Việt Nam cú vị trớ địa lớ đặc biệt, cú nhiều lợi thế để khai thỏc năng lượng mặt trời. Nguồn năng lượng mặt trời hầu như sử dụng quanh năm. Năng lượng bức xạ mặt trời trung bỡnh đạt 4 đến 5kWh/m2 mỗi ngày. Mật độ năng lượng mặt trời biến đổi trong khoảng 300 đến 500 cal/cm2/ngày. Số giờ nắng trung bỡnh cả năm trong khoảng 1.800 đến 2.100 giờ. Tiềm năng điện mặt trời tốt nhất ở cỏc vựng Thừa Thiờn-Huế trở vào nam. Vựng Tõy Bắc gồm cỏc tỉnh Lai Chõu, Sơn La, Lào Cai… và vựng Bắc Trung Bộ gồm cỏc tỉnh Thanh Húa, Nghệ An, Hà Tĩnh… cú năng lượng mặt trời khỏ lớn. Như vậy, cỏc tỉnh thành ở miền Bắc nước ta đều cú thể sử dụng hiệu quả. Cũn ở miền Nam, từ Đà Nẵng trở vào, năng lượng mặt trời rất lớn và phõn bố tương đối điều hũa quanh năm. Trừ những ngày cú mưa rào, cú thể núi hơn 90% số ngày trong năm cú thể sử dụng năng lượng mặt trời để đun nước núng dựng cho sinh hoạt. Số giờ nắng trung bỡnh cả năm trong khoảng 2.000 đến 2.600 giờ. Đõy là khu vực ứng dụng năng lượng mặt trời rất hiệu quả.
Tuy nhiờn, cả nước mới cú khoảng 60 hệ thống đun nước núng bằng năng lượng mặt trời tập thể và hơn 5.000 hệ thống cho gia đỡnh đó được lắp đặt. Trong đú, khoảng 95% được lắp đặt sử dụng ở khu vực thành thị, 5% đươc sử dụng ở cỏc huyện lỵ hoặc một số hộ ở nụng thụn. Đối tượng lắp đặt và sử dụng chủ yếu là cỏc hộ gia đỡnh chiếm khoảng 99%, khoảng 1% cho cỏc đối tượng khỏc như: nhà trẻ, trường mẫu giỏo, bệnh xỏ, khỏch sạn, trường học, nhà hàng,…
Việt Nam cũng đang triển khai nhiều chương trỡnh tiết kiệm năng lượng, trong đú đặc biệt chỳ trọng phỏt triển mụ hỡnh bỡnh đun nước núng bằng năng lượng mặt trời. Trung tõm tiết kiệm năng lượng Hà Nội hiện đang thực hiện dự ỏn lắp đặt thiết bị đun nước núng bằng năng lượng mặt trời, gúp phần tiết kiệm năng lượng khu vực phớa Bắc. Hiện trung tõm đang triển khai chương trỡnh ở cỏc tỉnh thành Hải Phũng, Quảng Ninh, Nam Định, Thanh Húa, Sơn La, lắp đặt thớ điểm 100 thiết bị ở quy mụ hộ gia đỡnh. Cả nước hiện cú khoảng 2,5 triệu bỡnh đun nước núng bằng điện cú cụng suất trong khoảng 2 đến 5 kW.
Hiện nay bỡnh nước núng Thỏi Dương đó được sử dụng khỏ rộng rói trong cỏc hộ gia đỡnh khỏch sạn ở thành phố, hải đảo vv… Khỏch sạn Saigon Morin thành phố Huế đó lắp đặt 11 giàn năng lượng mặt trời vào việc giặt là, đun nước núng và nấu ăn. Cả nước cú hơn 10 cơ sở kinh doanh hoặc sản xuất thiết bị đun nước núng, nhưng số lượng rất hạn chế. Đú là cỏc Cụng ty Sơn Hà, Tõn Á,... và cỏc trường Đại học Bỏch khoa Hà Nội và Trường Đại học Bỏch khoa TP Hồ Chớ Minh cũng tham gia nghiờn cứu, chế tạo thiết bị trờn. Vỡ vậy, trờn thị trường hiện nay thiết bị bỡnh đun nước núng năng lượng mặt trời khỏ phong phỳ về chủng loại như sản phẩm “Thỏi dương năng” của Cụng ty Sơn Hà, “Sun flower” của Cụng ty Tõn Á, “Helio” của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chớ Minh chế tạo, sản phẩm “Salar water heating” của Cụng ty TNHH Tự động xanh.…
