KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ LÒ SẤY SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TRONG SẤY GỖ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
***************
 
 
 

VÕ THANH TIỀN
 
 
 
 

KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ LÒ SẤY SỬ DỤNG
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
TRONG SẤY GỖ
 
 
 
 
 
 

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN
 
 
 
 
 
 

 

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2012

 
 


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
***************
 
 
 

VÕ THANH TIỀN
 
 
 

KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ LÒ SẤY SỬ DỤNG
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
TRONG SẤY GỖ
 
 
 

Ngành: Chế Biến Lâm Sản
 

 
 
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
 
 
Người hướng dẫn: TS. HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG
 
 

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2012

i
 


LỜI CẢM ƠN
 

Con xin thành kính cảm ơn Ba, Mẹ, các anh chị và những người thân trong gia
đình đã tạo mọi điều kiện để con được như ngày hôm nay.
Tôi xin chân thành cảm ơn:
Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, Ban Chủ
nhiệm khoa Lâm nghiệp cùng toàn thể quý thầy cô đã tạo điều kiện, giúp đỡ và
truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập.
TS. Hoàng Thị Thanh Hương đã trực tiếp hướng dẫn và truyền đạt cho tôi
nhiều kiến thức quý báu giúp tôi hoàn thành khoá luận này.
Ban Giám đốc cùng toàn thể anh, chị, em trong Trung tâm chế biến lâm sản,
Giấy và bột giấy Trường đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện giúp
đỡ tôi trong quá trình thực hiện khoá luận.

Ban giám đốc Cơ sở sấy Caxe, Công ty TNHH Phú An đã tạo điều kiện thuận
lợi giúp tôi hoàn thành khoá luận này.
Toàn thể tất cả các bạn trong lớp DH08CB đã giúp tôi trong suốt quá trình thực
tập và thực hiện đề tài.
 
 

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Võ Thanh Tiền
 
 
 
 
 
 

 
 

ii
 


TÓM TẮT
Võ Thanh Tiền, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh.
Tháng 06/2012. “Khảo sát và đánh giá hiệu quả lò sấy sử dụng năng
lượng mặt trời trong sấy gỗ”.
Sử dụng năng lượng mặt trời trong sấy gỗ vừa tận dụng nguồn năng lượng tự
nhiên; thân thiện với môi trường; giảm giá thành trong khâu sấy; chất lượng gỗ sấy

tốt; đặc biệt có thể sấy một số loại gỗ khó sấy.
Đề tài được tiến hành với nội dung:
-

Thu thập và đánh giá điều kiện khí hậu ở thành phố Hồ Chí Minh, Tây
Nguyên và Hà Nội.

-

Khảo sát đặc điểm, tính chất của 3 loại gỗ: Bạch đàn, Sồi, Keo lai..

-

Phân tích, đánh giá hiệu quả của lò sấy năng lượng mặt trời tại khu vực
Tây Nguyên so với hiệu quả của lò sấy hơi nước.

-

Đề xuất phương pháp tính toán công nghệ.

Kết quả đạt được:
-

Khu vực Tây Nguyên, Tp. Hồ Chí Minh và miền đông Nam Bộ thích hợp
với dạng lò sấy sử dụng năng lượng mặt trời.

-

Ứng dụng lò sấy sử dụng năng lượng mặt trời mà không cần thiết bị gia
nhiệt tốt nhất nên lắp đặt ở các khu vực quanh vĩ độ 200 Bắc sẽ thích hợp

với điều kiện khí hậu ở Việt Nam.

-

Một số loại gỗ: Bạch đàn, Chò chỉ, Sồi,... thích hợp với chế độ sấy ở nhiệt
độ thấp (400C – 600C) và được ứng dụng trong lò sấy sử dụng năng lượng
mặt trời với tỷ lệ khuyết tật thấp.

-

Hiệu quả: tiết kiệm năng lượng (20 – 30 %); gỗ sau sấy với tỷ lệ khuyết
tật thấp; an toàn trong cháy nổ; thân thiện với môi trường.

iii
 


SUMMARY
Vo Thanh Tien, University of Agriculture and Forestry in Ho Chi Minh
City.
06/2012. "Survey and evaluation of dryer performance solar energy use in
drying."
Using solar energy in drying medium to take advantage of natural energy
sources; friendly environment, cost reduction in the drying stage; good quality
wood drying, particularly dryer can dry some hard wood.
The content:
- Collect and evaluate climate conditions in the city of Ho Chi Minh City, Tay
Nguyen and Ha Noi.
- Survey characteristics and properties of three types of wood: eucalyptus, oak,
acacia hybrid ..

