Thiết Kế Mô Hình Thiết Bị Chưng Cất Nước Dùng Năng Lượng Mặt Trời Và Mô Hình Bếp Năng Lượng Mặt Trời
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.6 MB, 104 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG & TNTN
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
-------o0o-------
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ MÔ HÌNH THIẾT BỊ CHƯNG CẤT NƯỚC
DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
VÀ
MÔ HÌNH BẾP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:
Lê Hoàng Việt
Nguyễn Văn Nàng
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
Nguyễn Thuận Hòa – 1070946
Nguyễn Lê Quang
– 1063682
Kỹ Thuật Môi Trường K32 & K33
Cần Thơ, 11/2010
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TNTN
Đôc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
------------o0o-----------Cần Thơ, ngày 09 tháng 08 năm 2010
PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Năm học: 2010-2011
1. Tên đề tài: Thiết kế mô hình bếp năng lượng mặt trời.
2. Họ và tên cán bộ hướng dẫn:
Th.s LÊ HOÀNG VIỆT.
3. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thuận Hòa MSSV: 1070946
Lớp: Kỹ Thuật Môi Trường Khoá: 33
4. Địa điểm thực hiệnvà thời gian thực hiện:
Địa điểm tiến hành thí nghiệm:
Phòng thí nghiệm Xử lý Nước.
Phòng thí nghiệm Hóa Kỹ Thuật Môi Trường.
Phòng thí nghiệm Xử lý Chất Thải Rắn
Thời gian thực hiện: học kỳ 1 năm 2010-2011
5. Mục đích của đề tài:
- Thiết kế bếp năng lượng mặt trời.
- Bên cạnh đề tài còn đánh giá khả năng họat động và hiệu suất của bếp.
6. Các nội dung chính và giới hạn đề tài:
- Thiết kế mô hình bếp năng lượng mặt trời.
- Tổng hợp, thống kê các số liệu từ các kết quả thí nghiệm.
7. Phương tiện và phương pháp tiến hành thí nghiệm
- Các dụng cụ tự chế, hoặc có ở địa phương để làm mô hình.
- Dùng phương tiện đi lại hằng ngày để lấy mẫu.
8. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 800.000 đồng.
DUYỆT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Th.s Lê Hoàng Việt
DUYỆT CỦA BỘ MÔN
SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ
Nguyễn Thuận Hòa
DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TNTN
Đôc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
------------o0o-----------Cần Thơ, ngày 10 tháng 08 năm 2010
PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Năm học:2010-2011
Tên đề tài: Thiết kế mô hình máy chưng cất nước năng lượng mặt trời
Họ và tên cán bộ hướng dẫn:
Th.s LÊ HOÀNG VIỆT.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Quang
MSSV: 1063682
Lớp: Kỹ Thuật Môi Trường Khoá: 32
Địa điểm thực hiệnvà thời gian thực hiện:
Địa điểm tiến hành thí nghiệm:
Phòng thí nghiệm Hóa Kỹ Thuật Môi Trường.
Phòng thí nghiệm Xử lý Chất Thải Rắn
Thời gian thực hiện: học kỳ 1 năm 2010-2011
Mục đích của đề tài:
- Thiết kế mô hình máy chưng cất nước năng lượng mặt trời
-
Bên cạnh đó đề tài còn đánh giá khả năng hoạt động và hiệu suất của
máy (khử
mặn) .
Các nội dung chính và giới hạn đề tài:
Xác định hiệu suất của máy chưng cất nước trong việc khử mặn .
Thiết kế mô hình máy chưng cất nước năng lượng mặt trời .
Nước mặt, nước nhiễm mặn sau khi đem về cho vào hệ thống và đo đạc
các số liệu đầu vào và đo bức xạ, nhiệt độ, thời gian, thời tiết.
Tổng hợp, phân tích, thống kê các số liệu từ các kết quả thí nghiệm .
Phương tiện và phương pháp tiến hành thí nghiệm
- Các dụng cụ tự chế, hoặc có ở địa phương để làm mô hình.
- Dùng phương tiện đi lại hằng ngày để vận chuyển các vật dụng trong
việc thiết kế.
Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 800.000 đồng.
DUYỆT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Th.s Lê Hoàng Việt
DUYỆT CỦA BỘ MÔN
SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ
Nguyễn Lê Quang
DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT
1
Trường Đại Học Cần Thơ
CỘNG HOÀ-XÃ HỘI-CHỦ NGHĨA-VIỆT NAM
Khoa Môi Trường & TNTN
Độc lập-Tự do- Hạnh phúc
Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường
*********
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NĂM HỌC 2009-2010
1. Tên đề tài thực hiện:
THIẾT KẾ MÔ HÌNH BẾP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
2. Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THUẬN HÒA - 1070946
Sinh viên ngành Kỹ Thuật Môi Trường
Khóa 33 lớp TC0757A1.
3. Cán bộ hướng dẫn: Ths. LÊ HOÀNG VIỆT & Ks. NGUYỄN VĂN NÀNG
4. Đặt vấn đề:
Hiện nay do tình trạng sử dụng ngày càng nhiều năng lượng hóa thạch nên tình
hình năng lượng thế giới ngày một cạn kiệt và các năng lượng hóa thạch này trong quá
trình sử dụng thải ra rất nhiều chất có ảnh hưởng xấu đến môi trường và đang đe dọa
trái đất. Trước sự khủng hoảng về năng lượng và sự ấm lên toàn cầu nên các thiết bị sử
dụng năng lượng mặt trời đang được gấp rút cho ra đời nhằm hạn chế sử dụng năng
lượng hóa thạch và giảm ô nhiễm môi trường.
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng vô tận, miễn phí và sạch sẽ. Vì vậy
việc nghiên cứu và ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời vào đời sống ngày càng
nhiều. Ở Việt Nam các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời hầu như là rất hiếm nhất là
các vùng nông thôn, hải đảo….Việc nấu nướng thường sử dụng các nguồn năng lượng
như than, củi, dầu, gas….và phát thải vào môi trường 1 lượng lớn cacbonic. Để giảm
lượng cacbonic và tận dụng nguồn năng lượng mặt trời nhằm góp phần vào việc làm
giảm hiệu ứng nhà kính. Do đó tôi đưa ra đề tài “ Thiết kế mô hình bếp năng lượng
mặt trời”.
5. Mục tiêu của đề tài:
Thiết kế mô hình bếp năng lượng mặt trời, đánh khả năng và hiệu suất hoạt
động của bếp.
6. Địa điểm thực hiện:
+ Phòng thí nghiệm thực tập xử lí nước thải.
+ Phòng thí nghiệm hoá kỹ thuật môi trường.
Khoa Môi trường & TNTN, Trường Đại học Cần Thơ.
7. Thời gian thực hiện: 16 tuần, từ 09/08/2010 đến 09/12/2010
8. Nội dung chính của đề tài:
- Thiết kế mô hình : Bếp năng lượng mặt trời.
- Vận hành hệ thống, đo khả năng đun nước và nấu cơm.... Đo nhiệt độ, độ ẩm,
bức xạ mặt trời, thời gian, thời tiết.
Chương I: Giới thiệu
Chương II: Lược khảo tài liệu
Chương III: Phương pháp và phương tiện
Chương IV: Kết quả và thảo luận
Chương V: Kết luận và kiến nghị
9. Phương tiện và phương pháp thực hiện:
9.1. Bố trí thí nghiệm:
+ Thiết kế mô hình bếp năng lượng mặt trời.
+ Đun nước, nấu cơm.
+ Đo thời gian, bức xạ mặt trời, nhiệt độ và thời tiết.
9.2 Phương tiện và phương pháp sử dụng:
Chỉ tiêu
Phương pháp
Nhiệt độ
Đo trực tiếp
Thời gian
Đo trực tiếp
Bức xạ mặt trời
Đo trực tiếp
Phương tiện
10. Tiến độ thực hiện đề tài:
Tham khảo tài
liệu
Thiết kế mô hình
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11
12
13
14
* * * * * * * * *
*
*
*
* * *
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
* * * * * *
*
*
*
*
*
15
16
* *
Làm mô hình
* * * *
Chạy mô hình
Tổng hợp và phân
tích số liệu
Viết bài
Hoàn chỉnh
*
Luận Văn
Dự trữ
*
DUYỆT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Ths. Lê Hoàng Việt
DUYỆT CỦA BỘ MÔN
SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ
Nguyễn Thuận Hòa
DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT TỐT NGHIỆP
Trường Đại Học Cần Thơ
CỘNG HOÀ-XÃ HỘI-CHỦ NGHĨA-VIỆT NAM
Khoa Môi Trường & TNTN
Độc lập-Tự do- Hạnh phúc
Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường
*********
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NĂM HỌC 2009-2010
1. Tên đề tài thực hiện:
THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY CHƯNG CẤT NƯỚC NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
2. Sinh viên thực hiện:
NGUYỄN LÊ QUANG
- 1063682
Sinh viên ngành Kỹ Thuật Môi Trường
Khóa 32 lớp TC0657A1
3. Cán bộ hướng dẫn: Ths. LÊ HOÀNG VIỆT & Ks. NGUYỄN VĂN NÀNG
4. Đặt vấn đề:
Hiện nay do tình trạng sử dụng ngày càng nhiều năng lượng hóa thạch nên tình
hình năng lượng thế giới ngày một cạn kiệt và các năng lượng hóa thạch này trong quá
trình sử dụng thải ra rất nhiều chất có ảnh hưởng xấu đến môi trường và đang đe dọa
trái đất. Trước sự khủng hoảng về năng lượng và sự ấm lên toàn cầu nên các thiết bị sử
dụng năng lượng mặt trời đang được gấp rút cho ra đời nhằm hạn chế sử dụng năng
lượng hóa thạch và giảm ô nhiễm môi trường.
Ở Việt Nam các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời hầu như là rất hiếm nhất là
các vùng nông thôn, hải đảo, và tình trạng ô nhiễm nguồn nước hiện nay làm cho
người sử dụng dễ mắc các bệnh về đường ruột, tiêu hóa…., để tận dụng nguồn năng
lượng mặt trời nhằm góp phần vào việc làm giảm hiệu ứng nhà kính. Do đó em đưa ra
đề tài “ Thiết kế mô hình máy chưng cất nước năng lượng mặt trời”.
5. Mục tiêu của đề tài:
Thiết kế mô hình máy chưng cất nước năng lượng mặt trời, đánh giá khả năng hoạt
động và hiệu suất của máy.
6. Địa điểm thực hiện:
+ Phòng thí nghiệm thực tập xử lí nước thải.
+ Phòng thí nghiệm hoá kỹ thuật môi trường.
Khoa Môi trường & TNTN, Trường Đại học Cần Thơ.
7. Thời gian thực hiện: 16 tuần, từ 09/08/2010 đến 09/12/2010
8. Nội dung chính của đề tài:
Thiết kế mô hình :
+ Máy chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời.
+ Vận hành hệ thống, với nước mặt, nước nhiễm mặn, nhiễm Asen…Đo
nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ mặt trời, thời gian, thời tiết. Xác định PH, đo độ đục, phân tích
các chỉ tiêu SS để xác định chất lượng nước đầu ra.
Chương I: Giới thiệu
Chương II: Lược khảo tài liệu
Chương III: Phương pháp và phương tiện
Chương IV: Kết quả và thảo luận
Chương V: Kết luận và kiến nghị
9. Phương tiện và phương pháp thực hiện:
Nguyên liệu: Nước mặt, nước nhiễm mặn, nước nhiễm Asen.
9.1. Bố trí thí nghiệm:
+ Thiết kế mô hình máy chưng cất nước
+ Nước mặt, nước nhiễm mặn, nước nhiễm Asen sau khi đem về cho vào hệ thống
và đo đạc các số liệu đầu vào và đo bức xạ, nhiệt độ, thời gian, thời tiết.
+ Đo chất lượng nước đầu ra và hiệu suất xử lý giữa các loại nước.
9.2 Phương tiện và phương pháp sử dụng:
Chỉ tiêu
Phương pháp
Nhiệt độ
Đo trực tiếp
Thời gian
Đo trực tiếp
Bức xạ mặt trời
Đo trực tiếp
Độ đục
Đo trực tiếp
Độ mặn
Đo trực tiếp
PH
Đo trực tiếp
Phương tiện
Máy đo độ đục Model 430 IR/T
Máy đo PH cầm tay
SS
Lọc, cân xác định trọng
Máy hút chân không, giấy lọc, tủ sấy,
lượng
cân điện tử
10. Tiến độ thực hiện đề tài:
Tham khảo tài
liệu
Thiết kế mô hình
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11
12
13
14
* * * * * * * * *
*
*
*
* * *
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
* * * * * *
*
*
*
*
*
15
16
* *
Làm mô hình
* * * *
Chạy mô hình
Tổng hợp và phân
tích số liệu
Viết bài
Hoàn chỉnh
*
Luận Văn
Dự trữ
*
DUYỆT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Ths. Lê Hoàng Việt
DUYỆT CỦA BỘ MÔN
SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ
Nguyễn Lê Quang
DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT TỐT NGHIỆP
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
LỜI CÁM ƠN
Qua suốt 4 năm dài học Đại học tại trường Đại học Cần Thơ, chúng tôi đã tích
lũy cho bản thân một vốn kiến thức hữu ích trong kho tàng kiến thức quý báu của nhà
trường. Với những kiến thức chuyên ngành môi trường đã được học, chúng tôi đã áp
dụng chúng để làm đề tài luận văn này. Hơn nữa, chúng tôi được sự chỉ dẫn và đóng
góp ý kiến hết sức tận tâm của thầy cô Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên
để chúng tôi có thể hoàn thành tốt đề tài luận văn này.
Nhân đây chúng tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn sâu sắc và vô cùng biết
ơn đến những người đã giúp đỡ chúng tôi thực hiện thành công đề tài này :
Trước hết là công ơn vô bờ bến của cha mẹ và người thân, đã yêu thương, lo
lắng, động viên cho chúng tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập.
Thầy Lê Hoàng Việt và Thầy Nguyễn Văn Nàng _ Giảng viên bộ môn Kỹ
thuật Môi Trường, Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên; đã tận tâm hướng
dẫn giúp chúng tôi hiểu rõ vấn đề, cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng tôi
hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này.
Thầy Huỳnh Long Toản_Phòng Thực tập Xử lí Nước Thải và Thầy Nguyễn
Trường Thành _ Phòng Thực tập Xử lí Chất Thải Rắn, Khoa Môi Trường và Tài
Nguyên Thiên Nhiên đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên chúng tôi trong
suốt quá trình phân tích và làm thí nghiệm.
Xin gửi đến các bạn lớp Kỹ Thuật Môi Trường _ K32 & K33, Khoa Môi
Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên những tình cảm thương mến nhất trong suốt mấy
năm dài Đại học.
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang i
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Hiện nay, một số tỉnh vùng sâu vùng xa ở nước ta trong đó có các tỉnh ở Đồng
Bằng Sông Cửu Long như Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu…vào mùa khô nguồn nước
ngọt sử dụng hay bị nhiễm mặn nên người dân ở những khu vực này gặp khó khăn về
việc khan hiếm nước ngọt. Ở những vùng này vào mùa khô lượng mưa rất thấp thời
gian nắng thường kéo dài và có nguồn bức xạ mặt trời cao, chúng ta có thể tận dụng
nguồn bức xạ mặt trời này vào việc chưng cất nước mà không cần sử sụng các nhiên
liệu hóa thạch nhằm giúp người dân ở các vùng có nguồn nước bị nhiễm mặn có nguồn
nước sạch để sử dụng và làm giảm được một lượng nhỏ khí cacbonic khi đốt nhiên liệu
hóa thạch. Trong các công nghệ khử mặn thì thiết bị chưng cất nước dùng năng lượng
mặt trời là đơn giản và khả thi nhất, có thể chế tạo từ các vật dụng có sẵn ở địa phương
với chi phí thấp và dễ sử dụng.
