Năng lượng mặt trời Lý thuyết và Ứng dụng - Chương 4.2

4.2. BÃÚP NÁÚU DNG NÀNG LỈÅÜNG MÀÛT TRÅÌI
Ngun tàõc sỉí dủng nàng lỉåüng màût tråìi âãø náúu thỉïc àn â âỉåüc
con ngỉåìi sỉí dủng tỉì ráút láu. Cạc cäng nghãû lm bãúp dng nàng lỉåüng
màût tråìi â cọ nhỉỵng thay âäøi v phạt triãøn. Hiãûn nay bãúp âỉåüc sỉí
dủng phäø bióỳn dổồùi 2 loaỷi õoù laỡ bóỳp hỗnh họỹp vaỡ bãúp Parabän.
Bãúp nàng lỉåüng màût tråìi âỉåüc ỉïng dủng ráút räüng ri åí cạc nỉåïc
nhiãưu nàng lỉång màût tråìi, khan hiãúm ci âäút, giạ thnh nhiãn liãûu cao
nhỉ cạc nỉåïc åí Cháu Phi, cạc khu vỉûc vng sáu vng xa ca cạc nỉåïc
âang phạt triãøn. Hiãûn nay Bãúp nàng lỉåüng màût tråìi cn âỉåüc sỉí dủng
ngy cng nhiãưu âäúi våïi cạc ngỉ dán v khạch du lëch.
ÅÍ Viãût Nam bãúp nàng lỉåüng màût tråìi cng â âỉåüc sỉí dủng khạ
phäø biãún. Nàm 2000, Trung tám Nghiãn cỉïu thiãút bë ạp lỉûc v nàng
lỉåüng måïi thüc trỉåìng Âải hc Bạch khoa - Âải hc  Nàơng â phäúi
håüp våïi cạc täø chỉïc tỉì thiãûn H Lan triãøn khai dỉû ạn (30.000
USD/nàm) âỉa bãúp nàng lỉåüng màût tråìi vo sỉí dủng åí cạc vng näng
thän ca tènh Qung Nam, Qung Ngi, Ninh Thûn. Dỉû ạn â phạt
triãøn ráút täút v ngy cng âỉåüc âäng âo ngỉåìi dán ng häü. Hiãûn nay
dỉû ạn õaợ cung cỏỳp õổồỹc trón 1000 bóỳp hỗnh họỹp vaỡ trãn 200 bãúp
Parabän cho nhỉỵng ngỉåìi dán ngho näng thän.
4.2.1. Bóỳp hỗnh họỹp
Nguyón lyù cỏỳu taỷo bóỳp
Bóỳp nỏỳu hỗnh họỹp coù nguyón lyù cỏỳu taỷo nhổ hỗnh 4.24. Họỹp baớo
vóỷ (1) âỉåüc lm bàịng gäù (cọ thãø lm bàịng tän), tióỳt dióỷn ngang coù thóứ
hỗnh vuọng hoỷc hỗnh troỡn. Mỷt phn xả bãn trong (2) âỉåüc lm bàịng
kim loải (nhäm, thẹp tràõng hồûc Inox), âạnh bọng nhàơn âãø cọ âäü phn
xả cao. Biãn dảng ca màût phn xả l täø hồỹp cuớa caùc mỷt Parabola troỡn
xoay nhổ hỗnh veợ õóứ cọ thãø nháûn ạnh sạng tỉì màût tråìi v tỉì gỉång phn
xả (5).

87

5
4
6
1

2

3
7

12345678-

Häüp bo vãû bãn ngoi
Màût phn xả bãn trong
Näưi chỉïa thỉïc àn
Táúm kênh trong
Gỉång phn xả
Trủc xoay
Váût liãûu cạch nhiệt
Đế t ni

8

Hỗnh 4.24. Nguyón lyù cỏỳu taỷo bóỳp.
Nọửi chổùa thổùc n (3) laỡ nọửi nỏỳu bỗnh thổồỡng bón ngoaỡi õổồỹc
sồn mu âen (chn loải sån cọ âäü háúp thủ cao) âãø cọ thãø háúp thu ạnh
sạng täút, dung têch ca näưi tu thüc vo kêch thỉåïc ca bãúp v tu
thüc vo thåìi gian chụng ta cáưn náúu chên thỉïc àn. Táúm kênh trong (4)
l táúm kênh cọ âäü trong sút cao âãø cọ thãø cho ạnh sạng xun qua täút,

thỉåìng âỉåüc chãú tảo bàịng táúm kênh trong cọ chiãưu dy 2÷3mm, táúm
kênh ny cọ tạc dủng tảo “läưng kênh” v gim täøn tháút nhiãût khi náúu.
Gỉång phn xả (5) l táúm gỉång cọ âäü phn xả ạnh sạng cao, gỉång
cọ thãø xoay quanh trủc xoay (6) âãø hỉåïng chm tia sạng phn xả tỉì
gỉång vo näưi, phêa sau táúm gỉång cọ táúm bo vãû v cng l nàõp âáûy
ca bãúp khi khäng sỉí dủng. Låïp váût liãûu cạch nhiãût (7) l bäng thu
tinh cạch nhiãût (hồûc cọ thãø dng báút k váût liãûu cạch nhiãût no nhỉ
råm rả ... tháûm chê âãø khäng chè cọ khäng khê nhỉng phi kên) nhàịm
gim máút mạt nhiãût khi náúu. Âãú âàût näưi (8) nhàịm mủc âêch ngàn cạch

88


giỉỵa näưi v cạc bäü pháûn khạc ca bãúp âãø gim máút mạt nhiãût khi náúu,
nãn âãú âàût näưi cọ thãø l mäüt táúm bäng thu tinh dảng ẹp cỉïng, tỏỳm
Aming hoỷc bỏỳt kyỡ vỏỷt lióỷu gỗ nhổng chởu õổồỹc nhiãût âäü (âãún 400oC)
v cạch nhiãût.
Chãú tảo bãúp
Âãø chãú tảo õổồỹc bóỳp coù hióỷu suỏỳt cao thỗ phaới choỹn vỏỷt liãûu v chãú
tảo âụng nhỉ trãn. Theo kãút qu tênh toạn våïi bãúp náúu âỉåüc thiãút kãú cọ
kêch thỉåïc nhỉ hỗnh 4.25 vaỡ õổồỹc chóỳ taỷo bũng caùc vỏỷt lióỷu nhỉ hỉåïng
dáùn åí mủc trãn, våïi cỉåìng âäü bỉïc xả màût tråìi tải  Nàơng lục 11h
(940W/m2) âãø náúu säi 10 lêt nỉåïc (tỉì nhiãût âäü 25oC). Ta cọ quan hãû
giỉỵa d2 (âỉåìng kênh miãûng ca màût phn xả bãn trong) vaỡ thồỡi gian
cỏửn thióỳt cho quaù trỗnh nỏỳu () nhổ õọử thở trón hỗnh 4.26.

A-A
a

70

A

d2
a

A
0.25m
0.2m

H
a

Hỡnh 4.25. Kớch thc cu to bp.
Dổỷa vaỡo õọử thở trón hỗnh 4.26 thỗ ta cọ thãø tênh âỉåüc âỉåìng kênh d2 ca
bãúp cáưn thiãút âãø ta cọ thãø náúu säi 10lêt nỉåïc trong thåìi gian yãu cáöu.

89


5.103076

6

Đờng kính mặt thu [m]

5
4
d2

3

2
1

0.455195

0
100

2000

4000

6000

8000



4
1 10
4
1 . 10

Thời gian [s]

Hỗnh 4.26. ọử thở quan hóỷ d2()

Vờ duỷ: Theo õọử thở hỗnh 4.26
thỗ muọỳn nỏỳu sọi 10lờt nổồùc
(coù nhióỷt õọỹ 25oC ) trong

thồỡi gian 1h (3600 giỏy), thỗ
ta cỏửn phaới chãú tảo bãúp våïi
âỉåìng kênh d2=0,8m
Âãø âån gin trong
viãûc chãú tảo v gim giạ
thnh, trong thỉûc tãú chụng ta
hon ton coù thóứ tổỷ chóỳ taỷo
cho mỗnh mọỹt bóỳp nng
lổồỹng mỷt tråìi bàịng cạc thiãút
bë v váût liãûu sàơn cọ nhỉ hỗnh
4.27.

