đánh giá tiềm năng năng lượng mặt trời ở việt nam theo số liệu quan trắc khí tượng thủy văn

đại học quốc gia hà nội
Tr-ờng đại học khoa học tự nhiên






Hán Thị Ngân






NGHIÊN CứU ĐáNH GIá TIềM NĂNG
NĂNG L-ợng mặt trời thông qua
số giờ nắng ở việt nam





Luận văn thạc sĩ khoa học

Hà Nội - Năm











đại học quốc gia hà nội
Tr-ờng đại học khoa học tự nhiên





Hán Thị Ngân

NGHIÊN CứU ĐáNH GIá TIềM NĂNG
NĂNG L-ợng mặt trời thông qua
số giờ nắng ở việt nam



Chuyên ngành:

Mã số:



Luận văn thạc sĩ khoa học



N PGS.TS. L-u Đức Hải




Hà Nội - 2011
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

i

MỤC LỤC
Chƣơng 1. TỔNG QUAN 3
1.1. Tổng quan về năng lượng mặt trời 3
1.1.1. Khái niệm chung 3
1.1.2. Các nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời trên thế giới 4
1.1.3. Các nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam 7
1.1.3.1. Cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời 7
1.1.3.2. Cung cấp điện bằng năng lượng mặt trời 11
1.1.3.3. Các ứng dụng khác 13
1.2. Tổng quan về các khu vực nghiên cứu 14
1.2.1. Tổng quan vùng Tây Bắc 14
1.2.2. Tổng quan vùng Việt Bắc 15
1.2.3. Tổng quan vùng Đông Bắc 15
1.2.4. Tổng quan vùng Đồng Bằng Bắc Bộ 16
1.2.5. Tổng quan vùng Bắc Trung Bộ 17
1.2.6. Tổng quan vùng Trung Trung Bộ 19
1.2.7. Tổng quan vùng Nam Trung Bộ 20
1.2.8. Tổng quan vùng Nam Bộ 21
1.2.9. Tổng quan vùng Tây Nguyên. 22
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.1. Đối tượng nghiên cứu. 25
2.1.1. Mạng lưới trạm quan trắc khí tượng 25
2.1.1.1. Tổng quát chung về quan trắc khí tượng 25
2.1.1.2. Các cơ sở phát triển mạng lưới trạm quan trắc trong quy hoạch từng
giai đoạn: 26
2.1.1.3. Mạng lưới trạm quan trắc khí tượng hiện tại 28
2.1.2. Thời gian nắng 29
2.2. Phương pháp nghiên cứu 29
2.2.1. Phương pháp đo thời gian nắng 29
2.2.2. Phương pháp thu thập, chiết xuất, thống kê, tổng hợp số liệu 30

2.2.3. Phương pháp xây dựng bản đồ bằng phần mềm ArcView GIS 3.2 30
2.2.3.1. Khái niệm 30
2.2.3.2. Cấu trúc dữ liệu trong ArcView 31
2.2.3.3. Lập bản đồ 32
2.2.4. Phương pháp đánh giá tiềm năng 33
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 34
3.1. Tiềm năng năng lượng mặt trời theo từng khu vực trên lãnh thổ Việt Nam .
34
3.1.1. Khu vực Tây Bắc 34
3.1.1.1. Đặc điểm phân bố nắng 34
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

ii
3.1.1.2. Đánh giá tiềm năng 38
3.1.2. Khu vực Việt Bắc 38
3.1.2.1. Đặc điểm phân bố nắng 38
3.1.2.2. Đánh giá tiềm năng 42
3.1.3. Khu vực Đông Bắc 42
3.1.3.1. Đặc điểm phân bố nắng 42
3.1.3.2. Thuận lợi và khó khăn trong việc sử dụng năng lượng mặt trời 46
3.1.4. Khu vực Đồng Bằng Bắc Bộ 47
3.1.4.1. Đặc điểm phân bố nắng 47
3.1.4.2. Đánh giá tiềm năng 51
3.1.5. Khu vực Bắc Trung Bộ 52
3.1.5.1. Đặc điểm phân bố nắng 52
3.1.5.2. Đánh giá tiềm năng 55
3.1.6. Khu vực Trung Trung Bộ 56
3.1.6.1. Đặc điểm phân bố nắng 56
3.1.6.2. Đánh giá tiềm năng 60
3.1.7. Khu vực Nam Trung Bộ 60

3.1.7.1. Đặc điểm phân bố nắng 60
3.1.7.2. Đánh giá tiềm năng 64
3.1.8. Khu vực Nam Bộ 64
3.1.8.1. Đặc điểm phân bố nắng 64
3.1.8.2. Đánh giá tiềm năng 68
3.1.9. Khu vực Tây Nguyên 68
3.1.9.1. Đặc điểm phân bố nắng 68
3.2. Đánh giá tổng hợp tiềm năng năng lượng mặt trời trên lãnh thổ Việt
Nam 72
3.2.1. Số giờ nắng trong năm 72
3.2.1.1. Đánh giá, so sánh các khu vực trên toàn quốc 72
3.2.1.2 Bản đồ số giờ nắng 73
3.2.2. Số ngày có nắng 75
3.2.2.1. Đánh giá, so sánh các khu vực trên toàn quốc 75
3.2.2.2 Bản đồ số ngày nắng 75
3.2.4. Chênh lệch số giờ nắng giữa các tháng trong năm 79
3.2.5. Đánh giá tổng hợp 80
3.2.5.1. Đánh giá, so sánh tiềm năng 80
3.2.5.2. Bản đồ đánh giá tổng hợp tiềm năng năng lượng mặt trời Việt Nam 82
KẾT LUẬN 84
KIẾN NGHỊ 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO 86
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Các số liệu về nƣớc nóng mặt trời đã lắp đặt (cho đến cuối năm
2005) 5
Bảng 1.2. Các số liệu về công suất pin mặt trời đã lắp đặt 5

Bảng 1.3. Lộ trình phát triến nƣớc nóng mặt trời 10
Bảng 3.1. Phân chia các mức giờ nắng năm 72
Bảng 3.2. Điểm đánh giá số giờ nắng 73
Bảng 3.3. Điểm đánh giá số ngày có nắng 75
Bảng 3.4. Đánh giá độ chênh số giờ nắng giữa các trạm 79
Bảng 3.5. Đánh giá độ chênh số giờ nắng giữa các tháng 80
Bảng 3.6. Đánh giá tổng hợp 81
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Hệ thống cung cấp nƣớc nóng bằng năng lƣợng mặt trời theo kiểu
đối lƣu tự nhiên 9
Biểu đồ 3.1. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 khu vực Tây Bắc
34
Biểu đồ 3.2. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 khu vực Tây Bắc
35
Biểu đồ 3.3. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 trạm Sơn La 36
Biểu đồ 3.4. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Kim Bôi . 36
Biểu đồ 3.5. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2009 khu vực Tây Bắc
37
Biểu đồ 3.6. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2010 khu vực Tây Bắc
37
Biểu đồ 3.7. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 khu vực Việt Bắc
39
Biểu đồ 3.8. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 khu vực Việt Bắc
39
Biểu đồ 3.9. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Lào Cai 40
Biểu đồ 3.10. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Thái
Nguyên 40

Biểu đồ 3.11. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2009 khu vực Việt
Bắc 41
Biểu đồ 3.12. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2010 khu vực Việt
Bắc 41
Biểu đồ 3.13. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 khu vực Đông
Bắc 43
Biểu đồ 3.14. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 khu vực Đông
Bắc 43
Biểu đồ 3.15. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 trạm Bạch Long
Vĩ 44
Biểu đồ 3.16. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Đình Lập
45
Biểu đồ 3.17. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2009 khu vực Đông
Bắc 45
Biểu đồ 3.18. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2010 khu vực Đông
Bắc 46
Biểu đồ 3.19. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 khu vực Đồng
Bằng Bắc Bộ 47
Biểu đồ 3.20. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 khu vực Đồng
Bằng Bắc Bộ 48
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

v
Biểu đồ 3.21. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 trạm Sơn Tây 49
Biểu đồ 3.22. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Láng 49
Biểu đồ 3.23. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2009 khu vực Đồng
Bằng Bắc Bộ 50
Biểu đồ 3.24. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2010 khu vực Đồng
Bằng Bắc Bộ 50
Biểu đồ 3.25. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 khu vực Bắc

Trung Bộ 52
Biểu đồ 3.26. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 khu vực Bắc
Trung Bộ 53
Biểu đồ 3.27. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 trạm Hà Tĩnh 53
Biểu đồ 3.28. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Hƣơng
Khê 54
Biểu đồ 3.30. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2010 khu vực Bắc
Trung Bộ 55
Biểu đồ 3.31. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 khu vực Trung
Trung Bộ 56
Biểu đồ 3.32. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 khu vực Trung
Trung Bộ 57
Biểu đồ 3.33. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 trạm Lý Sơn . 58
Biểu đồ 3.34. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Tuyên Hóa
58
Biểu đồ 3.35. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2009 khu vực Trung
Trung Bộ 59
Biểu đồ 3.36. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2010 khu vực Trung
Trung Bộ 59
Biểu đồ 3.37. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 khu vực Nam
Trung Bộ 61
Biểu đồ 3.38. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 khu vực Nam
Trung Bộ 61
Biểu đồ 3.39. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Phan Thiết
62
Biểu đồ 3.40. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Hoài Nhơn
62
Biểu đồ 3.41. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2009 khu vực Nam
Trung Bộ 63
Biểu đồ 3.42. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2010 khu vực Nam

Trung Bộ 63
Biểu đồ 3.43. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 khu vực Nam
Bộ 65
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

vi
Biểu đồ 3.44. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 khu vực Nam
Bộ 65
Biểu đồ 4.45. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Mộc Hóa
66
Biểu đồ 3.46. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Cà Mau 66
Biểu đồ 3.47. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2009 khu vực Nam Bộ
67
Biểu đồ 3.48. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2010 khu vực Nam Bộ
67
Biểu đồ 3.49. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 khu vực Tây
Nguyên 69
Biểuđồ 3.50. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 khu vực Tây
Nguyên 69
Biểu đồ 3.51. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Kon Tum
70
Biểu đồ 3.52. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Đà Lạt 70
Biểu đồ 3.53. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2009 khu vực Tây
Nguyên 71
Biểu đồ 3.54. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2010 khu vực Tây
Nguyên 71
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

1
MỞ ĐẦU

Con ngƣời đang đứng trƣớc nguy cơ khủng hoảng về năng lƣợng do các
nguồn năng lƣợng truyền thống nhƣ than đá, dầu mỏ đang dần cạn kiệt, giá thành
cao, nguồn cung không ổn định, nhiều nguồn năng lƣợng thay thế đang đƣợc các
nhà khoa học đặc biệt quan tâm. Khai thác năng lƣợng tái tạo là chiến lƣợc của cả
thế giới, là giải pháp hữu hiệu nhằm giải quyết vấn đề an ninh năng lƣợng.
Theo ƣớc tính đến năm 2015, Việt Nam sẽ thiếu nguồn cung cấp năng lƣợng
từ nhiên liệu hóa thạch truyền thống, cần đƣợc bổ sung từ nguồn năng lƣợng tái tạo.
Theo kế hoạch, đến năm 2020, Việt Nam sẽ sản xuất 5% điện năng từ năng lƣợng
tái tạo. Cho dù đến nay, cả nƣớc mới chỉ có 20 turbine gió với công suất 1.5 MW/
turbine đặt tại Ninh Thuận, còn nguồn năng lƣợng mặt trời vẫn còn là tiềm năng bị
bỏ ngỏ ở Việt Nam.
Tiềm năng năng lƣợng mặt trời đƣợc phản ánh qua số giờ nắng. Trung bình
năm ở nƣớc ta có khoảng 1400 – 3000 giờ nắng. Việt Nam với lợi thế là một trong
những nƣớc nằm trong giải phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong năm trên
bản đồ bức xạ mặt trời của thế giới. Với dải bờ biển dài hơn 3.000km, có hàng
nghìn đảo hiện có cƣ dân sinh sống nhƣng nhiều nơi không thể đƣa điện lƣới đến
đƣợc. Việc sử dụng năng lƣợng mặt trời nhƣ một nguồn năng lƣợng tại chỗ để thay
thế cho các dạng năng lƣợng truyền thống, đáp ứng nhu cầu của dân cƣ các đảo là
một giải pháp có ý nghĩa về mặt kinh tế, an ninh quốc phòng. Tuy nhiên, việc ứng
dụng năng lƣợng mặt trời ở Việt Nam cho đến nay còn có nhiều hạn chế, cho dù
giải pháp này có tác dụng giảm nhẹ hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu toàn cầu.
Trong các khó khăn hạn chế khả năng sử dụng rộng rãi năng lƣợng mặt trời trong
cuộc sống ngƣời dân là: giá thành đầu tƣ và chi phí sản xuất điện mặt trời còn khá
cao, trang thiết bị sử dụng còn chƣa phổ biến ở Việt Nam; hơn thế nữa đó là thiếu
các thông tin khoa học cần thiết để đánh giá tiềm năng năng lƣợng mặt trời.
Với mục đích góp phần vào việc cung cấp thông tin khoa học cho việc nghiên
cứu triển khai áp dụng công nghệ khai thác và sử dụng năng lƣợng mặt trời, tôi đã
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

2

chọn đề tài theo tiêu đề: “Đánh giá tiềm năng năng lƣợng mặt trời ở Việt Nam theo
số liệu quan trắc khí tƣợng thủy văn”. Số liệu đặc trƣng nhất có thể phản ánh đƣợc
tiềm năng năng lƣợng mặt trời là số liệu về số giờ nắng và số ngày có nắng. Trong
phạm vi luận văn thạc sỹ tôi tập trung đánh giá theo số liệu số giờ nắng và số ngày
có nắng trong hai năm 2009 và 2010. Nhiệm vụ đầu tiên của đề tài là xử lý các số
liệu hiện có thu đƣợc từ các trạm khí tƣợng trong phạm vi toàn quốc để đánh giá và
xây dựng bản đồ về số giờ nắng chi tiết cho từng vùng ở Việt Nam. Hy vọng rằng,
luận văn sẽ là đóng góp nhỏ cho phƣơng hƣớng phát triển năng lƣợng mặt trời nói
riêng và năng lƣợng tái tạo nói chung ở Việt Nam.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

3
Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về năng lƣợng mặt trời
1.1.1. Khái niệm chung
Mặt trời là quả cầu lửa khổng lồ với đƣờng kính trung bình khoảng 1,36 triệu km
ở cách Trái đất khoảng 150 triệu km. Theo các số liệu hiện có, nhiệt độ bề mặt của
Mặt trời vào khoảng 6000
0
K, trong khi đó nhiệt độ ở vùng trung tâm của Mặt trời
rất lớn, vào khoảng 8x10
6 0
K đến 40x10
6 0
K. Mặt trời đƣợc xem là một lò phản ứng
nhiệt hạch hoạt động liên tục. Do luôn luôn bức xạ năng lƣợng vào trong Vũ trụ nên
khối lƣợng của Mặt trời sẽ giảm dần. Điều này dẫn đến kết quả là đến một ngày nào
đó Mặt trời sẽ thôi không tồn tại nữa. Tuy nhiên, do khối lƣợng của Mặt trời vô
cùng lớn, vào khoảng 1,991x10
30

kg, nên thời gian để Mặt trời còn tồn tại đƣợc tính
hang tỷ năm. Bên cạnh sự biến đổi nhiệt độ rất đáng kể theo bán kính, một điểm đặc
biệt khác của Mặt trời là sự phân bố khối lƣợng rất không đồng đều. Ví dụ, khối
lƣợng riêng ở vị trí gần tâm Mặt trời vào khoảng 100g/cm
3
, trong khi đó khối lƣợng
riêng trung bình của Mặt trời chỉ vào khoảng 1,41g/cm
3
.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy, khoảng cách từ Mặt trời đến Trái đất không
hoàn toàn ổn định mà dao động trong khoảng ±1,7% xoay quanh giá trị trung bình
đã trình bày ở trên. Trong kỹ thuật năng lƣợng mặt trời, ngƣời ta rất chú ý đến khái
niệm hằng số mặt trời (Solar Constant). Về mặt định nghĩa, hằng số mặt trời đƣợc
hiểu là lƣợng bức xạ mặt trời nhận đƣợc trên bề mặt có diện tích 1m
2
đặt bên ngoài
bầu khí quyển và thẳng góc với tia tới. Tại khoảng cách trung bình từ trái đất đến
mặt trời (1.5x10
11
m), hằng số mặt trời là S
0
= 1367 W/m
2
. Mặt trời phát ra dòng
năng lƣợng gần nhƣ không đổi đƣợc gọi là độ chói của mặt trời, có giá trị: L
0
=
3.9x10
26
W.

Trong tự nhiên, bức xạ mặt trời là dòng vật chất và năng lƣợng của quá trình
phong hóa, bóc mòn, vận chuyển, bồi tụ cũng nhƣ chiếu sáng và sƣởi ấm cho các
hành tinh trong hệ mặt trời. Ngày nay, con ngƣời đã có thể biến đổi năng lƣợng bức
xạ mặt trời ra nhiều dạng năng lƣợng khác để sử dụng:
- Biến đổi ra nhiệt năng nhờ các kỹ thuật làm nóng và làm lạnh.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

4
- Biến đổi ra nhiệt năng rồi từ nhiệt năng thành cơ năng bằng các quá trình nhiệt
động lực và từ cơ năng thành điện năng.
- Biến đổi trực tiếp ra điện năng nhờ các pin quang điện.
- Biến đổi ra nhiệt năng rồi từ nhiệt năng ra hóa năng nhờ các phản ứng nhiệt
hóa.
- Tạo ra sinh khối bằng quá trình quang hợp rồi từ sinh khối thu đƣợc hóa năng
nhờ các quá trình lên men và nhiệt phân.
Ngoài ra, ngƣời ta dự đoán trong tƣơng lai còn có thể biến đổi trực tiếp năng
lƣợng mặt trời ra hóa năng nhờ các phản ứng quang hóa. Tuy nhiên, hiện nay năng
lƣợng mặt trời khai thác chủ yếu dƣới dạng nhiệt năng và quang năng. Các phƣơng
tiện kỹ thuật đƣợc sử dụng để biến đổi năng lƣợng mặt trời ra các dạng năng lƣợng
khác bao gồm nhiều thứ khác nhau, từ các dàn đun nƣớc đơn giản đến các lò mặt
trời, các nhà máy điện mặt trời. Nói chung các hệ thống thiết bị mặt trời có 2 loại
khác nhau về tính năng sử dụng năng lƣợng mặt trời:
- Loại không tập trung năng lƣợng mặt trời, loại này hoạt động do tác dụng của
tổng xạ, tức là có thể sử dụng đƣợc cả trực xạ lẫn tán xạ mặt trời.
- Loại hội tụ năng lƣợng mặt trời, loại này hầu nhƣ chỉ sử dụng đƣợc trực xạ
mặt trời.
Hiệu quả hoạt động của các hệ thống thiết bị này chủ yếu phụ thuộc vào cƣờng
độ tổng xạ và trực xạ, phân phối tần suất tổng xạ và trực xạ, phân phối phổ trực xạ
và tán xạ, ngoài ra cũng còn chịu ảnh hƣởng của một số yếu tố khí tƣợng khác nhƣ
nhiệt độ, gió, độ ẩm v v… Trong phạm vi luận văn cao học này, tác giả chỉ sử dụng

thông số số giờ nắng là thông số đặc trƣng nhất để đánh giá tiềm năng năng lƣợng
mặt trời.
1.1.2. Các nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời trên thế giới
Các số liệu từ REN 21: Renewables Global Status Report 2006 Update,
18.7.2006 cho thấy: đến cuối năm 2005, tổng công suất lắp đặt các hệ thống nƣớc
nóng mặt trời trên toàn thế giới vào khoảng 88GW
th
, trong đó phần lớn đƣợc lắp đặt
ở Trung Quốc và các nƣớc thuộc khối EU. Bảng 1.1 trình bày cụ thể các số liệu đó
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

5
ở một vài nƣớc tiêu biểu. Đặc biệt, trong những năm gần đây, tốc độ lắp đặt các hệ
thống nƣớc nóng mặt trời ở các nƣớc đứng đầu trong bảng gia tăng rất đáng kể. Cụ
thể, nếu vào năm 2005 các nƣớc EU có 11,2GW
th
đã lắp đặt, thì vào năm 2007 con
số đó đã tăng lên đến 15,37GW
th
.
Bảng 1.1. Các số liệu về nước nóng mặt trời đã lắp đặt (cho đến cuối năm 2005)
Nƣớc
Số liệu đã lắp đặt, 10
6
m
2
collector
Số liệu đã lắp đặt, GW
th

Trung Quốc
EU
Thổ Nhĩ Kỳ
Nhật Bản
Israel
Brazil
Mỹ
Úc
Ấn Độ
79,3
16
8,1
7,2
4,7
2,3
2,3
1,7
1,5
55,5
11,2
5,7
5
3,3
1,6
1,6
1,2
1,1
Ghi chú: 1m
2
collector có thể được qui đổi thành 0,7kW

th
.
Theo Renewables 2007, Global Status Report, công suất lắp đặt pin mặt trời trên
toàn thế giới đến năm 2007 là 10.300 MW
p
, trong đó Đức hiện đang dẫn đầu với
3.862MW
p
. Bảng 2 trình bày các số liệu về công suất pin mặt trời đã đƣợc lắp đặt ở
một số nƣớc.
Bảng 1.2. Các số liệu về công suất pin mặt trời đã lắp đặt
Nƣớc
Công suất pin mặt trời đã lắp đặt, MW
p