- Analyze and evaluate the efficiency of solar ovens in the Central Highlands region
compared with the effect of the steam dryer.
- Proposed method of computing technology.
The results:
- The Central Highlands, Ho. Ho Chi Minh City and eastern South stoves suitable
for use as solar energy.
- Application ovens use solar power without heating equipment is best installed in
the area around 200 North latitude will suit the climatic conditions in Vietnam.
- Some types of wood: eucalyptus, for her, oak, ... mode suitable for drying at low
temperature (400C - 600C) and drying applications in solar energy with low defect
rates.
- Efficiency: energy efficiency (30%), wood drying with low defect rates; fire
safety; friendly environment.

iv
 


M ỤC LỤC
 

TRANG TỰA ................................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii 
SUMMARY ................................................................................................................. iv 
MỤC LỤC ..................................................................................................................... v 
DANH SÁCH CÁC HÌNH ......................................................................................... vii 
DANH SÁCH CÁC BẢNG ....................................................................................... viii 
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ................................................... ix
Chương 1 MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1 
1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1 

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................ 2 
1.2.1. Ý nghĩa khoa học.......................................................................................... 2 
1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn .......................................................................................... 2 
1.3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu................................................................... 2 
1.3.1. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 2 
1.3.2. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 2 
Chương 2 TỔNG QUAN ........................................................................................... 3 
2.1. Tổng quan về các phương pháp sấy gỗ............................................................... 3 
2.1.1. Hong phơi ..................................................................................................... 3 
2.1.2. Sấy hơi nước quá nhiệt ................................................................................. 3 
2.1.3. Sấy qui chuẩn ............................................................................................... 3 
2.1.4. Sấy chân không ............................................................................................ 4 
2.1.5. Sấy cao tần.................................................................................................... 4 
2.2. Một vài ứng dụng độc đáo từ năng lượng mặt trời ............................................. 5 
2.3. Điều kiện khí hậu ở Việt Nam ........................................................................... 6 
2.4. Tổng quan về tình hình sử dụng năng lượng mặt trời tại Việt Nam ................... 7 
2.5. Ứng dụng năng lượng mặt trời trong sấy gỗ ....................................................... 9 
2.5.1. Trên thế giới ................................................................................................. 9 

v
 


2.5.2. Ở Việt Nam ............................................................................................... 11 
Chương 3 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ....................................... 12 
3.1. Mục tiêu và mục đích nghiên cứu..................................................................... 12 
3.1.1. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 12 
3.2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 12 
3.2. Nội dung ........................................................................................................... 12 
3.2. Phương pháp ..................................................................................................... 12 

3.2.1 Thu thập số liệu khí hậu .............................................................................. 12 
3.2.2 Kế thừa kết quả từ các công trình nghiên cứu............................................. 13 
3.2.3 Phương pháp khảo sát ................................................................................. 13 
Chương 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ........................................................................ 14 
4.1. Thu thập và đánh giá điều kiện khí hậu ở Việt Nam ........................................ 14 
4.2. Khảo sát đặc điểm, tính chất của 3 loại gỗ: Bạch đàn, Sồi và Keo lai. ............ 18 
4.2.1. Bạch đàn ..................................................................................................... 18 
4.2.2. Gỗ Sồi trắng................................................................................................ 22 
4.2.3. Gỗ Keo lai .................................................................................................. 27 
4.3. Phân tích, đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng của lò sấy NLMT tại Tây
Nguyên với các loại hình sấy khác. ......................................................................... 30 
4.5. Tính toán lò sấy sử dụng năng lượng mặt trời ................................................. 39 
4.5.1. Tính toán nhiệt............................................................................................ 39 
4.5.2. Tính toán khí động lực ............................................................................... 40 
4.5.3. Tính số quạt ................................................................................................ 42 
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................... 44 
5.1. Kết luận ............................................................................................................ 44 
5.2. Kiến nghị.......................................................................................................... 45 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 46
PHỤ LỤC ................................................................................................................... 48
 

vi
 


DANH SÁCH CÁC HÌNH
 
 

Hình 4.1: Cấu tạo hiển vi gỗ Bạch đàn. ..................................................................... 19 
Hình 4.2: Cấu tạo hiển vi gỗ Sồi trắng. ...................................................................... 23 
Hình 4.3: Cấu tạo hiển vi gỗ Keo lai. ......................................................................... 28 
Hình 4.4: Lò sấy sử dụng năng lượng mặt trời xây dựng ở Đắk Lắk. ...................... 30 
Hình 4.5: Nguyên lý hoạt động của lò sấy năng lượng mặt trời của Kon Tum. ........ 34 
 
 

 

vii
 


DANH SÁCH CÁC BẢNG
 
 

Bảng 4.1. Nhiệt độ trung bình hàng tháng, độ ẩm và độ ẩm thăng bằng ở Hà Nội,
TP.Hồ Chí Minh và Đắk Lắk năm 2011. .................................................................... 14 
Bảng 4.2. Năng lượng mặt trời thu được ở Hà Nội, Thành phố Hồ chí Minh và Đắk
Lắk năm 2011. ............................................................................................................. 16 
Bảng 4.3. So sánh năng lượng mặt trời ở Việt Nam với một số nước nhiệt đới có
công nghiệp sấy gỗ ứng dụng năng lượng mặt trời phát triển. ................................... 16 
Bảng 4.4. Một số tính chất vật lý của gỗ Bạch đàn. .................................................. 19 
Bảng 4.5. Một số tính chất vật lý của gỗ Bạch đàn. .................................................. 20 
Bảng 4.6. Chế độ sấy gỗ Bạch đàn sử dụng lò sấy hơi nước (s = 40 mm) ................. 21 
Bảng 4.7. Một số tính chất vật lý của gỗ Sồi trắng..................................................... 24 
Bảng 4.8. Một số tính chất cơ học của gỗ Sồi trắng .................................................. 24 
Bảng 4.9. Chế độ sấy gỗ Sồi trắng sử dụng lò sấy hơi nước (s = 50 mm). ................ 25 

Bảng 4.10. Chế độ sấy gỗ Keo lai sử dụng lò sấy hơi đốt ( s = 25 mm). .................. 29 
Bảng 4.11. Chế độ sấy gỗ Chò chỉ (s = 50mm). Thời gian theo dõi 10/2 –
10/3/2012. ................................................................................................................... 31 
Bảng 4.12. Chế độ sấy gỗ Chò chỉ (s = 50mm). Thời gian theo dõi 10/2 –
5/3/2012. ..................................................................................................................... 32 
Bảng 4.13. Đánh giá kết quả lò sấy năng lượng mặt trời tại Đắk Lắk. ...................... 33 
Bảng 4.14. Chế độ

sấy gỗ Keo lai (s =25 mm). Thời gian theo dõi 10/3 –

28/3/2012..................................................................................................................... 35 
Bảng 4.15. Chế độ sấy gỗ Keo lai (s = 25 mm) bằng lò sấy hơi nước.Thời gian theo
dõi 2/4 – 12/4/2012. .................................................................................................... 36 
Bảng 4.16. Đánh giá kết quả lò sấy năng lượng mặt trời tại Kon Tum. ..................... 37 
 
 
 

viii
 


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
Chữ viết tắt

Ý nghĩa

Wa

Độ ẩm ban đầu

%

Wc

Độ ẩm gỗ sau sấy

%

Wtb

Độ ẩm thăng bằng gỗ

%

Wbh

Điểm bảo hào thớ gỗ

%

Pmax

Độ cứng

kG

W

Cấp độ ẩm gỗ

%

Dcb

Khối lượng thể tích cơ bản

g/cm3

T

Nhiệt độ

0

S

Qui cách ván

mm

KL

Khối lượng

SL

Số lượng

Ddt

Độ giãn nở theo chiều dọc thớ

%

Dtt

Độ giãn nở theo chiều tiếp tuyến

%

Dxt

Độ giãn nở theo chiều xuyên tâm

%

TDK

Cửa thoát khí

STT

Số thứ tự

GĐS

Giai đoạn sấy

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

NLMT

Năng lượng mặt trời

ix
 

Thứ nguyên

C


Chương 1
MỞ ĐẦU
 

1.1. Đặt vấn đề
 

Tốc độ phát triển về nhu cầu năng lượng của con người đang tăng rất nhanh,

trong khi đó các nguồn năng lượng hóa thạch trong tự nhiên là có hạn. Việc sử dụng
nguồn nguyên liệu này đã thải ra môi trường các loại khí độc làm ô nhiễm môi
trường mà hậu quả là góp phần làm thay đổi khí hậu, tác động xấu đến cuộc sống
hiện nay và tương lai của con người. Do vậy việc tìm kiếm và áp dụng các nguồn
năng lượng mới đặc biệt là nguồn năng lượng có sẵn trong tự nhiên là một vấn đề
cấp thiết. Nhiều nghiên cứu và ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời đã được thực

hiện và đem lại những lợi ích thiết thực.
Năng lượng mặt trời đã được sử dụng từ lâu và được ứng dụng trong lĩnh vực
nông lâm nghiệp để sấy các sản phẩm như: ngũ cốc, thực phẩm,... nhằm làm giảm
tỷ 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. Đối với gỗ
thường phải sấy trong thời gian dài có thể tới 20 ngày nhưng nhiệt độ không cao.
Do vậy, sử dụng năng lượng mặt trời để sấy gỗ là rất thích hợp và tiết kiệm được
một phần lớn năng lượng.
Hiện nay, trình độ khoa học kỹ thuật ngày càng có những bước tiến vượt bậc.
Nhiều nước phát triển trên thế giới đã và đang có những bước tiến đột phá quan
trọng trong việc thử nghiệm, ứng dụng lò sấy sử dụng năng lượng bức xạ mặt trời
hay pin mặt trời là phù hợp với chất lượng sấy, tiết kiệm năng lượng, nhân công, chi
phí sấy. Có thể nói tìm hay ứng dụng những phương pháp sấy tiến bộ hơn để sấy gỗ
là hướng tiếp cận đem lại hiệu quả trong việc rút ngắn thời gian. Nhận thức được
tầm quan trọng, ý nghĩa của quá trình nêu trên và được sự phân công của Khoa Lâm

1
 


nghiệp, đề tài “Khảo sát và đánh giá hiệu quả lò sấy sử dụng năng lượng mặt
trời trong sấy gỗ” đã được thực hiện.
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.2.1. Ý nghĩa khoa học
- Đề tài trình bày các vấn đề cốt yếu về ứng dụng năng lượng mặt trời trong sấy gỗ.
- Khảo sát lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời phù hợp với điều kiện khí hậu,
trang thiết bị để lắp đặt tại Tây Nguyên.
- Đánh giá việc ứng dụng năng lượng mặt trời trong sấy gỗ.
1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Có thể triển khai lắp đặt lò sấy năng lượng mặt trời tại các doanh nghiệp chế

biến gỗ ở Tây Nguyên và miền đông Nam bộ, nơi đáp ứng được yêu cầu về nhiệt
độ, độ ẩm tương đối, độ ẩm thăng bằng của gỗ, bức xạ nhiệt từ mặt trời.
1.3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
1.3.1. Phạm vi nghiên cứu
Khảo sát một số loại lò sấy và một số loại gỗ thích hợp với lò sấy sử dụng
năng lượng mặt trời tại Tây Nguyên; đánh giá hiệu quả mức độ tiết kiệm năng
lượng của lò sấy năng lượng mặt trời so với các dạng lò sấy hơi nước.
1.3.2. Đối tượng nghiên cứu
Quy trình sấy một số loại gỗ rừng trồng bằng lò sấy năng lượng mặt trời
đang được triển khai lắp đặt tại khu vực Tây Nguyên. Mở rộng nguồn nguyên
liệu gỗ khác: gỗ tự nhiên hoặc gỗ nhập khẩu.

 
 
 
 

2
 


Chương 2
TỔNG QUAN
 

2.1. Tổng quan về các phương pháp sấy gỗ
Trong ngành chế biến gỗ trên thế giới cũng như ở Việt Nam, công nghệ sấy
gỗ là khâu quan trọng trong dây chuyền sản xuất đồ gỗ và đồ nội thất bằng gỗ. Một
số phương pháp sấy gỗ phổ biến ở nước ta thường sử dụng như sau:
2.1.1. Hong phơi

Hong phơi là một phương pháp sấy đơn giản nhất, ít tốn kém nhất và được sử
dụng rộng rãi, kể cả trong sản xuất công nghiệp. Ở hầu hết các nước, hong phơi tự
nhiên được sử dụng như là một phương pháp sấy sơ bộ, nhằm giảm độ ẩm gỗ trước
khi đưa vào sấy công nghiệp, góp phần giảm thời gian sấy, tiết kiệm được năng
lượng và nâng cao hiệu quả sấy.
2.1.2. Sấy hơi nước quá nhiệt
Là phương pháp sử dụng trực tiếp hơi nước quá nhiệt làm môi trường sấy và
được áp dụng ngày càng nhiều trong sấy gỗ xẻ. So với sấy trong môi trường không
khí thì sấy trong môi trường hơi nước nóng quá nhiệt, thời gian sấy sẽ rút ngắn hơn
một cách đáng kể (khoảng 6:1 so với phương pháp sấy truyền thống). Phương pháp
sấy này rất phù hợp cho sấy gỗ lá kim và các loại gỗ tạp lá rộng, đặc điểm là nhiệt
độ sấy luôn luôn lớn hơn 100oC.
2.1.3. Sấy qui chuẩn
Sấy qui chuẩn còn được gọi là sấy gián tiếp trong môi trường không khí, là
phương pháp sấy gỗ được gia nhiệt thông qua môi trường sấy, tức là nguồn nhiệt sẽ
cấp nhiệt cho môi trường sấy và gỗ nằm trong môi trường sấy ấy sẽ nóng lên thông

3
 


qua quá trình truyền nhiệt và nước trong gỗ sẽ bay hơi và làm cho gỗ khô dần đi.
Môi trường sấy ở đây chủ yếu là không khí.
2.1.4. Sấy chân không
Được dùng để sấy các loại gỗ khô chậm và khó sấy, nhằm rút ngắn thời gian
sấy và cải thiện chất lượng gỗ sấy.
Nguyên lý cơ bản của phương pháp sấy chân không là sự phụ thuộc điểm sôi
của nước vào áp suất. Nếu làm giảm áp suất trong một thiết bị chân không xuống
đến áp suất mà ở đó nước trong gỗ bắt đầu sôi và bốc hơi, sẽ tạo theo tiết diện
ngang của ván sấy một chênh lệch áp suất và qua đó hình thành nên một dòng ẩm

chuyển động theo hướng từ bên trong gỗ ra ngoài.
2.1.5. Sấy cao tần
Sấy gỗ trong từ trường điện xoay chiều có tần số cao gọi là sấy cao tần.
Trong phương pháp sấy này thì gỗ ướt là một chất điện môi nằm giữa 2 tấm bản
cực. Các tấm bản cực này đóng vai trò chuyển tải sóng điện từ cao tần. Tần số nằm
trong khoảng từ 3 đến 50MHz. Và tần số được sử dụng phổ biến nhất là 27,12
MHz.
Điểm đặc biệt của nguyên lý sấy này là ở vị trí nào gỗ có ẩm độ cao hơn sẽ
sinh ra nhiệt năng nhiều hơn, làm cho dòng ẩm và nhiệt, kéo theo là dòng áp suất
hơi nước luôn cùng chiều giảm dần từ trong lõi ra bề mặt gỗ sấy. Việc tận dụng triệt
để cả ba động lực sấy đã thúc đẩy quá trình khô của gỗ nhanh chóng hơn. Tuy vậy,
thiết bị phức tạp, giá thành thiết bị cao, đòi hỏi áp dụng các biện pháp đặc biệt về an
toàn lao động, chi phí năng lượng điện thậm chí còn cao hơn so với sấy quy chuẩn
do hiệu suất của máy biến tần thấp…là những hạn chế khiến phương pháp sấy này
chưa được ứng dụng phổ biến trong sấy gỗ.
 Một phương pháp sấy khác đã được tìm ra và ứng dụng rộng rãi ở nhiều
quốc gia từ những năm 60 của thế kỷ XX đó là phương pháp sấy bằng năng lượng
mặt trời. Đây là phương pháp có ý nghĩa lớn trong việc tận dụng hiệu quả nguồn
lăng lượng từ thiên nhiên, với nguyên lý tập trung các năng lượng bức xạ mặt trời
để tạo ra nhiệt lượng cung cấp cho lò sấy. Ngoài ra, phương pháp này còn góp phần

