Tính toán lợi ích kinh tế của phát điện từ thủy động lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN ĐĂNG HÙNG TÍNH TỐN LỢI ÍCH KINH TẾ CỦA PHÁT ĐIỆN TỪ THỦY ĐỘNG LỰC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 8520201 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 03/2019 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM -oOo KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN LỢI ÍCH KINH TẾ CỦA PHÁT ĐIỆN TỪ THỦY ĐỘNG LỰC HVTH: TRẦN ĐĂNG HÙNG GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ KIÊN Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN MSHV: 1820617 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực đề tài, với giúp đỡ nhiệt tình quý thầy cô, hƣớng dẫn mặt từ thiết kế phần cứng đến phần mềm điều khiển yếu tố định đến thành công đề tài ngày hôm Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Giảng viên hƣớng dẫn PGS.TS Lê Chí Kiên định hƣớng, nhiệt tình giúp đỡ, bảo tận tình tạo điều kiện tốt cho tơi làm việc trƣờng Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tồn q thầy Khoa Điện – Điện tử Bộ môn Tƣ Động Điều Khiển giúp đỡ tơi nhiều q trình thực đề tài nhƣ đóng góp ý kiến tạo điều kiện thuận lợi giúp đề tài hoàn thiện Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp cao học DDT, trình làm đề tài anh chị có ý kiến thiết thực giúp đỡ việc thiết kế thi công đề tài Cuối cùng, xin gởi lời cảm ơn chân thành tới nhà trƣờng, thầy cô, cha mẹ bạn bè động viên giúp đỡ suốt q trình thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn! i TĨM TẮT Q trình sản xuất lƣợng Magnetohydrodynamic (MHD) dựa tảng vật lý plasma không gian Nguyên tắc Định luật cảm ứng điện từ Trong thiết bị này, plasma (khí ion hóa) chất lỏng hoạt động tƣơng tự nhƣ chế xảy từ bầu khí Trái đất Ngoại trừ quy trình đƣợc kiểm sốt tăng mật độ chất lỏng áp suất để đạt đƣợc hiệu tối đa công suất phát Hầu hết vấn đề đến từ tính dẫn điện thấp khí nhiệt độ cao Dây dẫn khí nhiệt độ cao với vận tốc cao đƣợc truyền qua từ trƣờng mạnh dòng điện đƣợc tạo trích xuất cách đặt điện cực vị trí thích hợp dịng khí, lƣợng nhiệt khí đƣợc chuyển đổi trực tiếp thành lƣợng điện Trong báo này, trình liên quan đến sản xuất điện MHD đƣợc thảo luận chi tiết với phân tích đơn giản hệ thống MDH phát triển gần từ hóa trị liệu vấn đề liên quan chúng ii ABSTRACT Magnetohydrodynamic (MHD) power generation process is basically based on the physics background of space plasma The basic principle is the Faradays Law of electromagnetic induction In this device plasma (Ionized gas) is the working fluid similar to the mechanism that happening in the magnetosphere of our earth’s atmosphere Except here the process is controlled and we increase the fluid density and pressure to get maximum efficiency