miền núi – nơi mức sống tương đối thấp. Hiện nước ta có hơn 3.000 hộ dân vùng sâu, vùng xa được điện khí hóa bằng hệ điện mặt trời gia đình, 8.500 hộ sử dụng điện mặt trời qua các trạm sạc ắc quy, … nhưng tại khu vực nội thành như thành phố Hồ Chí Minh, chỉ có duy nhất ngôi nhà sử dụng điện mặt trời (của kỹ sư Trịnh Quang Dũng do tổ chức SIDA Thụy Điển tài trợ). Ở Hà Nội, số công trình sử dụng pin mặt trời mới chỉ đếm trên đầu ngón tay như: Hệ thống pin mặt trời hòa vào mạng điện chung của Trung tâm Hội nghị Quốc gia, trạm pin mặt trời nối lưới lắp đặt trên mái nhà làm việc Bộ Công Thương, hai cột đèn năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió đầu tiên được lắp đặt tại Ban quản lý dự án Công nghệ cao Hòa Lạc…
Khó khăn lớn nhất của lớn nhất của vấn đề này bắt nguồn từ kinh phí. Dù năng lượng mặt trời ở dạng “nguyên liệu thô”, nhưng chi phí đầu tư để khai thác, sử dụng lại rất cao do công nghệ, thiết bị sản xuất đều nhập từ nước ngoài. Phần lớn những dự án điện mặt trời đã và đang triển khai đều sử dụng nguồn vốn tài trợ hoặc vốn vay nước ngoài. Do đó, mới chỉ có một vài tổ chức, viện nghiên cứu và các trường đại học tham gia, còn phía doanh nghiệp, cá nhân vẫn chưa “mặn mà” với việc ứng dụng, sản xuất cũng như sử dụng các thiết bị năng lượng mặt trời.
2.3.2 Những ứng dụng ở Việt Nam
2.3.2.1 Bình nước nóng năng lượng mặt trời *Ứng dụng *Ứng dụng
Tận dụng nhiệt từ năng lượng mặt trời là một ứng dụng có quy mô lớn nhất trong các ứng dụng năng lượng mặt trời. Những thiết bị thu hoặc tập trung năng
lượng đạt hiệu suất rất cao, do đó nó được ứng dụng rộng rãi để phục vụ cho các hộ gia đình, phục vụ cho các ngành công nghiệp khác nhau.
Ứng dụng đơn giản, phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay của năng lượng mặt trời là dùng để đun nước nóng. Các hệ thống thiết bị cung cấp nước nóng dùng nănglượng mặt trời ngày nay được sử dụng ngày càng nhiều lĩnh vực khác nhau trên thế giới. Ở Việt Nam trong những năm gần đây thiết bị cung cấp nước nóng với qui mô hộ gia đình đã được nhiều cơ sở sản xuất và đã thương mại hoá, với giá thành có thể chấp nhận được nên người dân sử dụng ngày càng nhiều.
* Công nghệ
a) Dạng tấm phẳng Ưu điểm:
+ Hiệu suất và tuổi thọ cao: Việc truyền nhiệt được thực hiện gián tiếp thông qua dung dịch truyền nhiệt. Nước lạnh cần làm nóng để sử dụng không luân chuyển trong tấm hấp thụ năng lượng mặt trời. Điều này giúp cho tấm hấp thụ trong mọi trường hợp không bị đóng cặn canxi và bị ăn mòn dẫn tới hiệu suất hấp thụ nhiệt bị giảm sút hoặc trong một số trường hợp làm thủng tấm hấp thụ sau một thời gian sử dụng như vẫn thường gặp ở các sản phẩm cùng loại sử dụng công nghệ truyền nhiệt trực tiếp từ tấm hấp thụ vào nước lạnh chứa trong bình bảo ôn khi cho nước lạnh này luân chuyển qua tấm hấp thụ. Nhờ đó hiệu số hấp thụ nhiệt của bình luôn được duy trì ổn định ở mức cao nhất (95,3%), đồng thời tuổi thọ của bình cũng được kéo dài tới trên 15 năm.
+ Ứng dụng luân chuyển kép và chịu áp lực kép: Dung dịch truyền nhiệt luân chuyển độc lập với nước nóng tạo ra để sử dụng. Hệ thống van bảo vệ giúp cho bình USolar tấm phẳng có độ tin cậy cao, hoạt động ổn định.
+ Sử dụng thuận tiện: Bình bảo ôn chịu được áp lực cao, cấp nước tự động, điều khiển tự động, đảm bảo cung cấp nước nóng cho toàn bộ thời gian trong năm khi sử dụng kết hợp năng lượng mặt trời và hỗ trợ điện.
+ Dễ lắp đặt: Tấm hấp thu năng lượng mặt trời và bình bảo ôn có thể được lắp đặt tích hợp hoặc tách rời nhau tùy theo yêu cầu lắp đặt và sử dụng. Bên cạnh đó, hệ thống chân giá được thiết kế điều chỉnh linh hoạt nên với cùng một chân giá có thể lắp đặt bình trên mái phẳng hoặc mái nghiêng mà không cần phải gia công thêm.
Cấu tạo:
Cấu tạo máy nước nóng năng lượng mặt trời tấm phẳng gồm có bình bảo ôn và tấm hấp thu năng lượng mặt trời.
