Chương I: Cơ sở khoa học của về vấn đề cần nghiên cứu
1.2. Cơ sở thực tiễn
1.2.1. Lịch sử ra đời của máy nước nóng năng lượng mặt trời
Ở thế kỷ XIX, các nước phương Tây vẫn chưa có khái niệm về giữ nhiệt cho nước. Người ta chứa nước trong một thùng giống thùng phuy. Nhiệt độ của nước được tăng lên bằng phương pháp thủ công, đó là dùng gỗ hoặc than đá để đốt nóng. Phương pháp này rất tốn kém và bất tiện. Ở những vùng nông thôn có nhiều nắng hơn thì nông dân đã nghĩ ra phương pháp khác. Họ chứa nước trong một thùng phuy sơn đen bên ngoài và đậy nắp. Sau đó đem phơi dưới ánh nắng mặt trời suốt cả ngày. Phương pháp đó có vẻ khá hơn nhưng những thùng phuy này nhanh chóng bị mất nhiệt về ban đêm, khi nhiệt độ hạ xuống.
Tại Baltimore, bang Maryland (Mỹ), Clarence Kemp là người đầu tiên phát hiện ra những hạn chế của những thùng chứa nước nóng từ NLMT. Năm 1891, Kemp đã chế ra một loại bồn hộp kim loại giữ được nhiệt của nước từ NLMT.
Ông đãđặt tên cho sản phẩm của mình là Climax– đây là sản phẩm đầu tiên trên thế giới được thương mại. Vợ của Kemp đã dùng các kỳ nghỉ của mình để đi quảng bá sản phẩm Climax với những bà nội trợ. Kemp liên tiếp mở các lớp đào
Trường Đại học Kinh tế Huế
tạo cho nhiều quản gia về sự tiện lợi và hiệu quả của Climax. Nhà văn Walter van Rossem là người đầu tiên lắp đặt Climax Solar Water Heater trên mái nhà của mình tại Pasadena Rose Bowl.Đầu năm 1900, Kemp đã đưa Climax đến với người dân các tiểu bang khác có nắng và nhiệt độ thường cao hơn. Tại miền Nam California, hàng trăm máy được lắp đặt vào năm 1900.
Đến năm 1911, hệ thống thu nhiệt của Climax đã có nhiều cải tiến và hoàn thiện dần, trong đó có việc sử dụng hộp thủy tinh bao xung quanh các ống kim loại giống như phương pháp hiệu ứng nhà kính. Do đó, nước được nóng nhanh hơn.
Khối lượng riêng của nước nóng thường nhẹ hơn nước lạnh, khi thông qua ống dẫn thì nước nóng sẽ được dồn vào bình chứa (bình bảo ôn) và đảm bảo cho nhu cầu cả ngày và đêm.
Năm 1909, William J. Bailey của công ty thép Carnegie, Mỹ, đã nâng kỹ thuật lên một bước nữa bằng cách tách máy nước nóng NLMT ra làm hai phần:
một phần hấp thụ nhiệt và một phần trữ nhiệt. Phần hấp thụ nhiệt là cácống kim loại sơn đen và đặt trong một hộp kính, phần còn lại là một bồn chứa lớn để trữ
nước nóng.
Từ năm 1909, Bailey đã tung sản phẩm của mình ra thị trường và với những ưu điểm nổi trội, khiến Climax bị loại ra khỏi cuộc chơi. Từ năm 1909 đến 1918, ông đã bán ra thị trường hơn 4.000 máy hiệu Solar Day-Night. Trong những năm 1920-1930, những khám phá lớn về khí đốt tại Los Angeles, Mỹ, đã làm đình trệ sự phát triển ứng dụng của NLMT. Sau năm 1930, Heater là người kế nghiệp Bailey, đã phát triển rộng rãi dòng máy Solar Day-Night Heater. Sau chiến tranh thế giới thứ hai, có những nước mà cả nửa số dân đã dùng máy nước nóng NLMT, góp phần tiết kiệm điện cho các ngành công nghiệp sản xuất khác.
1.2.2. Tình hình sử dụng máy nước nóng năng lượng mặt trời trên thế giới
1.2.2.1. Tại Nhật Bản
Loại máy nước nóng NLMT có bồn nước hình trụ được đặt trong hộp kính rất phổ biến với người dân Nhật. Năm 1960, người Nhật đã tiếp cận khu vực Trung Đông bằng những ứng dụng của máy nước nóng NLMT. Đổi lại, họ sẽ mua dầu mỏ với giá ưu đãi. Nhưng không lâu sau đó, vào năm 1973, giá dầu mỏ
Trường Đại học Kinh tế Huế
tăng vùn vụt, máy nước NLMT trở nên có giá khi xuất hiện lệnh cấm vận một số nước Trung Đông. Mỗi năm, Nhật Bản xuất qua Trung Đông hơn 100.000 máy nước nóng NLMT. Khi cuộc khủng hoảng giá dầu lần thứ 2 xảy ra (năm 1979), doanh thu của nước Nhật tăng khủng khiếp chỉ bằng việc xuất khẩu máy nước nóng NLMT: trung bình một năm trên 250.000 máy. Hiện tại, Nhật Bản đang có trên 10 triệu gia đình dùng máy nước nóng năng lượng mặt trời.
