Bài giảng Năng lượng tái tạo - Chương 1 Tổng quan

NLTT Trần Công Binh ĐH Bách Khoa TP.HCM 1 1 Bài giảng: NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ĐH BÁCH KHOA TP.HCM Giảng viên: ThS. Trần Công Binh 3/2012 Năng lượng tái tạo 2 C1: TỔNG QUAN 1. Các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) 2. Tiềm năng và hiện trạng sử dụng 3. Các công nghệ sử dụng NLTT 4. Phát điện phân tán từ NLTT Năng lượng tái tạo 3 1. Các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) Năng lượng mặt trời (solar, PV) Năng lượng gió (wind) Năng lượng các dòng nước Năng lượng sinh khối (biomass) Năng lượng địa nhiệt Năng lượng đại dương  Thủy triều (tidal)  Sóng biển (wave)  Nhiệt đại dương 4 noyau Earth 0,3 109 GWh Các nguồn năng lượng tái tạo trên trái đất trong 1 năm su n 1600 10 9 GWh 30% Phản xạ ra không gian Moon 25 106 GWh 45% : 720 109 GWh Nhiệt 25% Hập thụ và chuyển đổi Nhu cầu năng lượng: 140. 106 GWh Photosynthesis (0,24%) 109 GWh Hydrocarbon fossil = stored solar energy - Hydro cycles (88%) 350 109 GWh - wind, waves 32 109 GWh 27 years = 1 day Năng lượng tái tạo 5 1. Các nguồn NLTT Năng lượng mặt trời (solar, PV) R = 696.000 km M = 1,99.1030 kg Temperature on surface 5.777 K Total emitted power : 3,85.1023 kW (6MT/s) At earth level (150 M km) Solar Constant: Esc = 1367 W.m2 Average energetic flux received by Earth: 1,75 1014 kW Solar radiations 0,2 mm (ultra-violet) < l < 4mm (infra-red) 0,4 mm < l visible < 0,78 mm (infra-red) 97,5% of energy between 0,2 mm et 2,5 mm maximum at 0,5 mm (5.800 K) The Sun Năng lượng tái tạo 6 2. Tiềm năng và hiện trạng  NLTT Trần Công Binh ĐH Bách Khoa TP.HCM 2 7 Năng lượng trung bình trong năm (kWh/năm) 1m2  100 kWh par an, 120m2  12 MWh = 1tep 5000 km2  0,5 106 GWh = Elec France = 0,5 Scouvertes 150 000 km2  15 106 GWh = Elec World 1 500 000 km2  150 106 GWh = Energy World STerre = 510 M km 2 , Sterres émergées = 149 M km2 (29,3%) 1% 8 World Energy Situation World consumption of energy, as of 2004 140.106 GWh or 12 G TOE (G= Giga= 109; TOE= Ton of Oil Equivalent) Renewables Fossil Fuel Nuclear PRIMARY SOURCES 9 Fossil Fuels are widely and directly used as primary sources and serve as convenient energy vector with low efficiency. Sectors consumming primary energy Industry 26% Residences and offices 27% Transports 17% Electricity production 30% Output electricity produced of 12% 10 Pollution, gas emission: global warming, urban polution 11 2000: 12 G TOE 2020: 20 G TOE 2040: 28 G TOE 12 NLTT Trần Công Binh ĐH Bách Khoa TP.HCM 3 13 14 15 16 17 Renewable Energy => Electric Energy Which primary sources is electricity produced from? World production: 40.106 GWh (3200 GW installed) 38% 18% 40% 4% Hydropower Coal filled Thermal Power Gas Thermal Power Diezen and others EVN, 9278 MW, 79% External EVN, 2439 MW, 21% Vietnam- Power Installed : 11,717MW ( in 2006) Electricity clean, easy to control, highly efficient= development an ideal secondary vector, but distributed through a network which is bulky and costly (2 billions of human population have no access to electricity) 18 NLTT Trần Công Binh ĐH Bách Khoa TP.HCM 4 19 Việt Nam 2012 20 21 22 23 24 NLTT Trần Công Binh ĐH Bách Khoa TP.HCM 5 25 26 27 Năng lượng tái tạo 28 3. Các công nghệ sử dụng NLTT  Năng lượng tái tạo 29 4. Phát điện phân tán từ NLTT  30 16.5 16.7 22.8 23.1 24.7 29.7 37.5 39.6 49.2 52.5 53.9 54.9 68.2 132.6 16.0 NLTT Trần Công Binh ĐH Bách Khoa TP.HCM 6 31 A re a r e q u ir e d p e r M W o f g e n e ra te d H y d ro g e n - k m 2 32 33 Very High Temperature Reactor Sodium Fast reactor Supercritical Water Reactor Molten Salt Reactor Lead Fast Reactor Gas Fast Reactor 34 Solar Reduction Water split Reaction Me MeO H2O ½O2 H2 35 36 Membrane - + Électrolyte solide Cathod e Anode H2O NLTT Trần Công Binh ĐH Bách Khoa TP.HCM 7 37 A7 - Option Eco-Énergie - Économie H2 17 Novembre 2006 37 Principe de l’électrolyse haute température H H O e- e- 38 38 H H O e- e- 39 H H O 2 - 40 H H O 2 - 41 Membrane - + E H2O H2 H2O + 2e -  O2- + H2 H H O 2 - H H O Électrolyte solide Cathod e Anode 42 Membrane - + O 2 - Électrolyte solide Cathod e Anode O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - O 2 - NLTT Trần Công Binh ĐH Bách Khoa TP.HCM 8 43 O 2 - O 2 - 44 O e- e- O e- e- 45 O O e- e- e- e- 46 O O 47 O O 48 2 O2-  O2 + 4e- Membrane - + E O2 Cathod e Anode O 2 - O 2 - O O Électrolyte solide NLTT Trần Công Binh ĐH Bách Khoa TP.HCM 9 49 O2-  ½ O2 + 2e- Membrane - + E O2- ½ O2 H2O H2 Cathode Anode H2O + 2e -  O2- + H2 Électrolyte solide 50 CÂU HỎI & THẢO LUẬN? 51 TB Trần Công Binh GV ĐH Bách Khoa TP.HCM Phone: 0908 468 100 Email: tcbinh@hcmut.edu.vn binhtc@yahoo.com Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh