intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Chuyên đề tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ pin năng lượng mặt trời cho đảo Ngọc Vừng, huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh - Trần Thị Ánh Phượng

Chia sẻ: Phát Phát | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

Thêm vào BST
Báo xấu
380
lượt xem 58
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của đề tài "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ pin năng lượng mặt trời cho đảo Ngọc Vừng, huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh" nhằm xác lập cơ sở khoa học, cơ sở thực tiễn cho việc ứng dụng lắp đặt hệ thống pin năng lượng mặt trời nhằm phát điện phục vụ sinh hoạt cho đảo Ngọc Vừng, huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh, Việt Nam. Mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ pin năng lượng mặt trời cho đảo Ngọc Vừng, huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh - Trần Thị Ánh Phượng

  1. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................... 1 2. Mục đích và yêu cầu nội dung nghiên cứu ....................................................... 2 I/ TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................. 3 1. Vấn đề năng lượng .......................................................................................... 3 1.1.Khái niệm ...................................................................................................... 3 1.2.Các dạng năng lượng ..................................................................................... 4 1.3. Hệ thống đơn vị đo năng lượng .................................................................... 5 1.4.Quá trình phát triển sử dụng các dạng năng lượng ......................................... 7 2. Năng lượng tái tạo ........................................................................................... 8 2.1.Năng lượng địa nhiệt ..................................................................................... 9 2.2.Năng lượng thuỷ triều..................................................................................... 10 2.3.Năng lượng mặt trời ....................................................................................... 11 3.Khái niệm và lịch sử về pin năng lượng mặt trời ............................................... 12 4.Tình hình nghiên cứu và ứng dụng pin năng lượng mặt trời tại Việt Nam. 5. Các đặc điểm chính về địa lý khu vực đảo Ngọc Vừng, tỉnh Quảng Ninh. 5.1. Vị trí địa lí và đặc điểm địa hình 5.2. Khí hậu 5.3. Điều kiện kinh tế xã hội II/ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................ 14 1 Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................ 14 2 Các bước nghiên cứu ......................................................................................... 14 3 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 14 III/ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................................................ 15 1.Cơ sở khoa học .................................................................................................. 15 2. Cấu tạo, vận hành ............................................................................................. 15 3. Khả năng ứng dụng thực tế ............................................................................... 15 IV/ DỰ KIẾN KẾT QUẢ THU ĐƯỢC ............................................................. 15 SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 1
  2. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT V/ TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 16 SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 2
