ÔN THI NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO HaUI

Câu 1: Đặc tính làm việc U-I của pin mặt trời? Ảnh hưởng của
nhiệt độ và cường độ bức xạ đến pin mặt trời? Điểm công suất cực
đại và hiện tượng điểm nóng cục bộ ở pin NL mặt trời?

Câu 2: Ưu nhược điểm của từng loại pin quang điện?

Tấm pin mặt trời mono
- Ưu điểm: Hiệu suất - công suất cao, tuổi thọ dài
- Nhược điểm: Giá cao, bị ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ cao

Tấm pin mặt trời poly
- Ưu điểm:

+Giá thành phải chăng, thấp hơn pin mono
+Có độ giãn nở và khả năng chịu nhiệt cao
+Hiệu suất làm việc ngoài năng cao

- Nhược điểm:
+Hiệu suất và công suất thấp hơn pin mono
+Độ ổn định về cấu trúc và tính bền vững không cao
+Tuổi thọ thấp hơn pin mono khi làm việc trong cùng điều kiện ánh sáng

Tấm pin mặt trời Thin – film
- Ưu điểm:

+Giá thành rẻ nhất
+Hoạt động tốt trong ánh sáng yếu, bóng dâm hoặc nhiệt độ cực cao
+Có thể uốn cong theo các bề mặt khác nhau

- Nhược điểm:
+Hiệu suất và công suất thấp, tuổi thọ ngắn

+Chiếm nhiều không gian hơn

Câu 3: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tuabin gió?

Nguyên lý hoạt động
NL của gió làm cho hai hoặc ba cánh quạt quay quanh rotor mà rotor được nối với
trục chính và trục chính sẽ truyền động làm quay trục quay máy phát để tạo ra
điện.

Các tuabin gió được đặt trên trụ cao để thu hầu hết NL gió và ở độ cao cách mặt
đất 30 mét thì các tuabin gió có tốc độ nhanh hơn, ít bị các luồng gió bất thường.

Cấu tạo:

– Anemometer: Bộ đo lường tốc độ gió và truyền dữ liệu tốc độ gió tới bộ điểu
khiển.
– Blades – Cánh quạt: Gió thổi qua các cánh quạt và là nguyên nhân làm cho các
cánh quạt chuyển động và quay.
– Brake – Bộ hãm (phanh): Dùng để dừng rotor trong tình trạng khẩn cấp bằng
điện, bằng sức nước hoặc bằng động cơ.

– Controller – Bộ điều khiển: Bộ điều khiển sẽ khởi động động cơ ở tốc độ gió
khoảng 8 đến 14 dặm/giờ tương ứng với 12 km/h đến 22 km/h và tắc động cơ
khoảng 65 dặm/giờ tương đương với 104 km/h bởi vì các máy phát này có thể phát
nóng.
– Gear box – Hộp số: Bánh răng được nối với trục có tốc độ thấp với trục có tốc độ
cao và tăng tốc độ quay từ 30 đến 60 vòng/ phút lên 1200 đến 1500 vòng/ phút, tốc
độ quay là yêu cầu của hầu hết các máy phát điện sản xuất ra điện. Bộ bánh răng
này rất đắt tiền, nó là một phần của bộ động cơ và tuabin gió.
– Generator – Máy phát: Dùng để phát ra điện.

– High – speed shaft: Trục truyền động của máy phát ở tốc độ cao.
– Low – speed shaft: Trục quay tốc độ thấp.
– Nacelle – Vỏ: Bao gồm rotor và vỏ bọc ngoài, toàn bộ được dặt trên đỉnh trụ và
bao gồm các phần: gear box, low and high – speed shafts, generator, controller, and
brake. Vỏ bọc ngoài dùng bảo vệ các thành phần bên trong vỏ. Một số vỏ phải đủ
rộng để một kỹ thuật viên có thể đứng bên trong trong khi làm việc.

– Pitch – Bước răng: Cánh được xoay hoặc làm nghiêng một ít để giữ cho rotor
quay trong gió khơng quá cao hay quá thấp để tạo ra điện.
– Rotor: Bao gồm các cánh quạt và trục.
– Tower – Trụ đỡ Nacelle: Được làm bằng thép hình trụ hoặc thanh dằn bằng thép.
Bởi vì tốc độ gió tăng lên nếu trụ càng cao, trụ đỡ cao hơn để thu được NL gió

nhiều hơn và phát ra điện nhiều hơn.
– Wind vane: Để xử lý hướng gió và liên lạc với “yaw drive” để định hướng tuabin
gió.
– Yaw drive: Dùng để giữ cho rotor ln ln hướng về hướng gió chính khi có sự
thay đổi hướng gió.
– Yaw motor: Động cơ cung cấp cho “yaw drive” định được hướng gió.

Câu 4: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của tua bin gió máy phát điện
IG?

- Cấu tạo của hệ thống tuabin gió:
 Cánh quạt.
 Hộp số.

 Máy phát điện IG: Máy phát điện khơng đồng bộ rotor lồng sóc.
 Soft starter: Bộ khởi động mềm.
 Tụ lọc.

 Máy biến áp.
- Nguyên lý hoạt động của hệ thống tua bin gió máy phát điện IG.
 Động cơ IG là động cơ cảm ứng khơng đồng bộ. Ban đầu dịng điện được

đưa vào máy biến áp qua bộ khởi động mềm cấp điện cho 3 cuộn dây của
stator (đặt lệch nhau 120° điện trong không gian), tạo ra từ trường quay lúc
này máy chạy chế độ động cơ, quay với tốc độ n1.
 Nếu NL gió đủ mạnh làm quay rotor qua hộp số đạt tốc độ n2>n1 sẽ tạo ra
NL điện phát về lưới, trong lúc chạy chế độ máy phát thì điện từ lưới vẫn
cấp cho động cơ tạo từ trường quay.

 Khi cánh quạt quay qua hộp số để tăng tốc độ quay phụ thuộc vào tỷ số
truyền để làm máy có thể đạt tốc độ từ trường và phát ra điện. Do vậy tốc
quay của máy phát giữ theo tốc độ định mức.

 Bộ tụ bù dùng để bù cơng suất phản kháng Q cho hệ thống, vì phải cung cấp
cho máy phát.

Câu 5: Ưu, nhược điểm của tuabin gió trục đứng?

Ưu điểm:
- Có thể hoạt động với tốc độ gió thấp và khơng phụ thuộc vào hướng gió.
- Có trọng tâm thấp, ổn định, an toàn, giảm nguy cơ bị lật.
- Chiếm diện tích sử dụng nhỏ hơn, có thể đặt ở nhiều nơi.
- Tạo ra tiếng ồn nhỏ

Nhược điểm:
- Hệ số công suất đạt được tương đối thấp, tối đa chỉ đạt khoảng 40%.
- Lực tác động và lực ly tâm luôn luôn thay đổi nên ảnh hưởng lớn đến sức
bền vật liệu của những chi tiết cơ trong tua-bin.

- Tua-bin gió trục đứng chỉ được sản xuất với công suất nhỏ.

Câu 6: Ưu, nhược điểm của tuabin gió trục ngang ít cánh và loại 3
cánh. Đặc điểm của tuabin gió trục ngang hiện nay?

Ưu điểm:
 Hệ số công suất cao.
 Hệ số cao tốc đạt đến 15-18 trong khi tuabin điện gió 3 cánh chỉ đạt khoảng
5 đến 11
 Trọng lượng hệ thống thấp hơn(<) tuabin điện gió 3 cánh.
 Cánh quạt quay với tốc độ cao nên hệ thống thông số hoặc máy phát điện
khơng lớn như của tuabin điện gió 3 cánh.
 Số cánh quạt ít nên giá thành giảm.

Nhược điểm:
 Lực tác động và lực xoắn không được phân bố đều nên độ bền của những
chi tiết cơ của tua-bin điện gió bị ảnh hưởng.

 Độ rung của hệ thống không ổn định.

 Độ ồn phát sinh cao.

 Tính thẩm mỹ và sự chấp nhận bị hạn chế vì hình dạng khơng đều.

Đặc điểm của tua bin gió trục ngang hiện nay:

là loại trục ngang 3 cánh đón gió từ phía trước. Loại tua bin này có các đặc điểm
sau:

 Công suất phát điện từ vài trăm w - nhiều MW. (P)

 Dải vận tốc gió hoạt động từ 4 m/s - 25 m/s . (v)

 Số vòng quay cánh quạt từ 20 - 40 vịng / phút. (n)

 Đây là loại tua-bin gió có hiệu suất cao nhất.