in the generating power Most problems come from the low conductivity feature in the gas at high temperature High temperature gaseous conductor at high velocity is passed through a powerful magnetic field and a current is generated and extracted by placing electrodes at suitable position in the gas stream, and hence the thermal energy of gas is directly converted in to electrical energy In this paper the process involved in MHD power generation will be discussed in detail along with the simplified analysis of MDH system and recent developments in magnetohydrodynamics and their related issues iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii ABSTRACT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ viii Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Giới hạn đề tài .2 1.3 Nội dung đề tài Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .4 2.1 Chuyển đổi lƣợng nhiệt động .4 2.2 Hệ thống chuyển đổi lƣợng trực tiếp 2.3 Máy phát lƣợng từ thủy động lực 2.4 Nguyên lý hoạt động 10 2.5 Máy phát Faraday 14 2.6 Máy phát Hall 14 2.7 Máy phát đĩa 15 2.8 Chu kỳ lƣợng cho máy phát điện MHD .16 2.9 Phân tích đơn giản hóa máy phát MHD .17 Chƣơng 3: CHI PHÍ SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG 20 3.1 Chi phí hệ thống phát điện thơng thƣờng 20 3.2 Chi phí hệ thống phát điện từ thủy động lực MHD kết hợp nhiệt điện .22 3.2.1 Chi phí phát điện MHD 22 3.2.2 Chi phí tạo hệ thống MHD-Tuabin .24 3.2.3 Xét tuabin cụ thể 25 Chƣơng 4: TÍNH TỐN CHI PHÍ TIỀN ĐIỆN KHI KẾT HỢP HỆ THỐNG TỪ THỦY ĐỘNG LỰC 29 iv 4.1 Tính tốn thơng số nhà máy nhiệt điện Yên Thế 29 4.2 Tính toán lợi nhuận sản lƣợng điện nhà máy phát ra: .33 4.2.1 Lợi nhuận nhà máy nhiệt điện n Thế tạo khơng có từ thủy động lực 33 4.2.2 lực 4.3 Lợi nhuận nhà máy nhiệt điện Yên Thế tạo có từ thủy động ……………………………………………………………………… 34 Tính tốn lợi nhuận thu đƣợc góp: .37 4.3.1 Lợi nhuận thu đƣợc thực tế góp khơng có MHD 37 4.3.2 Lợi nhuận thu đƣợc thực tế góp có MHD .38 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 43 5.1 Kết luận 43 5.2 Hƣớng phát triển 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MHD: MagnetoHydroDynamic EGD: Electrogasdynamic generation vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Chi phí cố định dầu tƣ nhiệt điện .20 Bảng 2.2: Chi phí nguyên liệu nhiệt điện 20 Bảng 2.3 Chi phí vốn kWh nhiệt điện 21 Bảng 2.4: Tổng chi phí kWh nhiệt điện 21 Bảng 4.1: Các tiêu kỹ thuật, kinh tế nhà máy .28 Bảng 4.2 Lợi nhuận hoạt động nhà máy sau 25 năm 33 Bảng 4.3: Lợi nhuận thu đƣợc ứng với tăng tỉ lệ phần trăm vốn – lắp đặt nhà máy có MHD sau 25 năm 35 Bảng 4.4: Số liệu lợi nhuận góp 25 năm 36 Bảng 4.5: Số liệu lợi nhuận thu đƣợc sau 25 năm góp chi phí vốn-lắp đặt tăng 100% 38 Bảng 4.6: Số liệu lợi