Chương 3: THIẾT BỊ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜ
3.2.H− ớng nghiên cứu về thiết bị sử dụng năng l− ợng mƯt trớ
Trong thới đại khoa hục kỹ thuỊt phát triển, nhu cèu về năng l−ợng ngày càng tăng. Trong khi đờ các nguơn nhiên liệu dự trữ nh− than đá, dèu mõ, khí thiên nhiên và ngay cả thủy điện thì cờ hạn khiến cho nhân loại đứng tr−ớc nguy cơ thiếu hụt năng l−ợng. Việc tìm kiếm và khai thác các nguơn năng l−ợng mới nh− năng l−ợng hạt nhân, năng l−ợng địa nhiệt, năng l−ợng giờ và năng l−ợng mƯt trới là mĩt trong những h−ớng quan trụng trong kế hoạch phát triển năng l−ợng, không những đỉi với những n−ớc phát triển mà ngay cả với những n−ớc đang phát triển.
Năng l−ợng mƯt trới (NLMT)- nguơn năng l−ợng sạch và tiềm tàng nhÍt - đang đ−ợc loài ng−ới thực sự đƯc biệt quan tâm. Do đờ việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả các thiết bị sử dụng năng l−ợng mƯt trới và triển khai ứng dụng chúng vào thực tế là vÍn đề cờ tính thới sự.
Việt Nam là n−ớc cờ tiềm năng về NLMT, trải dài từ vĩ đĩ 8” Bắc đến Hình 3.11 Hệ thỉng lạnh hÍp thụ dùng NLMT
sỉ tưng xạ khá lớn từ 100-175 kcal/cm2.năm (4,2 -7,3GJ/m2.năm) do đờ việc sử dụng NLMT ị n−ớc ta sẽ đem lại hiệu quả kinh tế lớn. Thiết bị sử dụng năng l−ợng mƯt trới ị Việt Nam hiện nay chủ yếu là hệ thỉng cung cÍp điện dùng pin mƯt trới, hệ thỉng nÍu cơm cờ g−ơng phản xạ và đƯc biệt là hệ thỉng cung cÍp n−ớc nờng kiểu tÍm phẳng hay kiểu ỉng cờ cánh nhỊn nhiệt. Nh−ng nhìn chung các thiết bị này giá thành còn cao, hiệu suÍt còn thÍp nên ch−a đ−ợc ng−ới dân sử dụng rĩng rãi. Hơn nữa, do đƯc điểm phân tán và sự phụ thuĩc vào các mùa trong năm của NLMT, ví dụ: mùa đông thì cèn n−ớc nờng nh−ng NLMT ít, còn mùa hè không cèn n−ớc nờng thì nhiều NLMT do đờ các thiết bị sử dụng NLMT ch−a cờ tính thuyết phục. Sự mâu thuĨn đờ đòi hõi chúng ta cèn chuyển h−ớng nghiên cứu dùng NLMT vào các mục đích khác thiết thực hơn nh−: ch−ng cÍt n−ớc dùng NLMT, dùng NLMT chạy các đĩng cơ nhiệt (đĩng cơ Stirling), nghiên cứu hệ thỉng điều hòa không khí dùng NLMT... Hệ thỉng lạnh hÍp thụ sử dụng NLMT là mĩt đề tài hÍp dĨn cờ tính thới sự đã và đang đ−ợc nhiều nhà khoa hục trong và ngoài n−ớc nghiên cứu, nh−ng vÍn đề sử dụng bĩ thu NLMT nào cho hiệu quả và thực tế nhÍt thì vĨn còn là mĩt đề tài cèn phải nghiên cứu, vì với các bĩ thu kiểu tÍm phẳng hiện nay nếu sử dụng ị nhiệt đĩ cao 80 ữ 100oC thì hiệu suÍt rÍt thÍp (<45%) do đờ cèn cờ mĩt mƯt bằng rÍt lớn để lắp đƯt bĩ thu cho mĩt hệ thỉng điều hòa không khí bình th−ớng.
VÍn đề sử dụng NLMT đã đ−ợc các nhà khoa hục trên thế giới và trong n−ớc quan tâm. MƯc dù tiềm năng của NLMT rÍt lớn, nh−ng tỷ trụng năng l−ợng đ−ợc sản xuÍt từ NLMT trong tưng năng l−ợng tiêu thụ của thế giới vĨn còn khiêm tỉn. Nguyên nhân chính ch−a thể th−ơng mại hờa các thiết bị và công nghệ sử dụng NLMT là do còn tơn tại mĩt sỉ hạn chế lớn ch−a đ−ợc giải quyết :
- Giá thành thiết bị còn cao: vì hèu hết các n−ớc đang phát triển và kém phát triển là những n−ớc cờ tiềm năng rÍt lớn về NLMT nh−ng để nghiên cứu và ứng dụng NLMT lại đòi hõi vỉn đèu t− rÍt lớn, nhÍt là để nghiên cứu các thiết bị làm lạnh và điều hòa không khí bằng NLMT cèn chi phí quá cao so với thu nhỊp của ng−ới dân ị các n−ớc nghèo.
- Hiệu suÍt thiết bị còn thÍp: nhÍt là các bĩ thu năng l−ợng mƯt trới dùng để cÍp nhiệt cho máy lạnh hÍp thu cèn nhiệt đĩ cao trên 850C thì các bĩ thu
phẳng đƯt cỉ định bình th−ớng cờ hiệu suÍt rÍt thÍp, do đờ thiết bị lắp đƯt còn cơng kềnh ch−a phù hợp với nhu cèu lắp đƯt và về mƯt thỈm mỹ. Các bĩ thu cờ g−ơng parabolic hay máng parabolic trụ phản xạ bình th−ớng thì thu đ−ợc nhiệt đĩ cao nh−ng vÍn đề định vị h−ớng hứng nắng theo ph−ơng mƯt trới rÍt phức tạp nên không thuỊn lợi cho việc vỊn hành.
- Việc triển khai ứng dụng thực tế còn hạn chế: về mƯt lý thuyết, NLMT là mĩt nguơn năng l−ợng sạch, rẻ tiền và tiềm tàng, nếu sử dụng nờ hợp lý sẽ mang lại lợi ích kinh tế và môi tr−ớng rÍt lớn. Việc nghiên cứu về lý thuyết đã t−ơng đỉi hoàn chỉnh. Song trong điều kiện thực tiễn, các thiết bị sử dụng NLMT lại cờ quá trình làm việc không ưn định và không liên tục, hoàn toàn biến đĩng theo thới tiết, vì vỊy rÍt khờ ứng dụng ị quy mô công nghiệp. ĐƯc biệt là trong kỹ thuỊt lạnh và điều tiết không khí, vÍn đề nghiên cứu đ−a ra bĩ thu năng l−ợng mƯt trới để cÍp nhiệt cho chu trình máy lạnh hÍp thụ đã và đang đ−ợc nhiều nhà khoa hục quan tâm nhằm đ−a ra bĩ thu hoàn thiện và phù hợp nhÍt để cờ thể triển khai ứng dụng rĩng rãi vào thực tế.