Đức
Nhật
Mỹ
Tây Ban Nha
Ý
Ấn Độ
Trung Quốc
Úc
Thái Lan
Indonesia
Malaysia
Philippines
Cambodia
Lào
3862

1919
831

655

120

110

100

82

36

8

5,5

4

3

1

Nguồn: Renewables 2007, Global Status Report
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

6
Các bảng 1.1 và 1.2 cho thấy, các nƣớc đang thi đua khai thác nguồn năng

lƣợng vô tận từ Mặt trời để đáp ứng các nhu cầu thiết yếu của con ngƣời. Trong đó,
có thể nói tốc độ khai thác sử dụng năng lƣợng mặt trời ở Trung Quốc là rất ấn
tƣợng. Các nƣớc trong khu vực cũng đang có cuộc cạnh tranh rất quyết liệt trong
lĩnh vực này.
Ngoài ra, trong cuộc chạy đua tìm kiếm những nguồn năng lƣợng mới nhằm
thay thế cho nguồn năng lƣợng đang dần cạn kiệt trên trái đất, giới khoa học đã tìm
mọi cách tận dụng nguồn năng lƣợng vô tận từ vũ trụ, mà đặc biệt là năng lƣợng
mặt trời. Nguồn năng lƣợng đó đã giúp các nhà khoa học ứng dụng và vận hành
thành công nhiều phát minh khoa học độc đáo, đồng thời mở ra những cơ hội khai
thác năng lƣợng mới cho toàn nhân loại:
- Máy bay sử dụng năng lƣợng mặt trời từ lâu đã đƣợc một số quốc gia nhƣ
Anh, Mỹ, Nhật Bản tìm cách phát triển và đã thu đƣợc thành công lớn. Chiếc máy
bay chạy bằng năng lƣợng mặt trời hiện đại nhất hiện nay của Mỹ là loại máy bay
với sải cánh dài 70 m, trọng lƣợng khoảng 1,6 tấn đã thực hiện thành công nhiều
chuyến bay không cần đến bất kỳ một nhiên liệu nào khác. Theo dự tính của các
nhà khoa học Mỹ, đến năm 2011, nƣớc này sẽ hoàn tất việc chế tạo máy bay sử
dụng năng lƣợng mặt trời và thực hiện chuyến bay vòng quanh thế giới.
- Thành công đầu tiên trong ứng dụng năng lƣợng mặt trời vào việc cung cấp
năng lƣợng cho điện thoại di động thuộc về nhà cung cấp điện thoại di động
Samsung, sau khi hãng này cho ra đời loại điện thoại di động thân thiện với môi
trƣờng đƣợc chế tạo từ nhựa tái chế, và đặc biệt là có thể gọi, hoặc nghe liên tục mà
không cần sạc pin. Thay vào đó, ngƣời sử dụng chỉ việc để mặt sau chiếc điện thoại
tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, và nó sẽ tự nạp năng lƣợng thông qua pin năng
lƣợng mặt trời. Chiếc điện thoại này của Samsung đƣợc đánh giá là điểm nhấn của
khoa học công nghệ trong thế kỷ XXI.
- Ý tƣởng trạm xe buýt chiếu sáng tự động bắt đầu đƣợc đƣa ra thực hiện tại
Florence - Italia. Vào ban đêm, những trạm xe buýt này trở thành những công trình
chiếu sáng công cộng hết sức thu hút và sang trọng. Ngoài ra, trong trạm xe buýt,
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

7
còn cài đặt thêm hệ thống cho phép ngƣời đợi xe kết nối wifi và sử dụng điện thoại
truy cập Internet miễn phí trong lúc chờ đợi.
- Ô tô chạy bằng năng lƣợng mặt trời là sản phẩm của các nhà sản xuất ôtô
Thụy Sĩ từng đƣợc trƣng bày trong triển lãm xe ôtô tại Geneva. Chiếc ôtô này đƣợc
phủ bởi một lớp film quang điện mỏng cho phép hấp thụ năng lƣợng từ mặt trời và
có thể giúp nó vận hành liên tục trong 20 phút. Tuy chỉ có thể tích trữ và cung cấp
năng lƣợng trong một thời gian ngắn, song loại xe đƣợc đánh giá là thân thiện với
môi trƣờng này đang đƣợc các nhà khoa học tại nhiều quốc gia trên thế giới nghiên
cứu phát triển.
1.1.3. Các nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam
Mặc dù đƣợc đánh giá là có tiềm năng rất đáng kể về năng lƣợng mặt trời,
nhƣng do nhiều nguyên nhân khác nhau, tỉ trọng của năng lƣợng mặt trời trong cán
cân năng lƣợng sử dụng chung của toàn đất nƣớc vẫn còn rất bé. Tuy vậy, có thể
thấy rõ năng lƣợng mặt trời đã đƣợc nghiên cứu và đƣa vào sử dụng từ rất lâu ở
Việt Nam. Bên cạnh các phƣơng thức khai thác truyền thống, đơn giản, mang tính
dân gian nhƣ phơi lúa và sấy khô các loại thủy hải sản, các hoạt động nghiên cứu và
sử dụng năng lƣợng mặt trời ở Việt Nam cho đến hiện nay thƣờng tập trung vào các
lĩnh vực nhƣ cung cấp nước nóng dùng trong sinh hoạt và phát điện ở qui mô nhỏ.
Các hoạt động khác nhƣ sấy, nấu ăn, chƣng cất nƣớc, làm lạnh,…có đƣợc chú ý đến
nhƣng vẫn còn ở qui mô lẻ tẻ, chƣa đáng kể.
1.1.3.1. Cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời
Đây là lĩnh vực có sự phát triển rất đáng kể trong những năm gần đây, nhất là ở
các tỉnh phía nam. Về nguyên tắc, có thể có hai loại phƣơng án sử dụng năng lƣợng
mặt trời để cung cấp nƣớc nóng dùng trong sinh hoạt gia đình (dùng để tắm hoặc
rửa chén bát):
- Phương án 1: kết hợp với điện, có bơm nƣớc để thực hiện quá trình trao đổi
nhiệt theo kiểu đối lƣu cƣỡng bức.
- Phương án 2: chỉ sử dụng năng lƣợng mặt trời, quá trình trao đổi nhiệt theo
kiểu đối lƣu tự nhiên.

Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

8
Hiện nay trên thị trƣờng đều có cả hai loại phƣơng án đã nêu ở trên. Tuy
nhiên, do các hệ thống cung cấp nƣớc nóng bằng năng lƣợng mặt trời thuộc phƣơng
án 1 thƣờng đắt hơn rất nhiều lần so với phƣơng án 2, cho nên trong thực tế thƣờng
gặp hệ thống cung cấp nƣớc nóng bằng năng lƣợng mặt trời theo phƣơng án 2 nhiều
hơn phƣơng án 1.
Hình 1.1 dƣới đây trình bày sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp nƣớc
nóng bằng năng lƣợng mặt trời theo phƣơng án 2. Từ hình vẽ ta thấy, dƣới tác động
của các tia bức xạ mặt trời, nƣớc trong collector mặt trời 1 sẽ gia tăng nhiệt độ và
dần dần đi lên theo đƣờng ống dẫn nƣớc nóng 2. Tƣơng ứng, nƣớc có nhiệt độ thấp
hơn sẽ chảy từ bình chứa 3 đặt ở phía trên để đi vào collector 1 theo đƣờng ống dẫn
nƣớc lạnh tuần hoàn 4 và tạo nên vòng tuần hoàn khép kín. Trong trƣờng hợp này
chuyển động của nƣớc là hoàn toàn tự nhiên, có nghĩa là không do tác động của
bơm, chuyển động này đƣợc tạo nên là do sự sụt giảm khối lƣợng riêng của nƣớc
khi nhiệt độ nƣớc gia tăng. Cứ tiếp tục nhƣ thế nhiệt độ của nƣớc trong bình chứa sẽ
tăng dần. Khi bức xạ mặt trời ở mức còn đủ để làm nóng nƣớc thì nƣớc trong bình
chứa bị phân lớp khá đáng kể theo nhiệt độ, theo đó nhiệt độ của nƣớc ở vị trí cao
hơn sẽ có giá trị lớn hơn. Khi nƣớc không còn chuyển động nữa thì nhiệt độ của
nƣớc trong bình chứa cũng không hoàn toàn đồng đều, tuy nhiên mức sai biệt nhiệt
độ sẽ giảm bớt.

Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

9









1- Collector mặt trời 2- Ống nước nóng tuần hoàn
3- Bình chứa nước nóng 4- Ống nước lạnh tuần hoàn
Hình 1.1. Hệ thống cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời theo kiểu đối
lưu tự nhiên
Nguyên tắc làm việc cơ bản của các hệ thống loại này là sự tích lũy dần dần
nhiệt lƣợng nhận đƣợc từ các tia bức xạ mặt trời từ sáng cho đến chiều, do vậy
thƣờng chỉ nên sử dụng nƣớc nóng mặt trời từ cuối buổi chiều trở đi.
Thực tế cho thấy, ở các tỉnh phía nam, gần nhƣ có thể sử dụng nƣớc nóng
mặt trời trong suốt cả năm. Tùy vào đặc điểm của từng hệ thống cụ thể, và tùy vào
tình hình thời tiết cụ thể, mà nhiệt độ trung bình của nƣớc vào cuối mỗi buổi chiều
có thể biến đổi trong khoảng từ 45
o
C cho đến khoảng gần 70
o
C.
Với các hệ thống thuộc phƣơng án 1, do có sử dụng điện trở cho nên chắc

chắn nhiệt độ của nƣớc khá ổn định, có thể kiểm soát đƣợc, có nghĩa là không phụ
thuộc vào thời tiết. Trong hệ thống này ngoài điện trở sẽ có thêm rơ le kiểm soát
nhiệt độ và bơm nƣớc.
Do chƣa có các số liệu thống kê đáng tin cậy cho nên thật khó có thể xác
định số lƣợng các hệ thống nƣớc nóng mặt trời đã đƣợc lắp đặt trong phạm vi cả
nƣớc. Tuy nhiên, một điều rõ ràng là nƣớc nóng mặt trời ngày càng đƣợc nhiều
ngƣời quan tâm. Hiện nay ở Thành phố Hồ Chí Minh có khoảng hơn 30 công ty
kinh doanh các sản phẩm nƣớc nóng mặt trời. Nếu trƣớc đây nƣớc nóng mặt trời
Nƣớc nóng đến nơi sử dụng

Cấp nƣớc lạnh
3
1
2
4
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

10
còn rất xa lạ với mọi ngƣời, thì ngày nay nƣớc nóng mặt trời đã trở nên quen thuộc
hơn, các sản phẩm nƣớc nóng mặt trời đã và đang trở thành mặt hàng cạnh tranh
quyết liệt giữa các công ty kinh doanh cùng ngành hàng này. Ở Thành phố Hồ Chí
Minh hiện nay có khá nhiều gia đình và một số khách sạn đang sử dụng nƣớc nóng
mặt trời, đặc biệt ở khu đô thị mới Phú Mỹ Hƣng (Quận 7, TP Hồ Chí Minh) hầu
nhƣ nhà nào cũng sử dụng nƣớc nóng mặt trời. Nhiều ngƣời vẫn ái ngại, liệu các
tỉnh ở phía bắc có thể sử dụng nƣớc nóng mặt trời đƣợc hay không? Có thể nhìn vào
tốc độ tăng trƣởng các sản phẩm nƣớc nóng mặt trời ở Trung Quốc trong những
năm gần đây để tìm ra câu trả lời cho câu hỏi này. Tuy nhiên, nếu lắp đặt ở các tỉnh
phía bắc, cần chú ý lựa chọn chủng loại hợp lý của collector mặt trời để có thể đạt
đƣợc mức hiệu quả nhƣ mong muốn. So với collector tấm phẳng loại thông thƣờng,
tổn thất nhiệt của collector ống thủy tinh chân không hầu như không phụ thuộc vào

nhiệt độ môi trƣờng xung quanh. Chính vì vậy, collector ống thủy tinh chân không
đƣợc xem là phƣơng án thích hợp với điều kiện khí hậu của các tỉnh phía bắc, nơi
mà nhiệt độ môi trƣờng xung quanh thƣờng giảm khá thấp vào mùa đông.
Nhằm mục đích đẩy mạnh việc sử dụng nƣớc nóng mặt trời, bắt đầu từ ngày
01.8.2008 Thành phố Hồ Chí Minh thực hiện chƣơng trình “Hỗ trợ sản xuất và tiêu
dùng máy nƣớc nóng năng lƣợng mặt trời”, theo đó, khi mua một sản phẩm nƣớc
nóng mặt trời ngƣời dân sẽ đƣợc hỗ trợ một triệu đồng, chƣơng trình này dự kiến sẽ
đƣợc kéo dài trong 5 năm.
Nhƣ đã trình bày ở trên, trong điều kiện Việt Nam, tính khả thi của việc ứng
dụng nƣớc nóng mặt trời là rất cao, đặc biệt các tỉnh ở phía nam. Bảng 1.3 dƣới đây
trình bày lộ trình phát triển nƣớc nóng mặt trời trong những năm sắp tới. Các số liệu
trong bảng tƣơng ứng với lƣợng nƣớc nóng mặt trời dự kiến khai thác đã đƣợc qui
đổi sang đơn vị TOE (tấn dầu tƣơng đƣơng), đây là lộ trình ứng với chỉ tiêu ở mức
cao.
Bảng 1.3. Lộ trình phát triến nước nóng mặt trời
Năm
2010
2015
2020
2025
TOE
8600
21500
43000
107500
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

11
Ghi chú: TOE (The tonne of oil equivalent) là đơn vị được sử dụng để đo năng
lượng, đó là lượng nhiệt sinh ra khi đốt một tấn dầu thô, có giá trị xấp xỉ khoảng

