong số này, khoảng 5000 hệ quang điện lắp đặt nước, với tổng công suất 650 kW Hệ QĐ gia đình chiếm thị phần, phải kể đến khoảng 1000 hệ lắp Nam Bộ Các hệ gia đình có cơng suất từ 50-67 Wp chủ yếu lắp địa phương vùng xâu vùng xa, hải đảo cho việc chiếu sáng sử dụng cho TV, radio (2800) Sau ví dụ số dự án ĐMT Việt Nam: + Hệ thống ĐMT liên kết với tiểu thủy điện (micro-hdyro) có cơng suất 125 kW (100 kW ĐMT 25 kW tiểu thủy điện) lắp đặt để cung cấp điện cho xã tỉnh Gia Lai + Một hệ thống ĐMT liên kết với Phong Điện có tổng cơng suất 10 kW (8 kW ĐMT kW Phong Điện) cung cấp điện cho làng dân tộc thiểu số 40 hộ dân + Chính phủ đầu tư để xây dựng 100 hệ thống điện Mặt Trời gia đinh 200 hệ thống điện Mặt Trời cộng đồng cho cư dân vùng đảo Đông Bắc (đảo Cô Tô) với tổng công suất 25 kWp + Một dự án tỉnh Cao Bằng có cơng suất 7,5 kW cung cấp điện cho địa điểm công cộng, trung tâm y tế xã, trường tiểu học 10 hộ gia đình xung quanh trung tâm xã + Dự án hợp tác bang Northern-Westfalen (Đức) Bộ Khoa Học, Công Nghệ Mơi Trường có cơng suất 15 KWp cung cấp điện cho địa điểm công cộng, trung tâm y tế xã, trường tiểu học 168 hộ gia đình xung quanh trung tâm xã xã miền núi + 400 hệ thống pin Mặt Trời gia đình Mỹ tài trợ xây dựng cho cộng đồng Tiền Giang Trà Vinh với tổng công suất 14 kWp + Dự án "Điện Mặt Trời phục vụ rừng phòng hộ Cần Giờ", Solarlab Phân viện Vật lý TP Hồ Chí Minh Dự án phận chương trình "Năng lượng khơng tập trung phát triển nông thôn Việt Nam" hợp tác với tổ chức FONDEM (Pháp), chương trình mẫu điện khí hóa nơng thơn lượng SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ + Cơng nghệ Mạng điện cục - Madicub - nhằm đưa điện Mặt Trời vào phục vụ phụ tải điện cho nhà nước Solarlab bắt đầu đưa vào số gia đình ... Quạt gió huyện Hệ thống đèn chạy Qu đảo Bạch Long Vĩ lượng mặt trời gió đặt Khu Cơng nghệ cao Hịa Lạc (Hà Nội) Năng lượng Mặt Trời Mặt Trời nguồn lượng lớn mà người tận dụng được: sạch, mạnh mẽ,... điện sặc từ bình ắc qui 5.4 Nhiệt Mặt Trời 5.4.1 Chuyển hóa nhiệt Mặt Trời thành điện Năng lượng nhiệt Mặt Trời nhiệt hấp thụ hệ thống thu bắt nhiệt từ ánh sáng Mặt Trời, sử dụng để đun nóng nước... Chỉ cần phần nhỏ lượng Mặt Trời sử dụng đáp ứng nhu cầu lượng giới SVTH: LÊ THANH QUY 11243039 GVHD: HỒNG TRÍ 5.3 Chuyển lượng Mặt Trời thành điện (QUANG ĐIỆN) Các pin Mặt Trời chuyển đổi trực