Các nguồn năng lượng sử dụng để phát điện

CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TS. NGUYỄN THẾ BẢO CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Than đá, dầu và khí đốt được gọi là “Fossil Fuels”. Bởi vì chúng được hình thành từ hóa thạch của cây cối và động vật thời tiền sử. Chúng cung cấp khoảng 66% năng lượng điện trên thế giới, và 95% tổng năng lượng CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Than đá được nghiền nhỏ và đốt cháy. Khí và dầu có thể được đốt trực tiếp. Đốt dầu tạo ra sulphur dioxide, hình thành dạng mưa axit. Điều này có thể tránh bằng cách sử dụng “thiết bị khử sulphur trong khói” để làm sạch khói trước khi thải chúng ra môi trường khí quyển. Thường dùng đá vôi. Dầu thô (còn gọi là petroleum) dễ sử dụng hơn so với than vì nó có thể vận chuyển trong các ống. Vận chuyển rẻ hơn. Hoạt động: CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Gas tự nhiên cung cấp khoảng 20% tiêu thụ năng lượng của thế giới, và chúng cũng được đốt ở các nhà máy nhiệt điện và sử dụng để làm nguồn nhiệt ở nhà. Gas dễ vận chuyển bằng các đường ống, sản phẩm đốt khí ít ô nhiễm hơn. Các dạng khác của nhiên liệu hoá thạch cũng được khai thác như: nhựa đường và dầu khoáng. Cái khó là muốn sử dụng chúng phải trải qua quá trình chế biến rất tốn kém. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Ưu điểm: Sản xuất lượng điện năng lớn và tương đối rẻ. Vận chuyển dầu và khí đốt dễ dàng. Nhà máy điện đốt khí có hiệu suất rất cao. Có thể xây dựng bất cứ nơi đâu, nếu có nhiên liệu. Nhà máy điện Didcot, Oxfordshire có cả một đường rây riêng để vận chuyển than đá. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Nhược điểm: Gây ô nhiễm. Tạo ra carbon dioxide, gây hiệu ứng nhà kính Đốt than tạo ra nhiều carbon đioxide hơn đốt dầu và gas. Tạo ra sulphur dioxide gây mưa axít. Khai thác mỏ than khó và nguy hiểm,tàn phá phong cảnh tự nhiên. Nhà máy điện đốt than cần một lượng lớn nhiên liệu. Cần phải có một diện tích lớn gần nhà máy để dự trữ than. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Khả năng tái tạo? Nhiên liệu hoá thạch là nguồn nhiên liệu không thể tái tạo. Bởi vì chúng ta đã đốt hết chúng và sự tiêu thụ năng lượng hoá thạch tăng gấp đôi sau 20 năm từ 1900. Điều này phổ biến ở dầu, do chúng ta sử dụng chúng để tạo sản phẩm nhựa plastics và các sản phẩm khác. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Năng lượng hạt nhân - năng lượng từ việc bắn phá hạt nhân Uranium. Tàu quân sự và tàu ngầm sử dụng năng lượng hạt nhân cho động cơ. Năng lượng hạt nhân cung cấp khoảng 11% nhu cầu năng lượng của thế giới, và tạo ra một lượng lớn năng lượng từ một lượng nhỏ nhiên liệu. Không gây ô nhiễm như khi đốt nhiên liệu hoá thạch. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Nhà máy điện hạt nhân làm việc tương tự như nhà máy điện đốt nhiên liệu hoá thạch, ngoại trừ “phản ứng hạt nhân” sinh ra nhiệt lượng. Phản ứng sử dụng Uranium làm nhiên liệu, nhiệt lượng sinh ra từ sự phân rã hạt nhân. Notron sinh ra bắn phá các hạt nhân uran khác, năng lượng dạng nhiệt tăng lên. Hoạt động: CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Ơû Anh, nhà máy điện hạt nhân được xây dựng trên bờ biển, và sử dụng nước biển để làm mát. Vì thế họ không cần tháp giải nhiệt khổng lồ như thấy ở các nhà máy khác. Phản ứng được điều chỉnh bởi các thanh “điều chỉnh”, làm bằng nguyên tố Bo để hấp thụ nơtron. Khi các thanh được hạ vào vùng phản ứng, chúng hấp thụ các notron và làm giảm sự phân rã xuống. Để tăng công suất, kéo thanh điều chỉnh lên và có nhiều notron bắn phá các hạt nhân Uran. Uranium tự nhiên chỉ có 0,7% Uranium 235, là dạng Uranium trải qua quá trình phân rã của các phản ứng hạt nhân. Còn lại là Uranium 238. Hiện nay, người ta làm giàu nhiên liệu Uranium, để có Uran 235 có hàm lượng cao hơn. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Ưu điểm: Giá điện của nhà máy hạt nhân tương đương với than đá. Không tạo ra carbon dioxide, không gây hiệu ứng nhà kính. Tạo ra lượng lớn năng lượng từ rất ít nhiên liệu. Tạo ra ít chất thải. Nhược điểm: Mặc dù không tạo nhiều chất thải, nhưng nó rất nguy hiểm. Chất thải phải được bịt kín và chôn cất nhiều năm. Chi phí rất lớn cho việc đảm bảo an toàn. Khả năng tái tạo? Năng lượng hạt nhân từ Uranium không thể tái tạo bởi vì chúng ta đã khai thác hết Uranium trên Trái Đất và sử dụng chúng, chúng không còn nữa. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Năng lượng gió – năng lượng từ không khí. Sử dụng làm nguồn năng lượng trong nhiều năm qua. Người Babylonians và Trung Quốc để bơm nước tưới cho các cánh đồng cách đây 4000 năm và thuyền buồm. Thời kỳ Middle Age, châu Aâu để xay ngũ cốc. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Mặt trời làm nóng khí quyển không đều, vì thế có những vùng trở nên ấm hơn các vùng khác. Không khí ở vùng đó sẽ đi lên, không khí ở vùng khác sẽ chuyển đến để thay thế – vì thế tạo ra gió. Chúng ta có thể sử dụng năng lượng gió bằng cách xây dựng tháp cao, với những cánh quạt rộng ở trên đỉnh. Gió làm quay cánh quạt, làm quay tuabin máy phát, sản xuất ra điện năng. Hoạt động: CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Chúng ta có thể xây dựng nhiều tháp gió, tạo nên một cánh đồng tháp và tạo ra được nhiều điện năng hơn. Những nơi thích hợp là vùng ven biển, đỉnh của các ngọn đồi, khu vực đất đai rộng bằng phẳng, khe núi,.. nơi có gío mạnh và đều đặn. Cần có tốc độ gió trung bình khoảng 25km/h. Ơû California những cánh đồng gió cung cấp điện cho các hộ xung quanh Los Angeles. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Ưu điểm: Năng lượng gió là miễn phí, cánh đồng gió không cần nhiên liệu. Không tạo ra chất thải hay khí nhà kính. Đất bên dưới vẫn có thể sử dụng cho trồng trọt. Cánh đồng gió thu hút khách du lịch. Cách tốt nhất để cung cấp năng lượng cho vùng sâu vùng xa. Nhược điểm: Gió không thường xuyên dự báo, có nhiều ngày không có gió. Vùng thích hợp thường gần bờ biển, đất đó rất đắt. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Nhược điểm: Nhiều người cảm thấy rằng choáng phong cảnh với những tháp gió thì không đẹp mắt. Giết chết các loài chim di cư thích nguồn gió mạnh. Aûnh hưởng đến sóng TV nếu bạn sống gần đó. Oàn ào. Khả năng tái tạo? Năng lượng gió là có thể tái tạo. Gió luôn thổi và an tâm khi sử dụng. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Có thể cung cấp khoảng 20% nhu cầu năng lượng ở Anh. Chuyển nó thành công suất điện thì thật không dễ. Ơû Anh có 8 nơi có thể xây dựng nhà máy điện thuỷ triều như ở các cửa sông Severn, Dee, Solway và Humber. Trên thế giới chỉ có khoảng 20 nơi có thể phù hợp cho việc xây dựng nhà máy điện thuỷ triều. Năng lượng thuỷ triều- năng lượng từ biển Thuỷ triều chuyển một lượng lớn nước hai lần mỗi ngày CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Giống nhà máy thuỷ điện,khác là đập lớn hơn. Đập khổng lò xây ngang qua cửa sông. Khi thuỷ triều xuống và lên, dòng chảy của thuỷ triều quay tuabin Hoạt động: Nhà máy điện thuỷ triều lớn nhất trên thế giới ở cửa sông Rance Bắc nước Pháp, xây dựng vào 1966. Có 200 tuabin lớn, và cung cấp công suất hơn 8000MW (bằng khoảng 12 nhà máy điện hạt nhân trên thế giới) mất 7 năm để xây dựng và cung cấp 7% năng lượng của nước Anh và Wales. Có nhiều lợi ích bao gồm việc bảo vệ bờ biển chống lại ảnh hưởng của các cơn bão thuỷ triều, và làm cầu đi qua. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Ưu điểm: Chỉ một lần xây dựng, năng lượng thuỷ triều là miễn phí. Không gây hiệu ứng nhà kính và các ô nhiễm khác. Không cần nhiên liệu. Tạo ra nguồn điện tin cậy. Không đắt để bảo trì. Thuỷ triều có thể dự báo trước. Nhược điểm: Xây dựng đập nước rất đắt, ảnh hưởng đến một diện tích lớn - môi trường bị thay đổi phía thuận dòng và ngược dòng. Chỉ cung cấp năng lượng khoảng 10 giờ mỗi ngày. Khả năng tái tạo? Năng lượng thuỷ triều có thể tái tạo. Thuỷ triều lên và xuống liên tục và có thể thu nhận được. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Năng lượng sóng- năng lượng từ gió biển. Sóng đại dương được hình thành do gió thổi qua biển. Sóng là một nguồn năng lượng hữu ích. Vấn đề là không dễ khai thác và chuyển đổi thành điện năng với một lượng lớn. Nhà máy điện năng lượng sóng rất hiếm. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Ưu điểm: Không đắt để vận hành và bảo trì. Có thể tạo ra một năng lượng lớn. Chỉ cần một lần xây dựng, năng lượng thì miễn phí Không cần nhiên liệu Không tạo ra chất thải và ô nhiễm. Nhược điểm: Phụ thuộc vào sóng- năng lượng gián đoạn. Cần một nơi thích hợp, có sóng mạnh. Ôàn ào. Xây dựng và neo giữ ở điều kiện trên biển. Khả năng tái tạo? Năng lượng sóng là năng lượng có khả năng tái tạo. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Thuỷ điện: năng lượng sinh ra từ thác nước. Sử dụng dòng chảy của nước như là một nguồn năng lượng trong nhiều năm qua. Nước được sử dụng đầu tiên để phát điện vào năm 1882 ở sông Fox, Mỹ, công suất tạo ra để thắp sáng. Hiện nay có rất nhiều nhà máy thuỷ điện, cung cấp khoảng 20% năng lượng điện của thế giới. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Một đập xây dựng như một bẫy nước, ở các thung lũng có hồ. Đập nước có bề dày đáy dày hơn ở trên, vì áp suất của nước tăng theo chiều sâu. Nhà máy thuỷ điện có thể tạo ra công suất lớn và rẻ. Có rất nhiều nơi phù hợp trên thế giới, nhưng xây dựng đập nước thuỷ điện thì khá đắt. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Hoạt động: Ưu điểm: Chỉ cần xây đập xong, năng lượng hầu như miễn phí. Không tạo ra chất gây ô nhiễm. Độ tin cậy cao hơn so với năng lượng gió, mặt trời hay sóng. Nước được dự trữ ở các đập đối phó với sự thiếu hụt nước yêu cầu. Có thể tăng công suất nhanh hơn so với nhà máy khác. Điện phát ra tương đối ổn định Nhược điểm: Xây dựng đập nước rất tốn kém. Gây ảnh hưởng đến sinh vật thường sống ở đó. Tìm nơi phù hợp rất khó vì đụng chạm đến dân cư và môi trường Khả năng tái tạo? Năng lượng thuỷ điện có thể tái tạo. Mặt trời cung cấp hơi nước từ biển và các hồ nên duy trì hoạt động. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Biomass – năng lượng từ các chất hữu cơ. Gỗ là nguồn chính- nguồn nhiệt cho nhà và để đun nấu thực phẩm. Cây mía đường trồng ở nhiều nơi, và có thể lên men để sản xuất rượu, để sản xuất điện. Bã mía được sử dụng để đốt sinh hơi nước và làm quay tuabin. Chất thải rắn khác: cây cối và chất thải động vật để sản xuất methanol, gas tự nhiên, dầu. Có thể sử dụng rác, phân bón động vật, gỗ vụn, rong biển và các chất thải khác. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Hoạt động: Ưu điểm: Sử dụng chất thải – có ý nghĩa về môi trường. Nhiên liệu rẻ. Nhược điểm: Thu thập chất thải số lượng lớn tương đối khó khăn. Khi đốt nhiên liệu này có gây ra hiệu ứng nhà kính. Có một số nhiên liệu không có liên tục trong năm. Khả năng tái tạo? Biomass có thể tái tạo, do chúng ta liên tục tạo ra các chất thải. Chúng ta có thể trồng nhiều cây xanh, cây mía…. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Năng lượng địa nhiệt- năng lượng từ nhiệt bên trong lòng Trái Đất. Ơû tâm của Trái Đất có nhiệt độ khoảng 6000oC, đủ để làm nóng chảy đá. Ơû độ sâu khoảng vài kilometres, nhiệt độ có thể lên đến 2500C. Khi độ sâu tăng cứ 36 mét thì nhiệt độ tăng lên 10C. Ơû các vùng có núi lửa, việc nóng chảy đá xảy ra rất gần với bề mặt. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Năng lượng địa nhiệt- năng lượng từ nhiệt bên trong lòng Trái Đất. Năng lượng địa nhiệt đã được sử dụng nhiều năm ở một số nước để nấu nướng và làm nguồn nhiệt. Tên gọi “Geothermal” đến từ Hy Lạp : từ “Geo” có nghĩa là “Earth” và “thermal” có nghĩa là “heat”. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Các hòn đá nóng dưới đất đun nóng nước sinh ra hơi nước. Người ta dẫn các đường ống xuống vùng nóng, hơi nước sinh ra được dẫn lên và làm quay tuabin, làm quay các máy phát điện. Có thể có mạch nước tự nhiên trong các vùng đá nóng, hoặc người ta có thể dùng ống dẫn và bơm nước xuống. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Hoạt động: Nhà máy địa nhiệt đầu tiên được xây dựng ở Landrello, Italia; và nhà máy thứ hai ở Wairekei, New Zealand. Các nhà máy khác ở Iceland, Japan, Philippine và Mỹ. Ơû Iceland, nguồn địa nhiệt sử dụng trong nhà, phát điện. Năng lượng địa nhiệt là nguồn rất quan trọng ở các vùng có hoạt động của núi lửa như ở Iceland và New Zealand. Mức độ hữu dụng như thế nào còn phụ thuộc vào độ nung nóng nước. Điều này phụ thuộc vào lượng đá nóng và lượng nước bơm xuống. Hơi nước được sử dụng để quay máy phát, hoặc qua các thiết bị trao đổi nhiệt để đun nóng nước hoặc sưởi ấm. Hơi nước phải được làm sạch trước khi đưa vào tuabin CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Ưu điểm: Không tạo ra các sản phẩm gây ô nhiễm, và không gây hiệu ứng nhà kính. Nhà máy không chiếm nhiều diện tích, ít gây ảnh hưởng đến môi trường. Không cần nhiên liệu. Chỉ cần xây dựng một lần thì năng lượng hầu như miễn phí. Chỉ cần một ít năng lượng để chạy bơm nhưng năng lượng này lấy từ năng lượng của máy phát điện. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Nhược điểm: Vấn đề là có ít nơi có thể xây dựng được nhà máy địa nhiệt. Cần có những vùng đá nóng, ở độ sâu mà có thể khoan xuống được.. Đôi khi vùng địa nhiệt không lâu dài, có thể chỉ vài thập kỹ. Khí độc và khoáng chất có trong lòng đất, gây ảnh hưởng đến vận hành. Khả năng tái tạo? Năng lượng địa nhiệt có thể tái tạo. Năng lượng được trữ bằng cách chúng ta không bơm nhiều nước lạnh xuống và không làm lạnh đá nhiều quá. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Hồ tích trữ- năng lượng dự trữ khi nhu cầu tải lớn. Hồ tích trữ không là máy phát điện. Cách để dự trữ năng lượng để đáp ứng nhanh khi cần. Tải điện luôn thay đổi trong ngày. Ví dụ như, khi một chương trình hay TV kết thúc, mọi người nấu ăn tối và cắm các ấm đun nấu, gây một nhu cầu tải đỉnh đột ngột. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Hồ tích trữ- năng lượng dự trữ khi nhu cầu tải lớn. Nếu không cấp đủ công suất, sẽ có sự ngắt điện,đèn công cộng bị ngắt, gây tai nạn và nhiều điều phiền toái khác sẽ xảy ra. Nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hoá thạch, thì mất nửa giờ mới đầy tải. Nhà máy hạt nhân thì mất thời gian dài hơn. Chúng ta cần đầy tải tức thời và giữ sự cung cấp tải cho ta trong khoảng nửa giờ để nhà máy điện đầy tải. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Nước được bơm lên đỉnh hồ vào ban đêm, khi có nhu cầu năng lượng của thành phố thấp. Khi nhu cầu công suất tăng, cổng kiểm soát nước được mở ra, và nước chảy xuống làm quay tuabin, làm quay máy phát điện. Nước chứa trên đỉnh hồ, sẵn sàng để bơm hoạt động. Ơû Dinorwig North Wales có hồ tích trữ “đáp ứng nhanh nhất” trên thế giới. Nó có thể cung cấp 1320MW trong 12 giây. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Hoạt động: Ưu điểm: Không tạo ra chất thải và gây ô nhiễm. Ít ảnh hưởng đến phong cảnh. Không cần nhiều năng lượng để dự trữ năng lượng. Nhược điểm: Xây dựng rất đắt. Chỉ dùng một lần, không thể sử dụng lại nếu không bơm nước lên trở lại. Khả năng tái tạo? Nó không phải là máy phát nhưng nó dự trữ năng lượng từ các máy phát khác. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG ĐỂ PHÁT ĐIỆN Mặt trời cách Trái đất khoảng 150 triệu km- nguồn năng lượng khổng lồ. Tia nắng mặt trời cung cấp năng lượng dạng nhiệt năng và ánh sáng đến Trái Đất với tỷ lệ gần bằng 20.000 lần so với tiêu thụ năng lượng của chúng ta, và đây chỉ là một phần nhỏ so với hơn nửa tỷ tổng công suất mà mặt trời bức xạ trực tiếp. Mặt trời phải tốn hàng triệu năm mới mất 1/1000000 khối lượng của nó. Chúng ta không phải lo lắng về sự giảm bớt nguồn năng lượng này, có thể xem nó là nguồn năng lượng cuối cùng, khổng lồ, liên tục và không mất tiền. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Mặt trời và Năng lượng mặt trời Chúng ta thường sử dụng năng lượng mặt trời để làm khô quần áo và thực phẩm trong nhiều năm qua, nhưng chỉ có những năm gần đây chúng ta mới quan tâm đến việc sử dụng năng lượng mặt trời để phát điện. Chỉ có một phần nhỏ năng lượng mặt trời chiếu xuống Trái Đất đủ lượng cần thiết để phát điện trong nhiều năm. Nếu tận dụng được năng lượng này thì cứ mỗi phút năng lượng đến Trái Đất đủ để cung cấp năng lượng trên thế giới trong một năm. Vấn đề là năng lượng mặt trời không tập trung. Mà phân bố ở những nơi có nắng của thế giới, để nhận được năng lượng mặt trời tương đương ở đầu ra có công suất 600MW bạn cần có một diện tích để đặt các collector là khoảng một dặm vuông hoặc gấp 10 lần diện tích đó nếu bạn cần đảm bảo được hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời – điện năng. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Mặt trời và Năng lượng mặt trời Một vấn đề khó khăn là không thể có nhiệt độ quá cao. Có công thức nấu ăn ở New England cho món mức dâu tây là bạn đặt trái cây và đường trong một mặt phẳng với một tấm kính phía trên và để nó dưới mặt trời khoảng 2 hay 3 ngày. Nhưng nếu cần chuyển đổi nhiệt lượng sang dạng năng lượng điện, theo định luật nhiệt động thứ II đưa ra giới hạn, và cần nhiệt độ khoảng vài trăm độ C thì hiệu suất 20-30 %. Đặc điểm là mặt trời không liên tục chiếu sáng. Nó mất đi vào ban đêm. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Mặt trời và Năng lượng mặt trời Hiện tại kỹ thuật tiếp cận rất gần với hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời, và nó được sử dụng rộng rãi. Ơû lò sưởi có nhiều vấn đề, do khi chúng ta cần nhiệt thường là không có mặt trời. Đến nay vấn đề tồn trữ một số lượng lớn nhiệt trong một thời gian dài đã được nghiên cứu giải quyết. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Mặt trời và Năng lượng mặt trời Tận dụng năng lượng mặt trời: Có 3 cách Pin mặt trời: (photovoltaic hay photoelectric pin) chuyển đổi trực tiếp ánh sáng thành điện. Vào mùa nắng, có thể có đủ công suất để thắp sáng đèn 100W từ một m2 tấm panel mặt trời. Trước đây dạng năng lượng này được sử dụng để cung cấp điện cho các vệ tinh, những năm gần đây ứng dụng cho máy tính cá nhân. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Mặt trời và Năng lượng mặt trời Đun nóng nước bằng năng lượng mặt trời: nhiệt lượng từ mặt trời được dùng để đun nóng nước trong các tấm panel đặt trên mái nhà. Năng lượng này giúp giảm chi phí về nhiên liệu. Ơû Mỹ vào mùa đông thường phải tháo hết nước ở hệ thống ra. Nguồn nhiệt mặt trời được sử dụng phổ biến ở nơi có nhiều nắng như ở California và Australia. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Mặt trời và Năng lượng mặt trời Lò năng lượng mặt trời: sử dụng một lượng lớn tấm kính để tập trung năng lượng mặt trời vào một không gian nhỏ và tạo ra nhiệt độ rất cao. Ơû California, nhà máy điện mặt trời sử dụng nhiệt từ mặt trời để sinh hơi nước và làm quay máy phát điện. Do mặt trời di chuyển, các tấm kính quay để giữ hướng về phía tháp, ở đó dầu được nung nóng. Nhiệt từ dầu được sử dụng để sinh hơi nước, từ hơi nước làm quay tuabin. Nhà máy điện mặt trời xây dựng rất đắc, nhưng so với sử dụng nhiên liệu than thì sử dụng mặt trời được lựa chọn hơn. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Mặt trời và Năng lượng mặt trời Ưu điểm: Năng lượng mặt trời là miễn phí , nó không cần nhiên liệu và không làm ô nhiễm. Ơû các nước có nhiều nắng, có thể sử dụng năng lượng mặt trời để cung cấp điện cho vùng sâu vùng xa. Dạng công suất thấp có thể sử dụng dạng thắp sáng và sạc acqui. Nhược điểm: Không hoạt động vào ban đêm. Xây dựng nhà máy điện năng lượng mặt trời rất đắt. Mức độ tin cậy không cao. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Mặt trời và Năng lượng mặt trời Sơ đồ nguyên lý của hệ thống: HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Hệ thống điện mặt trời sử dụng collector tập trung dạng parabol, dầu làm chất tải nhiệt: HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Hiện nay, hệ thống thu năng lượng mặt trời dạng collector parabol chiếm ưu thế hơn ở nhà máy điện mặt trời. Hoạt động: collector parabol máng có thể tập trung cường độ mặt trời gấp 30 - 60 lần so với bình thường. Dầu tổng hợp mang nhiệt này tuần hoàn trong ống dẫn dầu, đạt nhiệt độ cao đến 3900C (7350F). Dầu nóng được bơm đến hệ thống trao đổi nhiệt để sinh hơi nước. Hơi nước làm quay tuabin hơi và sản xuất ra điện năng. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Hệ thống điện mặt trời sử dụng collector tập trung dạng parabol, dầu làm chất tải nhiệt: HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Hệ thống điện mặt trời sử dụng collector tập trung dạng parabol, dầu làm chất tải nhiệt: HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Hệ thống điện mặt trời sử dụng collector tập trung dạng parabol, nước và hơi nước làm chất tải nhiệt: Nhà máy phát nhiệt điện NLMT ở Mojave Desert tại Kramer Junction, California, là 1 trong 9 nhà máy xây dựng năm 1980s. Khi vận hành, dầu trong các ống thu nhiệt nhận NLMT dưới dạng nhiệt và được bơm vào máy phát để phát điện HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Hệ thống điện năng lượng mặt trời dạng tháp, chất tải nhiệt dd muối. 1. Bình chứa nước muối gia nhiệt . 2. Thùng chứa nước muối nóng. 3. Nước muối nóng được bơm qua hệ thống sinh hơi. 4. Hơi nước làm quay tuabin máy phát điện. 5. Thùng chứa nước muối tuần hoàn. Mang lại hiệu quả năng lượng, cả khi trời tối hoặc trời có nhiều mây. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Hệ thống điện năng lượng mặt trời dạng tháp, chất tải nhiệt là không khí . HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Hệ thống điện năng lượng mặt trời dạng tháp Hệ thống điện năng lượng mặt trời dạng đĩa/ động cơ: Hiệu suất mặt trời – điện năng đạt đến 30 %. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Thiết bị chứa truyền năng lượng cho động cơ, dạng động cơ động học Stirling. Sản xuất ra điện. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Hệ thống điện năng lượng mặt trời dạng đĩa/ động cơ: HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI Hệ thống điện năng lượng mặt trời dạng đĩa/ động cơ: HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI