Khóa luận tốt nghiệp Kỹ thuật cơ điện tử: Nghiên cứu, phân tích hiệu quả kinh tế - kỹ thật cuả hệ thống điện mặt trời độc lập - nối lưới hiện có ở Việt Nam, đề xuất một thiết kế hệ thống phù hợp cho quy mô hộ gia đình

Chia sẻ: | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:117

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận tốt nghiệp "Nghiên cứu, phân tích hiệu quả kinh tế - kỹ thật cuả hệ thống điện mặt trời độc lập - nối lưới hiện có ở Việt Nam, đề xuất một thiết kế hệ thống phù hợp cho quy mô hộ gia đình" được nghiên cứu với mục tiêu nghiên cứu, thiết kế hệ thống điện mặt trời độc lập, nối lưới thỏa mãn chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật phù hợp với tiềm năng của từng vùng là tiền đề để phát triển điện năng lượng mặt trời.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp Kỹ thuật cơ điện tử: Nghiên cứu, phân tích hiệu quả kinh tế - kỹ thật cuả hệ thống điện mặt trời độc lập - nối lưới hiện có ở Việt Nam, đề xuất một thiết kế hệ thống phù hợp cho quy mô hộ gia đình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ Khoa Cơ khí và Công nghệ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu, phân tích hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của các hệ thống điện mặt trời độc lập - nối lưới hiện có ở Việt Nam, đề xuất một thiết kế hệ thống phù hợp cho quy mô hộ gia đình. Sinh viên thực hiện: Cao Thanh Khải Ngành: Kỹ thuật cơ điện tử Giáo viên hướng dẫn: NGƯT. TS. Đinh Vương Hùng Địa điểm thực tập: Khoa Cơ khí và Công nghệ HUẾ - 2019
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ Khoa Cơ khí & Công nghệ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu, phân tích hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của các hệ thống điện mặt trời độc lập - nối lưới hiện có ở Việt Nam, đề xuất một thiết kế hệ thống phù hợp cho quy mô hộ gia đình Sinh viên thực hiện: Cao Thanh Khải Ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử Giáo viên hướng dẫn: NGƯT.TS. Đinh Vương Hùng Địa điểm thực tập: Khoa Cơ khí và Công nghệ HUẾ - 2019
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đồ án, nhờ sự chỉ bảo tận tình của thầy Đinh Vương Hùng đã giúp đỡ em từng bước tìm hiểu, tiếp xúc, học hỏi nhiều kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế tại Trường Đại học Nông Lâm Huế. Tuy nhiên thời gian không cho phép em được tìm hiểu lâu dài nên khó tránh được sai sót trong bài thu hoạch này. Vì vậy, mong thầy cô thông cảm và bổ sung giúp em hoàn thiện hơn. Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn thầy Đinh Vương Hùng đã giúp đỡ cho em hoàn thành bài báo cáo này. Và từ đó định hướng công việc phù hợp với mình sau khi tốt nghiệp. Em cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trường Đại Học Nông Lâm Huế, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Cơ Khí – Công nghệ, đã nhiệt tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức trong suốt quá trình học tập của em tại trường. Vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học tập không chỉ là nền tảng cho quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp mà còn là hành trang quý báu cho em lập nghiệp sau này. Bên cạnh đó, chúng em xin cảm ơn sự hỗ trợ và giúp đỡ của bạn bè trong thời gian học tập tại Trường Đại học Nông Lâm Huế và trong quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp này Cuối cùng, em kính chúc toàn thể thầy cô, các bạn sức khỏe, hạnh phúc và thành công trong cuộc sống. Người thực hiện đề tài Cao Thanh Khải