nhuận sau 25 năm nhà máy khơng có MHD chi phí nhiên liệu tăng từ 10% đến 70% .39 vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 2.1: Các giai đoạn chuyển đổi lƣợng trực tiếp Hình 2.2: Kênh MHD Hình 2.3: Hệ thống máy phát điện MHD Hình 2.4: Cấu trúc maý phát điện MHD 11 Hình 2.5: Nguyên tắc hoạt động MHD 11 Hình 2.6: Sơ đồ khối phát điện từ thủy động lực 12 Hình 2.7: Độ dẫn khí ion hóa .13 Hình 2.8: Máy phát Faraday 14 Hình 2.9: Dịng điện MDH với điện cực đƣợc phân đoạn 15 Hình 2.10: Mơ hình máy phát đĩa .16 Hình 2.11: Chu kỳ lƣợng để phát điện MHD 17 Hình 3.1: Nguyên lý hệ thống phát điện kết hợp MHD tua-bin 24 Hình 3.2: Biểu đồ Mollier tổng quát 26 Hình 3.3: Hiệu suất đoạn nhiệt tuabin 26 Hình 3.4: Hệ thống d ng van giảm áp d ng tuabin .28 Hình 4.1: Đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện khơng có từ thủy động học 33 Hình 4.2: Đồ thị lợi nhuận nhà máy kết hợp từ thủy động lực 36 Hình 4.3: Đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện thu đƣợc góp khơng có MHD 37 Hình 4.4: Đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện thu đƣợc góp có MHD .38 Hình 4.5: Đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện có thay đổi giá nhiên liệu 40 Hình 4.6: Đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện chi phí đầu tƣ ban đầu tăng 100% 41 viii Trong đó: Tdavoi(USD/năm): Chi phí đá vôi d ng cho năm Q(kWh/năm) – Sản lƣợng điện Chi phí nhiên liệu cho kWh: COM  Cthan  CdauFO  Cdavoi  0,0143  0,991.103  0,127.103  0,015418 (USD / kWh) (42) Chi phí vận hành –quản lý cho kWh: CF  0, 0214 CCI   0, 00214 (USD / kWh) 10 10 (43) Chi phí tiền điện cho kWh điện: CE  CCI  COM  CF  0,0214  0,015418  0,00214  0,038958 (USD / kWh) (44) Thiết lập phƣơng trình lợi nhuận tiền điện: Lợi nhuận tiền điện gồm phần, phần lãi sản lƣợng điện sinh số tiền bán điện dựa chi phí tiền điện cho kWh điện tăng hàng năm, phần khấu hao chi phí vốn-lắp đặt, chi phí nhiên liệu tăng hàng năm chi phí vận hànhquản lý Nhƣ vậy, phƣơng trình lợi nhuận tiền điện ta đƣợc nhƣ sau: A  Q.CE t  TVon  TOM t  TVh (45) Trong đó:  A(USD): Lợi nhuận tính theo năm  Q(kWh): Sản lƣợng điện năm  CE(USD/kWh): Chi phí tiền điện cho kWh điện  t(năm): thời gian hoạt động nhà máy  TVon (USD): Chi phí vốn-lắp đặt hệ thống  TOM: Chi phí nhiên liệu năm  TVh: Chi phí vận hành-quản lý 32 Nhƣ vậy, dựa phƣơng trình lợi nhuận, tác giả tính tốn lợi nhuận nhà máy nhiệt điện n Thế tạo khơng có từ thủy động lực từ thủy động lực 4.2 Tính tốn lợi nhuận sản lƣợng điện nhà máy phát ra: 4.2.1 Lợi nhuận nhà máy nhiệt điện Yên Thế tạo khơng có từ thủy động lực Nhà máy nhiệt điện Yên Thế đƣợc thiết kế với thông số nhƣ sau: Sản lƣợng điện sinh hệ thống: 0,325.109kWh, chi phí tiền điện cho kWh: 0,038958 USD/kWh, chi phí vốn-lắp đặt hệ thống: 69,78.106USD, chi phí nhiên liệu năm: 5039271,6 USD/năm, Chi phí vận hành-quản lý=1/10 chi phí vốn-lắp đặt =1/10.69,78.106=69,78.105USD Tác giả xây dựng đƣợc phƣơng trình lợi nhuận nhà máy nhiệt điện n Thế khơng có từ thủy động lực nhƣ sau: A  Q.CE t  TVon  TOM t  TVh  0,325.109.0,038958.t  69,78.106  5039271,6.t  69,78.105 (46) Trong đó: A (USD): lợi nhuận tính theo năm nhà máy nhiệt điện t (năm): thời gian hoạt động nhà máy Dựa phƣơng trình, tác giả vẽ đƣợc đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện nhƣ sau: Hình 4.1: Đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện từ thủy động học 33 Và bảng số liệu hoạt động nhà máy sau 25 năm Bảng 4.2 Lợi nhuận hoạt động nhà máy sau 25 năm Năm Lợi nhuân (.108) -0.7676 -0.6908 -0.6141 -0.5373 -0.4605 Năm Lợi nhuân (.108) -0.3838 -0.3070 -0.2303 -0.1535 -0.0768 Năm 10 11 12 13 14 Lợi nhuân (.108) 0.0000 0.0768 0.1535 0.2303 0.3070 Năm 15 16 17 18 19 Lợi nhuân (.108) 0.3838 0.4605 0.5373 0.6141 0.6908 Năm 20 21 22 23 24 Lợi nhuân (.108) 0.7676 0.8443 0.9211 0.9979 1.0746 Năm 25 Lợi nhuân (.108) 1.1514 Thông qua đồ thị, tác giả đƣa phần rõ ràng, phần âm phần lợi nhuận d ng để hoàn vốn, ta thấy sau 10 năm, thời gian hoàn vốn kết thúc Phần dƣơng phần lợi nhuận sinh lợi nhà máy sau 15 năm, lợi nhuận nhà máy thu đƣợc tổng cộng 115,14 triệu USD Đúng với thông số kỹ thuật thông tin ban đầu nhà máy 4.2.2 Lợi nhuận nhà máy nhiệt điện Yên Thế tạo có từ thủy động lực 4.2.2.1 Tính tốn thơng số nhà máy nhiệt điện Yên Thế có trang bị hệ thống từ thủy động lực (MHD) Khi kết hợp từ thủy động lực vào nhà máy nhiệt điện, hệ thống trở thành hệ thống kết hợp, để tính cơng suất hệ thống, tác giả sử dụng hiệu suất chu trình kết hợp cơng thức: net  1  2 (1 1 ) (47) 34 Trong 1 hiệu suất máy phát MHD  hiệu suất tuabin Theo bảng số liệu nhà máy nhiệt điện Yên Thế hiệu suất lò 45% Máy phát d ng đĩa có hiệu suất 22% Dựa thơng số hiệu suất, tác giả tính đƣợc hiệu suất chu trình nhƣ sau: net  0, 22  0, 45*(1  0, 22)  0,571 (48) Cùng với cơng suất tổ máy từ bảng số liệu, ta tính đƣợc cơng suất nhà máy nhiệt điện n Thế sinh gắn từ thủy động lực là: P2 = 0,571*50/0,45 = 63,4 MW (49) Và sản lƣợng điện sinh từ hệ thống là: Q’ = 63400.6500 = 0,4121.109 kWh/năm (50) Vậy nhà máy nhiệt điện Yên Thế sau lắp đặt hệ thống từ thủy động lực có cơng suất tổ máy 63,4 MW sản lƣợng điện 0,4121.109 kWh/năm 4.2.2.2 Tính tốn lợi nhuận t u đ ợc có hệ thống từ thủy động lực: Khi trang bị cho nhà máy nhiệt điện hệ thống từ thủy động lực, chi phí vốn – lắp đặt chi phí vận hành-quản lý tăng lên, nhiên, chi phí thực tế trang bị hệ thống từ thủy động lực cho nhà máy nhiệt điện chƣa có, đó, để giảm chi phí thực nghiệm chế tạo hệ thống từ thủy động lực, tác giả d ng phƣơng pháp khảo