42GJ.
1.1.3.2. Cung cấp điện bằng năng lượng mặt trời
Cho đến nay, tổng công suất điện mặt trời đã đƣợc lắp đặt trên phạm vi toàn
quốc chỉ vào khoảng 1,2MW
p
. Trong tất cả các trƣờng hợp, theo ngôn ngữ thông
dụng, thiết bị dùng để biến đổi trực tiếp bức xạ mặt trời thành điện là pin mặt trời.
Đây là những hệ thống nhỏ lẻ, không nối lƣới, thƣờng đƣợc sử dụng trực tiếp ở
dạng điện một chiều để thắp sáng, trong một số trƣờng hợp có thể đƣợc biến thành
điện xoay chiều để sử dụng cho các nhu cầu khác. Trong vài năm trở lại đây, theo
xu thế chung, đã có một số cố gắng nghiên cứu nối lƣới điện mặt trời. Tuy nhiên,
các hoạt động này hiện chỉ đang dừng ở mức thử nghiệm, chƣa ứng dụng đƣợc
trong đời sống xã hội.
Về mặt nguyên lý, pin mặt trời đƣợc tạo nên từ những chất bán dẫn. Dƣới
tác động của các tia bức xạ mặt trời, các điện tử sẽ đƣợc tách ra khỏi các nguyên tử,
sự chuyển động của các điện tử khi đƣợc đấu nối qua vật dẫn điện sẽ tạo nên dòng
điện. Quá trình biến đổi từ các tia sáng mặt trời (Photons) thành điện (Voltage)
đƣợc gọi là hiệu ứng quang điện (Photovoltaic Effect). Cho đến hiện nay, về mặt thị
trƣờng, vật liệu thƣờng đƣợc sử dụng trong công nghiệp chế tạo pin mặt trời là Silic
tinh thể và Silic vô định hình. Trong những năm gần đây, một số nhà nghiên cứu có
xu hƣớng chuyển sang chế tạo pin mặt trời trên cơ sở nano-TiO
2
tẩm chất nhạy
quang (Dye-Sensitized Nanocrystalline TiO
2
Solar Cell). Tùy theo cấu tạo và loại
vật liệu đƣợc sử dụng mà hiệu suất pin mặt trời có thể biến đổi trong khoảng từ
11,1% cho đến 27,3%. Thông thƣờng mỗi tấm pin mặt trời đƣợc tạo nên từ nhiều
module giống nhau, bằng cách ghép các module theo một cách nào đó ngƣời ta có
thể chế tạo ra các tấm pin mặt trời có mức điện áp và công suất khác nhau. Do khả

năng cung cấp điện của pin mặt trời có quan hệ chặt chẽ với cƣờng độ bức xạ mặt
trời, mà cƣờng độ bức xạ mặt trời lại thƣờng xuyên biến đổi, cho nên không thể
biểu diễn công suất của pin mặt trời ở dạng W (Watt) mà phải là Wp (Watt-peak).
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

12
Theo định nghĩa, Wp là công suất điện một chiều của pin mặt trời đƣợc đo đạc trong
các điều kiện tiêu chuẩn nhƣ sau:
- Cƣờng độ sáng: 1000W/m
2

- Nhiệt độ môi trƣờng: 25
o
C
- Quang phổ của nguồn sáng thử nghiệm phải tƣơng tự nhƣ quang phổ của
bức xạ mặt trời tƣơng ứng với hệ số khối lƣợng không khí là 1,5.
Nhìn chung, cho đến hiện nay, kinh phí để lắp đặt pin mặt trời hầu hết đều đến từ
các dự án hợp tác quốc tế hoặc đến từ ngân sách nhà nƣớc, rất ít có trƣờng hợp
ngƣời dân tự bỏ tiền túi để lắp đặt. Tuy nhiên, trong vài năm gần đây, tình hình đã
dần dần thay đổi theo chiều hƣớng tích cực. Trong khoảng hơn 10 năm trở lại đây,
đã xuất hiện một vài công ty chuyên kinh doanh về pin mặt trời, đã có một số dự án
thành lập các nhà máy sản xuất pin mặt trời, và trong thực tế đã và đang xây dựng
nhà máy sản xuất pin mặt trời. Có thể xem SELCO-Vietnam là công ty chuyên kinh
doanh về pin mặt trời đầu tiên ở Việt Nam, đây là công ty 100% vốn nƣớc ngoài,
đƣợc thành lập vào năm 1997. Nhà máy pin mặt trời thuộc Công ty cổ phần Năng
lƣợng Mặt trời đỏ đƣợc xem là nhà máy đầu tiên ở Việt Nam trong lĩnh vực này,
nhà máy đƣợc khởi công vào ngày 20.3.2008 tại huyện Đức Hòa, tỉnh Long An,
công suất dự kiến của giai đoạn 1 là 3MWp/năm và của giai đoạn 2 là 5MWp/năm.
Cũng nhƣ các nƣớc khác trong khu vực, việc sử dụng pin mặt trời ở Việt Nam có
tính khả thi rất cao và có nhu cầu tiềm năng rất lớn. Bằng cách triển khai rộng rãi

pin mặt trời, có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu sử dụng điện cho các hộ gia đình, các tổ
chức và các đơn vị trú đóng ở các vùng sâu, vùng xa. Ƣu điểm cơ bản của pin mặt
trời là tuổi thọ rất lâu, nhƣng nhƣợc điểm cơ bản của pin mặt trời là giá thành vẫn
còn cao, chƣa phù hợp với phần lớn các hộ gia đình nghèo thật sự có nhu cầu.
Chính vì vậy, trong những năm sắp tới, nên tập trung đẩy mạnh việc sử dụng pin
mặt trời ở các đơn vị thuộc khu vực nhà nƣớc trú đóng ở các vùng xa xôi nhƣ các
đơn vị bộ đội, các trạm bƣu điện, các trạm y tế, các trƣờng học và hệ thống đèn báo
hiệu giao thông,…Riêng đối với đồng bào ở các vùng sâu, vùng xa, nhà nƣớc cần
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

13
có chính sách hỗ trợ tài chính thích hợp mới hy vọng thúc đẩy đƣợc việc sử dụng
pin mặt trời.
Các số liệu khảo sát sơ bộ cho thấy, nhu cầu lắp đặt pin mặt trời cho các tổ chức,
đơn vị thuộc khu vực nhà nƣớc trú đóng ở các vùng xa xôi không ít hơn 450MW
p
.
Riêng với các hộ gia đình ở vùng sâu, vùng xa, thật khó xác định chính xác nhu cầu
lắp đặt. Mặc dù vậy, trong vòng 10 năm sắp tới, với sự hỗ trợ của Ngân hàng thế
giới, Chính phủ đang xây dựng dự án 30000 hệ điện mặt trời cho các hộ gia đình
với tổng công suất lắp đặt dự kiến khoảng 1,4MW
p
.
1.1.3.3. Các ứng dụng khác
Nhƣ đã trình bày ở trên, ngoại trừ nƣớc nóng mặt trời và pin mặt trời, ở Việt
Nam việc ứng dụng năng lƣợng mặt trời vào các lĩnh vực khác đƣợc xem là không
đáng kể. Tuy nhiên, trong số các ứng dụng ít ỏi còn lại, sấy và nấu ăn bằng năng
lƣợng mặt trời có vẻ vẫn đƣợc chú ý nhiều hơn do giá thành rẻ và công nghệ chế tạo
đơn giản. Hiện nay, ở một số nơi ngƣời ta ứng dụng năng lƣợng mặt trời để sấy
nông hải sản, chủ yếu là nông sản. Phƣơng pháp sấy thƣờng đƣợc ứng dụng là làm