4
 


giảm ô nhiễm môi trường do không sử dụng các nguồn nguyên liệu từ than đá,
củi,...
2.2. Một vài ứng dụng độc đáo từ năng lượng mặt trời
Trong cuộc chạy đua tìm kiếm những nguồn năng lượng mới nhằm thay thế
cho nguồn năng lượng đang dần cạn kiệt trên trái đất, giới khoa học đã tìm mọi cách

tận dụng nguồn năng lượng vô tận từ vũ trụ, mà đặc biệt là năng lượng mặt
trời.Trong tương lai, đây có thể sẽ là nguồn năng lượng của nhiều thiết bị di động
chẳng hạn như: máy tính xách tay, điện thoại di động, camera, ipod hay thậm chí cả
người máy. Những thiết bị này có thể được đem đi khắp nơi mà người sử dụng
không cần phải lo lắng đến việc chúng bị hết pin hay phải tìm cách sạc năng lượng
thường xuyên để duy trì hoạt động bởi năng lượng mặt trời luôn được tìm thấy khắp
mọi nơi.
 Trạm xe buýt chiếu sáng tự động
Ý tưởng này bắt đầu được đưa 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, còn cài đặt thêm hệ thống cho
phép người đợi xe kết nối wifi và sử dụng điện thoại truy cập Internet miễn phí
trong lúc chờ đợi.
 Những ngôi nhà tí hon ứng dụng công nghệ tích trữ năng lượng mặt
trời
Thực chất đó là những chiếc lều phục
vụ những người đi picnic với hình dáng giống
như quả cam. Đây là sản phẩm của Tập đoàn
Kaleidoscope - Mỹ, được dùng cho những
người yêu thích hoạt động du lịch và cắm trại.
Khi đó, những chiếc lều với thiết bị chiếu sáng

5
 


và thiết bị sưởi ấm sử dụng năng lượng mặt trời này sẽ là nơi để các vị khách du
lịch dừng chân nghỉ ngơi. Ngoài ra, căn lều còn được trang bị nhiều tiện nghi độc

đáo khác.
 Siêu ôtô chạy bằng năng lượng mặt trời
Là sản phẩm của các nhà sản xuất ôtô
Thụy Sĩ từng được trưng bày trong triển lãm xe
ôtô tại Geneva. Chiếc ôtô này được phủ bởi
một lớp film quang điện mỏng cho phép hấp
thụ năng lượng 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 lượng trong một thời
gian ngắn, song loại xe được đánh giá là thân thiện với môi trường này đang được
các nhà khoa học tại nhiều quốc gia trên thế giới nghiên cứu phát triển.
2.3. Điều kiện khí hậu ở Việt Nam
Việt Nam nằm ở cực đông của bán đảo trung ấn ở Đông Nam Á. Việt Nam
có đường biên giới với Trung Quốc ở phía bắc, với Lào ở phía tây bắc, Cambodia
ở phía tây nam, và có biển đông ở phía đông.
Việt Nam nằm ở vĩ độ 16010’vĩ độ Bắc và 107050’ kinh độ Đông. Với vị trí
địa lí này, Việt Nam có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, nhiệt độ cao, với gió mùa giữa
các tháng 5 tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4. Việt Nam là nước nhiệt
đới có tìm năng bức xạ mặt trời vào loại cao trên thế giới nhưng phân bố không đều.
Khu vực phía nam từ Đà Nẵng trở vào có số giờ nắng từ 2200 đến 2600 giờ
nắng/năm; từ 1100 đến 1400 KWh/m2.năm. Khu vực phía Nam hầu như có nắng
quanh năm nên sử dụng năng lượng mặt trời rất có hiệu quả, còn khu vực phía Bắc
về mùa đông có một số ngày nắng nên trong những ngày này các thiết bị sử dụng
năng lượng mặt trời nên có những thiết bị thay thế.
Hai thành phố chính ở Việt Nam là Hà Nội và Tp. Hồ Chí Minh. Vị trí địa lý
của Hà Nội ở 2102’ vĩ độ Bắc và 105051’ kinh độ Đông; Tp. Hồ Chí Minh ở 10046’
vĩ độ Bắc và 106043’ kinh độ Đông. Độ ẩm thăng bằng trung bình của hai thành phố