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ SƠ ĐỒ
DANH MỤC VIẾT TẮT NLMT: Năng lượng mặt trời. ĐMT: Điện mặt trời. HT ĐMT ĐL NL: Hệ thống điệnn mặt trời độc lập nối lưới. CSP: Concentrated solar power: Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời. STE: Solar thermal energy: Công nghệ nhiệt năng mặt trời. NLTT: Năng lượng tái tạo. NLSK: Năng lượng sinh khối. CTĐL/ĐL: Công ty điện lực, điện lực MỤC LỤC
PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Xã hội phát triển, những loại máy móc và thiết bị điện ra đời đã đang có những đóng góp vô cùng lớn, tiết kiệm sức lao động của con người. Điện năng đã và đang có những vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống sinh hoạt, sản xuất. Điện năng hiện nay như một thành phần tham gia vào sản xuất không thể thiếu. Đất nước đang trong quá trình công nghiệp-hiện đại hóa nên nhu cầu sử dụng điện năng trong tất cả lĩnh vực ngày càng tăng. Vì vậy năng lượng điện đóng vai trò hết sức quan trọng đối với sự phát triển kinh tế và ổn định xã hội. Trong thời đại ngày nay năng lượng là vấn đề cấp thiết của tất cả các quốc gia trên toàn thế giới, bên cạnh việc sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng thì nghiên cứu sử dụng các nguồn năng lượng mới vào sản xuất và đời sống cũng là mối quan tâm của nhiều quốc gia phát triển. Trong tương lai nếu chúng ta không sử dụng nguồn nhiên liệu tự nhiên một cách hợp lý thì chúng sẽ bị cạn kiệt, môi trường suy thoái không hồi phục được, vì thế cần phải nghiên cứu sử dụng các nguồn năng lượng mới, có khả năng tái tạo và sử dụng chúng một cách hiệu quả là sự đòi hỏi cấp thiết của sự sống còn trên trái đất trong tương lai. Năng lượng như là một trong những nhân tố tối quan trọng và cần thiết cho sự phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt trong giai đoạn các quốc gia phát triển hướng đến cuộc cách mạng công nghiệp 4.0,phát triển năng lượng phải được ưu tiên trước cả xây dựng cơ sở hạ tầng thiết yếu. Kinh nghiệm nhiều nước phát triển cho thấy để có tốc độ phát triển kinh tế - xã hội (6-7) %/năm thì cần quy hoạch phát triển trước các nguồn năng lượng với tốc độ từ 13-15 %/năm. Chính phủ đã phê duyệt Đề án Điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 - 2020 có xét đến năm 2030 (gọi tắt là Quy hoạch điện VII Điều chỉnh) với các nội dung chính sau đây: [5] - Quan điểm phát triển: + Phát triển điện đi trước một bước nhằm cung cấp đủ điện, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội và nhu cầu điện cho sinh hoạt của nhân dân. + Sử dụng có hiệu quả nguồn năng lượng sơ cấp trong nước, kết hợp với nhập khẩu điện, nhập khẩu nhiên liệu hợp lý nhằm đa dạng hóa các nguồn năng lượng sơ cấp cho sản xuất điện. Ưu tiên phát triển nguồn điện sử dụng năng 7
