THIẾT BỊ ĐUN NÓNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
CHỦ ĐỀ 5: THIẾT BỊ ĐUN NÓNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Danh sách nhóm:
1. Phạm Văn Lộc – Nhóm Trưởng 53130791
2. Phan Thị Hảo 53130424
3. Nguyễn Thị Trang 53131818
4. Lê Thành Vũ 53133056
5. Đoàn Thị Phương Loan 53130855
Mục lục trang
A. Đặt vấn đề…………………………………………………………………………. 2
B. Nội dung…………………………………………………………………………… 2
I. Tổng quan………………………………………………………………… 2
1. Tổng quan về năng lượng Mặt Trời…………………………………… 2
1.1 Ưu điểm …………………………………………………………………5
1.2 Nhược điểm…………………………………………………………… 5
2. Ứng dụng chung về năng lượng Mặt Trời………………………………. 5
2.1. Trong lĩnh vực công nghiệp…………………………………………….6
2.2. Trong lĩnh vực nông nghiệp và đời sống………………………………7
II. Thiết bị sử dụng năng lượng Mặt Trời…………………………………… 8
1. Thiết bị sấy kiểu quay dùng năng lượng mặt trời…………………….8
2. Thiết bị chưng cất hơi nước sử dụng năng lượng mặt trời………… 10
3. Bếp năng lượng mặt trời……………………………………………… 12
III. Hướng phát triển nâng cao sử dụng hiệu quả năng lượng mặt trời……. 12
IV. Kết luận…………………………………………………………………… 13
A. ĐẶT VẤN ĐỀ.
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 1
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Thế giới đag đối mặt với nhiều nguy cơ, trong đó có nguy cơ suy thoái môi trường, con
người đang gia tăng khai thác tài nguyên thiên nhiên, làm cho nguồn tài nguyên nguyên liệu
không tái tạo ngày càng cạn kiệt.
Phát triển bền vững đang được đề cập trên phạm vi toàn cầu kèm theo những hành động cụ

thể, chẳng hạn phát triển kinh tế xã hội phải gắn liền với bảo vệ môi trường.
Mục tiêu của thế giới: thay thế dần năng lượng điện truyền thống bằng năng lượng mới trong
đó có năng lượng mặt trời.
 Tại Việt Nam:
- Nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt: than, dầu…
- Quá trình sản xuất năng lượng làm cho môi trường ngày càng ô nhiễm.
- Thời tiết khí hậu ở nước ta thuộc vùng nhiệt đới: Bắc Việt Nam hằng năm có khoàng 1400-
2000 h nắng và các vùng miền Trung và một số vùng miền Nam có từ 2000-3000h nắng
thuận lợi cho phát triển công nghệ sản xuất năng lượng mặt trời.
- Vì vậy sử dụng năng lượng mặt trời góp phần quan trọng giúp giải quyết cả 2 thách thức lớn
là biến đổi khí hậu và an ninh năng lượng.
B. Nội Dung:
I. Tổng Quan:
1. Tổng Quan Về Năng Lượng Mặt Trời:
- Mặt Trời là một khối cầu có d ≈ 1,39 triệu km.
- T
MT
≈ 15 triệu độ, p
MT
gấp 70 tỷ lần p
kq
của Trái Đất.
- Công suất bức xạ MT: 3,865 x 10
26
J/s ≈ NL đốt cháy hết 1,32 x 10
16
tấn than
=> Quả đất nhận được 17,57 x 10
16
J/s ≈ NL đốt cháy hết 6 x 10