6
 

vào khoảng 15% ( biến động vào khoảng 11,5% đến 18,1 %). Do vậy, giả sử nhiệt
độ bên trong lò sấy sử dụng năng lượng mặt trời được tăng lên như được trình bày
trong các ấn phẩm hiện tại (từ 15°C đến 20°C), năng lượng mặt trời có thể là
phương pháp hữu hiệu để sấy gỗ xuống độ ẩm 12% mà không cần phải có năng
lượng thay thế.
Một địa điểm khác có nhiệt độ khá cao là Đăk Lắk. Tỉnh Đắk Lắk nằm ở khu
vực Tây Nguyên của Việt Nam có tọa độ địa lý là từ vĩ độ 11030’ tới 13025’ Bắc,
kinh độ từ 107030’ tới 109030’ kinh độ Đông.
Với vị trí địa lí và khí hậu được nêu trên, Việt Nam là nơi có điều kiện lý
tưởng để triển khai và lắp đặt hệ thống lò sấy sử dụng bức xạ từ năng lượng mặt
trời.
2.4. Tổng quan về tình hình sử dụng năng lượng mặt trời tại Việt Nam
Năng lượng mặt trời có những ưu điểm như: sạch, chi phí nhiên liệu và bảo
dưỡng thấp, an toàn cho người sử dụng… Đồng thời, phát triển ngành công nghiệp
sản xuất pin mặt trời sẽ góp phần thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch, giảm
phát khí thải nhà kính, bảo vệ môi trường. Vì thế, đây được coi là nguồn năng lượng
quý giá, có thể thay thế những dạng năng lượng cũ đang ngày càng cạn kiệt.
Trải dài từ vĩ độ 16° 10’ vĩ độ Bắc và 107° 50’ kinh độ Đông, Việt Nam nằm
trong khu vực có cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao. Do đó, Việt Nam được
cung cấp nguồn năng lượng tái tạo vô cùng lớn, đặc biệt là năng lượng mặt trời.
Năm 1990, Phân viện Vật lý TP Hồ Chí Minh đã triển khai các sản phẩm từ
điện mặt trời. Tại một số huyện như: Bình Chánh, Cần Giờ, Củ Chi, điện mặt trời
được sử dụng khá nhiều trong một số nhà văn hoá, bệnh viện…
Năm 1995, hơn 180 nhà dân và một số công trình công cộng tại buôn Chăm,
xã Eahsol, huyện Eahleo tỉnh Đắk Lắk đã sử dụng điện mặt trời.
Viện Năng lượng (EVN) và Trung tâm Năng lượng mới (ĐH Bách khoa HN)
triển khai ứng dụng pin mặt trời cung cấp điện cho hộ gia đình và các trạm biên
phòng ở đảo Cô Tô (Quảng Ninh), dự án hoàn thành vào 11/2002.

7
 


Từ năm 2000 – 2005, Trung tâm Nghiên cứu thiết bị áp lực và năng lượng
mới (ĐH Đà Nẵng) và Tổ chức phục vụ năng lượng mặt trời triển khai Dự án “Bếp
năng lượng mặt trời” cho các hộ dân tại làng Bình Kỳ 2, Phường Hòa Quý, Quận
Ngũ Hành Sơn (Đà Nẵng).
Hiện nước ta có hơn 3.000 hộ dân vùng sâu, vùng xa được điện khí hóa bằng
hệ điện mặt trời, 8.500 hộ sử dụng điện mặt trời qua các trạm sạc ắc quy…
Gần đây, dự án phát điện ghép giữa pin mặt trời và thuỷ điện nhỏ, công suất
125 kW được lắp đặt tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai.
Ở khu vực miền núi, vùng sâu vùng xa tại Việt Nam được áp dụng rộng rãi
về các thiết bị ứng dụng NLMT hơn ở các khu vực đô thị, thành phố vì những khu
vực này là nơi có diện tích thuận lợi nhất để lắp đặt các thiết bị NLMT. Hơn
nữa, chi phí cho việc truyền tải năng lượng điện tới những khu vực vùng sâu, vùng
xa rất tốn kém. Việc lắp đặt các thiết bị NLMT ở những khu vực nông thôn tuy chi
phí bước đầu cũng khá cao nhưng có thể tận dụng tuyệt đối được lợi thế của vùng
và đảm bảo lợi ích của hộ gia đình về sau này vì khả năng tiết kiệm tuyệt đối.
Theo các nhà khoa học, nếu phát triển tốt điện mặt trời sẽ góp phần đẩy
nhanh Chương trình điện khí hóa nông thôn (dự kiến đến năm 2020, cung cấp điện
cho toàn bộ 100% hộ dân nông thôn, miền núi, hải đảo…)

8
 


2.5. Ứng dụng năng lượng mặt trời trong sấy gỗ
Công nghệ sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời đã được nghiên cứu và triển

khai ứng dụng vào thực tế ở nhiều nước trên thế giới và chủ yếu ở hai dạng chính:
dạng hiệu ứng nhà kính (Greenhouse) và dạng sử dụng các thiết bị đun nước nóng
(solar collectors).
Việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời
được tiến hành ở nhiều quốc gia từ những năm 60 của thế kỷ XX. Trong đó, các
hướng nghiên cứu sử dụng năng lượng mặt trời chủ yếu là làm giảm thời gian sấy;
tiết kiệm năng lượng; tiết kiệm nhân công trực lò và đốt lò; nâng cao chất lượng gỗ
sấy; giảm thấp độ ẩm của gỗ,...
2.5.1. Trên thế giới
 Lò sấy năng lượng mặt trời được hoạt động ở nhiều nước trên thế giới kể từ
thập niên 1960.
Nghiên cứu và phát triển lò sấy gỗ năng lượng mặt trời bắt đầu tại viện
nghiên cứu rừng ở Dehra Dun, Ấn Độ và tại Madison, Wisconsin, USA. Viện
nghiên cứu lâm nghiệp New Zealand ở Rotorua có một chương trình nghiên cứu sấy
bằng năng lượng mặt trời được hoạt động trong nhiều năm ở những năm đầu thập
niên 80.
Viện nghiên cứu rừng Bangladesh cũng có chương trình nghiên cứu trong
những khu vực có sấy năng lượng mặt trời trong những năm 1990.
Năm 1961, nghiên cứu đầu tiên việc sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời
được thực hiện tại phòng thí nghiệm chế biến gỗ ở Madison,Wisconsin, Mỹ bởi
Johnson và tại Viện Lâm nghiệp ở Dehra Dun, miền Bắc Ấn Độ bởi Rehman và
Chawla. Các lò sấy này có kết cấu bằng khung gỗ và được bao bọc bởi các tấm vật
liệu trong suốt hoặc mờ như nhựa, thủy tinh. Kết quả so với sấy bằng không khí thì
gỗ sấy bằng lò sấy năng lượng mặt trời ít khuyết tật hơn, thời gian sấy ngắn hơn và
độ ẩm thu được thấp hơn.

