408004

Năng lượng tái tạo

Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam

2013 – 2014, HK1

http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn

Bài giảng 1 1

Ch. 1: Tổng quan về năng lượng tái tạo

1. Các nguồn năng lượng tái tạo

2. Tiềm năng và ứng dụng năng lượng tái tạo hiện nay

3. Công nghệ sử dụng các nguồn năng lượng mới

4. Phát điện phân tán sử dụng các nguồn năng lượng mới

Bài giảng 1 2

1. Các nguồn năng lượng tái tạo

NĂNG LƯỢNG – VAI TRÒ CỦA NĂNG LƯỢNG

 Năng lượng là gì?

Năng lực làm vật thể hoạt động (Theo Viện Năng lượng

Nguyên tử Việt Nam).

 Vai trò của năng lượng?

Đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống kinh tế - xã

hội của loài người nói chung (Theo Ban tuyên giáo Trung

ương – ĐCS VN).

Bài giảng 1 3

1. Các nguồn năng lượng tái tạo

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

 Trong lịch sử phát triển của loài người, than đã thay củi, và dầu

mỏ đã thay than, để trở thành nguồn năng lượng. Nhưng dầu mỏ

sẽ cạn kiệt trong vòng vài mươi năm nữa.

 Con người lại một lần nữa tìm nguồn năng lượng thay thế.

Nhưng vòng lẩn quẩn không thể tiếp tục được lặp lại, cần phải có

giải pháp bền vững  năng lượng tái tạo.

 Năng lượng tái tạo là gì?

Là năng lượng từ các nguồn tự nhiên không cạn kiệt.

Bài giảng 1 4

1. Các nguồn năng lượng tái tạo

 Mặt trời

 Gió và sóng biển

 Sinh khối và biogas

 Thủy điện

 Địa nhiệt

 Thủy triều

Bài giảng 1 5

Nhu cầu năng lượng 1 năm: 140.106 GWh

Trăng Trăng

T

h

ủ

y

25.106 GWh

t r i ề

u

i i

EarthEarth

45%:

1600.109 GWh

ờ ờ r r t t     t t

NhânNhân

720.109 GWh Nhiệt

ặ ặ M M

0,3.109 GWh

30% Phản xạ ra không gian

25% Hấp thụ và chuyển đổi

- Thủy năng tuần hoàn (88%) 350.109 GWh - Gió, sóng 32.109 GWh  Quang h pợ (0,24%) 109 GWh

CxHy hóa thạch = NLMT lưu trữ Bài giảng 1 6

27 năm = 1 ngày

Năng lượng mặt trời

 Đường kính mặt trời: 1,4 triệu km (109 lần Trái đất)

 Khối lượng: 1,99.1030 kg

 Hằng số năng lượng Mặt trời: 1366 W/m2

Năng lượng mặt trời và nhu cầu hàng năm

Năng lượng mặt trời

3850000 EJ

Năng lượng gió

2250 EJ

Tiềm năng sinh khối

100 – 300 EJ

Tổng năng lượng tiêu thụ (2010)

539 EJ

Điện năng tiêu thụ (2010)

66,5 EJ

Bài giảng 1 7

Năng lượng mặt trời

 Giả sử 1 m2 bề mặt = 100 kWh/năm

 Điện năng TG = 66,5 EJ = 18,5.106 GWh = 185000 km2

 Năng lượng TG = 150.106 GWh = 1,5 triệu km2 (1%)

Bài giảng 1 8

Hiện trạng và dự báo năng lượng thế giới

Bài giảng 1 9

Hiện trạng tiêu thụ năng lượng thế giới

 Nhiên liệu hóa thạch được sử dụng rộng rãi và trực tiếp

như nguồn năng lượng sơ cấp và đóng vai trò nguồn năng

lượng tiện lợi với hiệu suất thấp.

Bài giảng 1 10

Hiện trạng năng lượng thế giới

 Hiện nay vẫn sử dụng hơn 80% nhiên liệu hóa thạch, vậy

con người đang gây ra những vấn đề gì? Giải pháp?

 Những khu vực nào có tiềm năng cải thiện vấn đề sử dụng

năng lượng?

Bài giảng 1 11

Tình hình ứng dụng điện mặt trời

Bài giảng 1 12

Tình hình ứng dụng điện gió

Bài giảng 1 13

Tình hình phát điện bằng sinh khối

Bài giảng 1 14

Tình hình ứng dụng năng lượng tái tạo

Năm

Điện gió (GW)

NL địa nhiệt (GW)

NL sinh khối (GW)

Điện mặt trời (GW)

Điện sóng + thủy triều (MW)

2009

23,5

159

49,6

10,3

0,27

2011

70

238

11,1

0,527

62 (2010)

Bài giảng 1 15

Bài giảng 1 16

Bài giảng 1 17

Bài giảng 1 18

Bài giảng 1 19

Bài giảng 1 20

Bài giảng 1 21

Bài giảng 1 22

Bài giảng 1 23

Bài giảng 1 24

Bài giảng 1 25

Bài giảng 1 26

Bài giảng 1 27

Bài giảng 1 28

Bài giảng 1 29

Bài giảng 1 30

Bài giảng 1 31

Bài giảng 1 32

Bài giảng 1 33

Bài giảng 1 34

Bài giảng 1 35

Bài giảng 1 36

Bài giảng 1 37

Bài giảng 1 38

Bài giảng 1 39

3. Các công nghệ khai thác NLTT

Bài giảng 1 40

3. Các công nghệ khai thác NLTT

Bài giảng 1 41

4. Phát điện phân tán dùng NLTT

Bài giảng 1 42

Máng tập trung nhiệt năng từ mặt trời

Bài giảng 1 43

Tháp tập trung nhiệt năng từ mặt trời

Bài giảng 1 44

Đĩa tập trung nhiệt năng từ mặt trời

Bài giảng 1 45

Sản xuất hydrogen

CO + 3H2

 Từ nước và hydrocarbon CH4 + H2O (cid:0) CO + H2O (cid:0)

CO2 + H2

 Quá trình nhiệt phân, nhiệt hóa, sinh hóa và quang hóa

chưa có ứng dụng công nghiệp

 Tảo phản ứng sinh học khả thi về mặt kinh tế

 Tách nước quang hứa hẹn là quá trình sạch và tái tạo

 Chu kỳ S-I hiệu quả hơn, nhưng cần nhiệt lượng

 Còn có điện phân vi sinh, tổng hợp enzyme

Bài giảng 1 46