sát lý thuyết khả sinh lợi nhuận hệ thống trƣớc chế tạo hệ thống từ thủy động lực Tác giả thực khảo sát thông qua việc sử dụng công suất nhà máy nhiệt điện Yên Thế có trang bị MHD đồng thời tăng chi phí vốn – lắp đặt chi phí vận hành-quản lý từ 10% đến 100% nhƣng giữ nguyên chi phí bán điện cho kWh nhƣ khơng có hệ thống MHD, nhƣ chi phí nhiên liệu Sau phƣơng trình lợi nhuận tiền điện: A  Q '.CE t  TVon (1  a%)  TOM t  TVh (1  a%)  0, 4121.109.0, 038958.t  69, 78.106 (1  a%)  5039271, 6.t  69, 78.105 (1  a%) (51) Trong đó: 35  a%: phần trăm chi phí vốn tăng (10%-100%)  Q’ (kWh): sản lƣợng điện nhà máy sinh kết hợp từ thủy động lực Sau đồ thị tồn mà tác giả thu đƣợc: Hình 4.2: Đồ thị lợi nhuận nhà máy kết hợp từ thủy động lực Bảng 4.3: Lợi nhuận thu đƣợc ứng với tăng tỉ lệ phần trăm vốn – lắp đặt nhà máy có MHD sau 25 năm (0% khơng có đầu tƣ MHD): Tỉ lệ 0% 10% 20% 30% 40% Lợi nhuận 1,1514 1,9265 1,8498 1,7730 1,6962 Tỉ lệ 60% 70% 80% 90% 100% Lợi nhuận 1,5427 1,4660 1.3892 1.3125 1.2357 50% 1,6195 108 108 Dựa đồ thị tổng hợp bảng số liệu, tác giả nhận thấy trang bị hệ thống từ thủy động lực với chi phí lắp đặt vận hành tăng gấp đôi, hệ thống sinh lợi nhuận lớn so với khơng có MHD, lợi ích thực tế mà MHD mang lại Khi hệ thống từ thủy động lực đƣợc trang bị với chi phí thấp lợi nhuận lớn Tuy nhiên, chi phí lắp đặt, vận hành tăng thời gian thu hồi vốn chậm thời gian sinh lợi ngắn, chí lâu sinh lợi 36 4.3 Tính tốn lợi nhuận thu đƣợc góp: 4.3.1 Lợi nhuận thu đƣợc thực tế góp khơng có MHD Từ phƣơng trình lợi nhuận, tác giả có phƣơng trình lợi nhuận góp khơng có MHD nhƣ sau: A  Q2 CE t  TVon  TOM t  TVh  0, 293.109.0,038958.t  69,78.106  5039271,6.t  69,78.105 Trong đó: Q2(kWh): Sản lƣợng điện phát Hình 4.3: Đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện thu góp khơng có MHD Bảng 4.4: Số liệu lợi nhuận góp 25 năm Năm Lợi nhuân -7.6758 -7.0334 -6.3910 -5.7486 -5.1063 Năm Lợi nhuân -4.4639 -3.8215 -3.1791 -2.5367 -1.8943 Năm 10 11 12 13 14 Lợi nhuân -1.2519 -0.6096 0.0328 0.6752 1.3176 15 16 17 18 19 (.107) (.107) (.107) Năm 37 Lợi nhuân 1.9600 2.6024 3.2448 3.8871 4.5295 Năm 20 21 22 23 24 Lợi nhuân 5.1719 5.8143 6.4567 7.0991 7.7415 (.107) (.107) Năm 25 Lợi nhuân 8.3838 (.107) Qua đồ thị, tác giả nhận thấy chi phí hồn vốn thực tế trễ so với lý thuyết phải tính đến tự dùng hệ thống, kết tất yếu 4.3.2 Lợi nhuận thu đƣợc thực tế góp có MHD Sau đây, tác giả tính lợi nhuận nhà máy nhiệt điện có trang bị hệ thống MHD với chi phí vốn – lắp đặt vận hành tăng từ 10 đến 100% với phƣơng trình lợi nhuận: A  Q '2 CE t  TVon (1  a%)  TOM t  TVh (1  10%)  0,37163.109.0, 038958.t  69, 78.106 (1  a%)  5039271, 6.t  69, 78.105 (1  a%) Trong đó: Q’2 (kWh/năm): Sản lƣợng điện phát có MHD Với Q’2 = Q’- Q’.9,82%=0,4121.109-0.4121.109.9,82% = 0,37163.109 (kWh/năm) a%: phần trăm chi phí vốn tăng (10%-100%) Hình 4.4: Đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện thu góp có MHD 38 Bảng 4.5: Số liệu lợi nhuận thu đƣợc sau 25 năm góp chi phí vốn-lắp đặt tăng 100%: Tỉ lệ 0% 10% 20% 30% 40% 50% Lợi nhuận 0,83838 1,5307 1,4540 1,3772 1,3004 1,2237 Tỉ lệ 60% 70% 80% 90% 100% Lợi nhuận 1,1469 1,0702 0,9934 0,91665 0.83989 108 108 Từ đồ thị, tác giả nhận thấy, lợi nhuận thu đƣợc góp trang bị hệ thống MHD tăng 100% cao không trang bị hệ thống MHD, nhiên, lợi nhuận thu đƣợc thấp so với dự tính ban đầu tự dùng hệ thống, kết tất yếu, nhƣng, lợi nhuận thu đƣợc mức cao, tiêu biểu 83,989 triệu USD chi phí đầu tƣ tăng 100% Đây lợi ích mà hệ thống MHD mang lại Tác giả từ phƣơng trình lợi nhuận để tìm số phần trăm tăng chi phí vốn vận hành hết vòng đời nhà máy, hệ thống bắt đầu không sinh lợi nhuận, kết nhƣ sau: Q2 CE 25  TVon  TOM 25  TVh  Q '2 CE 25  TVon (1  amax )  TOM 25  TVh (1  amax )  amax   Q '2  Q2  CE 25.10  1, 0020 11.TVon Trong đó: a tỉ lệ tăng chi phí vốn Nhƣ vậy, với giá trị vừa tính đƣợc, ta tăng chi phí đầu tƣ lên tối đa 100,2% nhƣng với chi phí trên, hệ thống hồn tồn khơng sinh lợi mà lúc chƣa có MHD, đó, tác giả cho rằng, chi phí lắp đặt vƣợt q giá trị khơng nên thực khơng có lợi nhuận 3.5 Lợi nhuận nhà máy nhiệt điện có thay đổi giá nhiên liệu Trong phần trên, để dễ tính tốn, tác giả cố định giá nhiên liệu khơng thay đổi suốt vịng đời nhà máy (25 năm), nhƣng thực tế, chi phí nhiên liệu 39 thay đổi suốt trình làm việc nhà máy Do đó, nhằm đánh giá lợi nhuận thực tế, phần này, tác giả giả thuyết giá nhiên liệu tăng từ 10% đến 70% sau năm Trƣớc hết, tác giả dựa phƣơng trình lợi nhuận để xác định chi phí nhiên liệu tăng đến giá trị nhà máy cịn lợi nhuận Sau phƣơng trình lợi nhuận có thay đổi chi phí nhiên liệu A  Q2 CE t  TVon  TOM a.t  TVh  0, 293.109.0,038958.t  69,78.106  5039271,6.a.t  69,78.105 Trong đó: a (%): tỉ lệ tăng giá nhiên liệu Hình 4.5: Đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện có thay đổi giá nhiên liệu Bảng 4.6: Số liệu lợi nhuận sau 25 năm nhà máy khơng có MHD chi phí nhiên liệu tăng từ 10% đến 70%: Tỉ lệ Lợi nhuận 107 10% 20% 7,1240 5,8642 30% 40% 50% 60% 70% 4,6044 3,3446 2,0847 0,82496 -0.43489 Dựa đồ thị bảng số liệu ta thấy, giá nhiên liệu tăng 60% sau vịng đời 25 năm, nhà máy có sinh lợi nhƣng thấp Sau đây, tác giả tính tốn phần trăm chi phí nhiên liệu để sau 25 năm, nhà máy hoàn vốn: 40 a( 0, 293.109.0,038958.25  69,78.106  69,78.105  1).100  66,55% 5039271,6.25 Nhƣ giá nhiên liệu tăng 66,55%, nhà máy hoàn vốn sau 25 năm không sinh lợi nhuận Trong phần 4.4, tác giả cho thấy chi phí vốn tăng 100% sau vòng đời 25 năm, nhà máy trang bị hệ thống MHD có