9
 

Năm 1962 lò sấy năng lượng mặt trời dạng Greenhouse được nghiên cứu và
xây dựng tại phòng thí nghiệm chế biến gỗ ở Madison và tiến hành sấy thử trên gỗ
Sồi.
Năm 1985, Gough nghiên cứu thiết kế lò sấy năng lượng mặt trời sử dụng
các tấm vật liệu polycarbonate với mục tiêu cung cấp giải pháp sấy hiệu quả, rẻ tiền
cho các xưởng xẻ và các cơ sở sản xuất đồ mộc tại Brisbane, Queensland. Một lò
sấy tương tự được xây dựng ở Fiji và vẫn hoạt động cho tới ngày nay.
Các kết quả nghiên cứu sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời của một số nhà
nghiên cứu như Taylor and Weir (1984), Chen and Helton (1989), Haque and
Langrish (2003) đã thu được kết quả tốt với thời gian sấy ngắn hơn so với sấy bằng
không khí khô, độ ẩm gỗ thu được thấp và chi phí vận hành thấp.
Năm 1984, tại Veracruz - Mêxico, Martinez đã nghiên cứu và lắp đặt lò sấy
sử dụng nhiệt thu được từ các thiết bị đun nước nóng năng lượng mặt trời (solar
collectors) để sấy gỗ Thông. Kết quả thu được sau 21 ngày độ ẩm của gỗ thông
giảm từ 83% xuống còn 13%.
Năm 1990, tại Madrid -Tây Ban Nha, Alvarez Noves và Fernandez Golfil
Seco, đã thử nghiệm sấy gỗ bằng năng lượng mặt trời và so sánh với sấy gỗ thông
thường bằng không khí khô, kết quả cũng cho thấy sấy gỗ bằng năng lượng mặt trời
có chi phí thấp hơn và chất lượng cao hơn.
Năm 2004, tại Ai Cập, một số lò sấy gỗ dạng semi – Greenhouse (sử dụng
năng lượng một nửa là từ hiệu ứng nhà kính) được thiết kế và xây dựng để sấy gỗ
Phi lao. So với sấy gỗ bằng không khí khô cho kết quả về thời gian, độ ẩm tốt hơn.
Cho tới nay đã có rất nhiều nghiên cứu sử dụng năng lượng mặt trời ở khắp
các nước trên thế giới. Nhiều nhất là ở các nước nhiệt đới như Châu Á, Châu Phi,
Châu Mỹ, Châu Úc, Sri Lanka, India và Indonesia.

10
 

2.5.2. Ở Việt Nam
Ứng dụng năng lượng mặt trời trong các lĩnh vực sấy nông sản ( cà phê, lúa,
đậu,…), trong thực phẩm (cá, tôm,…),…đã được ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên cho
tới nay ở Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy gỗ sử dụng năng
lượng mặt trời vẫn còn hạn chế.
Năm 2007, tại Công ty Lâm trường M’Drak ở Đắk Lắk lắp đặt lò sấy gỗ sử
dụng năng lượng bức xạ ánh sáng mặt trời (Greenhouse) với thiết bị nhập từ Đức.
Lò sấy có công suất 30m3/mẻ, gia nhiệt phụ trợ bằng nồi nước nóng. Lò sấy này so
với các lò sấy hơi nước đã tiết kiệm năng lượng đáng kể, giảm chi phí về nhân
công, chất đốt, ổn định về hình dạng và chất lượng gỗ sấy.
Năm 2009, TS. Trần Đức Sinh ở Tổng công ty lâm nghiệp Việt Nam và các
công sự đã nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời
cho một số nhà máy ở Giáp Bát, Hội An. Đây là công nghệ sấy gỗ sử dụng năng
lượng mặt trời thay thế cho lò sấy hơi nước đun bằng than, củi trước đây. Theo thiết
kế lò sấy có công suất 30 m3/mẻ, mỗi mẻ sấy tiết kiệm được 30 – 40 % chi phí sấy
bằng hơi nước).
Năm 2010 và 2011, PGS.TS Hồ Xuân Các đã nghiên cứu và đưa ra mô hình
sấy sử dụng năng lượng mặt trời: Solar kill dryer Caxe 2010 và Solar kill dryer
Caxe 2011.
Thực tế, vấn đề ứng dụng năng lượng mặt trời trong sấy gỗ ở Việt Nam chưa
có nhiều công trình nghiên cứu, kết quả ứng dụng lắp đặt vào trong chế biến gỗ còn
nhiều hạn chế. Trong giới hạn phạm vi đề tài chúng tôi bước đầu khảo sát một số
loại nguyên liệu, dạng lò sấy và đi vào đánh giá khả năng tiết kiệm năng lượng; chất
lượng gỗ sấy; chi phí sấy; an toàn trong sản xuất và bảo vệ môi trường.

