intTypePromotion=1

Bài giảng Năng lượng tái tạo: Chương 2 +6 - ThS. Trần Công Binh

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:258

0
217
lượt xem
80
download

Bài giảng Năng lượng tái tạo: Chương 2 +6 - ThS. Trần Công Binh

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

  Bài giảng "Năng lượng tái tạo - Chương  2 + 6" cung cấp cho người học các kiến thức: Nguồn năng lượng mặt trời, tế bào quang điện, đặc tuyến I-V của pin quang điện, công nghệ chế tạo pin quang điện, đặc tính làm việc của pin quang điện, hệ điện mặt trời độc lập,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Năng lượng tái tạo: Chương 2 +6 - ThS. Trần Công Binh

  1. ĐH BÁCH KHOA TP.HCM Bài giảng: NĂNG LƯỢNG TÁI  TẠO Giảng viên: ThS. Trần Công Binh 8/2013 1 Năng lượng tái tạo 1
  2. C2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI 1. Nguồn năng lượng mặt trời 2. Tế bào quang điện 3. Đặc tuyến I­V của pin quang điện 4. Công nghệ chế tạo pin quang điện 5. Đặc tính làm việc của pin quang điện 6. Hệ điện mặt trời độc lập 7. Hệ điện mặt trời hòa lưới Năng lượng tái tạo 2
  3. C2: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI Năng lượng tái tạo 3
  4. Nguồn tài nguyên từ mặt trời • Trước khi nói về năng lượng mặt trời, hãy tìm  hiểu về mặt trời: • Như cường độ ánh nắng ra sao • Vị trí của mặt trời ở đâu tại mọi thời điểm • Bức xạ mặt trời ra sao (insolation: incident  solar radiation) • Từ đó xác định bức xạ trung bình nhận được  mỗi ngày • Và chọn vị trí và góc lắp đặt dàn pin mặt trời  sao cho hiệu quả nhất Năng lượng tái tạo 4
  5. Bức xạ của lỗ đen và mặt trời • Mặt trời – Đường kính 1.4 triệu km – Tổng công suất bức xạ điện từ là 3.8 x 1020 MW • Vật thể đen – Là vật thể vừa hấp thụ hoàn toàn, vừa bức xạ hoàn  hảo – Bức xạ hoàn hảo – phát xạ lượng năng lượng trên  mỗi đơn vị diện tích nhiều hơn bất kỳ một vật thể  thực ở cùng nhiệt độ. – Hấp thụ hoàn toàn –  hấp thụ tất cả bức xạ, hoàn  toàn không có phản xạ.  Năng lượng tái tạo 5
  6. Định luật Plank • Định luật Plank – bước sóng phát xạ từ vật thể đen  phụ thuộc vào nhiệt độ của nó 3.74 108 Eλ =              (7.1) 5 � �14400 � � λ �exp � �− 1� � � λT � � • λ = bước sóng (μm)  • Eλ = cống suất phát xạ trên mỗi đơn vị diện tích của vật thể đen (W/m2­μm) • T = nhiệt độ tuyệt đối (K) Năng lượng tái tạo 6
  7. Phổ điện từ Ánh sáng nhìn thấy được có bước sóng trong khoảng 0.4 đến 0.7  μm, với bước sóng của tia tử ngoại ngắn hơn và tia hồng ngoài dài  hơn Source: www.en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation Năng lượng tái tạo 7
  8. Phổ bức xạ của trái đất ở 288oK Trái đất là một vật thể đen phát xạ ở 288K Hình 7.1  Diện tích dưới đường cong là tổng công suất bức xạ phát ra Năng lượng tái tạo 8
  9. Định luật Stefan-Boltzmann • Tổng công suất bức xạ của vật thể đen được tính  bằng định luật bức xạ Stefan –Boltzman E = Aσ T              (7.2) 4 • E = tổng mức phát xạ của vật thể đen (W)  • σ = hằng số Stefan­Boltzmann = 5.67x10­8 W/m2­K4 • T = nhiệt độ tuyệt đối (K) • A = tổng diện tích bề mặt của vật thể đen (m2) Năng lượng tái tạo 9
  10. Quy tắc Wien • Bước sóng mà công suất bức xạ trên mỗi đơn vị diện  tích lớn nhất là 2898 λmax ( µ m) = o              (7.3) T( K) • T = nhiệt độ tuyệt đối (K) • λ = bước sóng (μm)  • λmax =0.5 μm cho mặt trời, T = 5800 K • λmax = 10.1 μm với trái đất (một vật đen), T = 288 K Năng lượng tái tạo 10
  11. Bức xạ của trái đất • Ví dụ 7.1: Trái đất là một vật thể đen, có  nhiệt độ trung bình 17oC, diện tích bề mặt  5,1x1014m2. Tính công suất bức xạ và bước  sóng có công suất bức xạ đỉnh. So sánh với  bước sóng bức xạ đỉnh của mặt trời  5800oK. E = Aσ T              (7.2) 4 2898 λmax ( µ m) = o              (7.3) T( K) Năng lượng tái tạo 11
  12. Phổ bức xạ của mặt trời bên ngoài khí quyển Hình 7.2  Năng lượng tái tạo 12
  13. Tỷ trọng khí quyển - Air Mass Ratio     Khi tia nắng băng  qua bầu khí quyển,  lượng năng lượng  đến được bề mặt  trái đất sẽ bị suy  hao Hình 7.3  • h1 = chiều dài đường đi qua bầu khí quyển với ánh nắng mặt trời ngay trên đỉnh  đầu  • h2 = chiều dài đường đi qua bầu khí quyển để đến bề mặt trái đất • β = góc cao độ của mặt trời Năng lượng tái tạo 13
  14. Tỷ trọng khí quyển - Air Mass Ratio h2 1 air mass ratio m = =     (7.4) h1 sin β Hình 7.3  • Air Mass ratio bằng 1 (“AM1”) đồng nghĩa với mặt trời  ngày trên đỉnh đầu (m=1) • AM0 ở bên ngoài bầu khí quyển • AM1.5 là trị trung bình trên bề mặt trái đất (m=1.5) Năng lượng tái tạo 14
  15. Phổ mặt trời trên bề mặt trái đất m tăng leenkhi  mạt trời xuống  thấp trên bầu  trời.  Chú ý là có  sụ suy hao lớn ở  bức xạ màu xanh  trời khi m tăng  cao, đó là lý do có  màu đỏ khi mặt  trời mọc và lặn. Năng lượng tái tạo 15
  16. Quỹ đạo trái đất • Quay một vòng mất 365.25 ngày theo quỹ đạo hình  elip • Khoảng cách từ trái đất đến mặt trời: 8� �360( n − 93) � � d = 1.5 10 � 1 + 0.017sin � �  km    (7.5) � � � 365 � • n = số ngày (bắt đầu từ ngày 1.1) • d (km) thay đổi từ 147x106 km vào ngày 2.1 đến  152x106 km vào ngày 3.7 (tương ứng với mùa đông và  mùa hè) •Năng lĐượơng tái t n vạịo góc tính bằng độ cho cả chương này. 16
  17. Quỹ đạo trái đất • Trong một ngày, trái đất quay 360,99˚  • Quỹ đạo trái đất quay còn gọi là mặt phẳng  hoàn đạo • Trái đất quay quanh một trục nghiên 23.45˚ • Ban ngày và ban đêm dài bằng nhau vào ngày  21.3 và 21.9 (Xuân phân và Thu phân) • Đông chí là ngày mà Bắc cực xa mặt trời nhất • Hạ chí là ngày Bắc cực gần mặt trời nhất Năng lượng tái tạo 17
  18. Quỹ đạo trái đất Hình 7.5  Với các ứng dụng năng lượng mặt trời, sẽ xem xét các đặc điểm của quỹ đạo của trái đất  là không thay đổi Năng lượng tái tạo 18
  19. Thiên độ δ - Solar Declination • Thiên độ δ – là góc hợp bởi mặt phẳng xích  đạo với đường thẳng nối tâm mặt trời và  tâm trái đất (δ
  20. Vị trí mặt trời theo thời gian trong năm • Xác định vị trí mặt trời Hạ chí Xuân phân Thiên độ Thu phân Hình 7.6 Đông chí • Tính toán vị trí mặt trời bất kỳ thời điểm nào • Từ đó xác định góc nghiêng cho dàn pin mặt trời Năng lượng tái tạo 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2