Hỡnh 4.27. Bp nu thc t.
90


Våïi bãúp ny häüp bo vãû bãn ngoi âỉåüc lm bàịng gäù. Màût phn xả
bãn trong âỉåüc dng l cại cháûu nhäm (kêch thỉåïc nh hay to tu
theo u cáưu) nãn chn nhỉỵng loải cháûu nhäm ngỉåìi ta â chãú tảo sàơn
våïi âäü bọng ca màût trong cao. Näưi chỉïa thỉïc àn l näúi náúu bàịng
nhäm bãn ngoi sån õen (duỡng loaỷi bỗnh xởt sồn õen nhaùm). Tỏỳm kờnh
trong dỉåüc dng l loải kênh trong dy 2,5mm (chụ khi làõp cáưn cọ
låïp rồng âãûm âãø ngàn cạch giỉỵa màût phn xả bãn trong v táúm kênh
âãø trạnh bë våỵ khi náúu). Gỉång phn xả âỉåüc chãú tảo bàịng táúm thẹp
tràõng â âỉåüc âạnh bọng sàơn dy 0,8mm. Gỉång cọ thãø gáûp vo gáûp ra
v âỉåüc âåỵ bàịng 2 thanh ci hai bãn. Låïp váût liãûu cạch nhiãût âỉåüc
dng l råm rả. Âãú âàût näưi âỉåüc dng l táúm Aming daỡy 2mm.
Sổớ duỷng bóỳp
Vồùi loaỷi bóỳp nỏỳu
hỗnh họỹp thổồỡng âỉåüc

dng âãø náúu nỉåïc, cåm
hồûc thỉïc àn cáưn nhiãût
âäü dỉåïi 120oC nhổ nỏỳu
canh, luọỹc rau ...
Trổồùc luùc nỏỳu thỗ
chuùng ta phi chøn bë
thỉïc àn trỉåïc cho vo
näưi v âáûy nàõp laỷi, õỷt
nọửi vaỡo trong bóỳp trón
õóỳ õỷt nọửi, õỏỷy hóỷ
Hỗnh 4.28. Thao tạc lục náúu
thäúng táúm kênh trong gỉång phn xả lãn trãn
(cháûu nhäm), dëch chuøn bãúp v âiãưu chènh gọc nghiãng ca gỉång
phn xả sao cho näưi cọ thãø nháûn âỉåüc nhiãưu ạnh sạng nháút. Tu theo
kêch thỉåïc ca bãúp v dung lỉåüng thỉïc àn trong näưi m sau thåìi gian
91


khoaớng 60ữ90 phuùt
cồm hoỷc thổùc seợ
chờn. Trong quaù
trỗnh nỏỳu nóỳu coù
thồỡi gian thỗ tọỳt
nhỏỳt laỡ sau khoaớng
15 phuùt chuùng ta
nón xó dởch bóỳp õóứ
coù thóứ nhỏỷn õổồỹc
aùnh saùng nhióửu
nhỏỳt thỗ thồỡi gian
nỏỳu seợ nhanh hồn.

Hỗnh 4.29. Trióứn khai ổùng duỷng Bãúp
4.2.2 Bãúp Parabän
Ngun l cáúu tảo bãúp
3
4
2
1

5

6

12345-

Âãú âàût näưi
Näưi chỉïa thỉïc àn
Màût phn xả
Khung âåỵ
Thanh chọng âiãưu
chènh
6- Hãû thống chân

Hỗnh 4.30. Nguyón lyù cỏỳu taỷo
ỳ

92


Bóỳp nỏỳu Parabọn coù nguyón lyù cỏỳu taỷo nhổ hỗnh 4.30. Âãú âàût
näưi (1) lm bàịng khung kim loải dáùn nhiãût täút, âãú âỉåüc gàõn våïi hãû