 Thích hợp với nhiều vận tốc gió khác nhau.

 Hình dạng và kích thước lớn nên địi hỏi chỉ số an tồn cao.

 Tuy có hệ thống điều chỉnh hướng để đón gió nhưng vẫn giới hạn ở 1 góc
quay nhất định nên chỉ thích hợp cho những nơi có vận tốc gió ổn định.

Câu 7: Đặc điểm của nguồn NL sinh khối?

 Sinh khối được phân bố đồng đều hơn trên bề mặt Trái Đất so với các nguồn
NL nhất định khác, và có thể được khai thác mà khơng cần đòi hỏi đến các
kỹ thuật hiện đại phức tạp và tốn kém.

 Nó tạo ra cơ hội cho các địa phương, các khu vực và các quốc gia trên toàn
thế giới tự bảo đảm cho mình nguồn cung cấp NL một cách độc lập.

 Đây là một giải pháp thay thế cho NL hóa thạch, giúp cải thiện tình hình
thay đổi khí hậu đang đe dọa Trái Đất.

 Sinh khối sử dụng trong cơng nghiệp thì có tác động tích cực đối với môi
trường, tuy nhiên tình trạng thốt khí kém và việc sử dụng các lò đốt (lò
nấu) có hiệu suất kém làm tăng độ ô nhiễm không khí trong nhà ở và gây ra

hiểm họa về sức khỏe rất lớn đổi với người dân sống trong các khu vực nông
thôn kém phát triển.

Câu 8: Sinh khối để sản xuất nhiệt trong truyền thống?

 Cho đến ngày nay, có khá nhiều kỹ thuật đốt sinh khối để sản xuất điện -
nhiệt năng.

 Các công nghệ phổ biến nhất bao gồm: đốt trực tiếp hoặc tạo hơi nước thông
thường, đốt kết hợp, sản xuất điện từ khí thải bãi chơn lấp rác, đốt nhiệt
phân.

 Quá trình khai thác sinh khối để tạo nhiệt có một lịch sừ rất lâu dài và vẫn
tiếp tục đóng một vai trị quan trọng trong xà hội lồi người trong thời kỳ
hiện đại.

 Nhiệt lượng từ việc đốt sinh khối được sử dụng: để đốt sưởi ấm, để nấu chín
thức ăn, để đun nước tạo hơi...

 Thành phần NL trong sinh khối khô (dry biomass) dao động từ 7.000 Btu/lb
(rơm) cho đến 8.500 Btu/lb (gỗ).

 Một ví dụ so sánh: để nấu một bữa ăn thì cần khoảng 10.000 Btu, trong khi
đó một gallon xăng thì tương đương 124.884 Btu.

Câu 9: Ưu, nhược điểm của phương pháp đốt sinh khối liên kết?

Câu 10: Ảnh hưởng từ nguồn NL sinh khối đối với mơi trường?

 1: Giảm lượng khí thải sulfur dioxide: Hầu hết các dạng sinh khối có lượng

lưu huỳnh rất nhỏ, do đó các nhà máy điện sinh khối thải ra rất ít khí SO2,
một tác nhân của mưa axit.

 2: Sinh khối kết hợp với than đá có thể giảm thiểu một cách đáng kể lượng
khí thải SO2 của các nhà máy điện so với các hệ thống chỉ sử dụng mỗi than
đá.

 3: Giảm lượng khí thải Nitrogen Oxide (NO): Với sự điều chỉnh hợp lý và
cẩn thận của quá trình đốt cháy, lượng NOx giảm đi 2 lần so với lượng sinh
khối cần dùng để cung cấp nhiệt cho hệ thống.

 4: Giảm thải lượng cacbon: Các nhà máy điện sinh khối có thể đươc xem
như là một cách để tái sinh carbon. Do đó, các nhà máy điện sinh khối là các
hệ thống cân bằng lượng cacbon (không sinh ra cacbon).

 5: Giảm thiểu các lượng chất thải khác: Mêtan là một trong các khí chính
của khí thiên nhiên, thường được thải trực tiếp vào khơng khí, nhưng nó có
thể được thu hồi và sử dụng như một dạng nhiên liệu cho việc sản xuất điện
và nhiệt.

 6: Giảm các mùi hôi thối: Việc sử dụng phân động vật và khí sinh ra ở các
bãi chôn lấp trong sản xuất điện năng có thể giảm các mùi hơi thối ở các bãi
rác.

