năng lượng mặt trời và những ứng dụng của năng lượng mặt trời

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA NĂNG
LƯỢNG MẶT TRỜI
HVTH: HỒ XUÂN LỊCH
GVHD: PGS-TS VŨ CHÍ HIẾU

NỘI DUNG TRÌNH BÀY
1
2
3
4
ĐẶT VẤN ĐỀ
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ
1.ĐẶT VẤN ĐỀ
•
Thế giới đang đối mặt với nhiều nguy cơ, trong đó có nguy cơ suy thoái môi
trường, con người đang gia tăng khai thác tài nguyên thiên nhiên, làm cho
nguồn tài nguyên không tái tạo ngày càng cạn kiệt.
•
Phát triển bền vững đang được đề cập trên phạm vi toàn cầu kèm theo những
hành động cụ thể, chẳng hạn phát triển kinh tế xã hội phải gắn liền với bảo vệ
môi trường.
•
Mục tiêu của thế giới: thay thế dần năng lượng điện truyền thống bằng nguồn
năng lượng mới trong đó có điện mặt trời vào năm 2020.
1.ĐẶT VẤN ĐỀ
Tại Việt Nam, tình hình sản xuất điện còn tồn tại nhiều vấn đề như :

Ngày càng làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên như: than, dầu;


Quá trình sản xuất điện làm cho môi trường ngày càng bị ô nhiễm;

Thường xuyên xảy ra thiếu điện;làm ảnh hưởng đến các hoạt động sản xuất kinh
doanh, các hoạt động xã hội;

Thời tiết khí hậu ở nước ta thuộc vùng nhiệt đới: Bắc Việt Nam hằng năm có khoảng
1400-2000 giờ nắng và các vùng miền Trung và một số vùng miền Nam có từ 2000-
3000 giờ nắng thuận lợi cho phát triển công nghệ sản xuất điện bằng năng lượng
mặt trời.

Vì vậy sử dụng năng lượng mặt trời góp phần quan trọng giúp giải quyết cả 2 thách
thức lớn là biến đổi khí hậu và an ninh năng lượng.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Nêu những ưu điểm từ việc sử dụng nguồn tài nguyên”năng lượng mặt trời”;

Chỉ ra những nhược điểm của việc sản xuất, tiêu thụ điện từ thuỷ điện, nhiệt điện,
điện hạt nhân…và những tác động tiêu cực gây ô nhiễm môi trường,

Góp tiếng nói chung vào chiến lược phát triển nguồn năng lượng mới của thế giới
nói chung và của Việt Nam nói riêng,

Tác động vào người ra quyết định đầu tư có cái nhìn mới về sử dụng năng lượng, để
từ đó ủng hộ đề xuất sử dụng nguồn năng lượng mặt trời thay cho nguồn điện hiện
nay, nhất là những khu vực như nhà ga, bến tàu, hộ gia đình,

Góp phần khắc phục tình trạng thiếu điện trên quy mô vùng và cao hơn là quy mô
quốc gia,


Góp phần vào mục tiêu phát triển bền vững.
3. Nôi dung nghiên cứu

CHƯƠNG I: Tổng quan về năng lượng Mặt Trời .

CHƯƠNG II :Đánh giá việc sản xuất điện truyền thống liên quan đến vấn đề môi
trường.Vấn đề gây ô nhiễm môi trường.
CHƯƠNG III :Các ứng dụng của năng lượng Mặt Trời
I.TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
1.1.
Định nghĩa năng lượng bức xạ Mặt trời

Mặt trời là một quả cầu khổng lồ có đường kính 1,39 triệu km và cách trái đất
149,5 triệu km. Mặt trời phát ra một công suất khoảng 3,8 x 1020 MW, nhưng
Trái đất chỉ nhận được một phần công suất đó

Bức xạ Mặt trời là dòng năng lượng và vật chất phát đi từ mặt trời đến trái đất.
Bức xạ điện từ có hai dạng đó là bức xạ trực tiếp và bức xạ khuyếch tán.

