L ỜI GIỚI THIỆU
5.4. Điều khiển tổng hợp
5.4.1. Yêu cầu công nghệ
- Chức năng 1: Phím bấm 1 ( không phân biệt bấm ngắn hay bấm dài) + [H1] [H2] [H3] [H4] On; Rèm Up
- Chức năng 2: Phím bấm 2 ( không phân biệt bấm ngắn hay bấm dài) + [H1] [H2] [H3] [H4] Off; Rèm Down
- Chức năng 3: Phím bấm 3 ( không phân biệt bấm ngắn hay bấm dài) + [H1] [H3] On sau đó tự tắt sau 2 giây
- Chức năng 4: Phím bấm 4 ( không phân biệt bấm ngắn hay bấm dài) + [H1] [H2] On; Rèm Up
- Chức năng 5: Phím bấm 5
+ [H3] [H4] On; Rèm Down - Chức năng 6: Phím bấm 6
+ Bấm ngắn: [H1] [H2] [H3] [H4] On; Rèm Step/stop (Down) + Bấm dài: [H1] [H2] [H3] [H4] Off; Rèm Down
5.4.2. Lựa chọn thiết bị và liên kết mạch điện
Lựa chọn thiết bị theo yêu cầu công nghệ và liên kết mạch theo sơ đồ mạch điều khiển
rèm cửa.
5.4.3. Thiết lập chương trình điều khiển trên ETS và nạp chương trình
+ Bước 1: Tạo 1 New Project: Đặt tên, chọn chế độ kết nối, địa chỉ nhóm + Bước 2: Tạo ra một công trình kiến trúc và thu nhỏ đến cấp Phòng ở
+ Bước 3: Cài đặt các thiết bị KNX lên các phòng. Nếu chưa có Datasheet của các
thiết bị KNX thì phải Import.
+ Bước 4: Cài đặt các địa chỉ nhóm theo các nhóm điều khiển
+ Bước 5: Cài đặt các tham số cho các thiết bị KNX trong trang Parameter
+ Bước 6: Gán các địa chỉ nhóm lên các thiết bị KNX + Bước 7: Kiểm tra kết nối USB và địa chỉ vật lý
+ Bước 8: Download xuống các thiết bị KNX tương ứng
5.4.4. Vận hành mạch điện
BÀI 6. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 6.1. Lý thuyết về năng lượng tái tạo
6.1.1. Khái niệm và phân loại năng lượng tái tạoa) Khái niệm a) Khái niệm
Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ những nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn như năng lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều, sóng và địa nhiệt. Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng tái sinh là tách một
phầnnăng lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa vào trong các
sử dụng kỹ thuật. Các quy trình này thường được thúc đẩy đặc biệt là từ Mặt Trời. Năng lượng tái tạo thay thế các nguồn nhiên liệu truyền thống trong 4 lĩnh vực gồm: phát điện,
đun nước nóng, nhiên liệu động cơ, và hệ thống điện độc lập nông thôn.
b) Phân loại năng lượng tái tạo
Có nhiều dạng năng lượng tái tạo. Phần lớn các dạng năng lượng phục hồi, bằng cách
này hay cách khác về căn bản đều phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời. Năng lượng từ gió và
năng lượng thủy điện đều là kết quả trực tiếp của sự chênh lệch nhiệt độ nóng lên của bề mặt Trái đất, dẫn đến không khí chuyển động (gió)và lượng mưa hình thành vì bầu không khí được nâng lên (liên quan đến thủy điện). Năng lượng mặt trời là sự chuyển đổi trực tiếp từ ánh sáng sang điện năng bằng hiệu ứng quang điện (thông qua các tấm pin năng lượng mặt trời). Năng lượng sinh khối được lưu trữ ánh sáng mặt trời được chứa trong thực vật. Các
dạng năng lượng tái sinh khác không phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời là năng lượng địa
nhiệt, là kết quả của sự phân rã phóng xạ từ các khoáng vật ở lớp vỏ Trái đất kết hợp với với
nhiệt trong tâm Trái đất, và năng lượng thủy triều là sự chuyển đổi năng lượng hấp dẫn.