nóng không khí trực tiếp bằng năng lƣợng mặt trời, có nghĩa là không thông qua
trung gian của những chất tải nhiệt khác. Tuy nhiên, do cấu tạo của hệ thống sấy thô
sơ cho nên hiệu quả vẫn còn khá thấp. Để làm nóng không khí ngƣời ta thƣờng
dùng collector mặt trời dạng phẳng, trong trƣờng hợp này không khí có thể đƣợc
cho đi phía trên hay phía dƣới của bề mặt hấp thụ. Trong một số trƣờng hợp khác,
việc làm nóng không khí có thể đƣợc thực hiện bởi các ống 2 lớp bọc bằng plastic
có tiết diện tròn. Cùng với sấy, hiện đang có một vài dự án triển khai các bếp mặt
trời cho đồng bào ở các vùng sâu, vùng xa. Phƣơng án thƣờng đƣợc sử dụng là chảo
parabol. Trong trƣờng hợp này ngƣời ta đặt vật cần nhận nhiệt ở tiêu điểm của
parabol. Nói chung công nghệ sản xuất chảo parabol khá đơn giản. Thỉnh thoảng
cũng xuất hiện các bếp mặt trời dạng hình hộp. Nhìn chung bếp mặt trời vẫn chƣa
hấp dẫn đƣợc nhiều ngƣời do vận hành không ổn định và do những bất tiện khác.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

14
1.2. Tổng quan về các khu vực nghiên cứu
1.2.1. Tổng quan vùng Tây Bắc
Khu vực Tây Bắc gồm các tỉnh: Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình, Điện Biên. Các
trạm trong khu vực Tây Bắc nằm trong dải kinh độ từ 102
0
50 đến 105
0
47, vĩ độ từ
20
0
27 đến 22
0
25 với địa hình đặc trƣng là vùng núi cao, điểm cao nhất là trạm Sìn
Hồ nằm trên độ cao 1533,73 m , sau đó là trạm Pha Đin nằm trên độ cao 1377,7 m.
Tây Bắc là vùng kinh tế còn nhiều khó khăn, dân cƣ sống không tập trung thƣờng

rải rác do đặc điểm địa hình là vùng núi. Tây Bắc là vùng núi cao hiểm trở, có địa
hình sắp xếp gần theo một hƣớng từ Tây Bắc đến Đông Nam, gồm những dãy núi
chạy dài xen kẽ những thung lũng sông hẹp và những cao nguyên khá rộng. Vùng
Tây Bắc có địa hình phân tầng lớn, chia cắt mạnh
Sự hình thành những đặc điểm riêng biệt của khí hậu Tây Bắc là một trong
những trƣờng hợp thể hiện rõ rệt nhất tác dụng của địa hình trong sự kết hợp với
hoàn lƣu khí quyển. Đặc điểm quan trọng nhất của khí hậu Tây Bắc là có một mùa
đông tƣơng đối ấm và suốt mùa duy trì tình trạng khô hanh điển hình cho khí hậu
gió mùa. Đặc biệt, hiện tƣợng mƣa phùn rất quen thuộc ở Đồng Bằng Bắc Bộ đã
giảm sút đột ngột khi lên tới vùng núi Tây Bắc. Toàn mùa chỉ quan sát đƣợc trên
dƣới 10 ngày mƣa phùn (so với 30-40 ngày ở Đồng Bằng Bắc Bộ và 50-70 ngày ở
vùng núi Việt Bắc).
Tây Bắc là vùng có xuất phát điểm thấp trong cả nƣớc, hầu hết là đều thuộc
địa bàn có điều kiện kinh tế - xã hội đặc biệt khó khăn, đồng bào dân tộc thiểu số
chiếm tỷ lệ cao, nên đời sống của ngƣời dân còn khó khăn, tỷ lệ hộ đói nghèo cao so
với các vùng trong cả nƣớc (năm 2009 là 24%), nên sức mua thấp. Cơ cấu dân số
cũng đã phần nào phản ánh sự bất cập về nguồn nhân lực. Ở Vùng, thiếu trầm trọng
lao động qua đào tạo; chất lƣợng lao động giản đơn cũng thấp hơn các Vùng khác
trong cả nƣớc. Vùng Tây Bắc trong những năm qua cũng đã nhận đƣợc sự quan tâm
chung của Đảng và Nhà nƣớc, đã có lƣới điện quốc gia cũng nhƣ chƣơng trình nƣớc
sạch…tuy nhiên cùng với những khó khăn chung thì Tây Bắc thƣờng xuyên thiếu
điện, thiếu nƣớc sạch sinh hoạt.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

15
1.2.2. Tổng quan vùng Việt Bắc
Khu vực Việt Bắc gồm các tỉnh: Bắc Cạn, Yên Bái, Lào Cai, Hà Giang, Tuyên
Quang, Thái Nguyên, Phú Thọ, Vĩnh Yên. Vị trí địa lý các trạm có kinh độ từ
103
0

49 đến 105
0
50, vĩ độ từ 21
0
10 đến 22
0
49, là khu vực có địa hình phức tạp, gồm
những dãy núi chiều hƣớng khác nhau, xen giữa là những thung lũng của những con
sông lớn (sông Hồng, sông Lô) và các phụ lƣu của chúng. Đại bộ phận là vùng núi
thấp có độ cao từ 100m đến 500m, địa hình nâng lên vùng thƣợng nguồn sông
Chảy (1000- 1500m), nổi bật là ở phía Tây là dãy Hoàng Liên Sơn có một số đỉnh
vƣợt quá 2500-3000m. Trong mạng lƣới trạm thuộc khu vực Việt Bắc thì cao nhất
là trạm Sapa ở độ cao trên 1.584m, thấp nhất là trạm Vĩnh Yên có độ cao 9,941m.
Trong chiến tranh, Việt Bắc đƣợc gọi là “thủ đô kháng chiến” với nhiều di tích lịch
sử cách mạng còn đƣợc lƣu giữ đến ngày nay.
Vùng núi Việt Bắc là vùng có khí hậu khắc nghiệt, lạnh buốt về mùa đông có khả
năng băng giá và sƣơng muối, còn về mùa hè lại oi bức. Các tháng thƣờng có
khoảng từ 15 đến 20 ngày có dông, tổng số giờ nắng trung bình trong cả vùng
thƣờng chỉ khoảng 1450 giờ / năm.
Vùng Việt Bắc có nhiều điều kiện trong phát triển kinh tế, nhƣ kinh tế cửa khẩu
(Lào Cai, Hà Giang), có tiềm năng trong phát tiển công nghiệp với nguồn lực
khoáng sản do đặc điểm địa chất của vùng. Tuy nhiên, vùng Việt Bắc vẫn chƣa phát
huy hết các thế mạnh của mình trong phát triển kinh tế xã hội. Với phần lớn ngƣời
dân tộc thiếu số sống ở vùng này, Việt Băc có sự khác biệt lớn về kinh tế giữa các
địa phƣơng trong vùng. Quan tâm, đầu tƣ phát triển kinh tế cho vùng dân tộc thiểu
số là cần thiết.
Việc phát triển năng lƣợng sạch, năng lƣợng tái tạo ở vùng Việt Bắc gần nhƣ còn
bỏ ngỏ.
1.2.3. Tổng quan vùng Đông Bắc
Khu vực Đông Bắc gồm các tỉnh: Cao Bằng, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Bắc Giang,