Câu 11: Ưu và nhược điểm của điện thủy triều?

- Ưu điểm của điện thủy triều:
 Mật độ NL lớn: Nước biển nặng hơn khơng khí 832 lần, một đợt thủy triều
có tốc độ 8 hải lý (khoảng 14,81 km/h) cung cấp NL nhiều hơn gió với tốc
độ 380 km/h.

 Nguồn điện đáng tin cậy: Thủy triều hầu như không phụ thuộc theo mùa,
thời tiết, có thể dự đốn trước được nhiều năm nhờ nghiên cứu quĩ đạo của
mặt trăng, mặt trời, trái đất. Trong khi đó các loại NL khác rất khó dự đốn,
như NL mặt trời thay đổi rất lớn theo ngày, giờ, mùa, vĩ độ, NL gió thì có
nhiều yếu tố bất thường, khó dự đốn.

 Chi phí nhiên liệu bằng khơng: NL là động năng và thế năng của nước thủy
triều nên không cần nhiên liệu cung cấp cho thiết bị điện thủy triều. Trong
quá trình vận hành chỉ mất chi phí cho bảo trì và vận hành.

 Vòng đời dài: Một đập thủy điện sau khi xây dựng có thể hoạt động tới 100
năm, do đó chi phí điện thủy triều sẽ khơng cao nếu tính đến yếu tố này.

 Cải thiện giao thông: Đập, hàng rào điện thủy triều thường dùng luôn bề mặt
trên để làm thành cầu bắc qua sông, tăng khả năng giao thông khu vực.

- Nhược điểm của điện thủy triều:
 Chi phí đầu tư ban đầu cao: Chi phí nhà máy điện thủy triều gấp 2-3 lần so
với đập của hồ thủy điện. Chi phí đầu tư lớn dẫn đến giá thành sản phẩm cao
(giá thành điện gió 85 Eu/MWh, giá thành điện thủy triều 317 Eu /MWh).

 Phụ thuộc địa lý: NL thủy triều không phải là nguồn NL phổ biến trên thế
giới. Chỉ có thể khai thác vùng biên độ triều lớn, liên tục. Trên thế giới chỉ
có 40 điểm có thể xây dựng nhà máy điện thủy triều công suất lớn, tập trung
ở Anh, Pháp, Nga, Canada, quần đảo Ecoss (Anh).

 Tác hại đến môi trường: Ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái, như quá trình di
cư, nơi ở, nguồn thức ăn của sinh vật. Chất thải lưu tụ lại ở chân đập làm cho
các loại thủy sinh các vùng gần kề không đủ thức ăn.

 Những rủi ro khác: Độ sâu, độ đục nước sông, biển thay đổi ảnh hưởng đến
hoạt du lịch, giải trí tại địa phương.

Câu 12: Đặc điểm và nguyên lý làm việc của nhà máy thủy điện tích
năng?

- Đặc điểm của nhà máy thủy điện tích năng

 Đây là kiểu NMTĐ khơng sử dụng NL của dịng sơng mà nhiệm vụ của nó

chỉ là biến đổi 2 chiều: điện năng của HTĐ thành cơ năng của nước và

ngược lại. (nhiệm vụ)

 Vì khơng sử dụng NL của dịng sơng nên vị trí xây dựng NMTĐ tích năng

thường được chọn ở những nơi có vị trí cao thuận lợi xây dựng được hồ, bên
cạnh khu vực thấp ln có nước (dịng sơng, đầm nước hoặc bờ biển) để có

thể bơm nước lên hồ và thốt nước cho nhà máy. (Vị trí xd)

 Ưu tiên các vị trí gần các trung tâm phụ tải để giảm tổn thất cho lưới.

 Đơi khi có thể kết hợp xây dựng với NMTĐ thường (kiểu hỗn hợp) ở những
dịng sơng nhỏ nhưng lại có hồ cao, dung tích rất lớn để phát triển thêm các
tổ máy làm việc theo kiểu tích năng.

- Nguyên lý làm việc của nhà máy thủy điện tích năng
 NMTĐ tích năng hoạt động theo giờ trong ngày.

 Vào những giờ cao điểm của phụ tải hệ thống, NMTĐ tích năng sử dụng
nước của hồ chạy tua-bin, quay máy phát điện để phát điện vào hệ thống

 Còn vào những giờ thấp điểm của phụ tải - nhà máy sử dụng điện lưới chạy
bơm để đưa nước lên hồ.