  3. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Năng lượng là tài sản có giá trị đối với một quốc gia, là thành tố chủ đạo trong sự phát triển của nền kinh tế. Không thể phủ nhận rằng mọi hoạt động kinh tế, công nghiệp, giao thông và sinh hoạt của con người đều phụ thuộc vào nguồn năng lượng hiện có. Đầu thập niên 70, sau cuộc khủng hoảng dầu mỏ, giá cả dầu mỏ và vấn đề tiêu dùng năng lượng là mối quan tâm hàng đầu. Nhưng trước đó các vấn đề về môi trường đã nảy sinh và càng trở nên suy giảm nghiêm trọng hơn. Mặc dù các vấn đề về môi trường là do sự kết hợp của nhiều yếu tố xung quanh nhưng chủ yếu là do dân số gia tăng, tiêu thụ năng lượng quá mức và hoạt động công nghiệp tràn lan. Để ứng phó với những biến đổi đó, con người buộc phải tìm đến những giải pháp và những phương án hành động mang tính bền vững luôn được ưu tiên hàng đầu trong giai đoạn hiện nay. Việc tìm ra và khai thác năng lượng tái tạo được xem như một giải pháp hiệu quả nhất. Năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng sóng biển, năng lượng địa nhiệt, nhiên liệu sinh học... là những nguồn năng lượng sạch có tiềm năng lớn, sẵn có trong tự nhiên, không gây ô nhiễm và giúp giảm thiểu các tác động đến môi trường trong quá trình khai thác và sử dụng và là những giải pháp tối ưu thay thế cho nguồn năng lượng hoá thạch trong tương lai. Để tiếp cận và ứng dụng công nghệ năng lượng sạch, cụ thể là nguồn năng lượng mặt trời, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ pin năng lượng mặt trời cho đảo Ngọc Vừng, huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh” được chúng tôi lựa chọn nhằm góp phần tìm kiếm giải pháp về năng lượng sạch cho phát điện phục vụ sinh hoạt, nâng cao chất lượng cuộc sống cộng đồng dân cư sinh sống trên đảo trong thời điểm điện lưới quốc gia chưa thể đáp ứng được nhu cầu điện sinh hoạt tại xã đảo. Đồng thời góp phần áp dụng một hướng đi tuy không mới trên thế giới nhưng vẫn chưa phổ biến tại Việt Nam cho vấn đề năng lượng sạch SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 3
  4. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT và các giải pháp ứng phó với sự cạn kiệt các nguồn tài nguyên không tái tạo hiện nay. SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 4
  5. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT 2. Mục đích và yêu cầu nghiên cứu 2.1. Mục đích Xác lập cơ sở khoa học, cơ sở thực tiễn cho việc ứng dụng lắp đặt hệ thống pin năng lượng mặt trời nhằm phát điện phục vụ sinh hoạt cho đảo Ngọc Vừng, huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh, Việt Nam. 2.2. Yêu cầu nội dung nghiên cứu  Tìm hiểu, tổng hợp và phân tích về các công nghệ năng lượng sạch hiện có trên thế giới.  Phân tích hiện trạng sản xuất và cung cấp điện tại đảo Ngọc Vừng.  Nghiên cứu cấu tạo và ứng dụng của hệ thống pin năng lượng mặt trời.  Đề xuất phương án sản xuất và cung cấp điện thân thiện với môi trường. SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 5
  6. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT I - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Vấn đề năng lượng 1.1 Khái niệm Theo thuyết tương đối của Albert Enstein, năng lượng là thước đo của lượng vật chất được xác định theo công thức liên quan đến khối lượng toàn phần : E = mc² Trong đó m : khối lượng (kg) c : hằng số vận tốc (m/s) E : khối lượng toàn phần (kg.(m/s)2 . Hiểu theo nghĩa thông thường, năng lượng là khả năng làm thay đổi trạng thái hoặc thực hiện công năng lên một hệ vật chất. Như vậy, năng lượng là một đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh công của một hệ thống. Theo định luật bảo toàn năng lượng “Năng lượng không tự sinh ra và không tự mất đi. Nó chỉ chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác.” Năng lượng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau như : • Năng lượng cơ học • Thế năng • Động năng • Năng lượng nhiệt • Năng lượng từ • Năng lượng điện • Năng lượng phóng xạ • Năng lượng nguyên tử • Năng lượng hoá học • ... 1.2 Các dạng năng lượng Theo sách “Cứu lấy trái đất- chiến lược cho cuộc sống bền vững”, năng SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 6