Mục tiêu của đề tài là thiết kế chế tạo và đánh giá khả năng hoạt động cũng như
hiệu suất của mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời dạng hộp phục vụ cho
những vùng có nguồn nước bị nhiễm mặn, trên cơ sở lí thuyết của mô hình chưng cất
nước dùng năng lượng mặt trời dạng hộp chúng tôi sẽ tiến hành thiết kế chế tạo mô
hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời dạng tháp bằng cách thay kính đậy của
mô hình dạng hộp bằng chóp kính có lõi đen bên trong để tăng khả năng nhận bức xạ
và nhiệt độ của mô hình.
Sau đó tiến hành chạy song song hai mô hình chưng cất nước dùng năng lượng
mặt trời dạng hộp và dạng tháp với nguồn nước nhiễm mặn. Sau khi làm thí nghiệm
chúng tôi tiến hành thống kê so sánh các kết quả đạt được.
Phương pháp tiến hành thí nghiệm: vì đang là mùa mưa và địa điểm thực hiện
thí nghiệm là ở Trường Đại Học Cần Thơ nên không có nguồn nước nhiễm mặn nên
chúng tôi lấy nước sông Cần Thơ pha muối với nồng độ 8 0 00 . Sau đó tiến hành chạy
song song hai mô hình với trong 3 ngày liên tục với thời gian và bức xạ như nhau,
thống kê kết quả đạt được và so sánh hiệu suất của hai mô hình thiết bị chưng cất nước
dùng năng lượng mặt trời dạng hộp và dạng tháp.
Các kết quả đạt được sau khi thí nghiệm trên hai mô hình: vì hai mô hình được
thí nghiệm trong mùa mưa nên lượng bức xạ thấp và không liên tục, bức xạ thường bị
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang ii
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
gián đoạn vì thời tiết có nhiều mây nên hiệu suất của mô hình dạng hộp biến thiên từ
2,6 – 4,6 lít/m2ngày và dạng tháp từ 2,5 – 4,5 lít/m2ngày. Các kết quả phân tích chất
lượng nước đầu ra với độ mặn còn 0 0 00 , và độ đục là 0,4 – 0,6 NTU và MPN < 3, nên
chất lượng nước đầu ra có thể dùng cho việc ăn uống, đáp ứng được mục tiêu của đề
tài.
Ngoài việc thiết kế chế tạo hai mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt
trời dạng hộp và dạng tháp, để tận dụng nguồn bức xạ mặt trời chúng tôi còn thiết kế
chế tạo và khảo sát thêm mô hình bếp năng lượng mặt trời hình hộp để phục vụ cho
nhu cầu đun nước và nấu thức ăn của người dân. Bếp năng lượng mặt trời hình hộp
được chế tạo từ những vật liệu rẻ tiền, có sẵn ở địa phương và dễ sử dụng. Mô hình
được khảo sát trong ba ngày để biết được nhiệt độ khối không khí trong bếp từ đó chọn
ra khoảng thời gian thích hợp tiến hành đun nước và nấu cơm. Kết quả đạt được là
trong thời gian khảo sát (tháng 10) thì thời gian để nấu chín nước và chín cơm biến
thiên từ 1 – 2h và ta thấy rằng mô hình cũng đã đáp ứng được mục tiêu của đề tài.
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang iii
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN...................................................................................................................i
TÓM TẮT ĐỀ TÀI ........................................................................................................ ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................iv
DANH SÁCH HÌNH .................................................................................................. viiii
DANH SÁCH BẢNG................................................................................................... xii
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ..............................................................................................1
CHƯƠNG 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................3
2.1 NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ỨNG DỤNG ...................................................3
2.1.1 Cấu trúc của mặt trời .......................................................................................3
2.1.2 Bức xạ mặt trời ................................................................................................5
2.1.3 Năng lượng mặt trời.........................................................................................8
2.1.4 Ứng dụng của năng lượng mặt trời..................................................................9
2.1.4.1 Quang điện ..............................................................................................10
2.1.4.2 Hội tụ .......................................................................................................10
2.1.4.3 Bẫy nhiệt..................................................................................................10
2.2 HỆ THỐNG CHƯNG CẤT NƯỚC DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI........10
2.2.1 Lịch sử và nghiên cứu thiết bị chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời....11
2.2.2 Nguyên lý hoạt động......................................................................................13
2.2.3 Thiết kế thiết bị chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời ..........................14
2.2.4 Cơ chế hoạt động ...........................................................................................16
2.2.5 Ưu và nhược điểm .........................................................................................19
2.2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất ..............................................................19
2.2.6.1 Ảnh hưởng của độ sâu nước....................................................................20
2.2.6.2 Ảnh hưởng của vận tốc gió .....................................................................20
2.2.6.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí xung quanh .....................................20
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang iv
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
2.2.6.4 Ảnh hưởng của khoảng cách ...................................................................21
2.2.6.5 Ảnh hưởng của số lượng nắp kính ..........................................................21
2.2.6.6 Ảnh hưởng từ các yếu tố khác.................................................................21
2.2.7 Ứng dụng hiện nay.........................................................................................21
2.3 BẾP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI DẠNG HỘP.................................................23
2.3.1 Lịch sử bếp năng lượng mặt trời....................................................................24
2.3.2 Nguyên lý hoạt động......................................................................................24
2.3.2.1 Nguyên lý hoạt động của thiết bị trữ nhiệt..............................................24
2.3.2.2 Nguyên lý hoạt động của các tấm phản xạ..............................................24
2.3.3 Nguyên lý cấu tạo ..........................................................................................24
2.3.4 Nguyên lý thiết kế bếp ...................................................................................26
2.3.5 Ưu và khuyết điểm.........................................................................................28
2.3.5.1 Ưu điểm...................................................................................................28
2.3.5.2 Khuyết điểm ............................................................................................28
2.3.6 Ứng dụng hiện nay.........................................................................................28
2.3.6.1 Thế giới ...................................................................................................28
2.3.6.2 Việt Nam .................................................................................................29
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ............................30
3.1 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN ........................................................30
3.1.1 Địa điểm.........................................................................................................30
3.1.2 Thời gian........................................................................................................30
3.2 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ...........................................................................30
3.2.1 Phương pháp thiết kế chế tạo mô hình ..........................................................30
3.2.1.1 Yêu cầu của mô hình sau khi chế tạo ......................................................30
3.2.1.2 Xác định hiệu suất thiết kế ......................................................................30
3.2.1.3 Cơ sở lý thuyết thiết kế mô hình .............................................................31
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang v
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
3.2.1.4 Các thông số tham khảo thiết kế .............................................................32
3.2.2 Phương pháp thí nghiệm................................................................................33
3.2.2.1 Bố trí thí nghiệm......................................................................................33
3.2.2.2 Mục tiêu thí nghiệm ................................................................................34
3.3 PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ............................................................................34
3.3.1 Thiết bị chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời .......................................34
3.3.2 Bếp năng lượng mặt trời dạng hộp ................................................................36
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN ........................................................................38
4.1 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHẾ TẠO MÔ HÌNH.................................................38
4.1.1 Mô hình thiết bị chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời..........................38
4.1.1.1 Mô hình thiết bị chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời dạng hộp....38
4.1.1.2 Mô hình thiết bị chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời dạng tháp...42
4.1.2 Mô hình bếp năng lượng mặt trời dạng hộp với bốn mặt phản xạ ................49
4.1.2.1 Thiết kế bộ phận trữ nhiệt .......................................................................49
4.1.2.2 Thiết kế bộ phận phản xạ ........................................................................52
4.1.3 Mô hình hoàn chỉnh thực tế ...........................................................................54
4.2 CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH......................56
4.2.1 Nguyên tắc tiến hành thí nghiệm ...................................................................56
4.2.1.1 Hệ thống chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời ..............................56
4.2.1.2 Bếp năng lượng mặt trời dạng hộp với bốn mặt phản xạ ........................56
4.2.2 Kết quả thực nghiệm......................................................................................56
4.2.2.1 Mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời................................56
4.2.2.2 So sánh hai mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời.............61
4.2.2.3 Mô hình bếp năng lượng mặt trời............................................................67
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ ....................................................................75
5.1 KẾT LUẬN ..........................................................................................................75
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang vi
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
5.2 KIẾN NGHỊ .........................................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................78
PHỤ LỤC PHÂN TÍCH ANOVA ................................................................................81
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang vii
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Cấu trúc của mặt trời ........................................................................................ 4
Hình 2.2 Dãy bức xạ điện từ............................................................................................ 6
Hình 2.3 Góc nhìn từ mặt trời ........................................................................................6
Hình 2.4 Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời qua lớp khí quyển của Trái đất.8
Hình 2.5 Thiết bị chưng cất đơn giản ............................................................................13
Hình 2.6 Thiết bị chưng cất nước có gương phản xạ ....................................................15
Hình 2.7 Miêu tả quá trình đối lưu trong thiết bị chưng cất nước.................................16
