3.1.2.1. Hệ thống năng lượng mặt trời
Hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng 12 tấm phẳng thu nhiệt mặt trời của hãng MEGASUN với hiệu suất hấp phụ nhiệt lên tới 95%. Các thông số tấm phẳng thu nhiệt mặt trời được trình bày ở Bảng 6. Các tấm thu năng lượng mặt trời được sử dụng để cung cấp nhiệt cho hệ thống MD khi vận hành ở điều kiện bức xạ mặt trời tốt. Bên cạnh các tấm thu năng lượng mặt trời, các điện trở đốt cũng được sử dụng để bổ sung nhiệt cho hệ thống MD. Công suất của các điện trở phụ được sử dụng trong hệ thống MD pilot là 3 kW. Việc tích hợp các tấm thu năng lượng mặt trời để bổ sung năng lượng cho hệ thống MD ở quy mô pilot được thể hiện trên Hình 14.
Bảng 6. Các thông số tấm phẳng thu nhiệt mặt trời. Kích thước tấm thu (mm) 2000125080 Diện tích hấp phụ (m2) 2,35 Áp suất làm việc tối đa (bar) 6
Hình 14. Sơ đồ điều khiển của hệ thống gia nhiệt sử dụng năng lượng mặt trời và các điện trở đốt để cấp nhiệt cho hệ thống MD ở quy mô pilot.
3.1.2.2. Tính toán công suất hệ làm lạnh (chiller)
Công suất hệ làm lạnh (chiller) được tính toán theo công thức: P = Cp x ΔT x Q/3600 (6)
Trong đó: Cp là nhiệt dung riêng của nước Cp = 4,2 kJ/Kg.K
ΔT: Chênh lệch nhiệt độ giữa dòng nước sau khi vào mô đun và nước ra mô đun, lấy giá trị cao nhất là ΔT = 5 °C.
Q: lưu lượng tuần hoàn cao nhất là Q = 540 L/h Công suất hệ làm lạnh cao nhất của hệ thống là:
P = Cp x ΔT x Q/3600 = 4200 x 5 x 540/3600 = 3.150 J/s = 3,15 kW Quá trình vận hành hệ thống MD cần chú ý theo dõi 2 thông số thường trực là nhiệt độ và lưu lượng tuần hoàn nước để tránh tình trạng giảm lưu lượng cất nước hoặc hết nước đầu vào dẫn đến cháy phốt motor. Ngoài ra có rất nhiều dữ liệu cần được kiểm soát và theo dõi trong quá trình vận hành nên việc truy xuất dữ liệu online trực tiếp từ hệ thống là điều cần thiết.
Thiết bị điều khiển trung tâm còn bao gồm một hệ thống truyền thông. Hệ thống này gồm 16 cảm biến và 4 biến tần được được khiển với thuật toán với tham số đầu vào là nhiệt độ và áp suất. Mạng truyền dữ liệu cảm biến theo tiêu chuẩn MODBUS RTU 19200, 8 BIT, NON PARITY, STOP BIT 1. MODBUS RTU với tốc độ 19200 bps/s đến một đơn vị điều khiển trung tâm là PLC, tốc độ xử lý lệnh 0,12 s. Hoạt động của thiết bị điều khiển trung tâm được thể hiện trên màn hình tích hợp trên hệ thống MD ở quy mô pilot như thể hiện trên Hình 15.
Hình 15. Sơ đồ hệ thống tự động hóa của hệ khử mặn nước biển MD ở quy mô pilot lắp đặt tại Đảo An Bình.
Hệ thống chưng cất màng MD khử mặn nước biển công suất 1 m3/ngày sau khi được thiết kế, chế tạo, và lắp đặt được triển khai tại đảo An Bình (đảo An Bình) huyện đảo Lý Sơn. Hình 16 và Hình 17 thể hiện hình ảnh thực tế của hệ thống sau khi được triển khai tại đảo An Bình.
Hình 16. Hình ảnh thực tế của hệ thống chưng cất màng khử mặn nước biển công suất 1 m3/ngày lắp đặt tại đảo An Bình, Lý Sơn.
Hình 17. Hệ thống tấm thu nhiệt mặt trời để bổ sung nhiệt năng cho hệ thống chưng cất màng MD khử mặn nước biển công suất 1 m3/ngày tại Lý