Toàn bộ Trái Đất nhận được từ Mặt trời 2.4x10
18
cal/phút, gồm 48% năng lượng
thuộc dải phổ ánh sáng khả kiến (có bước sóng λ =0.4-0.76µm), 7% tia cực tím
(có bước sóng λ <0.4 µm, và 45% thuộc dải phổ hồng ngoại và sóng vô tuyến ( λ
>0.76 µm).
I.TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
1.2.nguồn sinh ra năng lượng mặt trời

Phản ứng nhiệt hạch


Khi tạo ra Heli bằng cách kết hợp 2 đơtoron, cứ mỗi giây có khoảng 8.9x10
37
proton (hạt nhân hyđrô) được chuyển hoá thành hạt nhân Hêli. Nó giải phóng
năng lượng theo tỷ lệ chuyển hoá khối lượng –năng lượng của 4,26 triệu tấn/giây
thoát ra khỏi bề mặt của Mặt trời trong dạng các bức xạ điện từ trường và
nơtrino.
Cân bằng bức xạ mặt trời
I.TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
1.3 phân loại : năng lượng mặt trời có thể chia làm 2 loại cơ bản.

Quang năng- quang hợp
II. Đánh giá việc sản xuất điện truyền thống liên quan đến vấn đề môi trường.Vấn đề gây ô nhiễm môi trường
1.Nhiệt điện:

Sử dụng nhiên liệu đầu vào là than, dầu FO, Do… ngay tại cảng cung cấp than, dầu
cho nhà máy đã gây ô nhiễm nguồn nước.

khi đốt nhiên liệu sẽ thải ra khí, chất thải rắn, tiếng ồn tác động đến sức khoẻ dân
cư, bốc phát CO
2
gây hiệu ứng nhà kính, SO
x
, NO
x
gây mưa axit, nước làm mát nóng
lên thải ra gây ảnh hưởng tới thuỷ sinh, đặc biệt trong nhiên liệu than còn chứa thuỷ
ngân là chất thải nguy hại.
II. Đánh giá việc sản xuất điện truyền thống liên quan đến vấn đề môi trường.Vấn đề gây ô nhiễm môi trường
2.Thuỷ điện:


- Lượng Cacbon rất lớn giải phóng ra khi thực vật phân huỷ trong lòng hồ thuỷ
điện. Sau đó, thực vật ở đáy hồ lại tiếp tục phân huỷ trong điều kiện không có oxy,
tạo ra methane. Cuối cùng, methane được giải phóng vào khí quyển khi nước đi
qua các tuốc bin của đập. Tác động của methane tới ấm hoá toàn cầu mạnh gấp 21
lần so với CO
2
,

- Ngoài ra còn gây tác động khác tới môi trường xung quanh như đập chứa nước
làm ngập úng cả khu vực rộng lớn, dân cư phải di dời….
II. Đánh giá việc sản xuất điện truyền thống liên quan đến vấn đề môi trường.Vấn đề gây ô nhiễm môi trường
3. Vấn đề truyền tải điện :
Một vấn đề rất khó khăn hiện nay là ngay khi phải giải
quyết việc thiếu điện thì công việc dẫn điện tới
những vùng sâu vùng xa, miền núi, hải đảo cũng gặp
rất nhiều khó khăn. Ta biết rằng để đưa điện tới được
những vùng này, Nhà nước phải đầu tư một nguồn
vốn khổng lồ để thiết lập đường dây, trạm biến thế…
ngoài ra tính hiệu quả của đầu tư lại không cao do
tổn hao trên đường truyền dài, những nơi như miền
núi, hải đảo dân cư sống thưa thớt.
iii.hiện trạng sản xuất điện ở vn và trên thế giới
1.sản xuất điện truyền thống ở Việt Nam

Gần 50% công suất điện của Việt Nam dựa vào thuỷ điện,các nhà máy thuỷ điện lớn
như Hoà Bình, Sơn La, Thác Mơ, Trị An, Yaly, Sông Hinh…các nhà máy sản xuất điện
từ nhiệt điện như nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Ninh Bình, Hiệp Phước… song tình
trạng thiếu điện vẫn xảy ra trầm trọng.