Câu 13:Phương pháp nhiệt hóa sinh khối thành nhiên liệu sinh học
dạng khí C0+H2

 Ngày nay quá trình khí hóa sinh khối rắn (củi, gỗ phế liệu, dăm bào, mùn
cưa…) được áp dụng để thu nhiên liệu khí trong sản xuất điện và nhiệt kết
hợp, nhằm cung cấp điện cho các khu vực có cơng st tiêu thụ dưới 10
MW.

 Đây là quá trình có hiệu quả rất cao so với q trình đốt trực tiếp. Nguyên
liệu là phế thải, phế liệu chứa carbon (gổ củi mùn cưa...). Khí hỏa là đốt
cháy khơng hồn tồn (thiếu oxy) ở nhiệt độ từ 1100 -13000C trong lò tạo
gaz.

 Sản phẩm là khí C0, H2 có thể thay thế khí thiên nhiên trong việc làm nhiên
liệu động cơ đốt trong, tua-bin khí, tua-bin hơi, đặc biệt cho pin nhiên liệu.

 Cho đến nay, q trình khí hóa vẫn chưa được ứng dụng rộng trong thực tế
mà chỉ vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm kỳ thuật. Các lò chuyển đổi sinh
khối rắn thành khí xẩy ra ơ một mơi trường mà tại đó sinh khối rắn phân hủy
chuyển thành khí dễ cháy.

 Q trình này có thuận lợi hơn so với việc đốt trực tiếp. Khí sinh học có thể
được làm sạch và lọc để phân loại và tách các hợp chất hóa học có hại. Các

q trình trong lị tạo gaz.

 Vùng cháy (Oxidation): C + 02 + nhiệt lượng (900 - 13000C)

 Vùng khử (Reduction): C02 => C0 + thu nhiệt (600 - 9500C)

 Vùng nhiệt phân (Pyrolysis): C0 + H20 => C02 + H2 + nhiệt lượng (400 -
6000C)

 Vùng sấy khí (Drying): (200 - 4000C)

Câu 14:Quy trình sản xuất Ethanol sinh học?

 Nguyên liệu là tinh bột, cellulo → thủy phân nhờ ezim → đường gluco →
phân hủy sinh học yếm khí → Bio-ethanol (C2H5OH).

 Bio- ethanol là nhiên liệu lỏng, dùng để thay thế xăng.

 Tách nước để tăng nồng độ ethanol: Sản phẩm bio-ethanol lên men chỉ đạt
cao nhất 97,1%. Để sử dụng, làm nhiên liệu thì phải tách thêm nước, tăng
nồng độ ethanol đạt mức 99,9%. Để tách nước dùng phương pháp chưng cất
hoặc dùng chất hút nước zeolite, rất tốn kém.

 Hiệu suất của quá trình sản xuất phụ thuộc vào nguyên liệu.

 Bio- ethanol ngày nay được sử dụng như một chất mang NL tái tạo, có khả
năng thay thế hoàn toàn xăng từ dầu mỏ như là một nhiên liệu sinh học.

Câu 15: Ảnh hưởng của nguồn NL địa nhiệt đối với môi trường?

Câu 16: Đặc điểm nhà máy thủy điện kiểu đập?

 Đập chắn ngang sơng có thể làm cho mức nước ở trước đập dâng cao tạo ra
cột nước H0 là điều kiện tiên quyết để xây dựng NMTĐ. (đk)

 Đập càng cao thì cơng suất của NMTĐ có thể nhận được càng lớn. (c/s)

 Chiều cao đập cần phải được lựa chọn kỹ lưỡng theo các điều kiện kinh tế -
kỹ thuật và hàng loạt những yếu tố an tồn khác (liên quan đến mơi trường,
di dân, quốc phòng...). (lựa chọn)

 Mặt khác khi xây dựng đập cao nước dâng lên có thể làm ngập những khu
vực quan trọng (đông dân, thị trấn cổ, hầm mỏ chưa khai thác...). Đây là yếu
tố chính hạn chế chiều cao của đập. (hạn chế)

 NMTĐ kiểu đập thường có thể xây dựng thuận lợi ở những nơi dòng chảy
có độ dốc lớn, chảy ngang qua thung lũng của những quả đổi. (vị trí xd)