Ta có: q tlgq
3.1. Khái quát về năng lượng mặt trờ
và cơ sở lý thuyết tính toán thiết bị nhiệt mặt trời
3.1.1. Khái quát về năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ mặt
trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từ
ngôi sao này. Dòng năng lượng này sẽ tiếp tục phát ra cho đến khi phản ứng hạt nhân
trên mặt trời hết nhiên liệu (ước tính vào khoảng 5 tỷ năm nữa). Năng lượng bức xạ điện từ của mặt trời tập trung tại vùng quang phổ nhìn thấy. Mỗi giây trôi qua, mặt trời
giải phóng ra không gian xung quanh khoảng 3,827.1026 Jun.
Năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng quan trọng điều khiển các quá
trình khí tượng học và duy trì sự sống trên trái đất. Ngay ngoài khí quyển của trái đất,
cứ một mét vuông diện tích thẳng góc với ánh nắng mặt trời, chúng ta thu được dòng
năng lượng khoảng 1.400 Jun trong một giây.
Trong hoạt động thực tiễn của cuộc sống, con người đã biết sử dụng năng lượng
mặt trời vào nhiều lĩnh vực khác nhau như: làm muối, sấy khô nông sản, sản xuất điện
năng, chưng cất nước, đun nấu, chạy động cơ nhiệt….Nhưng tổng nguồn năng lượng
mặt trời mà con người đã tận dụng được còn rất nhỏ so với những nguồn năng lượng
khác mà con người đang sử dụng. Trong khi đó năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng vô cùng lớn và là nguồn năng lượng sạch, có sẵn trong tự nhiên, con người đang
ngày càng tìm mọi phương thức thu và sử dụng nguồn năng lượng này.
Trước sự khủng hoảng năng lượng và ô nhiễm môi trường sống do việc sử dụng
các dạng năng lượng như hiện nay, năng lượng mặt trời đã là mối quan tâm hàng đầu
của các nhà nghiên cứu khoa học trên thế giới. Ngày nay ở những nước như Mỹ, Nhật,
Pháp, Đức… người ta đã, đang và sẽ tiến hành nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời một cách tích cực. Đây cũng là một dự án chiến lược, khả thi trong kế hoạch tìm nguồn năng lượng mới của con người.
Việt Nam là một nước nhiệt đới có lượng nắng quanh năm rất lớn (trên 2000 giờ/năm), nên việc sử dụng năng lượng mặt trời vào sản xuất, sinh hoạt là nhu cầu tất
lưới khó khăn, nguồn năng lượng mặt trời lại dồi dào, việc nghiên cứu và sử dụng
năng lượng mặt trời vào việc chạy máy phát điện, bơm nước…là một hướng đi phù hợp với xu hướng phát triển của thế giới. Hiện tại việc nghiên cứu và ứng dụng năng lượng mặt trời chỉ mới bắt đầu với những thành tựu khiêm tốn. Trong tương lai, năng lượng mặt trời ở Việt nam sẽ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong đó có động cơ Stirling sử dụng năng lượng mặt trời.
Vấn đề đặt ra là ứng dụng những thiết bị phù hợp để thu năng lượng mặt trời và sử dụng năng lượng đó vào những việc tương ứng một cách hiệu quả. Sau đây sẽ giới
thiệu một số thiết bị nhiệt mặt trời có thể sử dụng cho động cơ Stirrling.