CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ NHIỆT MẶT TRỜI
2.2. CÔNG NGHỆ NHIỆT MẶT TRỜI ÁP DỤNG HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH
2.2.2. Công nghệ nhiệt mặt trời áp dụng hiệu ứng nhà kính
2.2.2.3. Hệ thống chưng cất nước
Nước ngọt là nhu cầu cơ bản cho sự sống con người, tuy nhiên, hiện nay nguồn nước ngọt ngày càng khan hiếm, nhất là những nơi nắng nóng. Bởi vậy, NLMT đã được sử dụng một cách triệt để để dùng chưng cất nước.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị khá đơn giản : Nước cần chưng cất được đưa vào khay ở dưới và được đun nóng, do phần đáy của khay được sơn đen để tăng khả năng hấp thụ BXMT, nước có thể xem như trong suốt trong viêc truyền ánh sáng từ mặt trời. Bề mặt hấp thụ nhận nhiệt BXMT và truyền nhiệt cho nước. Khi nhiệt độ phù hợp, nước bốc hơi lên chạm vào mặt dưới của tấm kính phủ, được làm mát nên ngưng tụ, rồi chảy xuống máng chứa ở góc dưới (hình 2.6).
Lượng nước chưng cất được trong ngày trên một đơn vị diện tích phụ thuộc vào các yếu tố như : cấu tạo của thiết bị, CĐBX tổng xạ trong ngày cũng như hướng của tia nắng chiếu tới mặt đáy, tốc độ gió, nhiệt độ nước cấp vào, nhiệt độ môi trường.
Theo Robert Foster, đại học New Mexico State University thì thiết bị chưng cất nước bằng NLMT có thể loại bỏ được hầu hết các loại : muối khoáng (v.d., Na, Ca, As, Fl, Fe, Mn), kim loại nặng (Pb, Cd, Hg), vi khuẩn (E. Coli, Cholera, Botulinus), ký sinh trùng (Giardia, Cryptosporidium).
Chính quá trình bay hơi đã bỏ lại thành phần chất rắn, còn tia cực tím có trong phổ bức xạ mặt trời là tác nhân tiêu diệt vi sinh vật có trong nước nhiểm bẩn, và cả vi khuẩn Ecoli, thường gặp trong nước bẩn .
Thiết bị chưng cất nước dùng NLMT có ưu điểm : Dễ chế tạo và dễ sử dụng, và phù hợp với những nơi thiếu nước ngọt.
Tuy nhiên hệ vẫn có nhược điểm : Hiệu suất thấp, và không thể lọc nước khi trời hết nắng.
Hiện nay việc dùng các biện pháp : lắp thêm gương phản xạ để tập trung năng lượng vào hộp thu; hay đưa vật liệu biến đổi pha ở nhiệt độ thấp như parafin (nến) vào đáy để tích nhiệt, sau khi mặt trời lặn nhiệt ẩn hóa lỏng được giải phóng và truyền cho nước có thể tăng thời gian chưng cất .
Hình 2. 6. Sơ đồ nguyên lý của thiết bị chưng cất nước
Hình 2.7. Hệ thống chưng cất nước ngọt từ nước biển lắp tại Bình Đại, Bến Tre Tre gồm 3 modul, mỗi modul có diện tích đón nắng 4m2. [4]
2.2.2.4 . Bếp mặt trời ứng dụng hiệu ứng nhà kính
Cấu tạo của bếp khá đơn giản, gồm một hộp có một tấm gương phản xạ, một tấm kính phủ và một hộp kim loại được bọc cách nhiệt, bên trong hộp được sơn đen. Nhiệt mặt trời được hấp thụ bởi nồi nấu và bề mặt trong của bếp. Tấm gương phản xạ được dùng để làm tăng cường độ ánh sáng tới bề mặt hấp thụ.
Hiện nay, các bếp mặt trời được dùng rất nhiều và phổ biến. Tại Việt Nam, tổ chức Vietnam Solar Serve đã giới thiệu và cung cấp những bếp mặt trời cho người dân sử dụng từ năm 2000. Theo thông báo của tổ chức này thì hiện nay có đến hơn 1500 hộ gia đình đã được cung cấp bếp, trong đó có khoảng 79% số bếp đó được sử dụng thường xuyên.
Giá thành của một chiếc bếp từ 850.000 ÷ 1.000.000 đồng đối với loại bếp có thể nấu được hai nồi, và tuổi thọ bếp lên tới 15 năm.
Việc sử dụng bếp mặt trời có khá nhiều ưu điểm như :
An toàn, dễ sử dụng, không thể cháy khét, không ô nhiễm môi trường
Có thể làm bằng vật liệu rẻ tiền, tiết kiệm
Hình 2.8. Sơ đồ bếp mặt trời
Bảng 2.1. Bảng thể hiện một số thông số về nhiệt độ của bếp trong quá trình sử dụng [20]
Ngày Thông số kỹ thuật Kết quả đo Ghi chú 5/6/2008 Nhiệt độ không khí trong bếp 670C
Nhiệt độ của sản phẩm nấu 1020C Kho cá Nhiệt độ của sản phẩm nấu 970C Nấu cơm Nhiệt độ của sản phẩm nấu 950C Nước sôi Nhiệt độ của sản phẩm nấu 1010C Hầm gà
Tuy nhiên bếp mặt trời vẫn còn những hạn chế :
Nồi phải bằng kim loại và cần sơn đen
Vì độ sôi của nước là 100 °C, nên cần lưu ý với các thức ăn có hơi ẩm, không nên để lâu quá.
Không nên được mở trong khi đun nấu, vì hơi nóng sẽ thoát ra ngoài.
Thường xuyên phải chỉnh vị trí của bếp để bề mặt hấp thụ có thể tiếp xúc tối đa với ánh sáng mặt trời.
Nếu để ngoài trời khi có mưa phải bưng gấp vào nhà.