* Năng lượng mặt trời
Con người đã biết cách ứng dụng năng lượng mặt trời trong hàng ngàn năm qua để
trồng trọt, sưởi ấm và làm khô thức ăn. Theo Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia
Hoa Kỳ (NREL) cứ một giờ chiếu sáng của Mặt trời xuống Trái đất, tất cả nguồn năng lượng này đủ để cả thế giới sử dụng trong một năm. Ngày nay, chúng ta sử dụng ánh nắng mặt trời
theo nhiều cách như sưởi ấm ngôi nhà, làm nóng nước, tạo ra điện cung cấp cho các thiết bị điện – điện tử…
Tế bào quang điện (solar cell) chủ yếu được làm từ silicon hoặc các vật liệu khác có
khả năng biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng.Hệ thống năng lượng mặt trời ngày nay được ứng dụng trực tiếp với các quy mô lớn nhỏ khác nhau ngay trên mái của
các ngôi nhà dân, doanh nghiệp hoặc các cộng đồng hợp tác xã. Các hệ thống như thế này giúp tạo ra nguồn điện năng dồi dào nhưng không hề ảnh hưởng về mặt sinh thái.
Hệ thống phát điện bằng các tấm pin năng lượng mặt trời không sản sinh ra các chất
gây ô nhiễm không khí và đặc biệt là không tạo ra CO2 (gây hiệu ứng nhà kính), miễn là
chúng được lắp đặt đúng cách thì hầu hết các tấm pin năng lượng mặt trời ít tác động đến môi trường.
* Năng lượng từ gió
Sự chuyển động của khí quyển được thúc đẩy bởi sự chênh lệch về nhiệt độ ở bề mặt Trái đất, do lượng nhiệt từ bức xạ của mặt trời chiếu lên bề mặt Trái đất thay đổi liên tục.Năng lượng gió có thể được sử dụng để ứng cho hệ thống bơm nước hoặc tạo ra điện, nhưng công nghệ này đòi hỏi phải có không gian rất rộng để có thể tạo ra một lượng năng lượng đáng kể.
Ngày nay, các tuabin gió được xây dựng rất cao (bằng với các tòa nhà chọc trời), với đường kính cánh gió rất lớn. Nhưng công cụ này giúp sản xuất ra một lượng điện tương đối
lớn dựa vào sức gió thổi.
Năng lượng từ gió được biết đến là nguồn năng lượng rẻ nhất ở một vài quốc gia trên thế giới. Có thể kể đến các tiểu bang như California, Texas, Oklahoma, Kansas và Iowa của
* Thủy điện
Thủy điện là nguồn năng lượng tái tạo đang dẫn đầu ở hầu hết các quốc gia, với các
nhà máy thủy điện quy mô rất lớn. Thủy điện phụ thuộc vào nước – thường là dòng nước
chảy với tốc độ nhanh ở các con sông hoặc nước chảy nhanh từ trên cao xuống như thác,
chúng ta sẽ tận dụng sức nước để thiết lập các tuabin máy phát điện.
Tuy nhiên, trên thế giới rất nhiều nhà máy thủy điện lớn hay đập thủy điện siêu lớn không được xem là nguồn năng lượng tái tạo. Bởi vì nhưng con đập này làm chuyển hướng
và giảm dòng chảy tự nhiên, làm ảnh hưởng đến quần thể động vật và con người sinh sống
quanh dòng sông đó. Các nhà máy thủy điện nhỏ (công suất lắp đặt dưới 40 MW) sẽ được
quản lý cẩn thận hơn và không có xu hướng tác động đến môi trường vì chúng chỉ chuyển hướng 1 phần của dòng nước chảy.
* Năng lượng sinh khối
Sinh khối là vật liệu hữu cơ có nguồn gốc từ động thực vật và bao gồm cây trồng, gỗ
thải và cây cối. Khi sinh khối bị đốt cháy, năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt và có thể tạo ra điện bằng tuabin hơi nước.
Sinh khối thường bị nhầm lẫn là nhiên liệu sạch, tái tạo và là nguồn thay thế xanh hơn
cho nhiên liệu hóa thạch khác trong việc sản xuất điện. Tuy nhiên, khoa học gần đây cho
thấy nhiều dạng sinh khối – đặc biệt là từ rừng lại tạo ra lượng khí thải CO2 cao hơn nhiêu
liệu hóa thạch. Cũng có những hậu quả tiêu cực đối với sự đa dạng sinh học. Tuy nhiên, một
số dạng năng lượng sinh khối có lượng thải CO2 thấp được lựa chọn trong một số trường
hợp. Ví dụ, mùn cưa và phoi từ các xưởng cưa sẽ nhanh chóng phân hủy và giải phóng
carbon với lượng thấp.
