Tải bản đầy đủ (.doc) (19 trang)

năng lượng mặt trời làm nước nóng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (736.28 KB, 19 trang )

Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Đề tài :
Sinh viên : NGUYỄN VĂN CHƯƠNG
MSSV : 07104007
GVHD : HOÀNG TRÍ
Mục Lục
A - Giới thiệu chung……………………………………………………………trang 2
I/giới thiệu máy nước nóng năng lượng mặt trời……………………………….trang 2
II/nguyên lý hoạt động …………………………………………………………trang 3
III/tính hiệu quả kinh tế………………………………………………………...trang 3
IV/tính ưu việt………………………………………………………………….trang 4
V/tính hạn chế………………………………………………………………….trang 5
B – cấu tạo cơ bản của máy nước nóng năng lượng mặt trời………………….trang 5
1/cấu tạo……………………………………………………………………….trang 5
2/nguyên lý hoạt động………………………………………………………....trang 6
C - cấu tạo của một số máy nước nóng năng lượng mặt trời…………………trang 6
I/Mô hình cấu tạo máy nước nóng năng lượng mặt trời POLAR SUN ………..trang 6
II/Mô hình cấu tạo máy nước nóng năng lượng mặt trời NAM THÀNH ………trang 8
D- Các chú ý lắp đặt…………………………………………………………..trang 12
E- Một số ứng dụng máy nước nóng năng lượng mặt trời……………………trang 13
F – Một số máy nước nóng năng lượng mặt trời……………………………...trang 16
A-GIỚI THIỆU CHUNG
I. GIỚI THIỆU MÁY NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI:
* Trong sự phát triển của xã hội hiện nay, nhu cầu năng lượng, đặc biệt là năng lượng điện ngày
càng tăng, gây khó khăn cho các nhà sản xuất và cung ứng điện năng. Để giảm sức ép về năng
lượng điện có thể sử dụng nguồn năng lượng mặt trời - một dạng năng lượng tái tạo dồi dào và sẵn
có, hoàn toàn có thể thay thế điện năng trong việc đáp ứng một nhu cầu rất lớn về nước nóng cho
công nghiệp, dịch vụ khách sạn, du lịch và sinh hoạt của nhân dân...
Năng lượng mặt trời - nguồn năng lượng sạch, dồi dào và dễ sử dụng
* Hiện nay, ở nước ta, việc sử dụng nước nóng phần lớn được cung cấp từ nguồn điện năng, qua


các bình nóng lạnh, được chế tạo từ nhiều nước khác nhau như Italia, Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc...
với công suất định mức tiêu thụ điện là N = 2,5kW. Theo thống kê sơ bộ, ở các thành phố lớn như
Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng đã có tổng cộng trên 3 triệu bình. Thói quen của người
Việt Nam là sử dụng bình đun nước nóng vào giờ đi làm về (từ 18 - 20h hàng ngày) lại trùng hợp
với thời gian cao điểm của phụ tải. Do đó, đã góp phần làm tăng công suất đỉnh tại cao điểm buổi
tối. Qua phân tích quá trình sử dụng điện vì mục đích cấp nước nóng cho thấy, đây là phương án
kém hiệu quả kinh tế. * * Năng lượng mặt trời (NLMT) là nguồn năng lượng thiên nhiên quý giá
và vô tận. Khai thác tối đa nguồn NLMT là một mắt xích quan trọng trong chiến lược của thế giới
hiện nay với những định hướng: Phát triển các nguồn năng lượng nhằm đáp ứng nhu cầu phát
triển kinh tế ngày càng tăng. Đồng thời nỗ lực giảm mạnh sự phát thải khí "nhà kính" CO2 nhằm
ngăn chặn mối hiểm họa biến đổi khí hậu toàn cầu.Vì vậy, việc tìm kiếm một nguồn năng lượng
sạch, dễ sử dụng, nhằm cung cấp nước nóng, phục vụ cho
các mục đích công nghiệp, sinh hoạt và dịch vụ trong xã hội hiện đại là hết sức cấp bách. Nguồn
năng lượng này cần đáp ứng các đòi hỏi:
- Có thể thay thế các nguồn năng lượng hiện sử dụng.
- Là nguồn năng lượng sẵn có và giàu tiềm năng ở Việt Nam.
- Là nguồn năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường.
- Dễ sử dụng và khai thác.
Việt Nam nằm ở khu vực xích đạo, có tiềm năng về năng lượng mặt trời, cường độ bức xạ trung
bình vào khoảng 1346,8 - 2153,5kWh/m2/năm và số giờ nắng trung bình từ 1.600 - 2.720h/năm,
rất thuận lợi cho việc phát triển và sử dụng năng lượng mặt trời.
* Hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời để cấp nước nóng. Nguyên tắc chung của hệ thống là sử
dụng hiệu ứng lồng kính để biến đổi quang năng thành nhiệt năng và bẫy nhiệt để giữ lượng nhiệt
này.
- Máy nước nóng mặt trời – là một sản phẩm được chúng tôi ưu tiên nghiên cứu, thử
nghiệm và đưa vào ứng dụng thực tế nhằm sử dụng nguồn năng lượng mặt trời để
phục vụ cho nhu cầu sử dụng nước nóng trong sinh hoạt hàng ngày của người tiêu
dùng.
- Với Máy nước nóng mặt trời, bạn chỉ cần đầu tư một khoản chi phí nhỏ cho nhu
cầu sử dụng dài hạn của mình (10-15 năm).

- Ngoài ra, sử dụng máy nước nóng năng lượng mặt trời cũng là một hành động
đóng góp hữu hiệu vào chương trình tiết liệm năng lượng quốc gia của Chính phủ.
- Máy nước nóng năng lượng mặt trời có ưu điểm lớn là an toàn tuyệt đối cho người
sử dụng, không hao tốn điện và hoàn toàn thân thiện với môi trường.
- Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới như Việt Nam, nhất là khu vực Nam-Trung bộ chỉ
có hai mùa mưa và nắng (ngày mưa vẫn thường có nắng), do đó nguồn năng lượng
mặt trời sử dụng hầu như quanh năm.
II NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
- Ánh sáng mặt trời mang theo một nguồn năng lượng rất lớn và một phần năng lượng này sẽ biến
đổi thành nhiệt năng khi gặp các vật có thể hấp thụ và phát sinh nhiệt lượng. Tuỳ thuộc vào mức độ
hấp thụ và phản xạ lại tia bức xạ mặt trời của mỗi vật thể mà khả năng tăng nhiệt cũng như giữ
nhiệt của mỗi vật thể khác nhau. Để giữ và tận dụng nguồn nhiệt lượng tự nhiên này, người ta chế
tạo các thiết bị đặc biệt để hấp thụ nhiều nhất và phản xạ ít nhất lượng nhiệt này, nhằm các mục
đích khác nhau, trong đó có việc cấp nước nóng.
- Bình nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời trên nguyên lý chuyển năng lượng
ánh sáng mặt trời(quang năng) thành nhiệt năng (nước nóng) để phục vụ cho cuộc
sống. Sử dụng nước nóng bằng năng lượng mặt trời phá bỏ quan điểm sử dụng nước
nóng mất tiền, tạo thói quen trong cuộc sống là yếu tố lâu dài giúp tăng cường sức
khỏe và nâng cao chất lượng trong cuộc sống hiện đại.
III. TÍNH HIỆU QUẢ KINH TẾ:
* SO SÁNH TÍNH NĂNG GIỮA MÁY NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT
TRỜI VÀ MÁY NƯỚC NÓNG ĐIỆN
Hạng mục máy năng lượng máy điện
1. Số người sử dụng
4-5 (02 phòng tắm)
4-5 (02 phòng tắm)
2. Công suất sử dụng 50lít/người/ngày x 4 =200 lít 50lít/người/ngày x 4 =200 lít
3.Số phòng sử dụng 01 máy dùng cho nhiều phòng 01 máy/ 1 phòng
4. Nhiệt độ trung bình 65oC
65oC