Theo theo tập đoàn điện lực (EVN), những thời điểm nắng nóng như tháng 7, hệ
thống điện trên cả nước vẫn thiếu từ 1.500MWh đến 2.500MWh tại thời điểm từ 7
đến 21h

Cũng theo EVN công suất khả dụng của toàn hệ thống chỉ khoảng 10.200MWh, trong
khi nhu cầu sử dụng điện vẫn lên tới 11.000-12.000MWh, thiếu từ 800
-1.800MWh/ngày.

Từ nhu cầu tiêu thụ ngày càng tăng như vậy, nhưng sản xuất điện không đáp ứng
kịp, nên đã dẫn đến tình trạng thiếu điện.

Hiện nay 37% lượng điện là mua từ bên ngoài;

iii.hiện trạng sản xuất điện ở vn và trên thế giới
2.Sản xuất điện truyền thống trên thế giới.

Để sản xuất ra điện, trên phạm vi toàn cầu sử dụng nguyên liệu hoá thạch chiếm
64%, thuỷ điện chiếm 18%, năng lượng hạt nhân chiếm 17%, năng lượng tái tạo
chiếm 1%.

Những nguồn cung cấp chính vẫn là sản xuất điện từ thuỷ điện và nhiệt điện, một
số nước có triển khai sản xuất điện hạt nhân.

Điều mà chúng ta cần quan tâm đó là sản xuất điện truyền thống dần dần sẽ làm
cạn kiệt nguồn tài nguyên, theo dự báo, với tốc độ khai thác sử dụng khoáng sản
như hiện nay sẽ bị cạn kiệt trong tương lai gần:

- Khí đốt: khoảng 30 năm;

- Dầu mỏ khoảng 50 năm;


-Than đá khoảng 150-200 năm
Điều kiện thuận lợi sử dụng nlmt ở vn

Nguồn bức xạ dồi dào, đặc biệt tại miền Trung và miền Nam của nước ta.

Cấp điện ổn định cho các vùng sâu, xa.

Góp phần phát triển vùng sâu, vùng xa.

Có thể cấp nguồn điện từ cực nhỏ đến lớn đúng theo yêu cầu.

Đẩy mạnh công nghệ tiết kiệm điện đi kèm
những khó khăn của nlmt ở vn

Nguồn vốn đầu tư và giá thành cho 1kWh điện mặt trời còn cao (cho một hộ gia đình
để thắp sáng, nghe đài cần đầu tư khoảng 5 triệu VND)

Chưa có chính sách khuyến khích nên chưa đưa được vào thương mại hoá rộng, tính
cạnh tranh thấp, do đó giá thành chưa giảm nhanh.

Nguồn thông tin tin cậy về khả năng phát triển điện mặt trời đến các nhà hoạch định
chính sách còn thiếu.
iv.Các ứng dụng của năng lượng mặt trời


4.1.Pin mặt trời

4.2.Bình nước nóng NLMT


4.3. Bếp năng lượng Mặt Trời
4.1.Pin mặt trời
1 Định nghĩa :

Pin năng lượng mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện), là thiết bị bán dẫn
chứa lượng lớn các diod p-n (p: năng lượng chủ yếu mang điện tích dương –positive,
n:năng lượng chủ yếu mang điện tích âm –negative). Dưới sự hiện diện của ánh sáng
mặt trời có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được. Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng
quang điện.

Hiệu ứng quang điện được nhà vật lý người Pháp Alexandre Edmond Becquerel phát
hiện năm 1839, năm 1946 Russell Ohl được xem là người tạo ra pin năng lượng đầu
tiên
4.1.pin mặt trời
4.1.Pin mặt trời
mô hình pin mặt trời cung cấp điện sinh hoạt
Hệ thống điện mặt trời tại nhà máy của intel việt Nam ở khu công nghệ cao
TPHCM
4.1.Pin mặt trời
Mô hình nhà sử dụng pin mặt trời