Nhiên liệu hydrogen và pin nhiên liệu hydro
Đây cũng cũng không phải là nguồn năng lượng tái tạo hoàn toàn những rất dồi dào và rất ít ô nhiễm môi trường khi sử dụng. Hydrogen có thể được đốt làm nhiên liệu, điển hình là xe chạy bằng hơi nước. Ứng dụng nhiên liệu đốt(sạch) này có thể giảm đáng kể ô nhiễm
mất cái khác” những nhà máy sản xuất động cơ chạy bằng hơi nước sẽ xả khí thải nhiều hơn. Ngày nay, có một số phương pháp đầy hứa hẹn để sản xuất khí hydro chẳng hạn như năng lượng mặt trời, chúng ta có thể hy vọng vào một bức tranh tích cực hơn trong tương lai
gần.
Năng lượng địa nhiệt
Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong tâm của Trái Đất.
Nguồn năng lượng này xuất phát từ sự hình thành ban đầu của hành tinh, từ quá trình phân rã phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt Trái Đất. Ở một số khu vực nhất định, độ dốc địa nhiệt (tăng dần nhiệt độ theo độ sâu) sẽ đủ cao để có
thể khai thác và tạo ra điện. Công nghệ để khai thác năng lượng này còn bị giới hạn ở mộ vài
địa điểm trên Trái đất cũng như còn tồn tại nhiều vấn đề kỹ thuật làm hạn chế tiện ích của
nó. Một dạng năng lượng địa nhiệt khác là năng lượng Trái đất, đây là kết qủa của việc lưu
trữ nhiệt trên bề mặt Trái đất. Dạng năng lượng này chỉ có thể dùng để duy trì nhiệt độ thoải
mái trong các tòa nhà, chứ không thể sử dụng để sản xuất điện được.
Các dạng năng lượng tái tạo khác
Năng lượng từ thủy triều, đại dương và phản ứng tổng hợp hydro nóng là những dạng
khác có thể được sử dụng để tạo ra điện. Những dạng năng lượng tái sinh này có những nhược điểm đáng kể vẫn đang được các nhà khoa học thảo luận để giải quyết trong cuộc
khủng hoảng năng lượng sắp tới.
Các mô hình tính toán trên lý thuyết
Năng lượng tái tạo có tiềm năng thay thế các nguồnnăng lượng hóa thạch và năng lượng nguyên tử. Trên lý thuyết, chỉ với một hiệu suất chuyển đổi là 10% và trên một diện
tích 700 x 700 km ở sa mạc Sahara thì đã có thể đáp ứng được nhu cầu năng lượng trên toàn thế giới bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời.
Trong các mô hình tính toán trên lý thuyết người ta cũng đã cố gắng chứng minh là với
trình độ công nghệ ngày nay, mặc dầu là bị thất thoát công suất và nhu cầu năng lượng ngày một tăng, vẫn có thể đáp ứng được toàn bộ nhu cầu về năng lượng điện của châu Âu bằng
các tuốc bin gió dọc theo bờ biển phía Tây châu Phi hay là bằng các tuốc bin gió được lắp đặt ngoài biển (off-shore). Sử dụng một cách triệt để các thiết bị cung cấp nhiệt từ năng lượng mặt trời cũng có thể đáp ứng nhu cầu nước nóng.
Năng lượng tái tạo và hệ sinh thái
Người ta hy vọng là việc sử dụng năng lượng tái tạo sẽ mang lại nhiều lợi ích về sinh
thái cũng như là lợi ích gián tiếp cho kinh tế. So sánh với các nguồn năng lượng khác, năng lượng tái tạo có nhiều ưu điểm hơn vì tránh được các hậu quả có hại đến môi trường. Nhưng các ưu thế về sinh thái này có thực tế hay không thì cần phải xem xét sự cân đối về sinh thái
trong từng trường hợp một. Thí dụ như khi sử dụng sinh khối phải đối chiếu giữa việc sử
dụng đất, sử dụng các chất hóa học bảo vệ và làm giảm đa dạng của các loài sinh vật với sự
mong muốn giảm thiểu lượng CO2. Việc đánh giá các hiệu ứng kinh tế phụ cũng còn nhiều điều không chắc chắn. Sử dụng năng lượng tái tạo rộng rãi và liên tục có thể tác động đến
việc phát triển của khí hậu Trái Đất về lâu dài. Có thể hình dung đơn giản: dòng chuyển động của gió sẽ yếu đi khi đi qua các cánh đồng cánh quạt gió, nhiệt độ không khí giảm
xuống tại các nhà máy điện mặt trời (do lượng bức xạ phản xạ trở lại không khí bị suy
giảm).