lượng tái tạo, tạo đột phá trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, góp phần bảo tồn tài nguyên năng lượng, giảm thiểu tác động tiêu cực tới môi trường trong sản xuất điện. + Phát triển đồng bộ nguồn và lưới điện trên cơ sở các nguồn lực và nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội, thực hiện đầu tư cân đối giữa phát triển nguồn điện và nhu cầu điện giữa các vùng, miền trên cơ sở sử dụng hợp lý, có hiệu quả nguồn tài nguyên năng lượng sơ cấp của mỗi vùng, miền. + Phát triển lưới truyền tải 220 kV, 500 kV trong hệ thống điện quốc gia nhằm bảo đảm truyền tải điện từ các trung tâm điện lực tới các trung tâm phụ tải một cách an toàn, tin cậy và kinh tế, đồng thời chú trọng phát triển các nguồn điện nhỏ sử dụng năng lượng tái tạo đấu nối với lưới điện phân phối, góp phần giảm tổn thất điện năng. + Từng bước nâng cao chất lượng điện năng để cung cấp dịch vụ điện với chất lượng ngày càng cao. Thực hiện giá bán điện theo cơ chế thị trường nhằm khuyến khích đầu tư phát triển ngành điện, khuyến khích sử dụng điện tiết kiệm và có hiệu quả. + Phát triển thị trường điện lực cạnh tranh theo đúng lộ trình nhằm đa dạng hóa phương thức đầu tư và kinh doanh điện. Nhà nước chỉ giữ độc quyền lưới điện truyền tải để đảm bảo an ninh hệ thống năng lượng quốc gia. - Mục tiêu: + Mục tiêu tổng quát. Huy động mọi nguồn lực trong nước và quốc tế cho phát triển điện lực để bảo đảm cung cấp đủ điện với chất lượng ngày càng cao, giá điện hợp lý cho phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, sử dụng đa dạng, hiệu quả các nguồn năng lượng sơ cấp cho sản xuất điện, đẩy mạnh phát triển và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo cho sản xuất điện, từng bước nâng cao tỷ trọng nguồn điện sản xuất từ nguồn năng lượng tái tạo nhằm giảm nhẹ sự phụ thuộc vào nguồn điện sản xuất từ than nhập khẩu, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng, giảm nhẹ biến đổi khí hậu, bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế - xã hội bền vững, hình thành và phát triển hệ thống điện thông minh, có khả năng tích hợp với nguồn năng lượng tái tạo có tỷ lệ cao. - Mục tiêu cụ thể: 8
+ Cung cấp đủ nhu cầu điện trong nước, đáp ứng cho mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội của cả nước với mức tăng trưởng GDP bình quân khoảng 7,0%/năm trong giai đoạn 2016 - 2030: + Điện thương phẩm: Năm 2020 khoảng 235 - 245 tỷ kWh, năm 2025 khoảng 352 - 379 tỷ kWh, năm 2030 khoảng 506 - 559 tỷ kWh. + Điện sản xuất và nhập khẩu: Năm 2020 khoảng 265 - 278 tỷ kWh, năm 2025 khoảng 400 - 431 tỷ kWh và năm 2030 khoảng 572 - 632 tỷ kWh. - Ưu tiên phát triển nguồn năng lượng tái tạo cho sản xuất điện, tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo (không kể nguồn thủy điện lớn và vừa, thủy điện tích năng) đạt khoảng 7% năm 2020 và trên 10% năm 2030. - Xây dựng hệ thống lưới điện vận hành linh hoạt, khả năng tự động hóa cao từ khâu truyền tải đến khâu phân phối, thực hiện phát triển các trạm biến áp không người trực và bán người trực để nâng cao năng suất lao động ngành điện. - Đẩy nhanh chương trình điện khí hóa nông thôn, miền núi, đảm bảo đến năm 2020 hầu hết số hộ dân nông thôn được tiếp cận và sử dụng điện. - Khai thác các nguồn năng lượng mới và sử dụng chúng một cách có hiệu quả cũng góp phần cải thiện sự ô nhiễm môi trường, thúc đẩy sự phát triển kinh tế và xã hội. Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng nhiệt hạch, gần như vô tận, có mọi nơi trên trái đất (bình quân có thể thu gần 500W/m 2 ) và là nguồn gốc cho tất cả sự sống trên trái đất. Nhu cầu tăng cao về năng lượng để phát triển công nghiệp đòi hởi con người phái sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để thay thế các dạng năng lượng truyền thống (than đá, dầu mỏ). Đang ngày càng cạn kiệt. - Năng lượng mặt trời (NLMT) sẽ được ứng dụng phổ biến trong đời sống và sản xuất, là 1 dạng năng lượng tự nhiên vô tận, nguồn năng lượng nạp điệnh và bền vững trong tương lai. - Hệ thống cấp điện cho nền kinh tế là mạch máu cho xã hội công nghiệp, đòi hỏi ưu tiên phát triển trước để cung cấp năng lượng cho nền kinh tế, nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện, năng lượng mặt trời không chỉ là năng lượng của tương lai mà còn là năng lượng của hiện tại,cần có quy hoạch những phương án phát triển về sản xuất và phân phối điện hợp lí và tối ưu. Một hệ thống điện cung cấp tối ưu sẽ giảm chi phí lắp đặt và bảo trì. Trong thời đại hiện 9
nay, việc sử dụng năng lượng hóa thạch của con người đang làm cho môi trường trái đất càng ngày càng trở nên ô nhiểm trầm trọng. Việc tìm kiếm các nguồn năng lượng mới bền vững, an toàn và có khả năng tái tạo để thay thế dần các nguồn năng lượng như than đá, dầu mỏ là vô cùng cấp thiết. Để đi đến 1 quy mô công nghiệp chúng ta cần phải phát triển chúng từ những quy mô hộ gia đình sử dụng hệ thống điện mặt trời nối lưới. Trên cơ sở đó được sự hướng dẫn của thầy Đinh Vương Hùng, tôi thực hiện đề tài "Nghiên cứu, phân tích hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của các hệ thống điện mặt trời độc lập - nối lưới hiện có ở Việt Nam, đề xuất một thiết kế hệ thống phù hợp cho quy mô hộ gia đình". 1.2. Mục tiêu của đề tài. 1.2.1. Mục tiêu chung. Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điện mặt trời (ĐMT) độc lập, nối lưới thỏa mãn chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật phù hợp với tiềm năng của từng vùng là tiền đề để phát triển điện năng lượng mặt trời. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể. - Nghiên cứu thực tế việc sử dụng điện mặt trời hiện nay. - Tính toán, phân tích quy mô và công suất phụ tải hộ gia đình sử dụng. - Điều tra, phân tích các hệ thống điện năng lượng mặt trời BK Solar, Giva Solar đã và đang có trên thị trường. - Đưa ra các thông tin chi tiết các quy định của nhà nước về giá bán – mua điện 2 chiều. - Tính toán phần điện thừa của hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập – nối lưới (HT ĐMT ĐL NL) của hộ gia đình sẽ bán lại cho Công ty điện lực hàng tháng (theo mùa). - Tính toán lãi suất khi đầu tư HT ĐMT ĐL NL. - Khuyến cáo đầu tư và sử dụng về mô hình HT ĐMT ĐL NL tốt nhất về chất lượng và xuất xứ của tấm pin năng lượng mặt trời, Công nghệ quản lý và cảnh báo lỗi. Cuối cùng và quan trọng nhất chính là năng lực thực tế của nhà cung cấp hệ thống điện năng lượng mặt trời, điều này được chứng minh qua các 10
