28
Mỗi giây mặt trời phát ra một khối lượng năng lượng khổng lồ vào Thái dương hệ, chỉ một phần nhỏ tổng lượng bức xạ đến được trái đất có cơng suất vào khoảng 1.367MW/m2 ở ngoại tầng khí quyển của Trái đất, 30% bức xạ này bị phản xạ lại về không gian, 70% được hấp thụ bởi mặt đất, đại dương và khí quyển chuyển thành nhiệt sau đó tỏa lại về khơng gian. Chỉ một phần nhỏ NLMT được sử dụng thì có thể đáp ứng được nhu cầu về năng lượng của thế giới.
Mặt trời là nguồn năng lượng mà con người có thể tận dụng được: sạch sẽ, đáng tin cậy, gần như vơ tận và có ở khắp mọi nơi. Việc thu giữ NLMT khơng thải ra khí và nước độc hại, do đó khơng góp phần vào vấn đề ơ nhiễm mơi trường và hiệu ứng nhà kính.
Tiềm năng về NLMT trên thế giới: phân bố không đồng đều trên thế giới, mạnh nhất là vùng xích đạo và vùng khơ hạn, giảm dần về phía cực trái đất. Tiềm năng kính tế sử dụng NLMT phụ thuộc vào vị trí địa điểm trên trái đất, phụ thuộc vào đặc điểm khí hậu, thời tiết cụ thể của từng vùng miền. Theo số lượng thống kê bức xạ trung bình của một địa điểm trên thế giới vào khoảng 2000kWh/m2/năm.
Tiềm năng về NLMT ở Việt Nam: phân bố không đồng đều trên lãnh thổ Việt Nam do đặc điểm địa hình khí hậu khác nhau của hai miền Nam và Bắc. Nói chung là cường độ năng lượng bức xạ khơng cao và thay đổi thất thường
Bảng 2. 3 Tiềm năng NLMT một số nước trên thế giới
STT Quốc gia Tiềm năng
tWh/năm Bức xạ trung bình kWh/m2/năm 1 Angiêri 13,9 1970 2 Ai Cập 36,0 2450 3 Bồ Đào Nha 3,0 1910 4 Cô oét 2,5 1900 5 Hy Lạp 4,0 1730 6 Iran 16,0 2100 7 Irắc 6,8 2050 8 Ý 10,0 1800 9 Li Băng 1,5 1920 10 Marốc 17,0 2000
29
11 Saudi Arabi 13,9 2130 12 Tây Ban Nha 5,0 2000
Bảng 2. 4 Tiềm năng NLMT ở Việt Nam
Vùng Giờ nắng trong năm Bức xạ kcal/cm2/năm Khả năng ứng dụng Đông bắc 1500-1700 100-125 Thấp Tây bắc 1750-1900 125-150 Trung bình Bắc trung bộ 1700-200 140-160 Tốt
Tây nguyên, nam trung bộ 2000-2600 150-175 Rất tốt
Nam bộ 2200-2500 130-150 Rất tốt
Trung bình cả nước 1700-2500 100-175 Tốt
Hai ứng dụng chính của NLMT là:
Nhiệt mặt trời : Chuyển bức xạ mặt trời thành nhiệt năng, sử dụng ở các hệ thống
sưởi hoặc để đun nước tạo hơi quay turbin điện.
Điện mặt trời: Chuyển bức xạ mặt trời (dạng ánh sáng) trực tiếp thành điện năng
(hay còn gọi là quang điện – photovoltaics - PV).
Hai dạng hệ thống dân dụng sử dụng NLMT phổ biến nhất hiện nay là hệ thống nhiệt NLMT và hệ thống quang điện cá nhân. Một số hệ thống khác là: Hệ thống đun nước mặt trời, máy bơm NLMT và điện mặt trời sử dụng cho các trạm truyền thông vô tuyến ở vùng sâu vùng xa.
Nhu cầu về điện mặt trời tăng rất nhanh trong 20 năm qua, với tốc độ trung bình là 25% mỗi năm, trong năm 2004 tổng công suất lắp đặt điện mặt trời toàn cầu đạt 927 MW, tăng gần gấp đôi năm 2003( 574MW) và gấp hơn 40 lần so với 25 năm trước. Các quốc gia phát trên thế giới đang thúc đẩy mạnh mẽ các kế hoạch phát triển điện mặt trời thông qua cải thiện kỹ thuật cũng như trợ vốn.
2.3. Cấu trúc của trái đất
Đặc điểm chung: Các nhà khoa học tin rằng, khi các hành tinh đất trở nên lớn hơn, nhiệt độ của chúng cũng tăng lên theo do tác động của năng lượng do động lực (bởi sự di
30
chuyển của hành tinh), do va chạm của các thiên thạch lên hành tinh. Ngoài ra, nhiệt cũng được cung cấp liên tục từ các nguồn khác mà một phần cơ bản là từ nhiệt do phân rã các nguyên tố phóng xạ tự nhiên có mặt trong thành phần của Trái Đất (uranium, thorium, potassium). Theo thời gian, các nguyên tố này có xu hướng tự phân rã để chuyển thành các nguyên tố mới và khi phân rã để tạo thành các nguyên tối mới thì chúng sẽ giải phóng nhiệt. Do đó nhiệt độ bên trong Trái Đất sẽ càng ngày càng tăng và dẫn tới sự nóng chảy các vật chất. Các vật chất bị nóng chảy có tỷ trọng nhẹ (giàu các nguyên tố silic, nhôm, kiềm…) sẽ dâng lên cao và di chuyển về phía bề mặt Trái Đất. Các vật chất có tỷ trọng nặng hơn như sắt bị nóng chảy có xu hướng chìm về phía trung tâm của Trái Đất. Ngồi ra, một khối lượng khổng lồ khí cịn được tạo thành và thốt ra ngồi vỏ Trái Đất thơng qua các họng núi lửa. Các khí này có thành phần chủ yếu là hơi nước, đioxyt cabon, metan và có thể ammoniac đã tạo nên khí quyển của Trái Đất. Cũng từ nguồn khí này mà hơi nước được ngưng tụ tạo thành nước và dần dần tràn ngập các đại dương. Sự nóng chảy từng phần đã làm cho Trái Đất chuyển từ một hành tinh đồng nhất ban đầu thành một Trái Đất bị phân lớp theo thành phần. Các lớp có thành phần khác nhau: