Tính toán thiết kế lưới điện hỗn hợp mini có các nguồn phát năng lượng mới và tái tạo cho các khu vực nông thôn chưa có điện lưới quốc gia
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.77 MB, 108 trang )
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
I HC THI NGUYấN
TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP
------------------------
NGUYN HNG QUANG
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI
Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN
CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
LUN VN THC S K THUT
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
--------------------
NGUYỄN HỒNG QUANG
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN HỖN HỢP MINI
CÓ CÁC NGUỒN PHÁT NĂNG LƯỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO
CHO CÁC KHU VỰC NÔNG THÔN
CHƯA CÓ ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA
Chuyên ngành: Thiết bị, Mạng và Nhà máy điện
Mã số:
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. Đặng Đình Thống
THÁI NGUYÊN - 2008
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
M U
1. Tớnh cp thit ca ti:
Mt trong nhng yu t thỳc y kinh t - xó hi phỏt trin mt vựng min
trờn lónh th Vit Nam phi k n s tham gia ca ngun in nng. Ngy nay vi
yờu cu t phỏt trin v tt c cỏc mt kinh t, xó hi, an ninh, quc phũng,vn
t ra l phi cung cp in n tt c nhng vựng min trong c nc, c bit
l nhng vựng sõu, vựng xa, min nỳi v hi o.
Trờn thc t vic cung cp in li quc gia ti cỏc vựng sõu, vựng xa,
min nỳi, hi o t cỏc ngun phỏt ln nh thu in, nhit in ang gp nhiu
khú khn. Mt khỏc nng lng u vo cho nhng ngun phỏt ny ngy cng ph
thuc vo thi tit v ang dn cn kit, thờm vo ú l vn u tiờn in li cho
nhng vựng kinh t trng im ca quc gia, nhng khu ụ thvv.
Xut phỏt t tỡnh hỡnh thc tin ú, vic tỡm ra nhng gii phỏp cung cp
in hu hiu v phự hp cho nhng khu vc cha cú in li quc gia l rt cn
thit. Vỡ vy ti Tớnh toỏn, thit k li in hn hp mini cú cỏc ngun phỏt
nng lng mi v tỏi to cho cỏc khu vc nụng thụn cha cú in li quc
gia mang tớnh cp bỏch v cú ý ngha quan trng trong vic ci thin i sng cho
nhõn dõn cỏc vựng nụng thụn.
2. í ngha khoa hc v thc tin ca ti:
- í ngha khoa hc: ỏnh giỏ hin ti v d bỏo tng lai tỡnh hỡnh tiờu th
in nng cho mt cng ng dõn c khu vc nụng thụn cha cú in li quc gia.
Mt khỏc tớnh toỏn, thit k h thng phỏt in mini s dng cỏc ngun nng lng
mi v tỏi to, ng thi so sỏnh v kinh t ti chớnh cho cỏc phng ỏn cp in.
- í ngha thc tin: Tỡm ra c phng ỏn cung cp in kinh t v phự
hp nht vi iu kin thc t xõy dng d ỏn h thng phỏt in hn hp mini
t cỏc ngun phỏt nng lng mi v tỏi to ca a phng, to iu kin thỳc y
phỏt trin kinh t xó hi cho khu vc.
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
3. Phng phỏp nghiờn cu:
gii quyt nhng vn c cp n trong ti, tỏc gi ó s dng
cỏc phng phỏp nghiờn cu sau õy:
- Tng quan v cỏc ngun v cỏc cụng ngh nng lng mi v tỏi to, tỡnh
hỡnh nghiờn cu v ng dng cỏc ngun nng lng mi v tỏi to trờn th gii v
Vit Nam.
- Tớnh toỏn nhu cu in nng hin ti v d bỏo trong tng lai, xõy dng s
khi tng quỏt cho h thng in hn hp mini dựng cỏc ngun nng lng mi
v tỏi to
- Phõn tớch tớnh kinh t - ti chớnh, ỏnh giỏ cỏc phng ỏn, xut gii phỏp
ti u ng dng cụng ngh phỏt in hn hp mini cho nhng khu vc cha cú
in li quc gia.
4. Ni dung nghiờn cu:
Lun vn c chia lm 5 chng bao gm cỏc ni dung chớnh sau:
- Cỏc ngun v cỏc cụng ngh nng lng mi v tỏi to
- Cụng ngh phỏt in hn hp
- La chn a im xõy dng d ỏn
- Thit k, tớnh toỏn h thng
- Phõn tớch kinh t - ti chớnh
Sau õy l ni dung chi tit:
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
CHNG I
CC NGUN V CC CễNG NGH
NNG LNG MI V TI TO
1. Cỏc ngun nng lng mi v tỏi to, cỏc c tớnh ca chỳng
1.1. Cỏc ngun nng lng mi v tỏi to
1.1.1. Ngun nng lng mt tri
õy l ngun nng lng vụ cựng quan trng i vi s tn ti v phỏt trin
ca s sng trờn trỏi t. Cú th núi õy l ngun nng lng rt phong phỳ m
thiờn nhiờn ó ban tng cho chỳng ta. Nng lng mt tri thu c trờn trỏi t l
nng lng ca dũng bc x in t xut phỏt t t tri n trỏi t. Chỳng ta s tip
tc nhn c dũng nng lng ny cho n khi phn ng ht nhõn trờn mt tri ht
nhiờn liu, vo khong 5 t nm na.
1.1.2. Ngun nng lng giú
Nng lng giú l mt dng chuyn tip ca nng lng mt tri, bi chớnh
ỏnh nng ban ngy ó un núng bu khớ quyn, to nờn tỡnh trng chờnh lch nhit
v ỏp sut gia nhiu vựng khỏc nhau, v cỏc khi khụng khớ t nhng khu vc
cú ỏp sut cao s dch chuyn nhanh n nhng vựng cú ỏp sut thp hn, to ra
hin tng giú thi u khp trờn b mt a cu.
1.1.3. Ngun nng lng thu in nh
T cỏc con sụng, sui chy t ngun xung bin u mang theo mt tim
nng v nng lng (gi l thu nng). Thụng thng ngun thu nng ph thuc
vo dc sụng sui v lu lng nc chy qua. Ngun thu nng cú th phõn b
u hoc khụng u trờn mt on sụng sui. tp trung nng lng ca dũng
chy, ngha l to c chờnh lch mc nc gia thng lu v h lu
ngi ta s dng mt s phng phỏp kiu trm thu in nh: Phng phỏp tp
trung nng lng bng p ngn, phng phỏp tp trung nng lng bng ng
dn v phng phỏp tng hp tp trung nng lng dũng chy.
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
1.1.4. Ngun nng lng sinh khi
Sinh khi bao gm cỏc loi thc vt sinh trng v phỏt trin trờn cn cng
nh di nc, cỏc ph thi hu c nh: rm r, v tru, bó mớa, v c phờ..., cỏc
loi ph thi ng vt nh: phõn ngi, phõn gia sỳc, gia cm.... Sinh khi l ngun
nng lng u tiờn ca loi ngi v mc dự ngy nay cỏc ngun nng lng hoỏ
thch nh: tha ỏ, du m, khớ t l cỏc ngun nng lng chớnh nhng sinh khi
vn cũn c s dng vi mt khi lng v t l khỏ ln, nht l cỏc nc ang
phỏt trin.
Sinh khi l mt ngun nng lng cú kh nng tỏi sinh. Nú tn ti v phỏt
trin c trờn hnh tinh chỳng ta l nh cú ỏnh sỏng mt tri. Cỏc loi thc vt hp
th ỏnh sỏng mt tri thc hin cỏc phn ng quang hp, bin i cỏc khoỏng
cht, nc v cỏc nguyờn t vụ c khỏc thnh cỏc cht hu c.
Phn ng quang hp cũn l phn ng c bn to ra thc n cho ng vt.
Nu k n c sn phm oxy ca phn ng quang hp ta cú th núi rng sinh khi
núi chung v thc vt núi riờng cú ý ngha quyt nh i vi s sng trờn hnh tinh
chỳng ta.
Nng lng sinh khi hon ton cú th thay th cỏc ngun nng lng hoỏ
thch ang b khai thỏc cn kit v gõy ra ụ nhim mụi trng nng n
1.1.5. Ngun nng lng a nhit
a nhit l ngun nng lng t nhiờn trong lũng qu t, di mt lp
v khụng khớ khụng dy lm , nhit lờn n 1000
0
C n hn 4000
0
C. Cũn lp
trờn cựng ca v Trỏi t ch cú nhit bỡnh quõn trong nm l 15
0
C, di lp ú
l mt lp cú nhit bỡnh quõn l 540
0
C, cũn ti lp lừi trong nhit bỡnh quõn
l 7000
0
C. Khi nng lng khng l ú tn ti ng hnh vi Trỏi t v l ngun
nng lng vụ hn sinh ra t cỏc chui phn ng ht nhõn, s phõn hy cỏc cht
phúng x tin hnh thng xuyờn trong lũng Trỏi t nh Thori (Th), Protactini
(Pa), Urani (U)...vv, nng lng do cỏc phn ng phúng x c tớch t trong lũng
qu t hng triu nm vi mt lng khng l lm núng chy lừi qu t di ỏp
sut cao. i sõu xung lũng t 2-40m (tựy a im) ta s gp tng Thng ụn, tc
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
l tng cú nhit khụng chu nh hng ca nhit Mt Tri. Di tng Thng
ụn cng xung sõu nhit cng tng.
Theo ỏnh giỏ ca cỏc chuyờn gia, cú khong 10% din tớch v qu t cú
cha cỏc ngun a nhit cú th ỏnh giỏ c tim nng ca nú. Cỏc ngun ny cú
th cung cp cho nhõn loi mt ngun nng lng rt ln.
1.1.6. Ngun nng lng i dng
Ngun nng lng ny c chia thnh 3 loi chớnh: Nng lng thu triu,
nng lng nhit i dng v nng lng súng bin. Tim nng l vụ cựng to ln,
giú thi trờn mt khong khụng gian bao la trờn cỏc i dng s to ra súng bin
d di, liờn tc v mang theo mt ngun nng lng cú th núi l vụ tn. Thu triu
l kt qu gia lc hỳt ca mt tri, mt trng vi qu t v do s chuyn ng ca
qu t xung quanh mt tri, cng nh s quay xung quanh trc nghiờng ca qu
t.
Vi nng lng nhit i dng cú th xem nh mt nh mỏy nhit hot
ng vi ngun núng trờn b mt v ngun lnh di tng sõu tng t cỏc mỏy
nhit trong cỏc nh mỏy nhit in, nhng mỏy nhit i dng li khụng cn dựng
mt loi nhiờn liu no c. Nhit i dng khụng bin i nhiu t ban ngy
sang ban ờm v vỡ vy cú th coi l ngun nhit rt n nh. tuy nhiờn cú th s
thay i theo mựa v ph thuc vo khong cỏch n xớch o.
Cui cựng l nng lng súng bin, õy cng l mt ngun nng lng rt
ln v hp dn. Tim nng nng lng súng bin ph thuc vo v trớ a lý, thm
chớ ngay mt v trớ ó cho nng lng súng bin cng bin i theo thi gian tng
gi, tng ngy v tng mựa.
1.2. Cỏc c tớnh ca cỏc ngun nng lng mi v tỏi to
1.2.1. c tớnh phong phỳ v cú th tỏi sinh:
Cú th núi cỏc ngun nng lng mi v tỏi to (NLM & TT) rt phong phỳ
v cú sn , khụng nhng th hu ht cỏc ngun nng lng ny u cú th tỏi to
c .V ngun m núi thỡ nng lng mt tri ht sc di do, ri giú, nng lng
thy in nh, nng lng sinh khi, nng lng thy triu, súng bin, a nhit
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
cng cú tr lng khỏ ln nu khụng mun núi l khú cú th cn kit c. Tim
nng ca nng lng tỏi to hay nng lng tỏi sinh l nng lng t nhng ngun
liờn tc m theo chun mc ca con ngi l vụ hn. Vụ hn cú hai ngha: Hoc l
nng lng tn ti nhiu n mc m khụng th tr thnh cn kit vỡ s s dng ca
con ngi (thớ d nh nng lng Mt Tri) hoc l nng lng t tỏi to trong thi
gian ngn v liờn tc (thớ d nh nng lng sinh khi) trong cỏc quy trỡnh cũn din
tin trong mt thi gian di trờn Trỏi t. Ngc li vi vic s dng cỏc quy trỡnh
ny l vic khai thỏc cỏc ngun nng lng nh than ỏ hay du m, nhng ngun
nng lng truyn thng m ngy nay c t iờu dựng nhanh hn l c to ra rt
nhiu.
1.2.2. c tớnh sch v bo v mụi trng:
Tt c cỏc ngun NLM & TT u sch nờn vic s dng cỏc ngun nng
lng ny s mang li nhiu li ớch v sinh thỏi cng nh l li ớch giỏn tip cho
kinh t. So sỏnh vi cỏc ngun nng lng truyn thng nh: Than ỏ, hoỏ thch
hay thu in, nng lng tỏi to cú nhiu u im hn vỡ trỏnh c cỏc hu qu
cú hi n mụi trng. Nng lng giú c ỏnh giỏ l thõn thin nht vi mụi
trng v ớt gõy nh hng xu v mt xó hi.
Theo bỏo cỏo t T chc Ho Bỡnh Xanh v Hi ng Nng lng Tỏi to
chõu u vic u t vo nng lng xanh ti nm 2030 s gim mt na lng phỏt
thi CO2. Bn bỏo cỏo ny cung cp mt lun c kinh t v s luõn chuyn cỏc
khon u t ton cu sang nng lng mt tri, nng lng giú, thu in, a
nhit v nng lng sinh khi trong hn na th k ti.
2. Cỏc cụng ngh nng lng mi v tỏi to, ng dng ca chỳng
2.1. Cỏc cụng ngh nng lng mi v tỏi to
2.1.1. Cụng ngh nng lng mt tri
2.1.1.1. Cụng ngh nhit mt tri
a. Hiu ng nh kớnh
Hiu ng nh kớnh l mt trong nhng hiu ng quan trng nht c ng
dng khai thỏc nng lng mt tri (NLMT). Ta kho sỏt mt hp thu nhit mt
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
tri nh hỡnh 1.1. Mt trờn hp c y bng tm kớnh (1). Thnh xung quanh v
ỏy hp cú lp vt liu cỏch nhit dy (2). ỏy trong ca hp c lm bng tm
kim loi dn nhit tt, mt trờn ca nú ph mt lp sn en, hp th nhit tt v
c gi l tm hp th (3).
Hỡnh 1.1. S hp thu NLMT theo nguyờn lý hiu ng nh kớnh
Cỏc tia bc x mt tri (BXMT) cú bc súng < 0,7àm ti mt hp thu, i
qua tm kớnh ph phớa trờn (1), ti b mt tm hp th (3). Tm ny hp th nng
lng BXMT v chuyn hoỏ thnh nhit lm cho tm hp th núng lờn, khi ú nú
tr thnh ngun phỏt x th cp phỏt ra cỏc tia bc x nhit cú bc súng >
0,7àm , hng v mi phớa. Cỏc tia i lờn phớa trờn b tm kớnh ngn li, khụng ra
ngoi c. Nh vy, hp thu liờn tc nhn BXMT nờn tm hp th c nung
núng dn lờn v cú th t n nhit hng trm . Nh vy nng lng nhit
mt tri b "giam" trong hp, ging nh mt cỏi by nhit - nng lng vo c
nhng khụng th ra c. ú l nguyờn lý hiu ng nh kớnh.
b. B thu phng
B thu phng cú hỡnh khi hp ch nht, trờn cựng c y bng mt hay
vi lp kớnh xõy dng trong sut. Cng cú th thay lp kớnh ny bng cỏc tm trong
sut khỏc nh thu tinh hu c, polyester, v.v... i vi vt liu ngoi thu tinh tuy
cú bn c hc cao hn, nhng gi hoỏ li nhanh, do ú h s truyn qua sau
khong 5 10 nm cú th gim 5 ữ 10%.
4
1
2
3
Tấm kính
Lớp vỏ cách nhiệt
Tấm hấp thụ
Tia sáng mặt trời
1
2
3
4
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
Tm hp th l mt tm kim loi dn nhit tt, mt trờn cú ph mt lp sn
hp th ỏnh sỏng mu en. Lp hp th cn cú h s hp th cng cao cng tt, vớ
d > 85%, thỡ hiu sut b thu s cú th cú giỏ tr cao. Ngoi ra, tm hp th bng
vt liu kim loi cũn vic hn cỏc thnh phn khỏc (vớ d ng nc bng kim loi
nu b thu dựng un nc núng) c d dng hn.
Thnh hp xung quanh v ỏy hp l mt lp vt liu cỏch nhit khỏ dy
gim hao phớ nhit t tm hp th ra xung quanh. Vt liu cỏch nhit thng dựng
l xp bt bin (polystyrene) mu trng rt nh c sn xut di dng tm hoc
ht,... cng cú th dựng vt liu khỏc nh bụng thu tinh, mỳt, g khụ, mựn ca,...
Nu cỏch nhit tt thỡ trong nhng ngy nng, nhit tm hp th cú th t
n 100 ữ115
o
C hoc cao hn.
2.1.1.2. Cụng ngh in mt tri
a. Cụng ngh nhit in mt tri
Ngi ta s dng b thu hi t i kốm b dừi theo mt tri (tracker) hi t
cỏc tia mt tri ỳng din tớch cn thit k. i vi cỏc b thu khụng yờu cu hi
t cao thỡ s nh hng b thu cú th ch cn iu chnh vi ba ln trong mt ngy
v cú th thc hin bng tay. Nhng vi cỏc b thu yờu cu hi t cao thỡ cn
phi iu chnh s nh hng b thu mt cỏch liờn tc. a s cỏc b hi t ny l
cỏc b hi t mỏng parabol, cỏc tia sỏng mt tri c hi t li trờn ng tiờu hi
t, ti ng tiờu ny nhit cú th t 400
0
C hay cao hn.
b. Cụng ngh pin mt tri (PMT)
õy cũn gi l cụng ngh pin quang in, khỏc vi cụng ngh nhit in mt
tri l nng lng mt tri c hi t nh cỏc h thng gng hi t tp trung
ỏnh sỏng mt tri thnh cỏc ngun nhit cú mt nng lng thỡ cụng ngh
PMT, nng lng mt tri c bin i trc tip thnh in nng nh cỏc t bo
quang in bỏn dn c ch to t cỏc vt liu bỏn dn in. Cỏc PMT sn xut ra
in nng mt cỏch liờn tc chng no cũn bc x mt tri ti nú.
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
Hỡnh 1.2. S cu to mt pin mt tri tinh th Si
Khi chiu ỏnh sỏng mt tri vo mt trờn ca pin, ỏnh sỏng s to ra trong
cỏc lp bỏn dn lõn cn lp tip xỳc pn (4) cỏc cp in t l trng. Cỏc cp ny
l cỏc ht dn in mang in tớch õm (in t) v in tớch dng (l trng). Do
tớnh cht c bit ca lp tip xỳc bỏn dn, nờn ti lp tip xỳc (4) ó cú sn mt
in trng tip xỳc E
tx
. in trng ny lp tc tỏch in t v l trng trong cỏc
cp in t, l trng va c ỏnh sỏng to ra v bt chỳng chuyn ng theo cỏc
chiu ngc nhau to thnh dũng in. Vỡ vy nu ni cỏc in cc trờn v di
bng mt dõy dn cú búng ốn (7) thỡ s cú mt dũng in qua búng ốn v ốn
sỏng.
Hin tng chiu ỏnh sỏng vo lp tip xỳc bỏn dn pn ta thu c dũng
in mch ngoi c gi l hiu ng Quang - in. Nh vy PMT hot ng
da trờn hiu ng quang- in sn xut in.
2.1.2. Cụng ngh thu in nh
2.1.2.1. Phng phỏp tp trung nng lng bng p ngn
4
3
5
6
1
2
ánh sáng mặt trời
7
Lớp chất chống phản xạ
ánh sáng
Điện cực li mặt trên
Lớp bán dẫn n_Si
1
2
3
Lớp tiếp xúc bán dẫn p_n
Lớp bán dẫn p_Si
Điện cực di
Bóng đèn
4
5
6
7
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
Phng phỏp ny l p p to nờn chờnh mc nc gia thng lu v
h lu (TL - HL). p cú nhiu loi: p t, p ỏ v p bờtụng. Cũn trm thu
in cú th b trớ sau p hay trong lũng p. Trm thu in ny gi l trm thu
in sau p hay trm thu in trong lũng p. Vỡ cao p hn ch nờn phng
phỏp ny c s dng ch cho cỏc on sụng suụid cú dc nh. Ct nc ton
phn ca trm thu in c xỏc nh bng hiu mc nc TL v HL.
2.1.2.2. Phng phỏp tp trung nng lng bng ng dn
Phng phỏp ny s dng ng dn to chờnh mc nc gia thng
lu v h lu. Trm thu in ny gi l trm thu in ng dn. ng dn cú
th bng ng ng hoc kờnh dn. Trm thu in dng ny thớch hp vi cỏc con
sụng, sui cú dc ln hay cú bc thỏc.
2.1.2.3. Phng phỏp tng hp tp trung nng lng dũng chy
Phng phỏp ny to chờnh mc nc bng p ngn v bng ng dn
i vi on sụng cú dc khỏc nhau. chờnh mc nc ca trm bng tng
chờnh mc nc p to nờn v chờnh ca ng dn. Trm thu in dng ny
gi l trm thu in tng hp. Ct ỏp ton phn c xỏc nh bng tng ct ỏp do
p v ng dn to nờn.
2.1.3. Cụng ngh nng lng giú
Nng lng giú (NLG) thng c khai thỏc t cỏc trm t cao (20-
70)m so vi b mt trỏi t. Trờn cao ln (8-12)km gi l tng i lu, cú giú
thng xuyờn hn v gi l dũng chy lung (hay lung khớ). Giú loi ny cú vn
tc ln (25-80)m/s, tim nng nng lng ca chỳng ln hn nhiu. c tớnh giú
tng ny khỏc nhiu so vi c tớnh giú trờn mt t. Song s dng giú cao ny
gp phi mt s khú khn rt ln v mt k thut khi chuyn ti in t cao ln
ti mt t.
c tớnh quan trng nht ỏnh giỏ ng nng ca giú l vn tc. Di nh
hng ca mt lot cỏc yu t khớ tng (s nhiu lon khớ quyn, s thay i tỏc
ng ca mt tri v lng nng lng nhit truyn ti mt t...), ng thi cỏc
iu kin a hỡnh ti ch, tc giú thay i c v giỏ tr v hng.
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
c trng ca NLG l tp hp cỏc d liu cn thit v tin cy c
trng cho giú nh l mt ngun nng lng v cho phộp lm rừ giỏ tr nng lng
ca nú. ú cng l mt h thng cỏc d liu c trng cho ch giú cỏc vựng
khỏc nhau, trờn c s ú cú th tớnh toỏn cỏc ch v thi g ian lm vic ca t
mỏy vi cụng sut ny hoc khỏc, v nng lng tng cng cú th khai thỏc c.
c tớnh c trng quan trng nht l mt phõn b cỏc vn tc giú khỏc
nhau, din bin cỏc chu k lm vic v s lng giú, cỏc ch vn tc cc i
(bóo). Ngoi ra cn phi k n l hm quy lut thng kờ tn s bin i vn tc giú
trong khong thi gian xỏc nh. Khi bit quy lut xỏc nh v thụng s ca hm
ny v khi cú cỏc c tớnh ca cỏc t mỏy NLG, cú th ỏnh giỏ c nng lng
sn ra, thi gian dng lm vic, h s s dng, cụng sut lp t, hiu qu kinh
t...vv.
2.1.4. Cụng ngh nng lng sinh khi
2.1.4.1. Cỏc cụng ngh nhit hoỏ
Cụng ngh sinh hoỏ s dng cỏc phn ng lờn men sinh khi nh lờn men
ru, lờn men k khớ nh cỏc chng loi vi sinh bin i sinh khi ỏp sut v
nhit thp thnh cỏc loi nhiờn liu khớ (khớ sinh hc) hoc lng (ethanol,
methanol).
2.1.4.2. Cỏc cụng ngh bin i sinh hoỏ
Ngc li cụng ngh nhit hoỏ s dng cỏc quỏ trỡnh nhit cao bin i
sinh khi nh cỏc quỏ trỡnh t chỏy, nhit phõn, khớ hoỏ, cht lng.
2.1.5. Cụng ngh nng lng a nhit
a nhit l ngun nng lng nhit t nhiờn trong lũng Qu t. Cú 4 loi
ngun a nhit. ú l: ngun nc núng, ngun ỏp sut a nhit, ngun ỏ núng
khụ, cỏc nỳi la hot ng v magma.
Ngun nc núng l ngun nc b nung núng di ỏp sut cao, cỏc ngun
hi nc hay hn hp ca chỳng trong cỏc tng ỏ xp r, hoc trong cỏc khe
nt góy ca ỏ, nú b gi li bi mt lp ỏ khỏc c kớn v khụng thm.
Ngun ỏp sut a nhit l cỏc ngun cha nc mui cú nhit trung bỡnh
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
v cha khớ metan ho tan. Cỏc ngun ny b v qu t nộn li di ỏp sut cao
di cỏc tng trm tớch sõu v b bao bc bi cỏc lp t sột v trm tớch khụng
thm nc.
Cỏc ngun ỏ núng khụ bao gm cỏc khi ỏ nhit cao t 90
0
C n
650
0
C. Cỏc ngun ỏ ny cú th b nt góy nờn cú th cha mt ớt hoc khụng cú
nc núng. khai thỏc ngun a nhit ny ngi ta khoan sõu n tng ỏ, to ra
cỏc nt góy nhõn to, sau ú s dng mt cht lng no ú lm cht vn chuyn
nhit bm qua tng ỏ ó b nt góy thu nhit.
Nng lng a nhit cỏc l hng nỳi la ang hot ng. Magma l ỏ
núng chy cú nhit núng chy t 700
0
C n 1600
0
C. Khi cũn n m di v qu
t ỏ núng chy l mt phn ca v qu t cú dy khong t 24km n 48km.
Cỏc ngun Magma cha mt ngun nng lng khng l, ln nht trong cỏc ngun
a nhit, nhng nú ớt khi gn mt t nờn vic khai thỏc rt khú khn.
2.1.6. Cụng ngh nng lng i dng
2.1.6.1. Nng lng thu triu
Nng lng thu triu cú tớnh chu k, cú th l na ngy, na nm hoc di
hn. Cỏc chu k ny nh hng n chờnh lch ca thu triu. Biờn ca cỏc
chu k thu triu tng lờn mt cỏch rt ỏng k, mt s vựng bin cú a hỡnh c
bit nh cỏc ca sụng, cỏc vnh dng hỡnh phu, cỏc khu vc cú cỏc o hay
cỏc doi t chia mt bin thnh tng ngn to ra s phn x v cng hng súng
bin.
2.1.6.2. Nng lng nhit i dng
Cú th xem nh mt nh mỏy nhit hot ng vi ngun núng trờn b mt v
ngun lnh di tng sõu tng t cỏc mỏy nhit trong cỏc nh mỏy nhit in,
nhng mỏy nhit i dng li khụng cn dựng mt loi nhiờn liu no c.
2.1.6.3. Nng lng súng bin
õy cng l mt ngun nng lng rt ln v hp dn. Tim nng nng
lng súng bin ph thuc vo v trớ a lý, thm chớ ngay mt v trớ ó cho nng
lng súng bin cng bin i theo thi gian tng gi, tng ngy v tng mựa. Tu
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
theo nguyờn lý hot ng m cỏc thit b khai thỏc súng bin c nghiờn cu, thit
k v ch to theo tng loi khỏc nhau.
2.2. Cỏc ng dng
2.2.1. ng dng ca nng lng mt tri
2.2.1.1. Sn xut nc núng
Hỡnh 1.3. S mt b thu sn xut nc núng
V c bn mt thit b sn xut nc núng l mt b thu nhit mt tri
(NMT). Trong thit b un nc, ngi ta hn vo tm hp th mt h thng ng
kim loi (nh cỏc ng bng ng hay ng nc m km, xem hỡnh 1.3) v sau ú
cho nc chy qua h ng ú. Nhit t tm hp th s c truyn qua thnh ng
vo nc v lm nc núng dn lờn.
2.2.1.2. Sy bng nhit mt tri
Phn ln cỏc thit b sy hin i u s dng hiu ng nh kớnh. Khớ núng
c to ra trong b thu hoc bung thu nhit mt tri v c cho thi qua sn
phm sy theo chu trỡnh i lu t nhiờn hay i lu cng bc.
2.2.1.3. Si m nh ca, chung tri
4
1
2
3
5
Nước nóng ra
Nước lạnh vào
Tấm kính
Lớp vỏ cách nhiệt
Tấm hấp thụ
1
2
3
Tia sáng mặt trời
ống dẫn nước kim loại
4
5
(a)
(b)
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
Hỡnh 1.4. H thng si m nh ca hay chung tri s dng NMT
NMT cng thng c s dng si m nh ca, chung tri chn nuụi
trong mựa ụng. Hỡnh 1.4 l mt h thng si m nh ca, chung tri nh khụng
khớ núng c sn xut ra t cỏc b thu NMT.
2.2.1.4. Ngun in PMT ni li
Dn PMT gm nhiu modun PMT c ghộp ni li vi nhau (ni ni tip,
song song hay hn hp) v lp t trờn mỏi nh hay ni cú nng sut ngy. Khi cú
nng dn PMT phỏt ra dũng in mt chiu. Dũng in ny c cho qua B bin
i in (inveter) bin i thnh dũng in xoay chiu (vớ d dũng in 230V,
50Hz) v qua cụng t in CT
1
a vo li in quc gia (hay a phng). Trong
phng phỏp ny mng li in quc gia hay a phng úng vai trũ nh mt h
thng tớch tr in nng (hay mt ngõn hng in nng). Tuy nhiờn phng phỏp
ny ch ng dng c nhng khu vc cú in li.
1
1
2
3
3
4
5
Bộ thu năng lng mặt trời
Bình tích nhiệt
Bơm hay quạt
1
2
3
Nguồn đốt dự phòng
H thống ống
si
4
5
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
2.2.2. ng dng ca nng lng thu in nh
2.2.2.1. Tuabin nc chy mỏy phỏt in
Tuabin c ni trc tip vi mỏy phỏt in hoc giỏn tip thụng qua cỏc b
truyn ng. Cụng sut ca mỏy phỏt in s c xỏc nh theo cụng sut ca
tuabin, cũn vũng quay ca mỏy phỏt c chn theo s vũng quay ng b.
2.2.2.2. Tuabin kộo bm
phc v cho vic cung cp nc sinh hot v nc ti cho vựng sõu,
vựng xa, ni cú ngun thu nng nh, ngi ta s dng tuabin trc tip kộo bm.
T hp nh vy gi l bm thu luõn. Tuabin kộo bm cú hai loi: Bung h v
bung kớn.
2.2.3. ng dng ca nng lng giú
2.2.3.1. ng dng ng c giú phỏt in
ng c giú phõn lm 3 loi: Loi cỏnh dng khớ ng, loi rụto cỏnh phng
trc ng v loi rụto cỏnh trũn trc ng. Mt trong nhng ng dng quan trng
nht ca ng c giú l chy mỏy phỏt in. Cỏc ng c giú dựng kộo mỏy
phỏt in thng l cỏc mỏy ớt cỏnh cú s vũng quay tng i ln. iu quan trng
khi dựng ng c giú chy mỏy phỏt in l phi m bo s phi hp ti gia ng
c giú v mỏy phỏt in , vỡ mỏy phỏt in thng cú tc quay ln hn ng c
giú do ú cn s dng mỏy phỏt cú tc quay thp hoc s dng cỏc b truyn
trung gian nh hp s, ai truyn, bin tc thu lc...vv.
2.2.3.2. ng dng ng c giú bm nc
õy l ng dng quan trng th hai ca NLG. Ngi ta s dng cỏc loi bm khỏc
nhau ghộp ni vi ng c giú bm nc. Cú th chia ng c giú bm nc
lm hai nhúm: Nhúm ng c giú bm nc ct ỏp thp, lu lng ln. Chiu cao
bm ch (1 -2)m. Loi ny hay dựng cho cỏc vựng lm mui v ti rung lỳa.
Nhúm th hai thuc loi ct ỏp cao, lu lng nh. Chiu cao ct nc t ti (15-
35)m. Loi ny phc v ch yu ti c phờ, h tiờu, chố trờn cỏc vựng cao nguyờn.
2.2.4. ng dng ca nng lng sinh khi
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
Khớ sinh hc cú rt nhiu ng dng nh thp sỏng, dựng lm nhiờn liu un
nu, phỏt in, v.v... Ngoi ra cụng ngh khớ sinh hc cũn l mt cụng ngh lm
sch mụi trng.
2.2.5. ng dng ca nng lng a nhit
Nhit t cỏc ngun hay t m a nhit cú th khai thỏc nh s dng mt s
cht lng t nhiờn ca qu t lm cht lm vic vn chuyn nhit. Nng lng
nhit ny cú th cho qua tuabin phỏt in hoc dựng mt cỏch trc tip cho cỏc
quỏ trỡnh gia nhit hoc ch bin nhit cụng nghip. khai thỏc cỏc ngun a
nhit ngi ta thng s dng phng phỏp khoan nh: khai tỏc du hay khớ t.
i vi cỏc ngun a nhit nụng v nhit khụng cao (thp hn 170
0
C)
thng ngi ta khai thỏc nhit mt cỏch trc tip hoc s dng giỏn tip qua b
trao i nhit. s dng nng lng i nhit cú hiu qu thụng thng ngi ta
s dng ngay ti ch, ni cú ngun a nhit khai thỏc, vỡ khi dn nhit i xa (ng
dn) hao phớ nhit s ln.
Nng lng a nhit cú nhit thp hay trung bỡnh cú th dựng si m
hay sn xut nc núng cho cỏc mc ớch sinh hot trong cỏc gia ỡnh hay cỏc c s
cụng cng nh: trng hc, bnh vin, nh hng, khỏch sn...vv.
Cỏc cht lng a nhit cng c dựng to ra ngun nhit cho cỏc quỏ
trỡnh cụng nghip nh sn xut hoỏ cht hay un nu. Nhit v hi nc t ngun
a nhit cng c s dng cho cụng nghip thc phm, sn xut hng hoỏ tiờu
dựng, si m chung tri chn nuụi gia sỳc, gia cm hay s dng trong cỏc nh
kớnh trng rau qu...vv. Nng lng a nhit cú th dựng quay cỏc ng c to ra
c nng.
Trong cỏc cht lng a nhit cũn cha nhiu kim loi v khoỏng cht quý
nh: kali, cacbonat, bc, bo, chỡ, km...vv. Thu hi cỏc cht ny khi khai thỏc cỏc
ngun cỏc ngun a nhit cng l mt ngun sn phm ph rt cú giỏ tr.
2.2.6. ng dng ca nng lng i dng
2.2.6.1. Phỏt in khi thu triu lờn, xung hoc c hai chiu
Khi thu triu lờn hoc xung ngi ta to ra s chờnh lch gia nc trong
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
h vi nc bờn ngoi lm cho ct nc cú cao xỏc nh nh h thng cỏc kờnh
dn. Sau ú m cỏc ca kờnh cho nc dn qua cỏc tuabin v phỏt in. Cỏc tuabin
lm vic n khi no ct nc gia mc nc bin ngoi ca kờnh v trong h gim
mt na thỡ dng li.
2.2.6.2. Nh mỏy nhit in i dng
Nc núng lp nc b mt i dng c dựng lm núng mt lp
cht lng cú nhit bay hi thp - cht lng ny c gi l cht lng lm vic
nh Amoniac, Freon hay Propan. Cht lng lm vic khi i qua bung cú ỏp sut
thp s b bc hi. Hi ny c cho qua tuabin lm quay tuabin phỏt in, sau ú
hi i qua bung ngng t c lm lnh bng nc bin lnh ly t cỏc tng nc
sõu v c bm tr v bung hoỏ hi, ...vv
Mt ng dng khỏc l nc bin núng c lm bay hi n trong mt
bung chõn khụng. Hi nc c dn x qua mt tuabin hi phỏt in, sau
ú i vo bỡnh ngng t dựng nc bin lnh t nhiờn. iu hp dn ca h thng
ny l hi nc sau khi ngng t trong bung ngng t l nc sch ó c chng
ct. Nú cú th dựng nh mt ngun nc sch phc v sinh hot v cụng nghip.
3. Tỡnh hỡnh nghiờn cu ng dng cỏc ngun in t NLM & TT
3.1. Trờn th gii
Quc gia u tiờn phỏt trin lnh vc NLM & TT phi k n l c. Ti
quc gia ny ch yu ng dng ngun nng lng mt tri v nng lng giú
phc v nhu cu s dng. H thng cung cp in ó tng i n nh da trờn
mt h tng c s tp trung vi cỏc nh mỏy phỏt in ln v mng li dn in
ng di. Vic cung cp in ngy mt tng thụng qua cỏc thit b dựng nng
lng giú hay quang in cú th s thay i h tng c s ny trong thi gian ti.
Ti nht bn ang nghiờn cu v s tung ra th trng cỏc t bo nng lng
mt tri nh hỡnh cu cú th nhn ỏnh sỏng mt tri t mi hng vi hiu sut
chuyn i quang in cao.Cỏc t bo ny cú tờn gi Sphelar, ng kớnh 1 - 1,5
mm. Sphelar cú th to ra nng lng in t ỏnh sỏng mt tri trc tip hay giỏn
tip v cú th thu nng lng theo bt c hng no (khụng nht thit phi i din
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
trc tip vi mt tri). Ngoi ng dng trong vic to nng lng in dựng cho
sinh hot, cỏc nh nghiờn cu hin ang nghiờn cu ng dng Sphelar vo trong
in thoi di ng.
in giú ó c s dng ph bin Chõu u v l mt ngun in rt cú
tim nng. Tõy Ban Nha v an Mch. mi nm ngi ta li cho xõy dng thờm
khong 30% s nh mỏy in giú mi em li sn lng 15 t kWh. Hin an
Mch l nc cú nh mỏy in giú ven b bin ln nht th gii. H Lan cng cú
trang tri giú ln, chy di 5 km ven bin. T chc a quc gia AMEC v Nng
lng Anh ti õy s lp 300 tuc bin giú trờn cỏc bói hoang v m ly ca mi
o phớa bc Scotland. Vi vn u t 500 triu bng Anh, d tớnh õy s l nh
mỏy in giú ln nht chõu u, cho khong 1% tng nhu cu in ca Anh. Ngi
ta cng lp t tuc bin t sut phớa Tõy Ireland n bin Baltic. Nc M ó cú
mt s trm giú u tiờn ti Bc Dakota. Chớnh ph thuờ t ca nhõn dõn vi giỏ
2.000 USD/nm (bỡnh thng h thu c 500USD/nm t nụng nghip). in khớ
hydro ch vi nm na s ht sc thụng dng. Ireland, t cỏc nm 70, ngi ta ó
lp t cỏc gin a nhit tn dng tim nng to ln ca cỏc nỳi la v sui nc
núng ang hot ng, nhm sn xut in. n nay, h ó tỡm cỏch tỏch khớ hydro
nguyờn cht ra khi hi nc chy mỏy. Nhng th nghim quy mụ u tiờn v
loi khớ ny ó c cỏc hóng Demler Critler, Shell v Liờn minh chõu u ti tr,
khong vi chc triu Euro. Vo nm 2005, ti õy xe buýt, xe hi, cỏc tu ỏnh
bt cỏ s dng nguyờn liu hydro ó c th nghim v thu c kt qu tt.
Trong tng lai s trin khai ng dng rng rói vo tt c cỏc phng tin (khong
30 - 40 nm ti). Khớ hydro cú rt nhiu trờn mt nc cỏc sụng h, i dng v
s l mt ngun nng lng vụ tn, sch, khụng c, khụng gõy ụ nhim.
3.2. Ti Vit Nam
V vn ny hin nay Vit Nam núi chung vn cũn khỏ mi m. Trc
õy thỡ nh nc cha quan tõm nhng 5 nm tr li õy thỡ cú chuyn bin khỏ
mnh v ngun nng lng tỏi to. T ú cú chớnh sỏch h tr nghiờn cu v u t
cho ngun ny. Cng do thiu in nờn nay l c hi cho nng lng tỏi to phỏt
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
trin. u t nay cng khỏ ln nh vay tin ngõn hng th gii, D ỏn ODA Phn
Lan cung cp in mt tri cho khong 300 xó min nỳi khú khn, cỏc xó vựng sõu
vựng xa. Ngoi ra nhng d ỏn di 10 triu ụ thỡ khỏ nhiu.
Vic hp tỏc vi cỏc T chc Phi chớnh ph trong lnh vc ny cng nhiu.
Hin nay ti trung tõm Nng Lng Mi thuc i hc Bỏch khoa H ni cú nhiu
hp tỏc trong lnh vc ny, song song vi vic quan h hp tỏc vi cỏc t chc ny
thỡ trung tõm ny cũn thng xuyờn nghiờn cu v a vo lp t nhiu d ỏn cung
cp in bng nhng ngun nng lng tỏi to ti hn 30 Tnh thnh trờn c nc
cha cú in li quc gia nh: Tnh Bc Giang, Bỡnh nh, Qung Tr ...vv.
ỏnh giỏ chung nht Vit Nam cỏc dng nng lng tỏi to hay nng lng
mi u cú. V ngun m núi thỡ nng lng mt tri rt phong phỳ, ri giú, nng
lng thy in nh, nng lng sinh khi, nng lng thy triu, súng bin, a
nhit.
V nng lng mt tri ó thit k lp t khong 1,5 MW, trong ú khong
35% cho thụng tin vin thụng, 30% cho giao thụng ng thu, 30% cho h gia
ỡnh v c quan, cng ng nụng thụn vự ng sõu, vựng xa, min nỳi v 5% cho cỏc
ng dng khỏc. Cỏc h thng ln nht l Trung tõm Hi ngh Quc gia (150kWp),
Mang Yang Gia Lai (100 kWp). Nng lng mt tri nc ta theo ỏnh giỏ thỡ
khỏ nht l t Nng tr vo. Cũn v ng dng nhit mt tri nc ta mi ch
yu l thit k, sn xut, lp t cỏc thit b un nc núng sinh hot cho h gia
ỡnh, khỏch sn, trng hc, bnh vin, ... khong 1,5 triu m
2
ó c lp t.
Tr lng thỡ khỏ ln, tim nng ca cỏc ngun nh thy in nh rt ln
nh khu vc min nỳi phớa Bc, phớa Tõy dc biờn gii Vit Lo. Tớnh n nay ó
xõy dng 300 trm loi cụng sut <100kW v 90 trm loi >100kW vi tng cụng
sut 100MW. Hin ch cũn khong 100 trm vi tng cụng sut 70MW ang hot
ng, khong 13- 14 vn gia ỡnh khu vc min nỳi ang s dng cỏc mỏy thu
in siờu nh (cụng sut t 200W n vi kW). Thu in nh l cụng ngh u tiờn
s mt trong cỏc cụng ngh nng lng tỏi to i vi Vit Nam.
Nng lng sinh khi trong rng cng rt ln , ngoi ra cũn hai ngun nng
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
lng sinh khi khỏc l bó mớa thỡ cha tn dng ht ngun hon ton cha s
dng l v tru. 63% ca 4,5 triu tn bó mớa ó c s dng phỏt in 150
200MW, 23% ca 6,5 triu tn tru c dựng cho mc ớch nng lng. D ỏ n
ang thc hin: Nh mỏy x lý rỏc sn xut in 15MW v phõn hu c NPK
1500-3000 tn/nm ang thc hin Thnh Ph H Chớ Minh.
Khớ sinh hc tim nng cng ln vỡ chn nuụi hin nay cng qui mụ cụng
nghip, trang tri. Khong 60 000 hm khớ sinh hc cú th tớch t 3 n 30m
3
ó
c xõy dng v ang sn xut khong 110 triu m
3
khớ/nm, 70% l qui mụ gia
ỡnh.
Nng lng giú Vit Nam thỡ khụng tt bng cỏc nc chõu u , th nhng
dc b bin v hi o thỡ Vit Nam cao nht so vi cỏc nc trong khu vc. ó lp
t c 1 tua bin 800kW o Bch Long V (nm 2004) nhng khụng cú thụng
tin gỡ v hot ng ca h thng ny . Khong 900 tuabin giú vi cụng sut trong
gii t 150W n 10kW ó c lp t cp in cho cỏc h gia ỡnh hay cm gia
ỡnh khu vc b bin, hi o,...Hin nay ch cũn khong 130 mỏy cũn hot ng.
Khong 10 h thng o giú cỏc cao t 20 n 50m ang hot ng. Mt s d
ỏn ang c chun b: Phng Mai (Qui Nhn) 15MW, Tu Bụng (Khỏnh Ho)
20MW. Hin nay ang xõy dng mt s ct o giú cao trờn 40 một, khi ỏnh giỏ
c thỡ mi cú th khai thỏc.
Nng lng a nhit ca Vit Nam cng khỏ nhiu ngun, cú n 300 ni
cú th khai thỏc nhng n nay cha cú nghiờn cu sõu khai thỏc ng dng.
Nng lng i dng gm ngun súng bin, thy triu v nhit i dng
thỡ cho n nay Vit Nam vn cha cú cụng trỡnh nghiờn cu no khai thỏc.
Ti Los Angeles, California ngy 23-9-2007 Tp on Ti chớnh EurOrient
(EurOrient) cụng b k hoch thỳc y phỏt trin cỏc ngun nng lng tỏi to v
sch hn ti khu vc min Bc Vit Nam, ng thi d tớnh s quyt nh u t
125 triu USD nhm gúp phn phỏt trin nng lng in chy bng sc giú.
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
CHNG II
CễNG NGH PHT IN HN HP
2.1. H thng in hn hp v li in mini
2.1.1. t vn
Cỏc h thng in hn hp ra i l kt qu tt yu do cuc khng hong du
la v s nhn thc v mụi trng, cỏc h thng nng lng tỏi to (NLTT) ó c
trin khai trong cỏc chng trỡnh nng lng nhiu quc gia trờn thộ gii. Thu
in nh, mt tri, sc giú, khớ sinh hc ...vv l cỏc ngun nng lng sch, tỏi to
hin ang c ỏp dng rng rói nhm ỏp ng nhu cu s dng nng lng thụng
qua cỏc phng thc ni trc tip vi li in, cp in c lp, v cỏc dng ng
dng khỏc nh: Bm nc, thụng tin liờn lc, thp sỏng cỏc vựng sõu xa cha cú
in li quc gia.