Mâu thuẫn về lợi ích trong công nghiệp năng lượng
Khác với cácnước đang phát triển, những nơi mà cơ sở hạ tầng còn chậm phát triển,
việc mở rộng xây dựng các nguồn năng lượng tái tạo trong các nước công nghiệp gặp nhiều khó khăn vì phải cạnh tranh với các công nghệ năng lượng thông thường. Về phía các tập đoàn năng lượng mà sự vận hành các nhà máy điện dựa trên năng lượng hóa thạch, sự tồn tại
vẫn là một phần của câu hỏi. Nhưng trong mối quan hệ này cũng là câu hỏi của việc tạo việc
làm mới trong lãnh vực sinh thái cũng như trong lãnh vực của các công nghệ mới.
Hệ thống cung cấp điện đã ổn định tại các nước công nghiệp nhưĐức dựa trên một hạ
Mâu thuẫn về lợi ích trong xã hội
Việc sử dụng năng lượng tái tạo có thể làm cho việc can thiệp vào môi trường trở nên cần thiết, một việc có thể trở thành bất lợi cho những người đang sống tại đó. Một thí dụ cụ
thể là việc xây đập thủy điện, như trong trường hợp củađập Tam Hiệpở Trung Quốc khoảng 2 triệu người đã phải dời chỗ ở.
6.2. Năng lượng mặt trời
6.2.1. Khái niệm và phân loại năng lượng mặt trời
a) Khái niệm
Năng lượng mặt trời là bức xạ ánh sáng và nhiệt từ mặt trờiđược con người khai thác và lưu trữ và chuyển đổi thành điệnnăng thông qua Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời. Đây là nguồn năng lượng gần như vô tận.
b) Phân loại năng lượng mặt trời.
Hệ thống năng lượng mặt trờiđộc lập (off grid solar system)
- Ưu điểm: Rất phù hợp cho những khu vực khó khăn về lưới điện, chưa có điện lưới
quốc gia EVN
- Nhược điểm:
+ Chi phí đầu tư ban đầu cao (chủ yếu ở ắc quy)
+ Chi phí bảo dưỡng (bảo dưỡng ắc quy) lớn, tuổi thọ của hệ thống ắc qui không cao,
chỉ khoảng 2-5 năm tùy loại ắc quy
+ Hiệu suất chuyển đổiđiện thấp (chủ yếu do hệ thống ắc qui, giữa chu trình phóng và chu trình nạp bị tiêu hao rất lớn)
Hệ thống điện mặt trời nối lưới (on grid solar system)
- Ưu điểm
+ Chi phí đầu tư ban đầu thấp, không phải bỏ chi phí cho hệ thống ắc quy + Phi phí bảo dưỡng thấp
+ Hiệu quả chuyển đổi năng lượng rất cao
- Nhược điểm
+Về mặt chính sách, chưa được cho phép triển khai ở Việt Nam. Do hệ thống phát điện
trực tiếp vào lưới, có thể khiến quay ngược đồng hồ khi tải trong hộ gia đình thấp. Ở các nước khác, ví dụ như Thái Lan, các hộ gia đình được khuyến khích triển khai hệ thống này, tiền điện cuối tháng sẽ được khấu trừ, đôi khi nhà nước còn phải trả ngược tiền phát điện cho
các hộ gia đình. Hi vọng trong tương lai gần, Việt Nam cũng sẽ cho phép triển khai thực
hiện chính sách này.
+Hệ thống chỉ hoạt động được khi có điện lưới, nếu mất điện lưới hệ thống cũng ngừng
hoạt động
Hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới có dự trữ
Hệ thống kết hợp hai hệ thống trên, khắc phục nhược điểm mất điện khi không có điện lưới nhưng lại bao gồm thêm chi phí bảo dưỡng và thay thế ắc qui.
Các máy nước nóng năng lượng mặt trời
Hệ thống sưởi ấm từ năng lượng mặt trời áp dụng trong xây dựng, sử dụng các vật liệu
nhiệt khối như đá, xi màng, nước,..
Hệ thống xử lý nước sử dụng nhiệt mặt trời và điện năng lượng mặt trời để khử
mặn hoặc khử khuẩn
Bếp năng lượng mặt trời, người ta cũng sử dụng kỹ thuật hội tụ ánh sáng mặt trời để
tạo nhiệt phục vụ nấu ăn, điển hình là các bếp công nghiệp ở Ấn Độ đang phục vụ tới 35.000
suất ăn mỗi ngày.
Lợi ích to lớn từđiện năng lượng mặt trời
Điện năng lượng mặt trời là nguồn điện được chuyển đổi từ năng lượng ánh sáng mặt
trời thành điện năng, nên đầu tiên chúng ta có một nguồn tài nguyên có thể xem là vô tận để
khai thác
Ý nghĩa kinh tế của điện năng lượng mặt trời