dự án lớn, uy tín cũng như số lượng khách hàng. 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 1.3.1.Ý nghĩa khoa học. Xây dựng các cơ sở khoa học để thiết kế được một hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập - nối lưới phù hợp, có hiệu quả kinh tế cao cho quy mô hộ gia đình. Tạo ra được một hệ thống cấp điện cho hộ gia đình sử dụng nguồn năng lượng mặt trời và hòa lưới, có khả năng tái tạo, bền vững... và bảo vệ môi trường và cuộc sống. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn. Giúp cải thiện việc sử dụng điện lưới quốc gia, tiết kiệm điện và chi phí sinh hoạt phù hợp quy mô phụ tải hộ gia đình và vùng có nhiều tiềm năng về NLMT. 11
PHẦN 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1. Giới thiệu chung về NLMT 2.1.1. Bản chất và các tính chất cơ lý của NLMT. [1] Năng lượng mặt trời, bức xạ ánh sáng và nhiệt từ Mặt trời, đã được khai thác bởi con người từ thời cổ đại, bức xạ mặt trời, cùng với tài nguyên thứ cấp của năng lượng mặt trời như sức gió và sức sóng, sức nước và sinh khối, làm thành hầu hết năng lượng tái tạo có sẵn trên Trái Đất. Chỉ có một phần rất nhỏ của năng lượng mặt trời có sẵn được sử dụng. Điện mặt trời nghĩa là phát điện dựa trên động cơ nhiệt và pin quang điện. Một phần danh sách các ứng dụng năng lượng mặt trời sưởi ấm không gian và làm 3. Mát thông qua kiến trúc năng lượng mặt trời, qua chưng cất nước uống và khử trùng, chiếu sáng bằng ánh sáng ban ngày, nước nóng năng lượng mặt trời, nấu ăn năng lượng mặt trời, và quá trình nhiệt độ cấp nhiệt cho công nghiệp. Để thu năng lượng mặt trời, cách phổ biến nhất là sử dụng các tấm thu năng lượng mặt trời. Kỹ thuật năng lượng mặt trời hoạt động bao gồm việc sử dụng các tấm quang điện và năng lượng mặt trời nhiệt thu để khai thác năng lượng. Kỹ thuật năng lượng mặt trời thụ động bao gồm các định hướng một tòa nhà về phía Mặt trời, lựa chọn vật liệu có khối lượng nhiệt thuận lợi hoặc tài sản ánh sáng phân tán, và thiết kế không gian lưu thông không khí tự nhiên. Năng lượng Mặt Trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từ ngôi sao này. Dòng năng lượng này sẽ tiếp tục phát ra cho đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm nữa. Năng lượng bức xạ điện từ của Mặt Trời tập trung tại vùng quang phổ nhìn thấy. Năng lượng Mặt Trời là nguồn gốc tạo ra và điều khiển các quá trình khí tượng học duy trì sự sống trên Trái Đất. Ngay ngoài khí quyển Trái Đất, cứ mỗi một mét vuông diện tích vuông góc với ánh nắng Mặt Trời, chúng ta thu được dòng năng lượng khoảng 1.400 J trong một giây. Đối với cuộc sống của loài người, năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng tái tạo quý báu. 12
Có thể trực tiếp thu lấy năng lượng này thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển năng lượng các photon của Mặt Trời thành điện năng, như trong các pin Mặt Trời. (Solar-Panel) Năng lượng của các photon cũng có thể được hấp thụ để làm nóng các vật thể, tức là chuyển thành nhiệt năng, sử dụng cho bình đun nước Mặt Trời, hoặc làm sôi nước trong các máy nhiệt điện của tháp Mặt Trời, hoặc vận động các hệ thống nhiệt như máy điều hòa Mặt Trời. Năng lượng của các photon có thể được hấp thụ và chuyển hóa thành năng lượng trong các liên kết hóa học của các phản ứng quang hóa. Một phản ứng quang hóa tự nhiên là quá trình quang hợp. Quá trình này được cho là đã từng dự trữ năng lượng Mặt Trời vào các nguồn nhiên liệu hóa thạch không tái sinh mà các nền công nghiệp của thế kỷ 19 đến 21 đã và đang tận dụng. Nó cũng là quá trình cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sinh học tự nhiên, cho sức kéo gia súc và củi đốt, những nguồn năng lượng sinh học tái tạo truyền thống. Trong tương lai, quá trình này có thể giúp tạo ra nguồn năng lượng tái tạo ở nhiên liệu sinh học, như các nhiên liệu lỏng (diesel sinh học, nhiên liệu từ dầu thực vật), khí (khí đốt sinh học) hay rắn. Năng lượng Mặt Trời cũng được hấp thụ bởi thủy quyển Trái Đất và khí quyển Trái Đất để sinh ra các hiện tượng, thành động năng của các dòng chảy của nước, hơi nước và không khí, và thay đổi tính chất hóa học và vật lý của các dòng chảy này. Đại dương trên Trái Đất có nhiệt dung riêng lớn hơn không khí và do đó thay đổi nhiệt độ chậm hơn không khí khi hấp thụ cùng nhiệt lượng của Mặt Trời. Đại dương nóng hơn không khí vào ban đêm và lạnh hơn không khí vào ban ngày. Sự chênh lệch nhiệt độ này có thể được khai thác để chạy các động cơ nhiệt trong các nhà máy điện dùng nhiệt lượng của biển. Khi nhiệt năng hấp thụ từ photon của Mặt Trời làm bốc hơi nước biển, một phần năng lượng đó đã được dự trữ trong việc tách muối ra khỏi nước mặn của biển. Nhà máy điện dùng phản ứng nước ngọt - nước mặn thu lại phần năng lượng này khi đưa nước ngọt của dòng sông trở về biển. 2.1.2. Các thông số về cường độ bức xạ mặt trời truyền đến mặt đất. Bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng tại Việt Nam. Trung bình, tổng bức xạ năng lượng mặt trời ở Việt Nam vào khoảng 13
5kW/h/m2/ngày ở các tỉnh miền Trung và miền Nam, và vào khoảng 4kW/h/m2/ngày ở các tỉnh miền Bắc. Từ dưới vĩ tuyến 17, bức xạ mặt trời lớn và rất ổn định trong suốt thời gian của năm, giảm khoảng 20% từ mùa khô sang mùa mưa. Số giờ nắng trong năm ở miền Bắc vào khoảng 1500-1700 giờ trong khi ở miền Trung và miền Nam Việt Nam, con số này vào khoảng 2000-2600 giờ mỗi năm. Dưới đây là bảng số liệu về lượng bức xạ mặt trời tại các vùng miền nước ta. Bảng 2.1. Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam. [5] Cường độ Giờ nắng Vùng BXMT Ứng dụng trong năm (kWh/m2, ngày) Đông Bắc 1600 – 1750 3,3 – 4,1 Trung bình Tây Bắc 1750 – 1800 4,1 – 4,9 Trung bình Bắc Trung Bộ 1700 – 2000 4,6 – 5,2 Tốt Tây Nguyên và Nam Trung Bộ 2000 – 2600 4,9 – 5,7 Rất tốt Nam Bộ 2200 – 2500 4,3 – 4,9 Rất tốt Trung bình cả nước 1700 – 2500 4,6 Tốt “Nguồn: evn” Qua bảng trên cho ta thấy nước ta có lượng bức xạ mặt trời rất tốt, đặc biệt là khu vực phía Nam, ở khu vực phía bắc thì lượng bức xạ mặt trời nhận được là ít hơn. Lượng bức xạ mặt trời giữa các vùng miền là khác nhau và nó cũng phụ thuộc vào từng tháng khác nhau. Bảng 2.2 Lượng tổng xạ bức xạ mặt trời trung bình ngày của các tháng trong năm ở một số địa phương của nước ta, (đơn vị: MJ/m2/ngày). [5] Tổng xạ Bức xạ Mặt Trời của các tháng trong năm Địa (đơn vị: MJ/m2/ngày) STT phương 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14