  7. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT lượng được chia làm 2 dạng chính: năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo Năng lượng không tái tạo là năng lượng đến từ lòng đất và không thể tái sinh trong thời gian ngắn. Nhiên liệu hoá thạch là dạng điển hình của năng lượng không tái tạo, bao gồm than đá, dầu mỏ và khí thiên nhiên. Những nguồn năng lượng này bắt nguồn từ xác động thực vật bị chôn vùi hàng nghìn năm trước, bị phân huỷ và hình thành nguồn năng lượng hữu ích cho con người. [10] Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là nguồn năng lượng từ những nguồn mà con người cho là vô tận, nghĩa là nguồn năng lượng tồn tại dồi dào đến mức không thể trở nên cạn kiệt hoặc có thể tái tạo trong một thời gian ngắn. Các nguồn năng lượng có nguồn gốc từ mặt trời như bức xạ mặt trời, năng lượng gió, chuyển động sóng hay nhiên liệu sinh học. Các dạng khác như năng lượng địa nhiệt, năng lượng thuỷ triều... 1.3. Hệ thống đơn vị đo năng lượng Đơn vị năng lượng trong hệ thống đơn vị quốc tế (hệ SI) bao gồm joules (J), watt giây (Ws) hoặc newton mét (Nm); đơn vị của công suất là watt (W). Bên cạnh hệ SI còn có một số loại đơn vị phổ biến khác. Bảng 1.1 trình bày cách quy đổi của hầu hết các loại đơn vị năng lượng thường được sử dụng ngày nay. Ngoài ra còn có kpm (1 kpm = 2.72 . 10 –6 kWh) ; erg (1 erg = 2.78 . 10 –14 kWh) ; electronvolts (1 eV = 4.45 . 10–26 kWh) ; BTU (British Thermal Unit, 1 BTU = 1055.06 J = 0.000293071 kWh).[9] SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 7
  8. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT Bảng 1.1 Quy đổi đơn vị năng lượng kJ kcal kWh kg ce kg oe m3 gas BTU 1 kilojoule (kJ) 1 0.2388 0.000278 0.000034 0.000024 0.000032 0.94781 1 kilocalorie (kcal) 4.1868 1 0.001163 0.000143 0.0001 0.00013 3.96831 1 kilowatt- giờ (kWh) 3600 860 1 0.123 0.086 0.113 3412 1 kg than tương đương (kg ce) 29,308 7000 8.14 1 0.7 0.923 27,779 1 kg dầu mỏ tương đương (kg oe) 41,868 10,000 11.63 1.428 1 1.319 39,683 1 m3 khí gas 31,736 7580 8.816 1.083 0.758 1 30,080 1 đơn vị nhiệt Anh (BTU) 1.0551 0.252 0.000293 0.000036 0.000025 0.000033 1 Nguồn : Volker Quaschning, 2005, Understanding Renewable Energy Systems, Earthscan, UK. Trong đó : Coal equivalent (ce) : than đá tương đương Oil equivalent (oe) : dầu tương đương Natural gas : khí thiên nhiên British Thermal Unit (BTU) : đơn vị nhiệt của Anh SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 8
  9. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT 1.4. Sự phát triển tiêu dùng năng lượng Vào cuối thế kỉ thứ 18, than đá và dầu thô đã không còn là nguồn cung cấp năng lượng chủ đạo cho các ngành công nghiệp. Củi gỗ và các kĩ thuật nhờ gió và sức nước đã đáp ứng cho hầu hết các nhu cầu năng lượng của con người. Hình ảnh những guồng nước và cối xay gió đã trở nên phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới vào thời gian đó. Nguồn : wikipedia Vào năm 1768, James Watt đặt nền móng cho nền công nghiệp bằng phát triển động cơ chạy bằng hơi nước. Động cơ hơi nước mà sau này là động cơ đốt trong đã nhanh chóng được thay thế bởi sức gió và hệ thống sức nước. Than đá trở thành nguồn nhiên liệu cung cấp năng lượng quan trọng duy nhất. Đầu thế kỉ 20, dầu thô kế tiếp trở thành nhiên liệu không thể thiếu cung cấp cho sự cơ giới hoá giao thông đường bộ đang vươn lên mạnh mẽ. Củi đã mất đi vai trò quan trọng cung cấp năng lượng cho các quốc gia công nghiệp và những nhà máy thuỷ điện thay thế những guồng nước thô sơ. Nhu cầu năng lượng trên thế giới tăng vọt sau khủng hoảng năng lượng những năm 1930. Khí thiên nhiên bước vào bối cảnh đó sau chiến tranh thế giới SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 9
  10. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT thứ hai. Vào thập niên 1960, năng lượng hạt nhân đã được bổ sung vào danh sách của những nguồn năng lượng truyền thống. Những nguồn năng lượng mới nối tiếp được tìm ra vẫn chưa phá bỏ được ưu thế của than đá và dầu thô, nhưng khí gas là nguồn năng lượng phát triển nhanh vượt trội. Nhu cầu năng lượng cơ bản về điện hạt nhân ngày nay vẫn tương đối khiêm tốn. Những nguồn nhiên liệu hoá thạch như than đá, dầu thô và khí gas cung cấp hơn 85% nhu cầu năng lượng tối thiểu trên thế giới SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 10
  11. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT Bảng 1.2. Sự tiêu thụ năng lượng trên thế giới bao gồm năng lượng sinh khối và các dạng khác Đơn vị: PJ 1925 1938 1950 1960 1968 1980 2002 Nhiên liệu dạng rắn a 36,039 37,856 46,675 58,541 67,830 77,118 100,395 Nhiên liệu dạng lỏngb 5772 11,017 21,155 43,921 79,169 117,112 147,480 Khí gas 1406 2930 7384 17,961 33,900 53,736 95,543 Thuỷ điệnc 771 1774 3316 6632 10,179 16,732 24,792 Điện hạt nhânc 0 0 0 0 463 6476 25,564 Tổng 43,988 53,577 78,530 127,055 191,541 271,174 393,773 Nguồn: Enquete-Kommission, 1995; BP, 2003 Lưu ý : a :Than đá, than non,.. ; b: các sản phẩm dầu ; c : chuyển đổi từ nhiệt tương đương với 38% hiệu quả chuyển đổi Bảng 1.2 cho thấy tình hình tiêu thụ năng lượng trên toàn thế giới trong những năm của thế kỉ trước. Từ bảng cho thấy lượng tiêu thụ tăng dẫn qua mỗi năm. Năng lượng hạt nhân cũng bắt đầu được đưa vào phục vụ sản xuất từ những năm cuối thập niên 60 thế kỉ 20.Và không chỉ riêng năng lượng hạt nhân, các dạng năng lượng khác được tiêu thụ mạnh rõ rệt vào những năm đầu thế kỉ 21. 2.. Năng lượng tái tạo Năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng vô tận trong thời gian sống của loài người. Năng lượng tái tạo có thể chia làm 3 loại chính: năng lượng mặt trời, năng lượng thuỷ triều và năng lượng địa nhiệt. Số liệu trung bình hàng năm trên trái đất : [9] - Năng lượng mặt trời : 3,900,000,000 PJ/year - Năng lượng thuỷ triều : 94,000 PJ/year - Năng lượng địa nhiệt : 996,000 PJ/year SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 11
  12. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT Năng lượng dự trữ trong gió, mưa, bắt nguồn từ các quá trình chuyển hoá năng lượng trong tự nhiên và có thể khai thác được bằng các phương tiện kĩ thuật. Theo lí thuyết, các nguồn cung cấp năng lượng tái tạo hàng năm lớn hơn nhiều lần nhu cầu năng lượng của trái đất và có thể đáp ứng hoàn toàn được nhu cầu này. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là sự chuyển đổi từ những dạng năng lượng truyền thống sang năng lượng tái tạo sẽ không gặp trở ngại gì. Nói cách khác, năng lượng tái tạo cần một cơ sở hạ tầng hoàn toàn khác biệt so với những gì được xây dựng lên trong những thế kỉ trước. Nguồn năng lượng hiện tại phụ thuộc chủ yếu vào nguồn nhiên liệu hoá thạch. Ưu tiên hàng đầu là sản xuất và vận chuyển nhiên liệu hoá thạch một cách kinh tế nhất và biến đổi chúng thành những dạng năng lượng khác một cách ít tốn kém nhất. Ưu điểm chính của năng lượng từ nhiên liệu hoá thạch là tính sẵn có, chúng có thể được sử dụng ngay khi con người cần. Ngược lại, tính sẵn có của hầu hết các dạng năng lượng tái tạo là không ổn định. Chúng không những cần được chuyển đổi thành các dạng năng lượng có ích khác như điện hay nhiệt mà còn phải được đảm bảo luôn dồi dào thông qua những hệ thống dự trữ lớn. Vấn đề đặt ra không phải là năng lượng tái tạo có thể đáp ứng được tất cả nhu cầu năng lượng của con người hay không mà là loại năng lượng tái tạo nào là tối ưu và phù hợp và khi nào thì chúng sẽ đáp ứng đầy đủ nhu cầu về năng lượng trên trái đất. Đối với vấn đề nóng lên toàn cầu, sự chuyển đổi về nguồn cung cấp năng lượng là thách thức lớn nhất trong thế kỉ 21. 2.1.. Năng lượng địa nhiệt Nhiệt độ trong lòng trái đất khoảng 30000C đến 10 0000C, sự phân rã phóng xạ giải phóng ra lượng nhiệt này. Còn bề mặt trái đất có nhiệt độ tương đối thấp. Sự chênh lệch về nhiệt độ giữa bề mặt và trong lòng trái đất gây nên dòng nhiệt biến đổi liên tục, có giá trị khoảng 0.063 W/m2. Ngày nay năng lượng địa nhiệt chỉ được khai thác tại những vùng có nhiệt độ trong lòng trái đất cao bất thường. Những vùng thuộc “vành đai lửa ven Thái Bình Dương” là những vùng có tiềm SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 12
  13. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT năng địa nhiệt rất lớn. Đây cũng là một nguồn năng lượng sạch có thể thay thế dầu mỏ và than đá trong tương lai. Hiện nay Mỹ đang là quốc gia đứng đầu về sản xuất điện từ năng lượng địa nhiệt. Một nghiên cứu mới được công bố trong năm 2008 của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã cho biết: Nếu có thể khai thác được 40% lượng nhiệt nằm dưới lòng đất của nước Mỹ, nó sẽ đáp ứng gấp 56.000 lần nhu cầu điện năng hiện nay của đất nước này. Ở các nước đang phát triển như Philippin, Indonexia, Trung Quốc… năng lượng địa nhiệt cũng đã và đang được thăm dò và khai thác. Trong đó Philippin là nước sản xuất ra điện lớn thứ hai sau Mỹ. Hiện nay, 23% sản lượng điện của nước này được sản xuất từ nguồn năng lượng địa nhiệt. Indonesia, là quốc gia sản xuất điện địa nhiệt lớn đứng thứ ba trên thế giới. [4] Ở Châu Phi, tiềm năng phát triển năng lượng địa nhiệt cũng rất lớn, đặc biệt là ở Thung lũng Great Rift. Kenya là một trong những nước đi đầu khu vực trong việc khai thác nguồn năng lượng tiềm ẩn này. [4] Năng lượng địa nhiệt là nguồn năng lượng vô tận có tiềm năng khai thác hàng trăm nghìn megawatt. Nhưng hiện nay đây vẫn là một ngành còn non trẻ và chiếm thứ yếu trong sản xuất năng lượng. 2.2. Năng lượng thuỷ triều Giữa mặt trăng và trái đất tồn tại một lực hấp dẫn gây nên tác động tại một số điểm nhất định trên bề mặt trái đất. Dấu hiệu rõ ràng nhất cho thấy lực hấp dẫn này là thuỷ triều. Sự lên xuống của mực nước trên các đại dương tạo nên thuỷ triều và sinh ra một nguồn năng lượng đáng kể. Năng lượng thuỷ triều có thể dùng để phát điện trên bờ biển những khi thuỷ triều lên cao. Khi triều lên, nước tràn vào hồ chứa và được ngăn lại. Khi triều xuống, nước trong hồ được xả ra , làm chạy những tua-bin được đặt dưới mực triều thấp. Những tua-bin này chạy máy phát điện sinh ra điện. Hiện nay chỉ có một vài nhà máy phát điện thuỷ triều đang hoạt động. Nhà máy lớn nhất với công suất 240 MW đặt tại SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 13
  14. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT Rance, Pháp. Tuy nhiên, điện thuỷ triều luôn gây tác động lớn đến tự nhiên. Hiện tại lượng điện được sản xuất nhờ thuỷ triều vẫn còn tương đối thấp. 2.3. Năng lượng mặt trời Nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất là mặt trời. Hàng năm, mặt trời cung cấp khoảng 3.9x1024 J = 1.08x1018 kWh xuống bề mặt trái đất. Và nguồn năng lượng này gấp 10 000 lần nhu cầu năng lượng tối thiểu hàng năm trên trái đất và gấp nhiều lần các nguồn năng lượng dự trữ khác. Nói cách khác, sử dụng 1/10 nguồn năng lượng được cung cấp này có thể đáp ứng được toàn bộ nhu cầu năng lượng của loài người. Có sự phân biệt giữa năng lượng mặt trời được sử dụng trực tiếp và gián tiếp. Các hệ thống kĩ thuật sử dụng trực tiếp năng lượng mặt trời trực tiếp chuyển bức xạ mặt trời thành năng lượng có ích (ví dụ như điện năng hoặc nhiệt năng). Gió, nước và thực vật sinh trưởng là các dạng gián tiếp của năng lượng mặt trời. Tại đó, các quá trình trong tự nhiên biến đổi năng lượng mặt trời thành các dạng năng lượng khác. Các thiết bị kĩ thuật cũng có thể sử dụng những loại năng lượng gián tiếp này từ năng lượng mặt trời. * Năng lượng mặt trời trực tiếp - Nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời - Hệ thống quang phân để sản xuất nhiên liệu - Hệ thống thu năng lượng mặt trời để đun nóng nước - Hệ thống đun nóng bằng năng lượng mặt trời bị động - Phát điện bằng pin năng lượng mặt trời * Năng lượng mặt trời gián tiếp SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 14
  15. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT Các quá trình trong tự nhiên chuyển năng lượng mặt trời thành các dạng năng lượng khác. Các thiết bị chuyển đổi điện có thể tận dụng nguồn năng lượng gián tiếp này. Một ví dụ điển hình về dạng gián tiếp của năng lượng mặt trời là sức nước. Bức xạ mặt trời làm bốc hơi nước từ các đại dương. Hơi nước này ngưng đọng, rơi xuống từ các tầng cao, được hoà chung vào sông, suối và kết thúc vòng tuần hoàn khi ra đến cửa sông. Các nhà máy thuỷ điện có thể chuyển động năng và thế năng từ nước thành điện. Một số loại hình gián tiếp của năng lượng mặt trời là : - Hơi nước, mưa, dòng nước chảy - Sự tan chảy của tuyết - Sự di chuyển của nước - Các dòng hải lưu - Sản phẩm sinh khối - Nhiệt từ bề mặt trái đất và khí quyển - Gió 3. Khái niệm và lịch sử về pin năng lượng mặt trời Bên cạnh phương pháp phát điện bằng cảm ứng từ do Michael Faraday phát minh năm 1821, tác dụng của quang năng lên selenium được Becquerel tìm ra vào năm 1839 và phát triển bằng cách sử dụng những tấm silic có hiệu quả cao hơn vào năm 1958 để phát điện. Những kết quả nghiên cứu khác trong những năm 1960 về vật liệu chế tạo những tấm PMT như gallium arsenide (GaAs), chúng có thể làm việc trong nhiệt độ cao hơn silic nhưng chi phí cao hơn nhiều lần. Ngày nay, những tấm PMT được chế tạo từ những vật liệu bán dẫn khác nhau, có khả năng dẫn điện tương đối tốt. Vật liệu phổ biến là Silic (Si) và hợp chất của cadmium sulphide (Cds), ), cuprous sulphide (Cu2S), và gallium arsenide (GaAs). Công nghệ pin năng lượng mặt trời đã cung cấp một lượng điện hàng năm khoảng 50 MW (1990) và 500 MW (2003), mở sang một thời kì tiêu thụ năng lượng mới thân thiện với môi trường, giảm tiếng ồn, phát thải khí nhà kính, dễ sử dụng và giảm chi phí tiêu dùng điện năng. SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 15
  16. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT Những tấm pin Silic vô định hình được chế tạo từ những nguyên tử silic trong những lớp mỏng đồng nhất, thay vì cấu trúc tinh thể Silic vô định hình hấp thụ ánh sáng tốt hơn dạng tinh thể, vì thế tấm pin có thể mỏng hơn. Do đó, silic vô định hình còn được biết đến là công nghệ PV màng mỏng. Mặc dù những tấm pin silic vô định hình hoạt động kém hiệu quả hơn loại pin silic tinh thể khoảng 6% nhưng chúng thuận tiện và giá thành sản xuất thấp hơn. Ưu thế về giá thành khiến cho những tấm pin silic vô định hình phù hợp với nhiều ứng dụng. Một số loại vật liệu tiềm năng khác như cadmium telluride (CdTe) và copper indium diselenide (CIS) hiện đang được ứng dụng chế tạo các bộ phận pin năng lượng mặt trời. Chúng có hiệu quả sử dụng cao hơn hẳn vật liệu silic vô định hình và silic tinh thể và thích hợp với những quá trình sản xuất chi phí tương đối cao. Những tấm pin được đặt trong một hệ thống có thể sản xuất ra một lượng điện nhất định tại thời điểm được chiếu sáng. Tấm pin có thể được mắc nối tiếp hoặc song song với dòng điện lớn hơn hoặc điện áp lớn hơn. Hệ thống PMT được sử dụng độc lập hoặc nối với các nguồn cung cấp điện khác. Ứng dụng phát điện bằng hệ thống PMT bao gồm các phương tiện liên lạc (cả trên mặt đất và trên không), phát điện cho những vùng hẻo lánh, chiếu sáng, bơm nước và sạc pin các thiết bị điện. Có hai loại PMT cơ bản là loại độc lập và hệ thống dạng lưới. Loại pin độc lập được ứng dụng tại những vùng chưa có điện lưới hoặc khó khăn trong việc lắp đặt hệ thống điện lưới; điện sản xuất ra thường được dự trữ trong pin. Loại pin độc lập điển hình thường bao gồm những module PV, ắc-quy, và bộ điều khiển sạc ắc-quy. Bộ đổi điện bao gồm hệ thống đổi dòng điện 1 chiều (DC) từ module PV sang dòng điện xoay chiều (AC) phục vụ cho các nhu cầu sử dụng điện phổ biến bằng điện xoay chiều. Trong ứng dụng điện lưới, hệ thống PV được nối với mạng lưới điện địa SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 16
  17. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT phương. Nghĩa là điện được phát bằng hệ thống PV có thể được sử dụng tức thời hoặc được phân phối cho các đơn vị cung cấp điện năng trong suốt một ngày. Vào thời gian mặt trời ngừng chiếu sáng, điện vẫn được cung cấp từ hệ thống chung. Như vậy, mạng lưới này đóng vai trò như một hệ thống dự trữ năng lượng thay thế cho bộ ắc-quy dự trữ. Khi pin năng lượng mặt trời được ứng dụng rộng rãi khoảng 2 thập kỉ trước đây, hiệu quả của chúng chỉ dưới 10%. Ngày nay, hiệu quả sử dụng đã tăng tới 15%. Tại các phòng thí nghiệm hiệu quả có thể lên tới trên 30% nhưng vẫn chưa được thương mại hoá. [4] 4.Tình hình nghiên cứu và ứng dụng pin năng lượng mặt trời tại Việt Nam Ở Việt Nam, với sự hỗ trợ của nhà nước (các bộ, ngành) và một số tổ chức quốc tế đã thực hiện thành công việc xây dựng các trạm PMT có công suất khác nhau phục vụ nhu cầu sinh hoạt và văn hóa của các địa phương vùng sâu, vùng xa, các công trình nằm trong khu vực không có lưới điện. Tuy nhiên hiện nay PMT vẫn đang còn là món hàng xa xỉ đối với các nước nghèo như chúng ta. Đi đầu trong việc phát triển ứng dụng này là ngành bưu chính viễn thông. Các trạm PMT phát điện sử dụng làm nguồn cấp điện cho các thiết bị thu phát sóng của các bưu điện lớn, trạm thu phát truyền hình thông qua vệ tinh. Ở ngành bảo đảm hàng hải, các trạm PMT phát điện sử dụng làm nguồn cấp điện cho các thiết bị chiếu sáng, cột hải đăng, đèn báo sóng. Trong ngành công nghiệp, các trạm PMT phát điện sử dụng làm nguồn cấp điện dự phòng cho các thiết bị điều khiển trạm biến áp 500 kV, thiết bị máy tính và sử dụng làm nguồn cấp điện nối với điện lưới quốc gia. Trong sinh hoạt của các hộ gia đình vùng sâu, vùng xa, các trạm PMT phát điện sử dụng để thắp sáng, nghe đài, xem vô tuyến. Trong ngành giao thông đường bộ, các trạm PMT phát điện dần được sử dụng làm nguồn cấp điện cho các cột đèn đường chiếu sáng. Khu vực phía Nam ứng dụng các dàn PMT phục vụ thắp sáng và sinh hoạt văn hoá tại một số vùng nông thôn xa lưới điện. Các trạm điện mặt trời có công SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 17
  18. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT suất từ 500 - 1.000 Wp được lắp đặt ở trung tâm xã, nạp điện vào ắc qui cho các hộ gia đình sử dụng. Các dàn PMT có công suất từ 250 - 500 Wp phục vụ thắp sáng cho các bệnh viện, trạm xá và các cụm văn hoá xã. Đến nay có khoảng 800 - 1.000 dàn PMT đã được lắp đặt và sử dụng cho các hộ gia đình, công suất mỗi dàn từ 22,5 - 70 Wp. Khu vực miền Trung có bức xạ mặt trời khá tốt và số giờ nắng cao, rất thích hợp cho việc ứng dụng PMT. Hiện tại ở khu vực miền Trung có hai dự án lai ghép với PMT có công suất lớn nhất Việt Nam, đó là: - Dự án phát điện ghép giữa PMT và thuỷ điện nhỏ, công suất 125 kW được lắp đặt tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai, trong đó công suất của hệ thống PMT là 100 kWp và của thuỷ điện là 25 kW. Dự án được đưa vào vận hành từ cuối năm 1999, cung cấp điện cho 5 làng. Hệ thống điện do Điện lực Mang Yang quản lý và vận hành. - Dự án phát điện lai ghép giữa PMT và động cơ gió phát điện với công suất là 9 kW, trong đó PMT là 7 kW. Dự án trên được lắp đặt tại làng Kongu 2, huyện Đak Hà, tỉnh Kon Tum, do Viện Năng lượng thực hiện. Công trình đã được đưa vào sử dụng từ tháng 11/2000, cung cấp điện cho một bản người dân tộc thiểu số với 42 hộ gia đình. Hệ thống điện do sở Công thương tỉnh quản lý và vận hành Các dàn pin đã lắp đặt ứng dụng tại các tỉnh Gia Lai, Quảng Nam, Bình Định, Quảng Ngãi và Khánh Hoà, hộ gia đình công suất từ 40 - 50 Wp. Các dàn đã lắp đặt ứng dụng cho các trung tâm cụm xã và các trạm y tế xã có công suất từ 200 - 800 Wp. Hệ thống điện sử dụng chủ yếu để thắp và truyền thông; đối tượng phục vụ là người dân, do dân quản lý và vận hành. Ở khu vực phía Bắc, việc ứng dụng các dàn PMT phát triển với tốc độ khá nhanh, phục vụ các hộ gia đình ở các vùng núi cao, hải đảo và cho các trạm biên phòng. Công suất của dàn pin dùng cho hộ gia đình từ 40 - 75 Wp. Các dàn dùng cho các trạm biên phòng, nơi hải đảo có công suất từ 165 - 300 Wp. Các SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 18
  19. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT dàn dùng cho trạm xá và các cụm văn hoá thôn, xã là 165 - 525 Wp. Tại Quảng Ninh có hai dự án PMT do vốn trong nước (từ ngân sách) tài trợ: - Dự án PMT cho đơn vị bộ đội tại các đảo vùng Đông Bắc. Tổng công suất lắp đặt khoảng 20 kWp. Dự án trên do Viện Năng lượng và Trung tâm Năng lượng mới Trường đại học Bách khoa Hà Nội thực hiện. Hệ thống điện sử dụng chủ yếu để thắp sáng và truyền thông, đối tượng phục vụ là bộ đội, do đơn vị quản lý và vận hành. - Dự án PMT cho các cơ quan hành chính và một số hộ dân của huyện đảo Cô Tô. Tổng công suất lắp đặt là 15 kWp. Dự án trên do Viện Năng lượng thực hiện. Công trình đã vận hành từ tháng 12/2001. Công ty BP Solar của Úc đã tài trợ một dự án PMT có công suất là 6120 Wp phục vụ cho trạm xá, trụ sở xã, trường học và khoảng 10 hộ gia đình. Dự án trên được lắp đặt tại xã Sĩ Hai, huyện Hà Quảng, tỉnh Cao Bằng. Dự án “Ứng dụng thí điểm điện mặt trời cho vùng sâu, vùng xa” tại xã Ái Quốc, tỉnh Lạng Sơn đã hoàn thành vào tháng 11/2002. Tổng công suất dự án là 3000 Wp, cung cấp điện cho trung tâm xã và trạm truyền hình, chủ yếu để thắp sáng và truyền thông; đối tượng phục vụ là người dân, do dân quản lý và vận hành. Trung tâm Hội nghị Quốc gia sử dụng điện mặt trời: Tổng công suất PMT 154 kWp là công trình ĐMT lớn nhất ở Việt Nam. Hệ thống PMT hòa vào mạng điện chung của Trung tâm Hội nghị quốc gia. Trạm PMT nối lưới Viện Năng lượng công suất 1080 Wp bao gồm 8 môđun. Trạm PMT nối lưới lắp đặt trên mái nhà làm việc Bộ Công thương, 54 Hai Bà Trưng, Quận Hoàn Kiếm, Hà Nội. Công suất lắp đặt 2700 Wp. Lắp đèn năng lượng mặt trời trên đường phố Đà Nẵng sử dụng nguồn năng lượng mặt trời. Hệ thống thu góp điện năng được “dán” thẳng trên thân trụ đèn. SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 19
  20. Chuyên đề tốt nghiệp Khoa CNSH&MT Bên trong trụ có tám bình ắc qui dùng để tích năng lượng. Hai cột đèn năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió đầu tiên được lắp đặt thành công tại Ban quản lý dự án Công nghệ cao Hòa Lạc. Hai cột đèn trị giá 8.000 USD, do Công ty cổ phần tập đoàn quốc tế Kim Đỉnh lắp đặt. Hiện tại, hai cột đèn này có thể sử dụng trong 10 h mỗi ngày, có thể thắp sáng bốn ngày liền nếu không có nắng và gió. [http://webdien.com/d/showthread.php?t=3344&goto=nextnewest, ngày truy cập 17/04/2010] Như vậy, pin năng lượng mặt trời là một giải pháp đầy tiềm năng đã và đang được ứng dụng tại nhiều địa phương trên lãnh thổ Việt Nam. Do đó, việc thực hiện ứng dụng hệ thống này tại đảo Ngọc Vừng tỉnh Quảng Ninh sẽ có nhiều thuận lợi. 5. Các đặc điểm chính về địa lý khu vực đảo Ngọc Vừng, tỉnh Quảng Ninh 5.1. Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình. Đảo Ngọc Vừng là một xã đảo thuộc huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh, nằm cách thành phố Hạ Long khoảng hơn 30 km, cách cảng Cái Rồng (Vân Đồn) chừng hơn 2 giờ tàu chạy. Ngọc Vừng có toạ độ địa lý 107 o20‟ kinh độ và 107o23‟ vĩ độ, xung quanh là biển, chắn 2 hướng có 2 dãy núi tạo thung lũng. Phía Bắc là xã Thắng Lợi; phía Nam là bãi cát Trường Chinh dài 2,5km; phía Đông chắn bởi dãy Vạn Xuân; đỉnh cao nhất là đỉnh Tam Na, cao 229,7m so với mực nước biển; phía Tây là lạch tàu quốc tế, chắn bởi dãy Tu La, đỉnh cao nhất là 120,2m so với mực nước biển. Xét về địa hình, địa mạo toàn bộ vùng nghiên cứu bao quanh đảo có sự khác biệt rõ ràng giữa các khu bờ phía đông, phía tây, phía nam và phía bắc. Do tính bất đối xứng của hai dãy núi cao chạy song song trên đảo theo hướng Tây Bắc – Đông Nam đã tạo cho đảo Ngọc Vừng sự đa dạng các kiểu bờ. Nằm men theo hai sườn núi phía rìa đông và rìa tây của đảo là các bờ vách dốc đứng, nước sâu. Độ sâu trung bình đo được tại các khu ven bờ là từ 4-5m, càng xa bờ độ sâu càng lớn, các kiểu địa hình ven bờ phổ biến thường gặp là mài mòn và mài mòn SV: Trần Thị ánh Phượng MSSV: 506301067 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng
172 tài liệu
836 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
11=>2