1.2.2.2. Tại Úc
Solarhart là nhà sản xuất tiên phong của Úc khi cải tiến bộ hấp thụ nhiệt và bồn nước (bình bảo ôn) được thiết kế gọn nhẹ, rất thuận lợi khi lắp đặt trên mái nhà. Nếu năm 1960, trên cả thế giới có khoảng 100.000 bộ máy nước nóng NLMT thì đến năm 1969 đã có khoảng 4.000.000 máy. Sự khủng hoảng về dầu mỏ vào năm 1973 và năm 1979 đã làm người dân Úc gần gũi hơn với nguồn NLMT. Trong khoảng thời gian này ở lãnh thổ phía Bắc của Úc đã có khoảng 45-50% trên tổng số gia đình sử dụng máy nước nóng NLMT. Những tiểu bang như New South Wales, Queensland và Victoria thì rất chú trọng đến NLMT.
Máy nước nóng NLMT rất phổ biến tại những khu vực này. Trong những năm cuối của thập kỷ 80, Úc là nước xuất khẩu máy nước nóng NLMT lớn nhất thế giới khi thị phần của thương hiệu Solarhart chiếm 50 % tổng thị phần.
1.2.2.3. Tại Israel
Năm 1953, Levi Yissar là người đầu tiên đưa máy nước nóng NLMT về Israel. Sự kiện này đã thu hút nhiều tờ báo hàng đầu ở Israel. Đối với chính phủ Isael thì việc ứng dụng NLMTlà giải pháp có tính chiến lược. Trên nóc nhà của mỗi gia đìnhở Israel đều chễm chệ một máy nước nóng NLMT. Chính phủ Isael đã thành lập một Ủy ban đặc biệt chuyên trách về NLMT, người đứng đầu là Levi Yissar. Ông này đãđặt mục tiêu đến năm 1967, cứ 20 gia đình tại Israel thì có 1 gia đình dùng máy nước nóng NLMT. Năm 1983, hơn 60% gia đình tại Israel sử dụng máy nước nóng NLMT. Cho đến nay, con số này đã là 90 %.
Người Israel là những người đầu tiên đưa ứng dụng từ NLMT để sưởi ấm hồ bơi.
Hiện nay, khi nói đến năng lượng xanh của Israel, người ta nghĩ ngay tới của tập đoàn năng lượng hàng đầu AORA với thương hiệu máy nước nóng NLMTHeps.
Trường Đại học Kinh tế Huế
AORA là tập đoàn có những công trình NLMT vĩ đại tại những sa mạc ở Trung đông và châu Phi.
1.2.3. Tình hình sử dụng máy nước nóng năng lượng mặt trời ở Việt Nam
Từ đầu những năm 90 của thế kỷ 20, máy nước nóng NLMT nói riêng và các thiết bị dùng NLMT nói chung đã nhen nhóm xuất hiện tại Việt Nam nhưng mới chỉ ở dạng nghiên cứu của các trường đại học hoặc viện nghiên cứu.
Cuối những năm 90 và đầu năm 2000, máy nước nóng NLMT đã có hình thức thương mại. So với các nước phát triển khác trên thế giới thì máy nước nóng NLMT xuất hiện ở Việt Nam khá muộn. Nhưng với tình hình phát triển kinh tế hiện nay, đặc biệt sự suy thoái kinh tế tại thời điểm hiện tại, thì máy nước nóng NLMTđược coi là một trong những giải pháp tiết kiệm hàng đầu trong đầu tư.
Sản phẩm máy nước nóng NLMT tại Việt Nam đa phần là nhập ngoại. Những nhà sản xuất như Trung Quốc, Malaysia, Úc, Thái Lan… được các công ty tại Việt Nam ưa chuộng vì tính hợp lý về giá cả. Một số thương hiệu mà ngườitiêu dùng có thể nhận biết ngay đó là Solarhart (Úc), Solar Meru (Malaysia), Solar Heps (Israel), Edwards (Úc)...
Việt Nam hiện có khoảng 83 công ty chuyên kinh doanh về máy nước nóng NLMT và các sản phẩm, thiết bị dùng NLMT. Điều đó cho thấy, tuy xuất hiện trễ nhưng do những ưu điểm nổi trội như tính an toàn, hiệu quả kinh tế cao và tính thân thiện với môi trường mà máy nước nóng NLMT đã dễ dàng dành được sự đón nhận của nhiều người tiêu dùng Việt Nam.
Để khuyến khích toàn dân sử dụng máy nước nóng NLMT, Trung tâm tiết kiệm năng lượng đã phối hợp với Bộ Công Thương và Tập đoàn Điện lực Việt Nam xây dựng chương trình “Hỗ trợ sản xuất và tiêu dùng máy nước nóng năng lượng mặt trời”. Chương trình được thực hiện với mục đích khuyến khích cộng đồng sử dụng máy nước nóng NLMT, góp phần giảm bớt tình trạng cúp điện luân phiên và giảm phụ tải điện trong giờ cao điểm. Từ đó giảm chi phí đầu tư cho ngành điện và bảo vệ môi trường. Thời gian thực hiện chương trình là trong vòng 5 năm (2008 - 2013). Đặc biệt, chương trình sẽ hỗ trợ người tiêu dùng một triệu đồng khi mua 01 bộ máy nước nóng năng lượng mặt trời trên tổng số giá trị
Trường Đại học Kinh tế Huế
của loại máy nước nóng mà người tiêu dùng mua trong suốt khoảng thời gian nói trên. Chương trình này được áp dụng cho tất cả mọi đối tượng như hộ gia đình, nhà hàng, xí nghiệp, kháchsạn, bệnh viện... trên phạm vi toàn quốc với số lượng mua không giới hạn.
Trường Đại học Kinh tế Huế
Chương II: Phân tích lợi ích- chi phí của việc sử dụng máy nước nóng năng lượng mặt trời ở các hộ gia đình tạihuyện Đăk Mil- tỉnh Đăk Nông