H thng in hn hp (cũn gi l h lai ghộp) NLTT-Diezen l s ghộp ni
gia ngun NLTT v mỏy phỏt in Diezen ó v ang c s dng nhiu nc
trờn th gii vi cỏc u im nh: gim thiu ụ nhim mụi trng, gim chi phớ bo
dng, kộo di tui th v gim tiờu th nhiờn liu ...vv. Theo bỏo cỏo mi nht ca
Tng cụng ty in lc Vit Nam s xó cha cú in li chim gn 20%, s h
cha cú in chim t l gn 30%.
Do cú chớnh sỏch mi v khuyn khớch hot ng kinh t cỏc vựng nụng
thụn nờn to ra nhu cu dựng in ngy cng cao v rt cp thit. Tuy nhiờn
nhng vựng nụng thụn ny li xa ngun cp, ph ti thay i ln trong ngy dn
n chi phớ cho vic in khớ hoỏ rt cao. H thng phỏt in Diezen c lp l gii
phỏp t ra hu hiu, song li khú khn v tht thng v nhiờn liu, c bit giỏ
nhiờn liu ngy mt tng. Hn na cỏc nghiờn cu cho thy h thng phỏt in lai
ghộp gia NLTT v Diezen mang li hiu qu kinh t cao hn ngun phỏt Diezen
c lp.
Nhng u im ca cỏc h thng lai ghộp ú l: khai thỏc tt hn ngun
nng lng tỏi to, can i tt hn vi ph ti, ngun cú kh nng ỏp ng cao hn,
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
chi phớ bo dng thp hn so vi mỏy phỏt diezen thun tuý, hiu sut nhiờn liu
cao, gim chi phớ u t, ỏp ng ph ti linh hot hn.
Cũn cỏc nhc im ca h thng lai ghộp l: phc tp hn trong iu khin,
yờu cu k thut cao hn, bo dng thng xuyờn hn cỏc h s dng ngun nng
lng s dng dn pin mt tri thun tuý, cn cú trỡnh chuyờn mụn k thut cao
hn trong vic x lý nhng trc trc, ting n v ụ nhim mụi trng tng hn.
2.1.2. Cỏc loi ngun in trong h thng in hn hp v li in mini
c trng c bn ca hờ thng in hn hp l ch nú bao gm mt t hp
cỏc ngun in. Vic kt hp nhiu ngun khin cho h linh hot hn so vi ch da
vo mt ngun. Ngoi ra dựng nhiu ngun cú th r hn dựng mt ngun tỏi to
trong mt khong thi gian trong nm. Sau õy chỳng ta i xem xột nhng ngun
in thng c dựng trong h thng in hn hp.
2.1.2.1. Dn pin mt tri (Photovoltaic PV)
PV rt thớch hp vi nhng vựng sõu, vựng xa vỡ nú cú tin cy cao v ớt
ũi hi bo dng. Nhiu ph ti vin thụng s dng PV lm ngun in duy nht
v h lai ghộp l vic phỏt trin hp logic ca ng dung PV. Nhng khú khn i
vi PV l chi phớ ban u cao v cn din tớch khụng b che búng rng lp t.
Tuy nhiờn u im ca PV l bo dng ớt, tin cy cao, tui th di lm cho nú
tr thnh mt ngun tỏi to cng ngy cng c dựng ph bin cho cỏc h lai ghộp.
Nhng bờn cnh ú nhc im ca nú l chi phớ ban u cao, cn din tớch ln
khụng b che búng v ngun thay i theo mựa
2.1.2.2. Mỏy phỏt in dựng ng c t trong
Mỏy phỏt in kộo bng ng c t trong l ngun theo nhu cu n gin
ph bin nht. õy l ngun cú kớch thc gn, giỏ khụng t lm. Ngun nhiờn
liu cú th l xng, diezen, khớ thiờn nhiờn hoc ngun tỏi to nh khớ sinh hc, khớ
sn xut t lũ khớ hoỏ sinh khi. u im ca mỏy phỏt in dựng ng c t trong
l c s dng v ng h rng rói, kớch thc gn v chi phớ ban u thp. Cũn
nhc im ca chỳng l cn bo dng v cung cp nhiờn liu thng xuyờn, gõy
ting n v ụ nhim.
TíNH TOáN, THIếT Kế LƯớI ĐIệN HỗN HợP MINI Có CáC NGUồN PHáT NĂNG LƯợNG MớI Và TáI TạO
CHO CáC KHU VựC NÔNG THÔN CHƯA Có ĐIệN LƯớI QUốC GIA
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn
2.1.2.3. ng c giú phỏt in
Nng lng giú nhy vi tc giú hn nng lng mt tri vi bc x. V
lý thuyt, nng lng giú t l vi lu tha bc ba ca tc giú. iu ny va cú
li va cú hi . Hn ch l ch nu ta d bỏo tc giú cao hn thc t mt chỳt
thỡ sn lmg ca ng c giú (CG) s thp hn d bỏo rt nhiu. Mt khỏc, vi
khớ hu cú ch giú tt, sn lng in ca CG s ln n mc cỏc ngun in
khỏc khụng th cnh tranh c v kinh t. Núi chung , nu tc giú trung bỡnh
t trờn 4 (m/s) thỡ mt CG trong h lai ghộp s r hn dn PV ngay c ni cú
bc x tt. Tuy nhiờn vỡ s thay i mnh ca tc giú theo ngy, theo mựa v
theo nm nờn v
n dựng c CG v PV trong mt h lai.
CG nhy vi a im hn PV. Tc giú ph thuc nhiu vo cỏc yu t
a hỡnh nh khong cỏch ti cỏc cõy, ti i nỳi xung quanh, cao t ng c.
Vỡ vy cn phi o tc giú ti a im d tớnh s lp t ớt nht l mt nm trc
khi quyt nh lp t CG ti ú.
Vỡ nng lng thu thờm c cng ln khi cng xa mt t nờn lp t CG
cng cao cng tt.
Túm li CG cú th l mt ngun phỏt in rt tt trong mt h thng lai
ghộp. Tuy nhiờn vỡ sn lng in ph thuc nhiu vo tc giú v tc giú li
ph thuc nhiu vo iu kin khớ hu v a hỡnh nờn cn dỏnh giỏ ngun mt cỏch
thn trng trc khi u t cho CG.
u im ca CG l khụng cn nhiờn liu v giỏ thnh in cú th thp
nht. Cũn nhc im l ũi hi thờm cỏc cụng tỏc ti thc a lp t, ũi hi
thờm cụng tỏc bo dng v thng cn thi gian di thu thp s liu.
2.1.2.4. Mỏy phỏt thu in
Mỏy phỏt thu in sn xut in tng i liờn tc nờn l ngun tỏi to
thớch hp vi h thng in xoay chiu cung cp nng lng b xung cn thit
cho ph ti thng giỏng hoc thay i theo mựa.
in lng do mỏy phỏt thu in phỏt ra ph thuc trc tip vo chiu cao
ct nc v lu lng dũng nc. Vỡ lu lng thay i theo mựa nờn thit k h