5.Chi phí sử dụng/tháng Không 2,8 kw x 2 máy x1h x 1000đ x30 ngày =168.000 đ
6. Chi phí sử dụng/năm Không
168.000 x 12 tháng = 2.016.000 đ
7.Chi phí điện trong 15 năm
Không
30.240.000 đ
8. Rủi ro khi sử dụng
Không
Có nguy cơ giật điện, cháy nổ
9. Ảnh hưởng đến môi trường
Không

10. Bảo hành 5 năm 1 năm
11. Tuổi thọ của máy >15 năm 05 năm
12. Chi phí Đầu tư ban đầu 9.000.000/máy / 2 phòng
2.000.000/máy x 2 phòng= 4.000.000
13. Chi phí đầu tư 10 năm kế tiếp Không
02 lần x 2 máy x 2.000.000= 8.000.000
14. Tổng chi phí trong 15 năm
9 triệu
42,24 triệu
15. Số tiền tiết kiệm trong 15 năm
33.24 triệu
* Như vậy: Chỉ cần đầu tư 1 máy loại 200 lít cho hộ 4-5 người sử dụng, dùng cho
2 phòng tắm khác nhau .Sau 4 năm và 5 tháng sử dụng bạn đã hoàn toàn thu hồi
vốn; và 10 năm 7 tháng sau đó sử dụng miễn phí. Tiết kiệm cho bạn một khoản chi
phí sau thời gian sử dụng miễn phí là: 168.000 x 127 tháng = 21.336.000 (đồng)
IV. TÍNH ƯU VIỆT:
-Bình NLMT có những tính năng ưu việt hơn hẳn các sản phẩm bình nước
nóng sử dụng điện, ga … hiện nay:

+ An toàn tuyệt đối sử dụng .
+ Tiết kiệm chi phí tối đa ( vì không sử dụng điện mà chỉ sử dụng nguồn năng
lượng mặt trời, chỉ đầu tư một lần và k hông tốn thêm bất cứ chi phí phát sinh
nào khác).
+ Đảm bảo sức khỏe lâu dài, thoải mái tiện lợi khi sử dụng.
+ Không chiếm không gian trong nhà vì lắp đặt ngoài trời.
+ Khi không có điện vẫn có nước nóng để sử dụng( đảm bảo có nước 24/24h)
+ Sản phẩm có tuổi thọ trung bình trên 20 năm.
+ Bảo vệ môi trường xanh, sạch.
+ Có tác dụng chóng nóng cho các ngôi nhà, thay thế các mái chống nóng truyền
thống như: mái tôn, mái ngói…
V. TÍNH HẠN CHẾ:
+ Máy năng lượng mặt trời không sợ những ngày đông lạnh giá mà sợ những ngày âm u, cả
ngày không thấy mặt trời thì máy không thu được năng lượng.
+ Máy năng lượng mặt giá quá cao, rẻ nhất thì cũng khoảng bằng 5 cái máy nước nóng điện.
Tuy nhiên, nếu tính bài toán kinh tế thì máy nước nóng năng lượng mặt trời rất nên dùng, vì
chỉ cần hai năm là tiền điện sẽ bù lại tiền máy.
+ Chính vì vậy nên máy năng lượng mặt chưa được sử dụng phổ biến trông cuộc sống.
B – CẤU TẠO CƠ BẢN CỦA MÁY NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
1- CẤU TẠO:
Một máy nước nóng năng lượng mặt trời bao gồm 3 phần: collector thu nhiệt
(ống thủy tinh chân không), bình chứa nước nóng và các phụ kiện kèm theo
(giá đỡ, ống nối,...).
A - Bộ phận thu nhiệt (collector) Collector thu nhiệt có vai trò hết sức quan
trọng.
+Trước đây phổ biến là loại collector phẳng làm bằng kim loại (dạng ống cánh
với ống bằng đồng và cánh bằng đồng hoặc nhôm). Gần đây, loại collector
phẳng bằng nhựa (PP-R có độ dẫn nhiệt cao) và loại collector sử dụng ống
thủy tinh 2 lớp rút chân không khá phổ biến. Như vậy là có 3 loại collector thu
nhiệt: loại phẳng dạng ống cánh kim loại, dạng phẳng bằng nhựa và dạng ống