Tuy nhiờn, việc phỏt triển hệ thống đun nước núng bằng năng lượng mặt trời đang chưa cú chiến lược phỏt triển và cũn một số khú khú khăn.Vớ dụ như sự hỗ trợ của Nhà nước về đầu tư nghiờn cứu và phỏt triển về kinh phớ, trang thiết bị kỹ thuật cho sản xuất, ứng dụng cũn khiờm tốn; Sự khụng đồng bộ giữa thiết kế bỡnh đun nước núng năng lượng mặt trời và cỏc cụng trỡnh xõy dựng; Giỏ thành của thiết bị đun nước núng năng lượng mặt trời cũn khỏ cao, chưa phự hợp với mức thu nhập của người dõn núi chung; cỏch lắp đặt, vận hành thiết bị chưa được phổ biến rộng rói đến người tiờu dựng vv…
Nhu cầu về điện của Việt Nam hàng năm tiờu tốn khoảng 3,6 tỷ kWh điện và sẽ tăng nhanh theo tốc độ phỏt triển kinh tế, xõy dựng nhà ở, dịch vụ và du lịch. Đõy là một con số rất lớn cho thấy một thị trường đầy tiềm năng cho việc đầu tư nghiờn cứu, sản xuất thiết bị bỡnh đun nước núng năng lượng mặt trời. Trong những năm gần đõy, một số cụng trỡnh nghiờn cứu sử dụng năng lượng mặt trời đó đem lại kết quả kinh tế đỏng kể. Vớ dụ:
- Ngụi nhà sử dụng năng lượng mặt trời đầu tiờn ở thành phố Hồ Chớ Minh do kĩ sư ngành Vật lớ Trịnh Quang Dũng sỏng chế. Trờn mỏi ngúi của ngụi nhà đặt 40 tấm pin mặt trời, bao phủ toàn bộ 20m2. Giàn pin mặt trời cú cụng suất 2,2 Kwp, cung cấp khoảng 200 Kwp/thỏng. Bộ biến ỏp smart invertor P2000 chuyển húa điện từ bỡnh ắc qui thành dũng điện 220v hũa vào lưới điện gia đỡnh.
- Bếp dựng năng lượng mặt trời: bao gồm 4 bộ phận chớnh:
+ Bộ phận thu nhiệt: làm từ một mỏng nhụm uốn cong thành hỡnh parapol cú diện tớch khoảng 2,2m2 , được đặt trờn mỏi nhà tiện cho việc thu nhiệt từ mặt trời, chuyển thành nhiệt năng cung cấp cho bếp.
+ Bộ phận dẫn nhiệt: được cấu tạo là một ống dẫn bằng đồng, cú nhiệm vụ dẫn nhiệt năng thu được từ bộ phận thu đến bếp nấu.
+ Bộ phận bếp nấu: Cấu tạo như một chiếc lũ lớn cú vỏ làm bằng nhụm, phớa trong được lút một lớp xốp để thoỏt nhiệt. Phần mặt bếp là một tấm nhụm phẳng để đặt nồi đun. Nhiệt độ tối đa bếp cú thể đạt được là 180oC. Bếp loại này khụng bị mất nhiệt khi giú lớn và giữ nhiệt khoảng 2-3 giờ sau khi tất nắng.
+ Bảng điều khiển: dựng để điều khiển tấm parapol thu nhiệt. Mặt trời di chuyển từ Đụng sang Tõy trong ngày, nờn parapol cũng phải di chuyển theo hướng mặt trời. Để thực hiện di chuyển, người điều khiển cú thể dựng tay, bật, gạt cần điều khiển về hướng mặt trời. Hoặc bảng điều khiển được thiết kế ở chế độ tự động, khi bộ điều khiển lắp đặt mạch điện tử cú tớnh năng hẹn giờ như một chiếc đồng hồ. Cứ sau vài phỳt, tự điều chỉnh tấm parapol theo hướng mặt trời.
- Đại học Bỏch khoa Đà nẵng đó triển khai đề tài nghiờn cứu “Triển khai ứng dụng thiết bị năng lượng mặt trời cho cỏc hộ gia đỡnh vựng nụng thụn, miền nỳi TP Đó Nẵng” do PGS.TS Hoàng Dương Hựng chủ nhiệm, đó nghiệm thu thỏng 12 năm 2008. Đề tài đoạt giải nhỡ cuộc thi sỏng tạo khoa học – kĩ thuật do Quĩ hỗ trợ sỏng tạo khoa học – kĩ thuật của Liờn Hiệp cỏc Hội khoa học – kĩ thuật Việt Nam tổ
chức. Đề tài đó chọn Bỡnh Kỡ 2, phường Phỳ Hũa, quận Ngũ Hành Sơn TP Đà Nẵng làm “Làng năng lượng”.
Tại đõy 200 hộ được sử dụng bếp và hệ thống đun nước núng bằng năng lượng mặt trời trong số 300 hộ dõn. Bếp mặt trời cú thể nấu mún canh rau trong khoảng 20 phỳt, lỳc nắng to mất khoảng 15 phỳt. Đun sụi một ấm nước cần 20 phỳt.