Hình 2.8 Các dòng năng lượng chính trong thiết bị chưng cất nước kiểu bể................19
Hình 2.9 Hệ thống chưng cất nước ứng dụng vật liệu chuyển pha trữ nhiệt ở Thừa
Thiên Huế ......................................................................................................................22
Hình 2.10 Thiết bị chưng cất 5kg/ngày .........................................................................23
Hình 2.11 Thiết bị chưng cất kiểu khay ........................................................................23
Hình 2.12 Thiết bị chưng cất nước cố định ...................................................................23
Hình 2.13 Bếp năng lượng mặt trời hình hộp với 4 mặt phản xạ..................................23
Hình 2.14 Nguyên lý cấu tạo bếp ..................................................................................25
Hình 2.15 Cấu tạo bốn mặt phản xạ ..............................................................................26
Hình 2.16 Đồ thị quan hệ d2(τ) .....................................................................................26
Hình 2.17 Kích thước cấu tạo bếp .................................................................................27
Hình 2.18 Ứng dụng bếp năng lượng mặt trời ở Thổ Nhị Kỳ.......................................29
Hình 2.19 Ứng dụng bếp năng lượng mặt trời Nam Phi ...............................................29
Hình 2.20 Ứng dụng bếp năng lượng mặt trời ở Đà Nẵng............................................29
Hình 2.21 Ứng dụng bếp năng lượng mặt trời nông thôn .............................................29
Hình 3.1 Bộ phận phản xạ ánh sáng của Gregory A. Alozie ........................................33
Hình 3.2 Địa điểm lấy mẫu............................................................................................35
Hình 4.1 Mặt cắt thiết bị trữ nhiệt dạng hộp .................................................................40
Hình 4.2 Mô hình thiết bị trữ nhiệt dạng hộp................................................................40
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang viii
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
Hình 4.3 Mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời dạng hộp .......................42
Hình 4.4 Sơ đồ máng thu nước......................................................................................43
Hình 4.5 Mặt cắt của thiết bị trữ nhiệt dạng tháp..........................................................45
Hình 4.6 Sơ đồ 1 mặt của khối chóp .............................................................................46
Hình 4.7 Sơ đồ kích thước 1 tấm thiết bị thu bức xạ.....................................................46
Hình 4.8 Mặt cắt thiết bị thu bức xạ đã được ghép lại ..................................................47
Hình 4.9 Mô hình bộ phận trữ nhiệt dạng tháp .............................................................47
Hình 4.10 Mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời dạng tháp ....................49
Hình 4.11 Kích thước nắp kính và khung đậy kính ......................................................51
Hình 4.12 Mặt cắt ngang của thiết bị trữ nhiệt..............................................................51
Hình 4.13 Mặt cắt dọc của thiết bị trữ nhiệt..................................................................52
Hình 4.14 Mặt cắt bộ phận phản xạ...............................................................................53
Hình 4.15 Mặt bằng bộ phận phản xạ............................................................................53
Hình 4.16 Mô hình bếp năng lượng mặt trời dạng hộp với 4 mặt phản xạ ...................54
Hình 4.17 Mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời thực tế dạng hộp .........54
Hình 4.18 Mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời thực tế dạng tháp ........55
Hình 4.19 Mô hình bếp năng lượng mặt trời thực tế với 4 mặt phản xạ .......................55
Hình 4.20 Đồ thị biểu diễn lượng bức xạ trong 3 ngày 20, 21, 22/09/2010 .................58
Hình 4.21 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ trong 3 ngày 20, 21, 22/09/2010..........................58
Hình 4.22 Đồ thị biểu diễn lượng nước thu được trong 3 ngày 20, 21, 22/09/2010 .....58
Hình 4.23 Đồ thị biểu diễn lượng bức xạ trong 3 ngày 5, 6, 7/10/2010 .......................60
Hình 4.24 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ trong 3 ngày 5, 6, 7/10/2010................................61
Hình 4.25 Đồ thị biểu diễn lượng nước thu được trong 3 ngày 5, 6, 7/10/2010 ...........61
Hình 4.26 Nhiệt độ giữa hai mô hình ở cùng thời gian và bức xạ ngày 18/10/2010 ....64
Hình 4.27 Nhiệt độ giữa hai mô hình ở cùng thời gian và bức xạ ngày 19/10/2010 ....64
Hình 4.28 Nhiệt độ giữa hai mô hình ở cùng thời gian và bức xạ ngày 20/10/2010 ....65
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang ix
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
Hình 4.29 Lượng nước ở hai mô hình ở cùng thời gian và bức xạ ngày 18/10/2010 ...65
Hình 4.30 Lượng nước ở hai mô hình ở cùng thời gian và bức xạ ngày 19/10/2010 ...66
Hình 4.31 Lượng nước ở hai mô hình ở cùng thời gian và bức xạ ngày 20/10/2010 ...66
Hình 4.32 Nhiệt độ khối không khí trong bếp và bức xạ ngày 18/10/2010 ..................69
Hình 4.33 Nhiệt độ khối không khí trong bếp và bức xạ ngày 19/10/2010 ..................70
Hình 4.34 Nhiệt độ khối không khí trong bếp và bức xạ ngày 20/10/2010 ..................70
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang x
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Một vài thiết bị chưng cất nước trên thế giới.................................................11
Bảng 3.1 Thông số thiết kế máy chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời ................32
Bảng 3.2 Thời gian và vị trí lấy mẫu.............................................................................35
Bảng 3.3 Phương tiện và phương pháp phân tích các chỉ tiêu cần theo dõi thiết bị
chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời.....................................................................36
Bảng 3.4 Phương tiện và phương pháp cần theo dõi các chỉ tiêu bếp năng lượng mặt
trời..................................................................................................................................37
Bảng 4.1 Thông số thiết kế mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời dạng
hộp .................................................................................................................................41
Bảng 4.2 Thông số thiết kế mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời dạng
tháp ................................................................................................................................48
Bảng 4.3 Kết quả thực nghiệm mô hình chưng cất nước dạng hộp ngày 20/09/2010 ..56
Bảng 4.4 Kết quả thực nghiệm mô hình chưng cất nước dạng hộp ngày 21/09/2010 ..57
Bảng 4.5 Kết quả thực nghiệm mô hình chưng cất nước dạng hộp ngày 22/09/2010 ..57
Bảng 4.6 Kết quả thực nghiệm mô hình chưng cất nước dạng tháp ngày 5/10/2010 ...59
Bảng 4.7 Kết quả thực nghiệm mô hình chưng cất nước dạng tháp ngày 6/10/2010 ...59
Bảng 4.8 Kết quả thực nghiệm mô hình chưng cất nước dạng tháp ngày 7/10/2010 ...60
Bảng 4.9 Chất lượng nước cho vào 2 mô hình..............................................................62
Bảng 4.10 Kết quả thực nghiệm 2 mô hình chưng cất nước ngày18/10/2010 ..............62
Bảng 4.11 Kết quả thực nghiệm 2 mô hình chưng cất nước ngày 19/10/2010 .............63
Bảng 4.12 Kết quả thực nghiệm 2 mô hình chưng cất nước ngày 20/10/2010 .............63
Bảng 4.13 Chất lượng nước đầu ra của 2 mô hình chưng cất nước ..............................67
Bảng 4.14 Kết quả thực nghiệm mô hình bếp năng lượng mặt trời ngày 18/10/2010 ..68
Bảng 4.15 Kết quả thực nghiệm mô hình bếp năng lượng mặt trời ngày 19/10/2010 ..68
Bảng 4.16 Kết quả thực nghiệm mô hình bếp năng lượng mặt trời ngày 20/10/2010 ..69
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang xi
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
Bảng 4.17 Kết quả thực nghiệm bếp năng lượng mặt trời nấu 1 lít nước từ 8h – 10h
ngày 21/10/2010 ............................................................................................................ 71
Bảng 4.18 Kết quả thực nghiệm bếp năng lượng mặt trời nấu 1 lít nước từ 10h30 –
12h30 ngày 21/10/2010 .................................................................................................72
Bảng 4.19 Kết quả thực nghiệm bếp năng lượng mặt trời nấu 1 lít nước từ 13h00 –
15h00 ngày 21/10/2010 .................................................................................................72
Bảng 4.20 Kết quả thực nghiệm bếp năng lượng mặt trời nấu 0,5kg gạo từ 08h00 –
10h00 ngày 23/10/2010 .................................................................................................73
Bảng 4.21 Kết quả thực nghiệm bếp năng lượng mặt trời nấu 0,5kg gạo từ 10h30 –
12h30 ngày 23/10/2010 .................................................................................................73
Bảng 4.22 Kết quả thực nghiệm bếp năng lượng mặt trời nấu 0,5kg gạo từ 13h00 –
15h00 ngày 23/10/2010 .................................................................................................74
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang xii
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
Nước ngọt là một nhu cầu rất cơ bản cho sự sống của con người, Liên hiệp quốc
đã cho biết hiện nay trên thế giới có hơn 2 tỷ người dân không được cung cấp đủ nước
sạch cho mục đích sinh hoạt. Do vậy, cùng với vấn đề thiếu hụt năng lượng thì vấn đề
nước sạch cũng ngày một trong nhưng chiến lược được cả thế giới quan tâm.
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 nhiễm mặn.
Ở Đồng Bằng Sông Cửu Long ở một số nơi vùng sâu, vùng xa, vùng ven biển
vào mùa khô nguồn nước thường bị nhiễm mặn làm khan hiếm nguồn nước ngọt sử
dụng cho việc ăn uống trong mùa khô của người dân. Đã có nhiều viện nghiên cứu
công nghệ tại Việt Nam đang quan tâm đến công nghệ khử mặn của nguồn nước
nhiễm mặn hay nước biển để phục vụ cho đời sống của người dân. Tuy nhiên các công
nghệ này thường có giá thành cao và khó sử dụng đối với những người nông dân hay
ngư dân. Vào mùa khô thời gian nắng thường kéo dài chính vì thế mà nguồn bức xạ
mặt trời cao và liên tục nhất là ở những vùng ven biển. Để tận dụng nguồn bức xạ mặt
trời này và tiết kiệm nhiện liệu hóa thạch cho việc chưng cất nước nên thiết bị chưng
cất nước dùng năng lượng mặt trời đã xuất hiện. Thiết bị chưng cất nước dùng năng
lượng mặt trời đã được các thủy thủ Hy Lạp áp dụng từ thời cổ điển, trải qua nhiều
năm ứng dụng và phát triển đã có nhiều thiết bị mới ra đời với hiệu suất ngày càng
cao. Nguồn năng lượng mặt trời không chỉ ứng dụng cho thiết bị chưng cất nước mà
còn cho nhiều thiết bị ứng dụng năng lượng mặt trời khác, điển hình là bếp năng lượng
mặt trời. Đây là những thiết bị ứng dụng năng lượng mặt trời đơn giản, và mặt ứng
dụng thực tế thì rất cao. Vì vậy chúng tôi chọn thiết bị chưng cất nước bằng năng
lượng mặt trời và bếp năng lượng mặt trời để nghiên cứu. Trên cơ sở đó, đề tài :
“Thiết kế mô hình thiết bị chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời và mô hình
bếp năng lượng mặt trời” được thực hiện là thiết thực, nhằm xác định thực nghiệm
hiệu quả chưng cất nước mặn của mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời
(dạng hộp, dạng tháp) và hiệu quả đun nấu của bếp năng lượng mặt trời.
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang 1
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
Mục tiêu nghiên cứu đề tài:
+ Thiết kế mô hình thiết bị chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời dạng hộp
và dạng tháp dành cho một người sử dụng trong một ngày.
+ Vận hành hai mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời dạng hộp và
dạng tháp phân tích chất lượng nước và so sánh hiệu suất đầu ra.
+ Thiết kế mô hình bếp năng lượng mặt trời dùng để nấu chín cơm và đun sôi
nước nhằm áp dụng cho các vùng nông thôn với tiêu chí dễ sử dụng, khảo sát khả năng
hoạt động của mô hình và khoảng thời gian trong ngày có thể sử dụng mô hình, từ đó
rút ra kết luận.
Phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu này được thực hiện bằng mô hình thiết bị chưng cất nước năng
lượng mặt trời ( dạng hộp và dạng tháp) và mô hình bếp năng lượng mặt trời ở qui mô
phòng thí nghiệm đặt tại phòng thí nghiệm Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên
Nhiên _ Đại học Cần Thơ.
Đối tượng nghiên cứu đề tài:
+ Đối với hai mô hình chưng cất nước dùng năng lượng mặt trời thì nghiên cứu
đối với loại nước loại nước sông được pha thêm muối với nồng độ 8 0 00 .