chân không.
+Collector của máy nước nóng có dạng ống thủy tinh 2 lớp rút chân không với
hiệu suất rất cao (>93%) và tuổi thọ tương đối cao nếu sử dụng đúng cách.
Giá thành cũng như chi phí thay thế ống rất rẻ, và ống có thể chịu đựng được
sự va đập của các trận mưa đá lớn.
+Lớp hấp thụ của ống được được sơn bằng công nghệ phun mạ do đó tính hấp
thụ bức xạ mặt trời cao dẫn đến hiệu suất thu nhiệt của ống khi tiếp xúc với
ánh nắng mặt trời rất cao (95%), hiệu suất phát xạ nhiệt khi tiếp xúc với ánh
nắng mặt trời thấp 6%.
+Nhược điểm duy nhất là địi hỏi nguồn nước cung cấp đảm bảo phải liên tục
và có chất lượng tốt, nhằm tránh gây phá hủy các ống thu nhiệt do “sốc nhiệt”
hay đóng bẩn sẽ làm giảm hiệu suất.
B - Bình bảo ôn: Cấu tạo gồm 3 lớp: Ruột bình, lớp bảo ôn và vỏ bình.
+ Ruột bình. Được chế tạo bằng thép không gỉ SUS304/2B dùng trong công
nghệ thực phẩm và được hàn nối bằng phương pháp hàn cao tần do đó đảm
bảo được thành phần của nước khi sử dụng không bị thay đổi do súc tác của
nhiệt độ.
+ Lớp bảo ôn: Được làm từ hợp chất PolyUrethane bọt PU cách ly 55 mm phun
đẩy áp lực cao. Trong điều kiện nhiệt độ ổn định cho phép cách nhiệt rất tốt và
giữ được nhiệt độ rất lâu (khoảng 72 giờ); khả năng thất thoát nhiệt không
đáng kể.
+ Vỏ bình: Làm bằng thép không gỉ, độ dầy tiêu chuẩn mang lại cho bình độ
bền, đẹp, sử dụng tốt trong cả những môi trường khắc nghiệt (vùng ven biển,
hải đải…).
2- C- Gía đỡ máy
Làm bằng thép không gỉ 1.2mm định hình cao cấp rất bền-đẹp. Gía đỡ được
thiết kế đặc biệt với góc nghiêng thích hợp giúp hấp thụ nhiệt tốt nhất tại mọi
vị trí lắp đặt.
2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
Khi ánh sáng chiếu vào bộ phận thu nhiệt, các ống thủy tinh chân không với

tính năng hấp thụ nhiệt cao, tỷ lệ phát xạ thấp sẽ hấp thụ bức xạ ánh sáng
mặt trời và chuyển hoá thành nhiệt năng. Lượng nhiệt này sẽ làm nóng lượng
nước có trong các ống thủy tinh chân không. Với nguyên lý: nước nóng có tỷ
trọng nhỏ và nước lạnh có tỷ trọng lớn hơn, do đó nước lạnh đi xuống và nước
nước sẽ đi lên tạo thành 1 vòng tuần hoàn luân chuyển tự nhiên giữa ống thủy
tinh và bồn chứa nước. Quá trình như thế diễn ra liên tục cho đến khi nước
trong bồn chứa đạt tới nhiệt độ cao nhất (80oC).
c - CẤU TẠO CỦA MỘT SỐ MÁY NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
I. MÔ HÌNH C U T

×