11
 


Chương 3

MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
3.1. Mục tiêu và mục đích nghiên cứu
3.1.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Khảo sát nguồn nguyên liệu gỗ thích hợp với lò sấy năng lượng mặt trời.
- Đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng của lò sấy năng lượng mặt trời so với các
loại hình sấy gỗ khác.
3.2. Mục đích nghiên cứu
- Nhằm tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong sấy gỗ, đảm
bảo an toàn trong sản xuất, phòng chống cháy nổ.
- Đề xuất hướng sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên vào lĩnh vực chế biến gỗ.
3.2. Nội dung
- Thu thập và đánh giá điều kiện khí hậu ở thành phố Hồ Chí Minh, Tây Nguyên và
Hà Nội.
- Khảo sát đặc điểm, tính chất của 3 loại gỗ: Bạch đàn, Sồi, Keo lai..
- Phân tích, đánh giá hiệu quả của lò sấy năng lượng mặt trời tại khu vực Tây
Nguyên so với hiệu quả của lò sấy hơi nước.
- Đề xuất phương pháp tính toán công nghệ.
3.2. Phương pháp
3.2.1 Thu thập số liệu khí hậu
Sử dụng 3 yếu tố khí hậu trong điều tra: giá trị trung bình hàng tháng về
bức xạ mặt trời, độ ẩm tuyệt đối, và nhiệt độ. Gần đây, các thông tin này ở
trang web của năng lượng mặt trời và khí tượng học của NASA, đơn giản bằng
cách nhập kinh độ và vĩ độ cho các khu vực cụ thể.

12
 


3.2.2 Kế thừa kết quả từ các công trình nghiên cứu
Tham khảo nguồn thông tin từ các sách báo, tài liệu khoa học và báo mạng để

chọn lọc một số vấn đề cần thiết cho nội dung được đưa ra như: điều kiện khí hậu,
nguyên liệu gỗ, các phương thức sấy gỗ trong công nghiệp,...
3.2.3 Phương pháp khảo sát
- Khảo sát các dạng lò sấy bằng năng lượng mặt trời đã và đang sử dụng (cấu
tạo, nguyên vật liệu xây lò, nguyên lý hoạt động, công suất, kết quả độ ẩm gỗ sau
sấy,...)
- Khảo sát một số loại gỗ liên quan đến sấy NLMT (đặc điểm hình thái, cấu
tạo thô đại và hiển vi, tính chất vật lý và cơ học).
- Khảo sát một số quy trình sấy gỗ NLMT và các loại lò sấy gỗ khác.

13
 


Chương 4
KẾT QUẢ - THẢO LUẬN
 

4.1. Thu thập và đánh giá điều kiện khí hậu ở Việt Nam
Kết quả về nhiệt độ, độ ẩm, độ ẩm tương đối và độ ẩm thăng bằng của các
khu vực khảo sát được thể hiện qua bảng 4.1.
Bảng 4.1. Nhiệt độ trung bình hàng tháng, độ ẩm và độ ẩm thăng bằng ở Hà Nội,
TP.Hồ Chí Minh và Đắk Lắk năm 2011.
 

Vị trí

Hà Nội

Tháng

0

Nhiệt độ ( C)

đối (%)

Độ ẩm thăng
bằng của gỗ
(%)

1

12.4

77.0

15.3

2

14.7

78.5

15.7

3

17.2

78.2

15.5

4

22.2

81.3

16.4

5

23.9

81.3

16.3

6

24.7

80.9

16.1

7

24.3

81.8

16.5

8

24.1

81.7

16.5

9

22.6

79.9

15.9

10

18.9

76.6

15.0

11

15.0

72.9

14.0

12

11.6

72.4

14.0

14
 

Độ ẩm tương


Hồ Chí Minh

Đắk Lắk

1

28.3

63.9

11.5

2

26.9

64.9

11.6

3

30.8

67.4

12.1

4

30.7

74.8

13.9

5

29.6

82.5

16.5

6

28.4

85.4

17.8

7

28.0

85.7

17.9

8

27.8

85.5

17.8

9

27.9

86.0

18.1

10

28.1

84.1

17.2

11

27.2

78.2

15.1

12

27.2

68.8

12.6

1

30.4

54.5

9.7

2

32.5

54.3

9.6

3

33.0

60.7

10.6

4

30.6

76.6

14.4

5

29.3

83.2

16.8

6

28.2

85.0

17.6

7

27.9

85.0

17.6

8

27.6

84.9

17.6

9

27.7

85.6

17.9

10

27.6

82.2

16.5

11

27.0

74.7

14.1

12

27.7

62.6

11.2

Nguồn: NASA Surface Meteorology and Solar Energy – Available Table
Năng lượng ánh sáng mặt trời thu được tại 3 khu vực của Việt Nam được
trình bày ở bảng 2.2.

15