lợi nhuận cao khơng có hệ thống MHD, đó, để đánh giá khả sinh lợi hệ thống MHD giá nhiên liệu tăng, tác giả khảo sát trƣờng hợp nhà máy có MHD vốn đầu tƣ tăng 100% A  Q '2 CE t  2.TVon  TOM a.t  2.TVh  0,37163.109.0, 038958.t  2.69, 78.106  5039271, 6.a.t  2.69, 78.105 Hình 4.6: Đồ thị thể lợi nhuận nhà máy nhiệt điện chi phí đầu tư ban đầu tăng 100%, Bảng 4.7: Số liệu lợi nhuận sau 25 năm có MHD với giá nhiên liệu tăng từ 10% đến 70% chi phí đầu tƣ gấp 100%: Tỉ lệ 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Lợi nhuận 107 7,1391 5,8792 4,6194 3,3596 2,0998 0,83997 -0,41985 41 Nhƣ vậy, chi phí nhiên liệu tăng 70% nhà máy khơng có lợi nhuận Sau đây, tác giả tính tốn phần trăm chi phí nhiên liệu để nhà máy hồn vốn sau 25 năm: a( 0,37163.109.0,038958.25  69,78.106  69,78.105  1).100  66,67% 5039271,6.25 Nhƣ vậy, sau 25 năm nhà máy có trang bị MHD với chi phí ban đầu tăng gấp đơi cho lợi nhuận cao hồn vốn giá nhiên liệu tăng 66,67%, lớn so với khơng có MHD Điều cho thấy lợi ích từ MHD lớn Nhƣ vậy, sau khảo sát nhà máy có hệ thống từ thủy động lực, tác giả nhận thấy, chi phí đầu tƣ ban đầu tăng 100%, nhà máy sinh lợi nhuận, lợi ích thiết thực từ nhà máy có trang bị hệ thống MHD, nhiên, chí phí đầu tƣ ban đầu cao thời gian hồn vốn lâu đồng thời lợi nhuận khơng cao Ngồi ra, với việc tăng giá nhiên liệu, tác giả chứng tỏ lợi ích to lớn MHD mang lại chi phí đầu tƣ tăng 100% nhƣng giá nhiên liệu tăng 66,67 nhà máy có lợi nhuận so với nhà máy khơng có MHD giá nhiên liệu tăng khoảng 66,55% hoàn vốn 42 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Sau q trình nghiên cứu, tác giả có số kết luận sau:  Đƣa đƣợc phƣơng trình tính tốn lợi nhuận hệ thống: nhờ phƣơng trình này, tác giả d ng để tính toán lợi nhuận đạt đƣợc nhà máy từ chi phí lắp đặt đến chi phí nhiên liệu  Tính tốn đƣợc cơng suất nhà máy nhiệt điện n Thế có trang bị hệ thống MHD: từ cơng suất thiết kế nhà máy nghiên cứu trƣớc đây, tác giả tính tốn đƣợc cơng suất lý thuyết thơng qua đó, kết đƣợc d ng để tính tốn lợi nhuận giành cho vấn đề sau  Khảo sát đƣợc lợi nhuận nhà máy nhiệt điện Yên Thế khơng trang bị hệ thống MHD có trang bị hệ thống MHD: thông qua việc khảo sát q trình tăng chi phí vốn-lắp đặt, tác giả nhận thấy, d giá chi phí tăng 100% nhƣng lợi nhuận đạt đƣợc cao lợi nhuận khơng có MHD  Khảo sát đƣợc lợi nhuận nhà máy nhiệt điện Yên Thế không trang bị hệ thống MHD có MHD với giá nhiên liêu tăng từ 10% đến 70% khơng có MHD 80% có MHD, tác giả nhận thấy mặc d chi phí đầu tƣ tăng 100% nhƣng nhà máy có trang bị MHD có lợi nhuận cao  Nhà máy trang bị MHD tạo lợi nhuận tƣơng đối cao biết kết hợp nhà máy nhiệt điện, đồng thời lợi dụng đƣợc nguồn nguyên liệu bị không sử dụng đến 5.2 Hƣớng phát triển Mặc d đạt đƣợc kết khả quan nhƣng tƣơng lai gần, tiếp cận số nghiên cứu sau đây:  Nghiên cứu, chế tạo hệ thống MHD ứng dụng cho nhà máy nhiệt điện với giá chi phí ban đầu 110, 99% giá vốn –lắp đặt khơng có MHD, q giới hạn khơng có lợi nhuận cao 43  Khi ứng dụng MHD cho nhà máy nhiệt điện, việc tăng chi phí nhiên liệu cần tính đến để đảm bảo giá vốn lắp đặt ban đầu cho hệ thống  Cần nghiên cứu, chế tạo hệ thống MHD nhằm tận dụng nguồn tài nguyên mà nhà máy nhiệt điện lãng phí đồng thời tính tốn chi phí hợp lý để chế tạo hệ thống MHD 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mark Waldo Zemansky and Richard Dittman Heat and thermodynamics: an intermediate textbook /MarkW Zemansky, Richard H Dittman New York; London: McGraw-Hill, 7th ed edition, 1997 [cited at p 4- 21] [2] M Ali Kettani Direct energy conversion / [by] M Ali Kettani Reading, Mass.: Addison-Wesley Pub Co, 1970 [cited at p 11] [3] Alan L Fahrenbruch and 1927 Bube, Richard H Fundamentals of solar cells: photovoltaic solar energy conversion / Alan L Fahrenbruch, Richard H Bube New York: Academic Press, 1983 [cited at p 11] [4] V S (Vladimir Sergeevich) Bagot skii Fuel cell: problems and solutions, Vladimir S Bagotsky Hoboken, N.J.: JohnWiley Sons, 2009 [cited at p 11] [5] R A (Ronald Alan) Coombe and Ronald Alan Coombe Magnetohydrodynamic generation of electrical power / ed by R.A Coombe Lond.: Chapman and Hall, 1964 [cited at p 11] [6] Clement M Lefebvre Electric power: generation, transmission, and efficiency / Clement M Lefebvre New York: Nova Science Publishers, 2007 Includes index [cited at p 11] [7] Irving Bernard Cadoff and Edward Miller Thermoelectric materials and devices / Lectures presented during the course on thermoelectric materials and devices sponsored by the Dept of Metallurgical Engineering in co-operation with the Office of Special Services to Business and Industry, New York University, N.Y., June 1959 and 1960 Edited by B Cadoff and E Miller N.Y.: Reinhold Pub Corp, 1960 [cited at p 11] [8] Richard J Rosa Magnetohydrodynamic energy conversion / Richard J Rosa Washington: Hemisphere Pub Corp, rev print edition, 1987 [cited at p 12- 41] 45 S K L 0 ... thống phát điện từ thủy động lực MHD kết hợp nhiệt điện 3.2.1 Chi phí phát điện MHD Để đánh giá tính hiệu chi phí hệ thống phát điện Từ thủy động lực, ta so sánh chi phí phát điện với giá điện. .. lý phát điện Từ thủy động lực chƣơng trƣớc, dịng khí sau qua máy phát điện Từ thủy động lực nhiệt độ cao nên tận dụng để phát điện tiếp tục đƣợc Vì mơ hình hệ thống phát điện kết hợp Từ thủy động. .. đáng kể (dƣới 10%), đó, hệ thống phát điện không đƣợc phát triển quy mô lớn Xuất phát từ thực tế trên, đề tài ? ?Tính tốn lợi ích kinh tế phát điện từ thủy động lực? ?? nhằm sâu vào nghiên cứu tối