Cấu tạo của bếp gồm: hộp bảo vệ làm bằng gỗ, mặt phản xạ bờn trong bằng kim loại như nhụm, thộp trắng hoặc inox đỏnh búng nhẵn cú độ phản xạ cao, gương phản xạ nhận ỏnh sỏng từ mặt trời, nồi chứa thức ăn được sơn màu đen hấp thụ ỏnh sỏng tốt, tấm kớnh trong dày 2-3mm cú tỏc dụng tạo “lồng kớnh” và giảm tổ thất nhiệt khi nấu, lớp vật liệu cỏch nhiệt làm bằng bụng thủy tinh hoặc
Bếp đun nước dung NLMT
bằng rơm rạ, trấu. Ngoài ra bếp cũn cú trụ xoay để chỉnh hướng đún ỏnh sỏng mặt trời và một đế đặt nồi nhằm ngăn cỏch giữa nồi và cỏc bộ phận khỏc của bếp. Nhiệt độ khụng khớ trong bếp là 67oC, nhiệt độ của sản phẩm nấu cỏc mún ăn như cơm, nước sụi, kho cỏ là 95-102oC. Giỏ thành khoảng 1-1,5 triệu đồng/bếp.
Lấy nước núng từ hệ thống bỡnh đun nước núng bằng năng lượng mặt trời
Hệ thống đun nước núng bằng năng lượng mặt trời gồm một bỡnh chứa và hai bộ phận hấp thụ bức xạ nhiệt mặt trời (collector). Loại này thường được dựng trong gia đỡnh, nhà hàng, khỏch sạn với mục đớch tắm giặt, rửa chộn bỏt, hõm núng nước bể bơi và đun nước nhằm tiết kiệm năng lượng. Nhiệt độ nước tại bỡnh chứa là 69oC, khi sử dụng nước là 61oC. Giỏ thành 5 triệu đồng/hệ thống nước núng.
- Năng lượng sinh khối
Việt Nam là một nước nụng nghiệp, cú nguyờn liệu để sản xuất năng lượng sinh học khỏ dồi dào. Những sản phẩm từ chăn nuụi, trồng trọt sẽ cung cấp nguyờn liệu khổng lồ cho sản xuất khớ sinh học. Khớ sẽ được sử dụng trực tiếp đun nấu hoặc phỏt điện. Trong cả nước, sản phẩm phụ của nụng nghiệp cú khả năng cung cấp nhiờn liệu cho điện sinh khối từ 8 – 11 triệu tấn. Riờng sản lượng trấu cú thể thu gom ở Đồng bằng sụng Cửu Long lờn tới 1,4 đến 1,6 triệu tấn. Theo tớnh toỏn, cứ 2-4kg nhiờn liệu sinh khối tương đương với 1kg than. Như vậy nếu sử dụng vỏ trấu làm nhiờn liệu thỡ gớa thành chỉ bằng 5 – 10% so với dựng than. Vựng Tõy Nguyờn cú thể cho phụ phẩm từ cà phờ 0,3 đến 0,5 triệu tấn. Đặc biệt là chất thải từ cỏc nhà mỏy mớa đường đó cho chỳng ta nguồn nguyờn liệu sinh khối rất lớn. Tuy nhiờn, hiện nay vẫn cũn khoảng từ 10 - 15% tổng lượng bó mớa khụng được sử dụng. Vựng Tõy bắc cú 55.000 đến 60.000 tấn mựn cưa từ cụng nghiệp khai thỏc và chế biến gỗ. Ngũai sản phẩm phụ của nụng nghiệp, một số vựng đang trồng cõy lấy dầu Jatropha xuất xứ từ Ấn Độ làm nguồn cung cấp nguyờn liệu cho cỏc nhà mỏy sản xuất ethanol.
Để sản xuất khớ sinh học, người ta chế tạo cỏc thiết bị sinh học, cỏc thiết bị này bao gồm:
+ Bộ phận phõn hủy: Là nơi chứa nhiờn liệu đảm bảo thuận lợi cho quỏ trỡnh phõn hủy chất hữu cơ trong mụi trường hiếm khớ. Đõy là bộ bộ phận chủ yếu của thiết bị.
+ Bộ phận chứa khớ: Khớ sinh ra từ bộ phận phõn hủy được thu và chứa ở đõy. Yờu cầu cơ bản của bộ phận này là phải kớn khớ.
+ Lối vào: Là nơi nạp nhiờn liệu vào bộ phận phõn hủy.
+ Lối ra: Nguyờn liệu sau khi bị phõn hủy được lấy ra qua lối này, nhường chỗ cho nhiờn liệu mới bổ sung.
