Năng lượng mặt trời (NLMT) là nguồn năng lượng sạch, ựã và ựang ựược nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất và ựời sống trong những năm gần ựây nhằm góp phần tiết kiệm năng lượng hoá thạch và bảo vệ môi trường. Việt Nam là một trong những nước có nguồn năng lượng mặt trời rất lớn, với số giờ nắng trung bình 2200 giờ và cường ựộ bức xạ cao nhất có thể ựến
980W/m2[18] [5]. đã có nhiều công trình nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị thu NLMT nhưng chủ yếu dưới hình thức nghiên cứu lý thuyết và thử nghiệm, còn hiệu quả sử dụng nguồn năng lượng này chưa thể cạnh tranh với nguồn năng lượng than ựá, do hệ thống nguồn năng lượng này không có liên tục trong ngày vì luôn phụ thuộc vào thời tiết.
Phương pháp truyền thông số sử dụng trong việc phân tắch và ựánh giá tiềm nguồn năng lượng mặt trời trên bề mặt năng lượng tấm phẳng dựa trên số liệu ựo ựếm của các trạm quan sát khắ tượng mặt ựất. Các số liệu này có ựộ chắnh xác cao và ựược sử dụng trong việc thiết kế hệ thống năng lượng tái tạo quy mô lớn với sai số nhỏ. Tuy nhiên, việc sử dụng số liệu quan sát mặt ựất có một số mặt hạn chế, thiếu thông tin ở các vùng không có trạm quan sát, có sự mâu thuẫn về số liệu giữa các trạm quan sát thậm chắ ở ngay trong một trạm. Phương pháp quan sát mặt ựất với thời gian quan sát lâu dài và hệ thống thiết bị ựắt tiền không phù hợp với việc phân tắch tiền khả thi các dự án nhỏ và ựặc biệt là các dự án sử dụng nặng lượng mặt trời công nghiệp.
để bổ sung thông tin còn thiếu và khắc phục một số nhược ựiểm của phương pháp truyền thống, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) giới thiệu phương pháp Khắ tượng học Bề mặt và Năng lượng mặt trời (Surface meteorology và Solar Energy Ờ SSE 2003) dùng ựể phân tắch, ựánh giá tiềm năng nguồn năng lượng mặt trời trong việc nghiên cứu tiền khả thi các dự án phát triển nguồn năng lượng tái tạo. Qua phân tắch và so sánh chúng tôi nhận thấy pương pháp SSE có nhiều ưu ựiểm và ựược lựa chọn ựể phân tắch ựánh giá mức năng lượng ựầu vào cho bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời cho máy ấp trứng gia cầm.
Phương pháp SSE cung cấp số liệu thống kê năng lượng bức xạ mặt trời cà các thông số khắ tượng thu nhập ựược bằng hệ thống vệ tinh quan sát liên tục trong 10 năm trên toàn bộ bề mặt trái ựất và ựược tắnh toán cho từng ô theo lưới chia nhau 10. Số liệu phân bố năng lượng mặt trời và các số liệu khắ
tượng cho dưới dạng bản ựồ ựược xây dựng trên cơ sở dữ liệu quan sát từ năm 1983 ựến năm 1993. Tùy theo yêu cầu và mức ựộ chắnh xác có thể phân tắch và ựánh giá nguồn năng lượng mặt trời dựa trên số liệu trung bình theo tháng hoặc các tháng ựặc trưng cho mùa hè và mùa ựông. Bản ựồ phân bố năng lượng mặt trời trung bình 10 năm của tháng 1 và tháng 7 cho trên hình 1.10
Hình 1.10 Bản ựồ phân bố năng lượng bức xạ trung bình
Dựa trên bản ựồ phân bố năng lượng, xác ựịnh ựược năng lượng mặt trời trên mặt phẳng ngang ở miền Bắc nước ta dao ựộng từ 3kWh/m2/ngày vào tháng 1 và ựạt mức 4,5 kWh/m2/ngày vào tháng 7 hàng năm. Ở miền Nam phân bố năng lượng tương ựối ổn ựịnh ở mức 5,5 kWh/m2/ngày.
Phương pháp SSE không cung cấp số liệu bức xạ khuếch tán Hd và bức xạ trực tiếp Hb trung bình theo ngày trên mặt phẳng ngang. đây là các thông số rất quan trọng trong việc tắnh toán thiết kế hệ thống thu năng lượng mặt trời. để tắnh toán các thông số nói trên có thể áp dụng phương pháp tán xạ trung bình hàng tháng theo chỉ số ựộ trong của bầu khắ quyển. độ trong của bầu khắ quyển ựánh giá mức ựộ hấp thụ năng lượng bức xạ của bầu khắ quyển và ựược xác ựịnh bởi tỷ số giữa bức xạ trung bình trên bề mặt trái ựất H với bức xạ trung bình ngoài trái ựất H0:
T o o H k H = (3.1)
Chỉ số ựộ trong trung bình tháng 1 và tháng 7 dưới dạng bản ựồ phân bố như các hình 1.11.
Hình 1.11. Chỉ số ựộ trong trung bình của bầu khắ quyển
Bản ựồ chỉ số kT cho phép tắnh toán bức xạ khuếch tán theo tổng lượng bức xạ. Ở nước ta chỉ số ựộ trong của bầu khắ quyển trong khoảng từ 0,35 ựến 0,45 ở khu vực miền Bắc và trong khoảng 0,6 ựến 0,7 ở khu vực miền Nam.