thäúng chán âåỵ (nhỉng cạch nhiãût våïi hãû thäúng chán âåỵ), âãú âàût näưi cọ
thãø âỉåüc âỉa vo âỉa ra v âỉa lãn âỉa xúng khi tám ca bãúp. Näưi
chỉïa thỉïc àn (2) l nọửi nỏỳu bỗnh thổồỡng bón ngoaỡi õổồỹc sồn maỡu õen
(choỹn loải sån cọ âäü háúp thủ cao) âãø cọ thãø háúp thủ ạnh sạng täút, khi
cáưn nỉåïng (thët, cạ... ) thỗ coù thóứ thay nọửi bũng tỏỳm lổồùi Inox, dung têch
ca näưi tu thüc vo kêch thỉåïc ca bãúp v tu thüc vo thåìi gian
chụng ta cáưn náúu chên thỉïc àn. Màût phn xả (3) lm bàịng kim loải
(nhäm, thẹp tràõng hồûc Inox) âạnh bọng nhàơn âãø cọ âäü phn xả cao.
Biãn dảng ca màût phn xả l màût parabän troỡn xoay õổồỹc gaù tổỷa vaỡo
khung nhổ hỗnh veợ õóứ cọ thãø nháûn ạnh sạng tỉì màût tråìi. Khung âåỵ (4)
lm bàịng kim loải, nhỉûa hồûc gäù cọ biãn dảng l màût parabän trn
xoay âãø cọ thãø gạ màût phn xả lãn trãn khung, khung âỉåüc chãú tảo sao
cho cọ thãø thạo làõp dãù dng. Thanh chọng âiãưu chènh (5) lm bàịng kim
loải hồûc gäù cỉïng âãø âiãưu chènh cho parabän xoay quanh mäüt trủc
nàịm ngang. Hãû thäúng chán âåỵ (6) lm bàịng kim loải, nhỉûa hồûc gäù cọ
thãø dãù dng thạo gåí hồûc xãúp gn. Hãû thäúng chán âåỵ âỉåüc âàût trãn 4
bạnh xe âãø cọ thãø dãù dng di chuøn v xoay theo hỉåïng màût tråìi.
Chãú tảo bãúp
Bäü pháûn quan trng nháút ca bãúp l màût parabän phn xaỷ, nóỳu
saớn xuỏỳt haỡng loaỷt thỗ mỷt naỡy tọỳt nhỏỳt l lm bàịng nhäm v dáûp våïi
biãn dảng theo u cáưu räưi sau âọ âạnh bọng màût trong tháût nhàơn v
sạng (nhỉ gỉång). Tuy nhiãn âãø chãú tảo âỉåüc nhỉ vỏỷy thỗ cỏửn phaùi coù
caùc duỷng cuỷ vaỡ maùy moùc chun dủng.
Thỉûc tãú âãø âån gin chụng ta cọ thãø chãú tảo màût parabän phn
xả theo cạc cạch sau:

93


Màût phn xả

y

Tám näưi (tiãu âiãøm)

15

o

250.0 360.0

f
62.5

0

x

500.0
1000.0
1200.0

CHỤ :

Cọ thãø chãú tảo màût phn xả theo cạc biãn dảng khạc nhỉng
biãn dảng ca màût phn xả phi cọ dảng: y =

x2
4.f

Cạch ghẹp cạc táúm thnh màût phn xả

våïi f l toả õọỹ cuớa tióu õióứm (tỏm nọửi)

Hỗnh 4.31. Bión daỷng mỷt parabọn phaớn xaỷ.

Hỡnh 4.32. Goùc ồớ tỏm cuớa tỏỳm hỗnh quaỷt coù thóứ tổỡ 10oữ15o
Hỗnh 4.32. laỡ loaỷi bóỳp coù mỷt phaớn xaỷ gọửm caùc tỏỳm theùp trừng
hỗnh quaỷt coù chiãưu dy 0,5mm â âỉåüc âạnh bọng sàơn ghẹp våïi nhau
(goùc sao cho coù thóứ lừp gheùp caùc tỏỳm hỗnh quảt âỉåüc dãù dng. Táúm

94


phn xả cn cọ thãø âỉåüc chãú tảo tỉì cạc mnh thẹp tràõng nh (bàịng
cạch ny cọ thãø táûn dủng caùc maớnh phóỳ thaới õóứ tióỳt kióỷm) hỗnh 4.33.

Hỗnh 4.33. Loải bãúp chãú tảo tỉì cạc máøu táúm phn xả nhoí.
Âãø tiãûn låüi cho viãûc váûn chuyãøn (âi du lëch ...) chụng ta cọ thãø
chãú tảo bãúp gäưm nhiãưu mnh , nguyón lyù cừt maớnh bóỳp nhổ hỗnh 4.34
(2 maớnh). Caùch lừp gheùp caùc maớnh thaỡnh hóỷ thọỳng nhổ hỗnh 4.35.

y

y
Tám näưi (tiãu âiãøm)

360.0

250.0
180.0

180.0

62.5

0

0

x

x

843.1

500.0

1200.0
843.1

Mnh I

Mnh II

Ghẹp mnh I v mnh II

Hỗnh 4.34. Chóỳ taỷo bóỳp 2 maớnh
95

Hỗnh 4.35. Loaỷi bóỳp 2 maớnh
Phỏửn Parabọn vaỡ giaù õồợ cọ thãø thạo råìi v xãúp gn âãø thûn låüi cho
quaù trỗnh vỏỷn chuyóứn nhổ hỗnh 4.36.