Vừa qua, khoa Cụng nghệ trường đại học Cần Thơ đó cải tiến hầm khớ Bioga và đó thử nghiệm thành cụng ở Hậu Giang. Hầm ủ cải tiến đó giảm giỏ thành so với hầm ủ cũ. Nguyờn liệu chủ yếu là cõy Lục bỡnh (bốo tõy). Loại cõy này đang rất phỏt triển trong cỏc kờnh, rạch, sụng ở vựng Đồng bằng Sụng Cửu Long. Chất thải rắn của hầm khớ này được dựng để nuụi cỏ (1).
Thạc sĩ Nguyễn Đỡnh Hựng trường nhúm chế tạo động cơ mụn ễ tụ- mỏy động lực, trường Đại học Bỏch khoa, thành phố Hồ Chớ Minh đó nghiờn cứu dựng bioga để phỏt điện. Kết quả nghiờn cứu được thử nghiệm ở cỏc trang trại Hồng Sinh, Dầu Tiếng tỉnh Bỡnh Dương. Theo kết quả nghiờn cứu đối với hộ gia đỡnh, nuụi từ 8 đến 12 con lợn/bũ cú thể dựng cụng nghệ này để phỏt điện. Chi phớ lắp đặt một động cơ cú cụng suất 2,5Kw từ 8-10 triệu đồng.
Nước ta đang thực hiện dự ỏn “Hỗ trợ chương trỡnh khớ sinh học (KSH) cho ngành chăn nuụi ở một số tỉnh Việt Nam” do chớnh phủ Hà Lan tài trợ. Mục tiờu của Dự ỏn là xõy dựng 12.000 hầm khớ bioga tại cỏc hộ dõn cư của 12 tỉnh
Mỏy phỏt điện chạy bằng khớ Bioga
Rỏc thải sinh hoạt nếu được sử lớ tốt sẽ là nguồn cung cấp KSH khỏ dồi dào. Cụng ty mụi trường TP. Hồ Chớ Minh đó lắp đặt trạm xử lớ rỏc thải thành điện ở Gũ Cỏt. Rỏc sau khi chụn, ủ sẽ thu khớ ga. Khớ này sẽ được đưa vào tram phỏt điện. Theo thiết kế, sản lượng điện mỗi ngày sẽ là 3.200Wh. Lượng điện này sẽ bỏn cho cụng ty điện lực. Cụng trỡnh này đưa vào sử dụng từ thỏng 4/2005. Tổng vốn đầu tư là 4,5 tỷ đồng, cụng nghệ của Hà Lan. Khả năng cung cấp khớ ga trong vũng 20 năm.
Trước mắt, chỉ khai thỏc một phần khớ ga thành điện, lõu dài sẽ khai thỏc khớ ga cú từ 2500 tấn rỏc/mỗi ngày từ bói rỏc này.
Sản xuất điện từ phế phụ phẩm của nụng nghiệp
Sau hơn 10 năm nghiờn cứu cỏc nhà khoa học của Viện cơ điện nụng nghiệp và Cụng nghệ sau thu hoạch đó bước đầu hoàn chỉnh cụng nghệ sản xuất điện từ phế phụ phẩm nụng nghiệp. Áp dụng kết quả nghiờn cứu này, trong tương lai chỳng ta sẽ sản xuất điện từ vỏ trấu, mựn cưa, lừi ngụ, bó mớa... Nguồn phế phụ phẩm nụng nghiệp ở nước ta phong phỳ, tổng sản lượng cú thể lờn tới hàng triệu tấn. Nếu tập trung những phế phụ này cú thể sản xuất điện phục vụ cho vựng nụng thụn, miền nỳi,vựng sõu, vựng xa.
Dõy truyền sản xuất điện do Viện Cơ điện nụng nghiệp và Cụng nghệ sau thu hoạch , bao gồm 6 bộ phận: (1) Nồi hơi và lũ đốt; (2) Tuốc bin hơi; (3) Mỏy phỏt; (4) Thiết bị trao đổi nhiệt; (5) Mỏy sấy tầng sụi; (6) Mỏy sấy thấp. Giỏ thành cho dõy truyền khoảng 1.500 USD/MW, rẻ hơn điện được xuất tư nhiờn liệu húa thạch khoảng 10-30%. Hiện nay, Viện Cơ điện Nụng thụn và Cụng nghệ sau thu hoạch đó xõy dựng được 7 lũ sấy và phỏt điện ở Long An, Kiờn Giang, TP Hồ Chớ Minh, Gia Lai. Đõy mới chỉ là cỏc lũ sấy và phỏt điện ở giai đoạn thử nghiệm. Muốn ỏp dụng rộng rói vào sản xuất, cần cú sự hỗ trợ của Nhà nước và cỏc doanh nghiệp.