C ấu tạo của một hệ thống
6.1.2.4. Sử dụng năng lượng mặt trời để chưng lọc nước mặn
Người ta ước lượng mức sử dụng nước ngọt cho sinh hoạt ở nông thôn các vùng nhiệt đới là 20- 50 lít/ ngày/ người. Việc chưng lọc nước (ngọt và mặ n) có thể góp phần vào việc cung cấp nước sạch sinh hoạt cho các vùng khó khăn.
Hình 6.6 Sơ đồ nguyên lý thiết bị lọc nước bằng năng lượng mặt trời kiểu 2 mái
Phương pháp phổ biế n cho các thiết bị lọc nước là sự bay hơi, thẩ m thấu ngược chiề u. Thiết bị lọc nước mặn đã được biết đến khoảng trên 100 năm na y với rất nhiều kết quả lý thuyết và thực hành.
Việc lọc nước mặn bằng năng lượng mặt trời dựa trên nguyên lý bay hơi và ngưng đọng chất lỏng, (hình 6.6).
Nhiệt lượng chuyển pha nước trong cả hai trường hợp là như nhau và bằng 2430 kJ/kg. Năng lượng bức xạ mặt trời đưa đến một phần được hấp thụ bởi thả m, phần hao tổn do đối lưu, phần phản xạ và một phần hao tổn dẫn nhiệt. Thất thoát nhiệt chủ yếu là bức xạ nhiệt từ mặt nước tới nắp bể lọc và bức xạ phản xạ từ đáy nước tới nắp hầ m. Mất nhiệt do dẫn nhiệt và đối lưu nhiệt tới môi trường xung quanh. Hiệ u suất của bể
Hình 6.7 Sơ đồ nguyên lý thiết bị lọc nước kiểu bấc thấm
Kiểu bể lọc một hố phẳng là một kiểu thiết kế phổ biến. Nước được là m nóng bằng các tia mặt trời chiếu vào, bốc hơi và ngưng tụ lại dưới mái che trong suốt. Nước ngưng chảy theo mái, rơi xuống rảnh go m và được bơm lê n bể chứa. Độ sâu của nước ở trong hố là 3- 5cm. Với kiểu thiết bị này lượng nước được lọc tính cho 1m2 hấp thụ nhiệt là 3 lít/ngày...
Thiết bị bốc hơi bằng nă ng lượng mặt trời kiểu bấc thấm hấp thụ năng lượng mặt trời tốt hơn, hoạt động ở nhiệt độ cao hơn và có tốc độ lọc nước cao hơn 5 lit/ngày. m2 .
6.2. NĂNG LƯỢNG TỪ VẬT LIỆU SINH HỌC - BIOM ASS
6.2.1 Khái niệ m về Biomass
Việc sử dụng năng lượng từ Bio mass như gỗ, củi khô, cây cỏ, rơm rạ, phân khô... đã biết đến từ lâu. Tuy nhiên Biomass đã bị quên lãng do sự lấ n át của các loại thiết bị chuyển đổi năng lượng cả về phương diện kỹ thuật, công nghệ lẫn tính kinh tế. Theo lý thuyết, năng lượng hữu ích được lấy ra từ khối lượng Bio mass trên trái đất gấp khoảng 6 lần nhu cầu năng lượng hiện na y trên thế giới. Tuy nhiên để có thể thay thế nhiê n liệu hóa thạch bằng năng lượng từ Bio mass là một vấn đề lớn và lâu dài. Hiện
Năng lượng mặt trời Tấ m phủ Máng chứa Cách nhiệt Bậc thấ m Tấ m hấp thụ nhiệt Ống phân phối nước Nước vào Nước ngọt Nước thải
nay sản xuất năng lượng từ những chất thải hữu cơ chỉ có ý nghĩa bổ sung vào nguồn năng lượng chính (dầu mỏ, khí đốt và tha n đá) và có ý nghĩa lớn hơn về môi trường.
Nói chung Bio mass có thể chế biến thành các dạng nhiên liệ u rắn, nhiên liệu lỏng và nhiê n liệ u khí, không kể đến việc sử dụng dạng trực tiếp là m củi đun, nhóm lò... Vật liệu phế thải từ công nghiệp chế biến gỗ, các xenlulô phế thải từ nông - lâm nghiệp có thể dùng để chế biến thà nh nhiên liệu rắn hoặc khí. Các cây có dầu như cọ dầu, lạc, đậu tương,... cây chứa đường hoặc tinh bột có thể là m nguyê n liệu để sản xuất nhiê n liệ u lỏng và dầu bôi trơn. Các chất thải hữu cơ của cây công nghiệp, thực phẩm hoặc cây xanh nhờ phân hủy yế m khí từng phần thành khí sinh vật - Biogas. Biogas có thể dùng để đun nấu hoặc sử dụng cho động cơ nhiên liệu khí sau khi đã tách lưu huỳnh.
Nhờ chuyển đổi nhiệt nghèo ôxy, từ nhiên liệu rắn có thể sản xuất ra một hỗn hợp khí đốt có nhiệt trị tương đối thấp gọi là khí yếu. Nếu sử dụng ôxy trong không khí dẫn vào lò hóa khí thì tạo ra được một loại hỗ n hợp khí có thành phần theo thể tích như sau:
10 - 15%H2; 20 - 30%CO; 2 - 15%CO2; 0 - 4%CH4; 40 - 60%N2
Nếu sử dụng không khí giàu ôxy hoặc ôxy tinh khiết để hóa khí nhiê n liệu rắn thì có thể giả m hoặc loại bỏ thành phầ n Nitơ, thành phần "loãng" khí đốt sản xuất ra.
6.2.2. Sản xuất năng lượng từ Biogas