Nguyên lý hoạt động:
Bức xạ mặt trời chiếu vào tấm hấp thu năng lượng mặt trời sẽ chuyển hóa làm nóng dung dịch truyền nhiệt nằm sẵn trong hệ thống các ống dẫn bằng đồng nguyên chất của tấm hấp thụ. Dung dịch này sẽ luân chuyển tuần hoàn lên trên và đi vào lõi bình chứa dung dịch truyền nhiệt làm nhiệt độ của dung dịch truyền nhiệt tăng lên cao nhanh chóng. Tiếp theo, dung dịch truyền nhiệt sẽ truyền toàn bộ nhiệt lượng hấp thu được từ mặt trời sang nước lạnh chứa ở lõi bình trong cùng làm nước
nóng lên. Nước nóng nằm ở lõi bình trong cùng này sẽ được sử dụng để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt.
b) Dạng chân không
* Bình nước nóng năng lượng mặt trời tích hợp.
Cấu tạo:
Bình nước nóng năng lượng mặt trời tích hợp có cấu tạo dàn ống hấp thu năng lượng thuỷ tinh chân không để dọc. Đầu trên của dàn ống đầu ống được gắn trực tiếp vào bình bảo ôn và nước trong bình bảo ôn sẽ luân chuyển trong dàn ống. Nguyên lý hoạt động:
Bình hoạt động theo nguyên lý tuần hoàn tự nhiên, bình bảo ôn được đặt cao hơn dàn ống hấp thụ năng lượng mặt trời. Khi bức xạ mặt trời chiếu vào ống hấp thụ, nhiệt độ nước nằm bên trong ống tăng lên nhanh chóng, mật độ các phân tử nước dãn ra làm cho trọng lượng riêng của phần nước nóng này giảm xuống. Nước nóng nhẹ hơn này sẽ tự chuyển động lên phía đầu trên của ống hấp thụ và đi sang bình bảo ôn. Đồng thời lúc này phần nước lạnh, có tỷ trọng lớn hơn nằm ở phía đáy bình bảo ôn sẽ chyển động sang ống và di chuyển về phía đáy của ống để lấp chỗ trống. Phần nước lạnh này đến lượt mình lại được làm nóng nhờ bức xạ mặt trời do ống hấp thụ thu được và chuyển động lên trên đầu ống và về trở lại bình bảo ôn.
Lưu chuyển nước nóng - lạnh như trên diễn ra một cách tự nhiên, liên tục làm nước lạnh chứa trong bình bảo ôn được đun nóng.
* Bình nước nóng năng lượng mặt trời tách rời.
Cấu tạo:
Bình nước nóng năng lượng mặt trời tách rời có cấu tạo ống hấp thu năng lượng mặt trời nằm riêng rẽ và đầu ống không gắn trực tiếp vào bình bảo ôn.
Nguyên lý hoạt động:
Loại sản phẩm này sử dụng hai dàn ống hấp thụ năng lượng thuỷ tinh chân không nằm ngang, đầu mỗi dàn ống được gắn với ống góp. Ống góp có 2 đầu, trong đó đầu dưới của ống góp được nối với đáy của bình bảo ôn để cấp nước lạnh từ bình bảo ôn cho dàn ống hấp thụ năng lượng mặt trời. Đầu trên của ống góp được nối với thân bình bảo ôn nhằm thu hồi nước được làm nóng trong dàn ống hấp thụ do bức xạ mặt trời tuần hoàn về lại bình bảo ôn, nhờ đó nước lạnh chứa trong bình được làm nóng.
Cấu tạo:
Bình nước nóng năng lượng mặt trời áp lực sử dụng ống nhiệt bằng đồng làm
thiết bị trao đổi nhiệt để chuyển hóa trực tiếp nhiệt năng thu được thông qua
dàn ống hấp thu năng lượng mặt trời vào nước chứa trong bình bảo ôn.
Nguyên lý hoạt động:
Ống nhiệt được gắn trực tiếp vào bình bảo ôn và truyền nhiệt năng của bức xạ mặt trời do dàn ống hấp thu được trực tiếp vào nước lạnh trong bình bảo ôn dựa vào tuần hoàn của dung dịch truyền nhiệt chứa bên trong thân ống nhiệt, theo đó tốc độ truyền nhiệt nhanh gấp hàng trăm lần so với phương pháp tuần hoàn tự nhiên thông thường.Làm nóng nước bằng ống nhiệt là một giải pháp công nghệ mới cho bình nước nóng năng lượng mặt trời. Do không có nước luân chuyển bên trong dàn ống hấp thu năng lượng mặt trời nên nếu có một vài ống bị vỡ do ngoại lực hoặc bất cẩn thì hệ thống vẫn hoạt động bình thường. Đồng thời, cặn bẩn hay khoáng chất can xi có sẵn trong nước sinh hoạt không bám vào thành ống hấp thu nên ống luôn duy trì được hiệu số hấp thụ năng lượng mặt trời ở mức cao nhất 94%.
Ưu điểm chung của bình nước nóng năng lượng mặt trời:
+ Tuổi thọ sử dụng: tương đối cao, có thể đạt tới 15 năm và còn cao hơn phụ thuộc vào sự bảo dưỡng thường xuyên của người sử dụng.
+ Chỉ phải vận hành, không phải chi trả tiền năng lượng hàng tháng. + Không gây ô nhiễm môi trường mà còn góp phần bảo vệ môi trường. + Độ tin cậy trong vận hành: thiết bị vận hành dựa trên nguyên lý đối lưu tự nhiên của hai dòng nước nóng và lạnh. Do đó về cơ bản không phát sinh sự cố trong thời gian vận hành.
+ Độ an toàn: độ an toàn rất cao không gây cháy, Chập hay nổ trong suốt quá trình hoạt động.