Hỗnh 4.36.
Bóỳp Parabọn nhióửu
maớnh cọ thãø thạo råìi

96


Sỉí dủng bãúp
Våïi loải bãúp náúu parabän thỉåìng âỉåüc dng âãø chiãn, xo náúu
thỉïc àn âàûc biãût l dng rạn, nổồùng caùc loaỷi thổỷc phỏứm vỗ nhióỷt õọỹ taỷi
tióu õióứm coù thóứ õaỷt 300ữ400oC.
Trổồùc luùc nỏỳu thỗ chuùng ta phaới chøn bë thỉïc àn trỉåïc, cho vo
näưi v âáûy nàõp laỷi, õỷt nọửi lón trón õóỳ õỷt nọửi (hỗnh 4.37), khi muọỳn
nổồùng (thởt, caù... ) thỗ thay nọửi bũng loaỷi lổồùi Inox (hỗnh 4.38), dởch

Hỗnh 4.37. Nỏỳu thổùc n
chuyóứn hóỷ thäúng bãúp v âiãưu chènh gọc nghiãng ca cho parabän
(bàịng thanh chäúng âiãưu chènh) sao cho näưi cọ thãø nháûn õổồỹc nhióửu

Hỗnh 4.38. Nổồùng caù, thởt
97


ạnh sạng nháút. Tu theo kêch thỉåïc ca bãúp v dung lỉåüng thỉïc àn
trong näưi m sau thåìi gian khong 30ữ60phuùt thổùc n seợ chờn. Trong
quaù trỗnh nỏỳu nóỳu coù thồỡi gian thỗ tọỳt nhỏỳt sau khoaớng 15 phuùt chuùng ta

nãn xã dëch bãúp âãø cọ thãø nháûn âỉåüc ạnh saùng nhióửu nhỏỳt thỗ thồỡi gian
nỏỳu seợ nhanh hồn.
óứ tióỷn låüi cho ngỉåìi sỉí dủng, khäng phi âỉïng ngoi nàõng
trong khi laỡm bóỳp thỗ chuùng ta coù thóứ sổớ duỷng loải bãúp m cho
parabän häüi tủ âàût åí ngoi cn nọửi nỏỳu õỷt trong nhaỡ nhổ hỗnh 4.39.

Hỗnh 4.39. Parabọn âàût ngoi cn bãúp náúu âàût trong nh
Våïi loải bãúp ny nãúu chụng ta âàût thãm hãû thäúng âënh vë theo phổồng
mỷt trồỡi nổợa thỗ seợ rỏỳt thuỏỷn tióỷn, tuy nhiãn giạ thnh s cao hån.

98


Mäüt hãû thäúng náúu cåm bàịng NLMT ráút hiãûn âải, thûn låüi v ph
håüp våïi nhỉỵng bãúp náúu táûp thãø våïi säú lỉåüng ngỉåìi àn låïn âọ l hãû
Màût parabän phaớn xaỷ
ng goùp hồi

Bọỹ phỏỷn nhỏỷn nhióỷt

Hỗnh 4.40. Hóỷ thọỳng cỏỳp hồi nổồùc sổớ duỷng NLMT

Hỗnh 4.41. Hóỷ thọỳng nọửi náúu bàịng håi nỉåïc

thäúng bãúp náúu
bàịng håi nỉåïc
dng NLMT. Hãû
thäúng gäưm mäüt bäü
thu nàng lỉåüng bỉïc
xả màût tråìi âãø

cung cáúp hồi nhổ
hỗnh 4.40.
Hồi nổồùc sinh ra
õổồỹc dỏựn õóỳn bỗnh
chổùa hồi vaì cáúp
99


cho caùc nọửi nỏỳu (hỗnh 4.41). Vồùi hóỷ thọỳng naỡy ngỉåìi ta thỉåìng âàût hãû
thäúng cáúp båi åí trãn tráưn nhaỡ va dỏựn õổồỡng ọỳng hồi nổồùc xuọỳng bóỳp.

Hỗnh 4.42. Hãû thäúng cung cáúp håi cho bãúp náúu åí ÁÚn õọỹ
Hỗnh 4.42 laỡ hóỷ thọỳng gổồng phaớn xaỷ parabọn cung cáúp nhiãût cho
hãû thäúng håi nỉåïc dng náúu cåm ca mäüt bãúp àn táûp thãø åí ÁÚn âäü.

100