Hải Phòng, Bắc Ninh. Các trạm thuộc khu vực nằm từ kinh độ 105
0
40 (Bảo Lạc)
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

16
đến kinh độ 107
0
58 (Móng Cái), từ vĩ độ 20
0
08 (Bạch Long Vĩ) đến vĩ độ 22
0
57
(Bảo Lạc).
Đông Bắc là vùng đồi núi và cao nguyên thấp, xen giữa có những mẳng trũng và
những thung lũng rộng. Ngoài biển, gần sát đất liền là cả một vùng quần đảo chi
chít hàng ngàn cù lao lớn nhỏ kéo dài thành một cánh cung song song với cánh
cung Đông Triều trong đó có một số đảo khá lớn nhƣ Cái Bàu, Côtô …So với các
vùng núi khác thì vùng Đông Bắc có địa hình ít chia cắt, ngay trên lƣng chừng núi
cũng có những mặt bằng khá rộng.
Đặc điểm nổi bật nhất của khí hậu vùng núi Đông Bắc là có mùa đông lạnh nhất
so với tất cả các vùng khác trên toàn quốc. Do có vị trí ở địa đầu Đông Bắc của lãnh
thổ, vùng núi Đông Bắc tiếp nhận sớm nhất gió mùa Đông Bắc tràn xuống Việt
Nam, cho nên đây là nơi chịu ảnh hƣởng mạnh mẽ nhất của gió mùa cực đới. Mùa
bão ở bờ biển Đông Bắc đến sớm hơn các vùng bờ biển phía Nam, hai tháng nhiều
bão nhất ở đây là tháng tháng 7 và tháng 8.
Đông Bắc là vùng có nền kinh tế khá phát triển, nằm trong khu vực tam giác kinh
tế phía Bắc là Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh. Ngoài ra, còn có sự thông thƣơng
với nƣớc ngoài bằng cả đƣờng biển và đất liền, là vùng có cơ sở hạ tầng tƣơng đối
tốt so với các khu vực miền núi khác của cả nƣớc, Đông Bắc tập trung nhiều tiềm

lực phát triển kinh tế: khai thác khoáng sản, xuất nhập khẩu, thƣơng mại, du lịch….
Giống nhƣ các vùng khác của miền Bắc, miền núi và trung du Đông Bắc chƣa phát
triển các ứng dụng công nghệ năng lƣợng mặt trời.
1.2.4. Tổng quan vùng Đồng Bằng Bắc Bộ
Khu vực Đồng Bằng Bắc Bộ là một khu vực gồm các tỉnh: Hà Nội, Thái Bình,
Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hải Dƣơng, Hƣng Yên. Các trạm thuộc Đài Khí
tƣợng thủy văn Đồng Bằng Bắc Bộ có vị trí địa lý kinh độ từ 105
0
25 ( Ba Vì) đến
106
0
23 (Chí Linh) có vĩ độ từ 20
0
07 (Văn Lý) đến 21
0
09 (Ba Vì).
Đồng Bằng Bắc Bộ bao gồm toàn bộ châu thổ và trung du Bắc Bộ, đại bộ phận
có địa hình bằng phẳng, độ dốc nhỏ, trừ một vài ngọn núi sót, độ cao của địa hình
không quá 100m. Đồng Bằng Bắc Bộ có hệ thống sông ngòi dày đặc, ruộng đất phì
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Hán Thị Ngân

17
nhiêu, thực vật phong phú, thích hợp với đời sống và sản xuất. Nhờ có những thuận
lợi đó nên từ lâu, Đồng Bằng Bắc Bộ đã trở thành một trung tâm kinh tế phát triển,
nơi tập trung đông dân cƣ nhất của Bắc Bộ.
Là một vùng trung tâm của Miền khí hậu phía Bắc, Đồng Bằng Bắc Bộ có khí
hậu mang đầy đủ những đặc điểm của khí hậu miền: có một mùa đông lạnh hơn
nhiều so với điều kiện trung bình vĩ tuyến; mùa đông chỉ có thời kỳ đầu tƣơng đối
khô, còn nửa cuối thì cực kỳ ẩm ƣớt; mùa hạ mƣa nhiều; khí hậu biến động mạnh.
Tính đến cuối năm 2009 vùng Đồng bằng sông Hồng có 61 Khu công nghiệp

đƣợc thành lập với tổng diện tích đất tự nhiên trên 13.800 ha, trong đó có 9.400 ha
đất công nghiệp có thể cho thuê. So với cả nƣớc, vùng Đồng Bằng Bắc Bộ chiếm
26% về số lƣợng khu công nghiệp và 23% về diện tích đất tự nhiên các khu công
nghiệp. Đồng bằng sông Hồng là khu vực có đất đai trù phú, phù sa màu mỡ, sản
lƣợng lúa của khu vực tăng từ 44,4 tạ/ha ( 1995 ) lên là 58,9 tạ /ha ( 2008 ). Không
chỉ có sản lƣợng lúa tăng mà còn có một số lƣơng thực khác nhƣ ngô, khoai tây, cà
chua, cây ăn quả cũng tăng về mặt sản lƣợng và cả chất lƣợng, đem lại hiệu quả
cho ngành kinh tế của vùng. Vụ đông trở thành vụ sản xuất chính. Nuôi lợn , bò và
gia cầm cũng phát triển mạnh của vùng. Vùng duyên hải Bắc Bộ gồm Thái Bình,
Nam Định và Ninh Bình nằm giáp biển, có nhiều cửa sông lớn đổ ra, thuận lợi phát
triển nghề nuôi trồng và đánh bắt thủy hải sản. Đồng bằng sông Hồng là vùng có hạ
tầng giao thông đồng bộ và thuận lợi, hoạt động vận tải sôi nổi nhất. Có nhiều
đƣờng sắt nhất đi qua các nơi khác nhau trong vùng. Đồng Bằng Bắc Bộ có nhiều
tiềm năng thuận lợi cho phát triển kinh tế. Vùng Đồng Bằng Bắc Bộ sớm có những
ứng dụng và nghiên cứu sử dụng tiềm năng năng lƣợng mặt trời, tuy nhiên nó chƣa
thực sự đƣợc phát triển và quan tâm đúng mức.
1.2.5. Tổng quan vùng Bắc Trung Bộ
Khu vực Bắc Trung Bộ gồm các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh. 20
trạm thuộc đài có tọa độ địa lý, kinh độ từ 104
0
26 (Tƣơng Dƣơng) đến 106
0
17 (Kỳ
Anh), vĩ độ từ 18
0
05 (Kỳ Anh) đến 20
0
22 (Hồi Xuân).