TIỂU LUẬN MÔN HỌC ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT
NHÓM SINH VIÊN: PHẠM THANH HIỆP
LÝ MINH HIẾU
NGUYỄN VĂN QUY
NGUYỄN NHẬT TÚ
PHẠM VĂN TƯỜNG
Mục lục
Giới
Cả thế giới đang nóng lên vì dầu mỏ_ nguồn
năng lượng truyền thống sắp cạn kiệt
Con người không thể tồn tại mà không có năng lượng
=> hạn chế phụ thuộc vào dầu mỏ
I. TỔNG QUAN
ĐỊA NHIỆT (geothermal energy)
NGUỒN NĂNG LƯỢNG VÔ TẬN
Định nghĩa: là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong
lòng Trái Đất. Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình
thành ban đầu của hành tinh, từ hoạt động phân hủy
phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời
được hấp thụ tại bề mặt Trái Đất. Chúng đã được sử
dụng để nung và tắm kể từ thời La Mã cổ đại, nhưng
ngày nay nó được dùng để phát điện, sưởi ấm, spa…
NGUỒN GỐC
Đi sâu xuống lòng đất 2-40m (tùy
địa điểm) ta sẽ gặp tầng Thường
ôn, tức là tầng có nhiệt độ không
chịu ảnh hưởng của nhiệt độ Mặt
Trời (ở Maskva là độ sâu 20m, ở

Paris là 28m). Dưới tầng Thường
ôn càng xuống sâu nhiệt độ càng
tăng. Người ta gọi Địa nhiệt cấp
là độ sâu tính bằng mét đủ để
nhiệt độ tăng lên 10OC. Trị số
trung bình là 33m. Nếu xuống sâu
được đến 60km thì có nhiệt độ
tới 18000C.
Khu vực vành đai núi lửa Thái Bình Dương có một số điểm
nóng nhất hành tinh, thích hợp để xây dựng các nhà máy điện
địa nhiệt
ỨNG DỤNG
* TẮM, SPA
* SƯỞI ẤM
* PHÁT ĐIỆN
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
A. DÙNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT CHO TẮM VÀ SPA:
Ở các nước xứ lạnh
người ta không thể tắm
bằng nước lạnh mà phải
tắm nước ấm. Như vậy
phải tốn năng lượng cho
việc đun nước nóng. Từ
xưa người ta đã biết khi
thác từ các suối nước
nóng để tắm. Ngày nay
ngoài việc khi thác trực
tiếp từ các suối nước
nóng người ta còn dùng
năng lượng trong lòng

đất để sử dụng.
Trong các suối nước nóng có hàm
lượng khoáng chất rất tốt cho sức
khỏe nên người ta thường kết hợp
việc tắm nước nóng với spa.
`
B. DÙNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT CHO
SƯỞI ẤM
Ở các vùng lạnh nhu cầu sưởi
ấm trong nhà, công sở là vô
cùng cần thiết thay vì dùng
năng lượng điện hay năng
lượng hóa thạch để sưởi ấm
thì có thể khai thác địa nhiệt
để sưởi.
Thiết bị sấy lạnh bằng bơm nhiệt lắp đặt sử dụng tại Viện Nghiên
cứu Nuôi trồng thủy sản II - TPHCM
C. DÙNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT ĐỂ SẤY
D. DÙNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT CHO
PHÁT ĐIỆN
Phát điện dùng năng lượng địa nhiệt cũng tương tự như
nguyên lý của nhiệt điện nhưng năng lượng dùng để làm nước
hóa hơi là năng lượng địa nhiệt.
III. NGUYÊN LÝ ỨNG DỤNG
A. DÙNG NĂNG LƯỢNG TRỰC TIẾP
Nguồn nước nóng ở bề
mặt Trái Đất có thể
được sử dụng trực
tiếp như nhiệt lượng.
Một số ứng dụng trực

tiếp của địa nhiệt là:
hệ thống suởi, nhà
kính, sấy thóc, làm ấm
nước ở các trại nuôi
cá, hoặc một số các
ứng dụng trong công
nghiệp như tiệt trùng
sữa.
Ngoài ra người ta còn có thể khoan đặt ống dưới lòng đất như
một hệ thống thu nhiệt trong lòng đất, nước mát sẽ được bơm
xuống và chảy quan hệ thống sẽ thành nước nóng.
B. DÙNG NĂNG LƯỢNG GIÁN TIẾP
Năng lượng địa được sử
dụng gián tiếp bằng cách
khoan các giếng xuống
các bể địa nhiệt để hút
hơi nước hoặc nước nóng
cho việc vận hành
turbine trên mặt đất.
Có ba cách dùng nhiệt
lượng đia nhiệt để vận
hành turbine:
* Sử dụng trực tiếp
* Sử dụng gián tiếp
* Sử dụng hỗn hợp
* Sử dụng trực tiếp
Theo nguyên lý này:
hơi nóng thổi trực tiếp
vào tuốc bin, làm
quay máy phát để

sinh ra điện. Đây là
kiểu nhà máy điện địa
nhiệt lâu đời nhất, lần
đầu tiên được xây
dựng ở Italia năm
1904 và vẫn hoạt động
cho đến nay. Tại
Caliphocnia có nhà
máy lớn nhất thế giới
hoạt động theo
nguyên lý này.
* Sử dụng gián tiếp
Theo nguyên lý này:
hơi nước địa nhiệt
được làm tăng độ
nóng lên trên 182OC.
Hơi nước được dồn
vào buồng bay hơi để
giảm áp lực, do vậy
một phần dung dịch
được biến thành hơi
nước. Hơi nước sẽ làm
quay tuốc bin. Nếu
trong bình chứa còn
dư chất lỏng, nó có
thể được đưa vào bình
bay hơi để tăng thêm
công suất.
* Sử dụng hỗn hợp
Theo nguyên lý này:

sử dụng nước nóng có
nhiệt độ thấp hơn
200OC. Nước nóng
địa nhiệt và chất lỏng
thứ cấp có nhiệt độ sôi
thấp hơn được đưa
qua buồng trao đổi
nhiệt. Nhiệt năng của
nước địa nhiệt làm
chất lỏng thứ cấp bốc
hơi và hơi nước sẽ làm
quay tuốc bin.
Hệ thống khép kín nên không có chất thải vào khí quyển. Do đó
đa số các nhà máy điện địa nhiệt trong tương lai sẽ hoạt động
theo nguyên lý này.
IV. ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT
CHO VIỆC THAY THẾ NĂNG LƯỢNG
TRUYỀN THỐNG VÀ TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT
TRONG
A. ỨNG DỤNG THAY THẾ CHO NĂNG LƯỢNG TRUYỀN
THỐNG
Với trữ lượng được đánh giá gần như vô tận, năng lượng địa
nhiệt có thể giải quyết vấn đề an ninh năng lượng hiện nay. .Trước
thực trạng ô nhiễm môi trường và năng lượng truyền thống (năng
lượng hóa thạch) đang dần cạn kiệt thì việc ứng dụng năng lượng
địa nhiệt có ý nghĩa rất quan trọng bởi nó có nguồn trữ lượng gần
như vô tận và hầu như không gây ô nhiễm môi trường không khí.
Năng lượng địa nhiệt có thể thay thế cho năng lượng lượng
truyền thống để dùng trong sinh hoạt, trong việc sử dụng cho công
nghiệp…

Quốc gia
Công suất
(MW)
USA 2.687 Nga 79
Philippine 1.969,7 Papua-New Gu
inea
56
Indonesia 992 Guatemala 53
Mexico 953 Thổ Nhĩ Kỳ 38
Ý 810,5 Trung Quốc 27,8
Nhật Bản 535,2 Bồ Đào Nha 23
New Zealand 471,6 Pháp 14,7
Iceland 421,2 Đức 8,4
El Salvador 204,2 Ethiopia 7,3
Costa Rica 162,5 Austria 1,1
Kenya 128,8 Thailand 0,3
Nicaragua 87,4 Úc 0,2
Tổng cộng 9.731,9
Tính đến năm 2007
Năng lượng địa nhiệt có ý nghĩa vô cùng quan trọng bởi vì nó
được dùng để phát điện thay thế và giải quyết cho việc sử dụng các
nguồn năng lượng khác:
* Nhiệt điện: ô nhiễm môi trường, cạn kiệt năng lượng hóa thạch
* Thủy điện: tàn phá rừng đầu nguồn, tốn diện tích đất, làm thay
đổi hệ sinh thái, động đất, nguy hiểm từ các đập thủy điện…
* Điện hạt nhân: rò rỉ phóng xạ, và xử lý chất thải phóng xạ
Tuy nhiên, một ứng dụng rất phổ biến của năng lượng hóa thạch
đó là dùng trog giao thông vận tải thì năng lượng địa nhiệt không
thể dùng thay thế động cơ đốt trong trên phương tiện giao thông vận
tải.

=> Muốn dùng năng lượng địa nhiệt dùng cho giao thông vận tải khi
các phương tiện giao thông vận tải chạy bằng điện.
B. HẠN CHẾ CỦA VIỆC ỨNG DỤNG THAY
THẾ CHO NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG
Trừ những suối nước nóng có việc khai thác sử dụng đơn giản
còn lại hầu hết việc khai thác năng lượng địa nhiệt rất phức tạp và
tốn kém, đòi hỏi công nghệ khai thác cao.
Những vùng có trữ lượng địa nhiệt lớn là vùng có núi lửa nên
việc khai thác phải đảm bảo an toàn thiết bị, an toàn khi xảy ra động
đất.
Chi phí khai thác năng lượng địa nhiệt là rất lớn, ước tính có thể
lên tới 2,5 triệu euro cho 1MW công suất theo thiết kế.
Trong thời gian tới nước Mỹ có thể sản xuất tới 100.000 MW điện
địa nhiệt đủ cung cấp điện cho 25 triệu hộ cư dân trong 50 năm (chi
phí khoảng 40 triệu USD/năm) trong khi chi phí ban đầu chỉ vào
khoảng 0,8-1 tỷ USD.
Bên cạnh đó còn có những rủi ro khác về môi trường như đưa
khí độc, chất độc lên mặt đất, tạo biến dạng địa chất.
C. ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT Ở
VIỆT NAM
Các nhà máy sản xuất điện từ địa nhiệt (cho giá thành rẻ và sạch
về sinh thái) đã được xây dựng tương đối phổ biến tại nhiều quốc gia
như Mỹ, Trung Quốc, Pháp.
Năm 2007, Viện Khoa học địa chất và tài nguyên Liên bang Đức
đã điều tra, khảo sát tiềm năng địa nhiệt ở Tu Bông (Khánh Hòa),
Phú Sen (Phú Yên), Hội Vân (Bình Định), Nghĩa Thuận (Quảng
Ngãi), Thạch Trụ (Quảng Ngãi) và Kon Du (Kon Tum)

Tập đoàn Ormat của Mỹ đã xin giấy phép đầu tư xây dựng 5 nhà
máy điện địa nhiệt tại Lệ Thủy (Quảng Bình), Mộ Đức, Nghĩa Thắng

(Quảng Ngãi), Hội Vân (Bình Định) và Tu Bông (Khánh Hòa) từ
năm 2008. Tổng công suất các nhà máy này dự kiến lên đến 150-200
MW.
V. KẾT LUẬN
- Năng lượng địa nhiệt là năng lượng sạch và khả năng khai
thác là vô tận.
- Năng lượng địa nhiệt, một tiềm năng chưa được khai thác
đúng với tiềm năng.
- Khai thác địa nhiệt cần kỹ thuật cao và chi phí lớn.