6
tấn than.
- Hai phương pháp phổ biến dùng để thu nhận và trữ năng lượng Mặt Trời là phương pháp
thụ động và phương pháp chủ động.
+ Phương pháp thụ động sử dụng các nguyên tắc thu giữ nhiệt trong cấu trúc và vật liệu của
các công trình xây dựng.
Năng lượng Mặt trời chiếu xuống Trái đất dưới dạng các tia bức xạ có bước sóng ngắn các
tia này đi thẳng vào Trái đất mà không bị giữ lại bởi lớp khí quyển. Trái đất nhận năng
lượng, sau đó sẽ phát xạ ra khoảng không vũ trụ một phần năng lượng dưới dạng các tia có
bước sóng dài. Tuy nhiên, các tia có bước sóng dài này lại bị lưu giữ lại tại tầng đối lưu và
phát xạ trở lại Trái đất làm cho nhiệt độ của khí quyển tầng thấp và bề mặt Trái đất tăng dần
lên.
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 2
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Hiện
tượng giữ nhiệt (các tia bức xạ có bước sóng dài) này xảy ra do một số khí được gọi là khí
nhà kính. Khí nhà kính là những khí có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài (hồng ngoại),
chủ yếu bao gồm: hơi nước, CO
2
, CH
4
, N
2
O, O
3
(ôzôn), các khí CFC, CF6, HFCs và PFCs.
Nhờ hiệu ứng nhà kính này mà nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất theo quan trắc là
15
o
C. Nếu không có hiệu ứng nhà kính này xảy ra thì theo tính toán nhiệt độ trung bình bề

mặt trái đất sẽ là -18
o
C.
Như vậy có thể nói rằng hiệu ứng nhà kính không hoàn toàn có hại cho chúng ta vì đã
có công giúp mặt đất duy trì được nhiệt độ thích hợp với đời sống con người.
+Phương pháp chủ động sử dụng các thiết bị đặc biệt để thu bức xạ nhiệt và sử dụng các hệ
thống quạt và máy bơm để phân phối nhiệt. Phương pháp thụ động có lịch sử phát triển dài
hơn hẳn, trong khi phương pháp chủ động chỉ mới được phát triển chủ yếu trong thế kỷ 20.
Pin năng lượng mặt trời (pin mặt trời/pin quang điện) là thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp năng
lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) thành năng lượng điện (điện năng) dựa trên hiệu ứng
quang điện. Hiệu ứng quang điện là khả năng phát ra điện tử (electron) khi được ánh sáng chiếu
vào của vật chất.
Silicon được biết đến là một chất bán dẫn. "Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất dẫn
điện và chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có
tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng". Với tính chất như vậy, silicon là một thành phần quan trọng
trong cấu tạo của pin năng lượng mặt trời.
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 3
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Ánh sáng mặt trời bao gồm các hạt rất nhỏ gọi là photon được tỏa ra từ mặt trời. Khi va chạm
với các nguyên tử silicon của pin năng lượng mặt trời, những hạt photon truyền năng lượng của
chúng tới các electron rời rạc, kích thích làm cho electron đang liên kết với nguyên tử bị bật ra
khỏi nguyên tử, đồng thời ở nguyên tử xuất hiện chỗ trống vì thiếu electron.
Tuy nhiên giải phóng các electron chỉ mới là một nửa công việc của pin năng lượng mặt trời, sau
đó nó cần phải dồn các electron rải rác này vào một dòng điện. Điều này liên quan đến việc tạo
ra một sự mất cân bằng điện trong pin mặt trời, có tác dụng giống như xây một con dốc để các
electron chảy theo cùng một hướng.
Sự mất cân bằng này có thể được tạo ra bởi tổ chức bên trong của silicon. Nguyên tử silicon
được sắp xếp cùng nhau trong một cấu trúc ràng buộc chặt chẽ. Bằng cách ép một số lượng nhỏ
các nguyên tố khác vào cấu trúc này, sẽ có hai loại silicon khác nhau được tạo ra: loại n và loại
p. Chất bán dẫn loại n (bán dẫn âm - Negative) có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm V, các

nguyên tử này dùng 4 electron tạo liên kết và một electron lớp ngoài liên kết lỏng lẻo với nhân,
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 4
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
đấy chính là các electron dẫn chính. Chất bán dẫn loại p (bán dẫn dương - Positive) có tạp chất
là các nguyên tố thuộc nhóm III, dẫn điện chủ yếu bằng các lỗ trống.
Khi hai loại bán dẫn này được đặt cạnh nhau trong một pin năng lượng mặt trời, electron dẫn
chính của loại n sẽ nhảy qua để lấp đầy những khoảng trống của loại p. Điều này có nghĩa là
silicon loại n tích điện dương và silicon loại p được tích điện âm, tạo ra một điện trường trên pin
mặt trời. Vì silicon là một chất bán dẫn nên có thể hoạt động như một chất cách điện và duy trì
sự mất cân bằng này.
Khi làm cho electron đang liên kết với nguyên tử bị bật ra khỏi nguyên tử silicon, photon trong
ánh sáng mặt trời đưa các electron này vào một trật tự nhất định, cung cấp dòng điện cho máy
tính, vệ tinh và tất cả các thiết bị ở giữa.
1.1. Ưu điểm của NLMT.
- Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tự nhiên không gây ô nhiễm và vô cùng dồi dào.
- Phát triển ngành công nghiệp sản xuất pin mặt trời sẽ góp phần thay thế các nguồn năng
lượng hóa thạch, nhằm giảm khí thải nhà kính, bảo vệ môi trường.
- Nguồn quang năng này có thể được sử dụng để sưởi ấm các tòa nhà, đun nóng nước hoặc
sản sinh ra điện năng …
1.2. Hạn chế trong việc sử dụng NLMT.
- Gặp khó khăn trong việc thu thập ánh sáng mặt trời vào những ngày thời tiết mây mù.
- Chi phí cho việc sản xuất các vật dụng hấp thụ năng lượng mặt trời còn cao.
- Ở Việt Nam, các sản phẩm sử dụng năng lượng mặt trời vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi
mà chỉ tập trung áp dụng thử nghiệm tại nông thôn, miền núi – nơi mức sống tương đối thấp.
2. Ứng Dụng Chung Về Năng Lượng Mặt Trời:
- Hai ứng dụng chính của NLMT là:
+ Nhiệt Mặt Trời: chuyển bức xạ Mặt Trời thành nhiệt năng, sử dụng ở các hệ thống sưởi,
hoặc để đun nước tạo hơi quay turbin điện.
+ Điện Mặt Trời: chuyển bức xạ Mặt Trời (dưới dạng ánh sáng) trực tiếp thành điện năng
(hay còn gọi là quang điện-photovoltaics).

 Cấu tạo thiết bị thu tấm phẳng:
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 5
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động bình nước nóng sử dụng NLMT dùng thiết bị thu ống
chân không:
Hệ thống hoạt động theo nguyên lý đối lưu nhiệt hay còn gọi là hình thức “biến đổi quang
năng thành nhiệt năng” và bẫy nhiệt lượng. Năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt
thiết bị sẽ bị đun nóng nước, do quá trình đối lưu nhiệt, nước tại bình bảo ôn sẽ tăng lên, quá
trình này diễn ra liên tục cho đến khi nhiệt độ trong bình bằng nhiệt độ của nước tại thiết bị
hấp thụ.
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 6
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Nguyên lý hoạt động của máy nước nóng mặt trời
2.1. Trong lĩnh vực công nghiệp.
- Công nghiệp ngày càng hiện đại giúp chúng ta sống trong vũ trụ với bao sự tiện nghi
nhưng nó cũng kéo theo những hệ quả tất yếu. Khí thải công nghiệp gây ô nhiễm môi
trường, ung thư, hiệu ứng nhà kính… Do đó chúng ta cần ứng dụng các dạng năng lượng tự
nhiên vào công nghiệp như: năng lượng gió, năng lượng từ dòng chảy…mà đặc biệt trong đó
phải kể đến NLMT vì năng lượng mặt trời sạch, chi phí nhiên liệu và bảo dưỡng thấp, an
toàn cho người sử dụng.
Pin mặt trời:
- Pin mặt trời là phương pháp sản xuất điện trực tiếp từ năng lượng mặt trời qua thiết bị biến
đổi quang điện. Pin mặt trời có ưu điểm là gọn nhẹ có thể lắp bất kỳ ở đâu có ánh sáng mặt
trời. Tuy nhiên giá thành thiết bị pin mặt trời còn khá cao cho nên thiết bị này vẫn còn hạn
chế sử dụng. Ở Việt Nam, với sự hỗ trợ của các tổ chức quốc tế đã thực hiện thành công xây
dựng các trạm pin mặt trời có công suất khác nhau phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và văn hóa
của địa phương vùng sâu, vùng xa nhất là đồng bằng sông Cửu Long và Tây Nguyên. Tuy
thế hiện nay pin mặt trời vẫn đang còn là món hàng xa xỉ đối với nước ta. (Kiều Đỗ Minh
Luân, 2011).
Máy phát điện:

- Máy phát điện ghép pin mặt trời và thuỷ điện nhỏ, công suất 125 kW được đặt tại xã Trang,
huyện Mang Yang-Gia Lai. Máy phát điện ghép pin mặt trời và động cơ gió với công suất 9
kW đặt tại làng Kongu 2, huyện Đăk Hà-Kon Tum.
Hệ thống cung cấp nước sạch dùng năng lượng mặt trời:
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 7
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
- Ứng dụng đơn giản, phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay của năng lượng mặt trời là dùng để
đun nước nóng. Các hệ thống nước nóng dùng năng lượng mặt trời đã được dùng rộng rãi ở
nhiều nơi. Tại Việt Nam hệ thống này đã và đang được ứng dụng rộng rãi ở Hà Nội, TP.
HCM, Đà Nẵng. Các hệ thống này đã tiết kiệm cho người sử dụng một lượng đáng kể về
năng lượng góp phần thực hiện chương trình tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường của
nước ta. (Kiều Đỗ Minh Luân, 2011).
Còn rất nhiều ứng dụng mới từ NLMT trong lĩnh vực công nghiệp: xe bốn bánh sử dụng
năng lượng, máy bay năng lượng mặt trời không cần tên lửa đẩy, nhà máy nhiệt điện sử dụng
năng lượng mặt trời, tháp năng lượng mặt trời…, tuy nhiên các thiết bị trên chưa được ứng
dụng chưa rộng rãi tại Việt Nam.
2.2. Trong lĩnh vực nông nghiệp và đời sống.
Nhờ có ánh sáng mặt trời mà chúng ta có thể nhìn thấy được mọi vật. Việc tiếp xúc với ánh
sáng mặt trời sẽ giúp kích thích da sản sinh ra lượng vitamin D thỏa mãn nhu cầu cơ thể.
NLMT có thể ứng dụng nhiều trong đời sống vì năng lượng không thể thiếu cho sự sống và
phát triển của sinh vật, ánh sáng mặt trời chiếm hơn 90% năng suất cây trồng. Bên cạnh đó
NLMT là một phần cực kỳ quan trọng và không thể thiếu trong canh tác nông nghiệp, đặc
biệt là trồng trọt, dưới đây là một số ứng dụng của NLMT từ hai lĩnh vực trên:
Thiết bị sấy khô nông sản dùng năng lượng mặt trời:
- Thiết bị sấy sử dụng NLMT gián tiếp, bức xạ mặt trời không chiếu ngay vào sản phẩm sấy
mà thông qua không khí được làm nóng bởi bộ thu nhiệt từ NLMT, quá trình tuần hoàn
không khí sử dụng quạt cưỡng bức, làm nhiệt độ sấy cao hơn, thời gian sấy ngắn hơn và chất
lượng sản phẩm sấy tốt hơn.
- Hiện nay năng lượng mặt trời được ứng dụng khá phổ biến trong lĩnh vực nông nghiệp để
sấy các sản phẩm như ngũ cốc, thực phẩm nhằm giảm tỉ lệ hao hụt và tăng chất lượng sản

phẩm. Ngoài mục đích để sấy các loại nông sản, năng lượng mặt trời còn được dùng để sấy
các loại vật liệu như gỗ.
Hệ thống thổi khí:
Công nghệ NLMT ứng dụng vào quy trình nuôi tôm công nghiệp tại Bạc Liêu; Đầm Dơi -
Cà Mau.Thiết bị là những tấm thu NLMT, năng lượng hấp thu chuyển đến hệ thống bình ắc-
quy. Nguồn điện tích trữ trong bình ắc-quy cung cấp dòng năng lượng để các thiết bị thổi khí
ôxy vận hành.
Máy ấp trứng tự động:
Máy dùng pin mặt trời thay nguồn điện, máy nước nóng cấp nhiệt thay cho điện trở trên máy
ấp tự động. Máy có công suất 300 trứng/mẻ, tỉ lệ nở đạt trên 80%. Trong khi cúp điện vào
mùa khô ảnh hưởng đến sản xuất thì máy này là giải pháp hữu ích; giúp doanh nghiệp đỡ tốn
chi phí tiền điện.
Nấu nướng:
Bếp năng lượng mặt trời sử dụng nguồn năng lượng mặt trời để nấu nướng nhờ khả năng tập
trung lại nguồn nhiệt. Nhưng nó phụ thuộc rất lớn vào cường độ ánh sáng của ngày đó. Nếu
những ngày có mây hoặc mưa nhiều thì cường độ nhiệt không đủ cao để nấu nướng.
Xử lý nước:
Hiện nay hầu hết mọi người đều xử lý nước uống của mình thông qua việc dùng các chai
(bình) nhựa đựng đầy nước, rồi để phơi dưới ánh nắng mặt trời khoảng 1 đến 2 ngày.
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 8
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Điện mặt trời:
Là việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện nhằm mục đích phục vụ cho đời sống.
Một số loại: pin quang điện, điện mặt trời tập trung.
Ngoài ra, NLMT còn dùng để sưởi ấm, làm mát và thông gió, phơi thức ăn và các vật khác.
II. THIẾT BỊ SỬ DỤNG NLMT.
1. Thiết Bị Sấy Kiểu Quay Dùng Năng Lượng Mặt Trời:
Quy trình sấy cà rốt.
Nguyên liệu
Làm sạch

Chọn-phân loại
Cắt gọt
Chần, hấp
Xử lý hóa chất
Sấy
Làm nguội
Phân loại
Bao gói
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 9
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 10
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Sản phẩm
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 11
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 12
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
• Làm sạch: rửa sơ bộ để loại bỏ các tạp chất và bui bận trên bề mặt nguyên liệu.
• Chọn, phân loại: để chọn ra các củ có cùng kích thước, thuận tiện cho quá trình cắt
gọt.
• Cắt gọt: bỏ cuống, cạo vỏ, rửa sạch, thái thành lát mỏng hoặc sợi dày 2mm.
• Chần nguyên liệu nhằm mục đích bảo vệ phẩm chất của sản phẩm và rút ngắn thời
gian sấy, do tác dụng nhiệt và ẩm làm biến đổi tính chất hóa lý của nguyên liệu làm
tăng sự thoát ẩm khi sấy dẫn đến các vi sinh vật bị tiêu diệt và hệ thống enzym trong
nguyên liệu bị bất hoạt. Chần ở 95
o
C trong 8 phút.
• Xử lý hóa chất: để làm tăng hiệu quả của các phương pháp sấy đồng thời giảm thiểu
những thay đổi bất lợi trong suốt quá trình sấy cũng như bảo quản sản phẩm. Hóa
chất sử dụng: SO

2
: bảo vệ sản phẩm khỏi bị sẫm màu và khỏi bị cháy khi sấy, nồng
độ: 0,2 – 1%.
• Sấy: là quá trình nước di chuyển từ trong lòng ra bề mặt vật liệu và bốc hơi trên bề
mặt vật liệu.
T
sấy
: 70 – 75
o
C
t
sấy
: 5h
Hàm ẩm ban đầu btp: 75%
Hàm ẩm cuối tp: 5%
• Làm nguội: dùng quạt để làm nguội hẳn để tránh hiện tượng đổ mồ hôi.
• Phân loại: loại bỏ đi những thành phần kém chất lượng không đảm bảo yêu cầu kỹ
thuật.
• Bao gói: nhằm tăng thời gian bảo quản và giá trị cảm quan, bao giấy, hộp cáctông có
đặc tính nhẹ, rẻ, dễ tái sinh.
1.1 Cấu Tạo:
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 13
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Hình 2.1. Thiết bịsấy kiểu quay dùng năng lượng mặt trời
1. Gương Parabol 2.Ống kính 3.Ống hấp thụ
4.Động cơ 5. Khung đỡ 6. Vật liệu vào
7. Vật liệu ra 8. Không khí vào
1.2 Nguyên lý hoạt động:
Đây là loại máy sấy NLMT được sử dụng để sấy khô nông sản sản với quy mô hộ gia đình
và sản xuất nhỏ. Các bộ phận chính máy sấy kiểu quay dùng NLMT bao gồm một bộ thu