+ Đối với bếp năng lượng mặt trời thì nghiên cứu thời gian nấu chín cơm và
đun sôi nước.
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang 2
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
CHƯƠNG 2
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ỨNG DỤNG
Mặt trời là một trong những ngôi sao phát sáng mà con người có thể quan sát
được trong vũ trụ. Mặt trời cùng với các hành tinh và các thiên thể của nó tạo nên hệ
mặt trời nằm trong dải Ngân Hà cùng với hàng tỷ hệ mặt trời khác. Mặt trời phát ra
một nguồn năng lượng khổng lồ và một phần nguồn năng lượng đó truyền bằng bức xạ
đến trái đất chúng ta. Trái đất và Mặt trời có mối quan hệ chặt chẽ, chính bức xạ mặt
trời là yếu tố quyết định cho sự tồn tại của sự sống trên hành tinh của chúng ta. Năng
lượng mặt trời là một trong các nguồn năng lượng sạch và vô tận và nó là nguồn gốc
của các nguồn năng lượng khác trên trái đất. Con người đã biết tận hưởng nguồn năng
lượng quí giá này từ rất lâu, tuy nhiên, việc khai thác, sử dụng nguồn năng lượng này
một cách hiệu quả nhất thì vẫn là vấn đề mà chúng ta đang quan tâm.[16]
2.1.1 Cấu trúc của mặt trời
Mặt trời là một khối khí hình cầu có đường kính 1,390.106km (lớn hơn 110 lần
đường kính Trái đất), cách xa trái đất 150.10 6km (bằng một đơn vị thiên văn AU ánh
sáng Mặt trời cần khoảng 8 phút để vượt qua khoảng này đến Trái đất). Khối lượng
Mặt trời khoảng Mo =2.1030kg. Nhiệt độ To trung tâm mặt trời thay đổi trong khoảng
từ 10.106K đến 20.106K, trung bình khoảng 156.105 K. Ở nhiệt độ như vậy vật chất
không thể giữ được cấu trúc trật tự thông thường gồm các nguyên tử và phân tử. Nó
trở thành plasma trong đó các hạt nhân của nguyên tử chuyển động tách biệt với các
electron. Khi các hạt nhân tự do va chạm với nhau sẽ xuất hiện những vụ nổ nhiệt
hạch. Khi quan sát tính chất của vật chất nguội hơn trên bề mặt nhìn thấy được của
Mặt trời, các nhà khoa học đã kết luận rằng có phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở trong lòng
Mặt trời..
Về cấu trúc, Mặt trời có thể chia làm 4 vùng, tất cả hợp thành một khối cầu khí
khổng lồ:
+ Vùng giữa gọi là nhân hay “lõi” có những chuyển động đối lưu, nơi xảy ra
những phản ứng nhiệt hạt nhân tạo nên nguồn năng lượng mặt trời, vùng này có bán
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang 3
Luận văn tốt nghiệp
CBHD : Lê Hoàng Việt – Nguyễn Văn Nàng
kính khoảng 175.000km, khối
lượng riêng 160kg/dm3, nhiệt độ
ước tính từ 14 đến 20 triệu độ, áp
suất vào khoảng hàng trăm tỷ
atmotphe.
+ Vùng kế tiếp là vùng
trung gian còn gọi là vùng “đổi
ngược” qua đó năng lượng
truyền từ trong ra ngoài, vật chất
ở vùng này gồm có sắt (Fe), can
Hình 2.1 Cấu trúc của mặt trời [16]
xi (Ca), nát ri (Na), stronti (Sr), crôm (Cr), kền (Ni), cácbon ( C), silíc (Si) và các khí
như hiđrô (H2), hêli (He), chiều dày vùng này khoảng 400.000km.
+ Vùng tiếp theo là vùng “đối lưu” dày 125.000km và vùng “quang cầu” có
nhiệt độ khoảng 6000K, dày 1000km, ở vùng này gồm các bọt khí sôi sục, có chỗ tạo
ra các vết đen, là các hố xoáy có nhiệt độ thấp khoảng 4500K và các tia lửa có nhiệt độ
từ 7000K -10000K.
+ Vùng ngoài cùng là vùng bất định và gọi là “khí quyển” của Mặt trời.
Vật chất của Mặt trời bao gồm khoảng 73.46% là Hydrogen và gần 24,85% là
Hêlium, còn lại là các nguyên tố và các chất khác như Oxygen 0,77%, Carbon 0,29%,
Iron 0,16%, Neon 0,12%, Nitrogen 0,09%, Silicon 0,07%, Magnesium 0,05% và
Sulphur 0,04%. Nguồn năng lượng bức xạ chủ yếu của Mặt trời là do phản ứng nhiệt
hạch tổng hợp hạt nhân Hyđrô, phản ứng này đưa đến sự tạo thành Hêli. Hạt nhân của
Hyđrô có một hạt mang điện dương là proton. Thông thường những hạt mang điện
cùng dấu đẩy nhau, nhưng ở nhiệt độ đủ cao chuyển động của chúng sẽ nhanh tới mức
chúng có thể tiến gần tới nhau ở một khoảng cách mà ở đó có thể kết hợp với nhau
dưới tác dụng của các lực hút. Khi đó cứ 4 hạt nhân Hyđrô lại tạo ra một hạt nhân Hêli,
2 Neutrino và một lượng bức xạ γ.
4H11 → He24 + 2 Neutrino + γ
SVTH : Nguyễn Thuận Hòa – Nguyễn Lê Quang
Trang 4