NLMT, một ống hấp thụ bên ngoài được bao phủ bởi một ống kính, động cơ, khung đỡ, …
bố trí như mô tả ở hình 1. Ống hấp thụ được sơn đen có chiều dài L = 1,2m và đường kính D
= 0,4m. Vật liệu sấy cấp vào thùng sấy qua cửa (6) rồi được các cánh dẫn hướng vào thùng
sấy. Nhiệt độ dùng để sấy tạo ra do parabol thu bức xạ NLMT sau đó phản xạ qua tấm kính
vào ống hấp thụ và ống hấp thụ làm nóng không khí bên trong. Không khí nóng trao đổi
nhiệt và trao đổi chất với vật liệu cần sấy, quá trình trao đổi được tăng lên nhờ chuyển động
quay của ống hấp thụ và các cánh đảo bên trong. Hơi ẩm trong vật liệu sấy thoát ra và được
quạt hút ra ngoài qua đường thoát ẩm. Vật liệu sau khi sấy đảm bảo đúng độ ẩm được đưa ra
ngoài qua cửa (7). Tốc độ quay của máy sấy khoảng 10 ÷ 15 vòng/phút.
Nhiệt độ của thiết bị sấy:
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 14
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
2.Thiết bị chưng cất bằng NLMT.
2.1. Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động:
Trên trái đất của chúng ta, những nơi có nhiều nắng thì thường ở những nơi đó
nước uống bị khan hiếm. Bởi vậy năng lượng mặt trời đã được sử dụng từ rất lâu
để thu nước uống bằng phương pháp chưng cất từ nguồn nước bẩn hoặc nhiểm
mặn. Có rất nhiều thiết bị khác nhau đã được nghiên cứu và sử dụng cho mục đích
này, một trong những hệ thống chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời đơn giản
được mô tả như hình 2.1.
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 15
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Hình 2.1. Thiết bị chưng cất đơn giản
Nước bẩn hoặc nước mặn được đưa vào khay ở dưới và được đun nóng bởi sự
hấp thụ năng lượng mặt trời. Phần đáy của khay được sơn đen để tăng quá trình
hấp thu bức xạ mặt trời, nước có thể xem như trong suốt trong việc truyền bức xạ
sóng ngắn từ mặt trời. Bề mặt hấp thụ nhận nhiệt bức xạ mặt trời và truyền nhiệt
cho nước. Khi nhiệt độ tăng, sự chuyển động của các phân tử nước trở nên rất
mạnh và chúng có thể tách ra khỏi bề mặt mặt thoáng và số lượng tăng dần. Đối
lưu của không khí phía trên bề mặt mang theo hơi nước và ta có quá trình bay hơi.

Sự bốc lên của dòng không khí chứa đầy hơi ẩm, sự làm mát của bề mặt tấm phủ
bởi không khí đối lưu bên ngoài làm cho các phần tử nước ngưng tụ lại và chảy
xuống máng chứa ở góc dưới. Không khí lạnh chuyển động xuống dưới tạo thành
dòng khí đối lưu.
Để đạt hiệu quả ngưng tụ cao thì nước phải được ngưng tụ bên dưới tấm phủ.
Tấm phủ có độ dốc đủ lớn để cho các giọt nước chảy xuống dễ dàng. Điều đó cho
thấy rằng ở mọi thời điểm khoảng phần nữa bề mặt tấm phủ chứa đầy các giọt
nước. Quá trình ngưng tụ của nước dưới tấm phủ có thể là quá trình ngưng giọt
hay ngưng màng, điều này phụ thuộc vào quan hệ giữa sức căng bề mặt của nước
và tấm phủ. Hiện nay người ta thường dùng tấm phủ là kính thuận lợi cho quá
trình ngưng giọt. Người ta thấy rằng ở vùng khí hậu nhiệt đới, hệ thống chưng cất
nước có thể sản xuất ra một lượng nước ngưng tương đương với lượng mưa 0,5cm/ngày.
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 16
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
3. Bếp Năng Lượng Mặt Trời:
3.1. Cấu Tạo:
Hình 4.1 Cấu tạo bếp nấu NLMT
1-Hộp Ngoài 2- Mặt phản xạ
3- Nồi 4-Nắp kính trong
5- Gương phẳng phản xạ
6- Bông thủy tinh 7- Đế đặt nồi
3.2. Nguyên Lý Làm Việc:
Bếp NLMT được thiết kế như hình vẽ, hộp ngoài của bếp được làm bằng khung gỗ hình khối
hộp chữ nhật bên ngoài đóng 1 lớp ván ép, phía trong là mặt nhôm được đánh bóng để phản
xạ, cấu tạo của mặt phản xạ được thiết kế là mặt kết hợp của các parabol tròn xoay (hình
4.1) sao cho nồi nấu có thể nhận được chùm tia trực xạ của ánh sáng mặt trời và chùm phản
xạ từ gương phẳng khi đặt cố định, gương phản xạ có thể gấp lại khi không dùng, giữa mặt
phản xạ và hộp ngoài là lớp bông thủy tinh cách nhiệt, phía trên bếp có một nắp kính nhằm
cách nhiệt và tạo hiệu ứng lồng kính.
III.HƯỚNG PHÁT TRIỂN NÂNG CAO SỬ DỤNG HIỆU QUẢ NLMT.

Trên thế giới, với việc phát triển mạnh về khoa học công nghệ, cho phép khai thác tốt hơn
nguồn năng lượng vô hạn này. Đây cũng là xu hướng sử dụng chính vì hiện tại các nguồn
năng lượng hóa thạch đang cạn dần. Thay vào đó có thể tận dụng nguồn NLMT được: sạch,
mạnh mẽ, dồi dào, đáng tin cậy, gần như vô tận và có ở khắp mọi nơi. Việc thu giữ năng
lượng mặt trời gần như không có ảnh hưởng tiêu cực gì đến môi trường, do đó không góp
phần vào vấn đề ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính.
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 17
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
Ở Việt Nam, NLMT tuy được sử dụng nhưng còn hạn chế do những nguyên nhân khách
quan như: giá thành thiết bị còn cao, hiệu suất thiết bị thấp, việc triển khai ứng dụng thực tế
còn hạn chế , nhưng vẫn có chung xu hướng là tăng cường sử dụng NLMT để thay thế các
nguồn năng lượng hóa thạch. Hiện tại, Việt Nam cũng đã sản xuất được những tấm pin mặt
trời. Tin rằng, trong tương lai không xa, chúng ta có thể khai thác tốt nguồn năng lượng quý
giá này.
IV. KẾT LUẬN.
Năng lượng là yếu tố vô cùng quang trọng cho sự phát triển của mỗi quốc gia. Xã hội càng
phát triển thì nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng cao.
Tiết kiệm năng lượng hiện đang là một yêu cầu tất yếu trong sinh hoạt, sản xuất. Nó không
những đảm bảo an ninh năng lượng của quốc gia, phục vụ quá trình phát triển kinh tế xã hội
môt cách bền vững mà trong khuôn khổ một gia đình, việc sử dụng năng lượng mặt trời
không chỉ mang lại lợi ích về kinh tế, môi trường mà còn an toàn cho người sử dụng.
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 18
GVHD: Khổng Minh Trưởng Thiết Bị Đun Nóng Sử Dụng NLMT
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Võ Đình Hiệp, Nguyễn Thiện Tống (1984), Khoa học kỹ thuật phục vụ nông thôn –
Năng lượng, NXB Thành phố Hồ Chí Minh. Chương 1, Chương 3, Chương 4,
Chương 5.
2. Trịnh Quang Dũng (1992), Điện mặt trời, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
3.
4.

5.
6.
7. http:// ecchue.gov.vn/tim-hieu-cac-loai-khi-gay-hieu-ung-nha-kinh /
8. http :// khoahoc.tv/congnghemoi/cong-nghe-moi/45987_pin-mat-troi-hoat-dong-nhu-
the-nao.aspx
9. (phần thiết bị sấy)
Nhóm 4 Lớp 53TP3 Page 19