8,21 8,72 10,43 12,70 16,81 17,56 1 Cao Bằng 18,81 19,11 17,60 13,57 11,27 9,37 18,81 19,11 17,60 13,57 11,27 9,37 2 Móng Cái 17,56 18,23 16,10 15,75 12,91 10,35 11,23 12,65 14,45 16,84 17,89 17,47 3 Sơn La 11,23 12,65 14,25 16,84 17,89 17,47 8,76 8,63 9,09 12,44 18,94 19,11 4 Láng (Hà Nội) 20,11 18,23 17,22 15,04 12,40 10,66 8,88 8,13 9,34 14,50 20,03 19,78 5 Vinh 21,79 16,39 15,92 13,16 10,22 9,01 12,44 14,87 18,02 20,28 22,17 21,04 6 Đà Nẵng 22,84 20,78 17,93 14,29 10,43 8,47 17,51 20,07 20,95 20,88 16,72 15,00 7 Cần Thơ 16,68 15,29 16,38 15,54 15,25 16,38 16,68 15,29 16,38 15,54 15,25 16,38 8 Đà Lạt 18,94 16,51 15,00 14,87 15,75 10,07 “Nguồn: Evn” Như vậy lượng tổng xạ nhận được ở mỗi vùng miền cũng khác nhau ở mỗi tháng. Ta nhận thấy rằng các tháng nhận được nhiều nắng hơn là tháng 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Nếu sử dụng bình năng lượng mặt trời vào các tháng này sẽ cho hiệu suất rất cao. 2.1.3. Các ảnh hưởng của khí hậu, thời tiết, vị trí đến phân bố NLMT trên các vùng ở Việt Nam. - Đặc điểm khí hậu vùng. - Tính chất nhiệt đới gió mùa ẩm. - Do vị trí địa lí nên nước ta đã nhận được một lượng nhiệt mặt trời lớn, vì vậy nhiệt độ cao quanh năm, trung bình trên 21°C và tăng dần từ Bắc vào Nam lượng mưa lớn (1500 - 2000 mm/năm) và độ ẩm không khí trên 80%. Vì vậy khí hậu nước ta so với các nước trong cùng vĩ độ nước ta có một mùa đông lạnh hơn 15
và một mùa hạ mát hơn. Bình quân 1m2 nhận được trên 1 triệu kilo calo nhiệt năm. Số giờ nắng đạt từ 1400 – 3000 giờ/ năm. [19] a. Miền khí hậu phía Bắc. Bao gồm phần lãnh thổ phía Bắc dãy Hoàng Liên Sơn. Miền này có khí hậu cận nhiệt đới ẩm nhưng tính chất nhiệt đới bị giảm sút với bốn mùa xuân, hạ, thu, đông tương đối rõ rệt. Tuy nhiên, miền khí hậu này có đặc điểm là mất ổn định vời thời gian bắt đầu-kết thúc các mùa và về nhiệt độ. - Vùng đông Bắc bộ. Bao gồm đồng bằng Bắc Bộ, miền núi và trung du phía Bắc (phần phía đông dãy Hoàng Liên Sơn). Vùng này có đặc điểm địa hình tương đối bằng phẳng (đồng bằng Bắc Bộ) và thấp. Phía bắc có các dãy núi không cao lắm (1000 m ÷ < 3000 m), nằm theo hình nan quạt trên các hướng Đông Bắc - Tây Nam, Bắc-Nam, rồi Tây Bắc - Đông Nam, chụm lại hướng về phía dãy núi Tam Đảo (đó là cánh cung Đông Triều, Bắc Sơn,Ngân Sơn, Sông Gâm, và kết thúc là dãy Hoàng Liên Sơn trên ranh giới với vùng Tây Bắc Bộ), không ngăn cản mà lại tạo thành các sườn dẫn gió mùa Đông Bắc và gió Bắc thường thổi về mùa đông. Vùng này tiếp giáp với vịnh Bắc bộ về phía Đông, phía Tây được chắn bởi dãy Hoàng Liên Sơn cao nhất Việt Nam (> 3001 m), nên chịu ảnh hưởng của khí hậu Đại dương nhiều hơn vùng Tây Bắc Bắc Bộ. Vì vậy, vùng Đông Bắc Bộ chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão nhiệt đới, về mùa hè, ít chịu ảnh hưởng của gió Lào (gió foehn). - Vùng Tây Bắc Bắc bộ. + Mặc dù nền khí hậu chung không có sự khác biệt lớn giữa các khu vực, nhưng sự biểu hiện của nó không giống nhau theo chiều nằm ngang và theo chiều thẳng đứng. Dãy núi cao Hoàng Liên Sơn chạy dài liền một khối theo hướng Tây Bắc - Đông Nam đóng vai trò của một bức trường thành ngăn không cho gió mùa đông (hướng Đông Bắc - Tây Nam) vượt qua để vào lãnh thổ Tây Bắc mà không bị suy yếu nhiều, trái với vùng Đông bắc có hệ thống các vòng cung mở rộng theo hình quạt làm cho các đợt sóng lạnh có thể theo đó mà xuống đến tận đồng bằng sông Hồng và xa hơn nữa về phía nam. Vì vậy, trừ khi do ảnh hưởng của độ cao, nền khí hậụ Tây Bắc nói chung ấm hơn Đông Bắc, chênh lệch có thể đến 2-3 °C. Ở miền núi, hướng phơi của sườn đóng một vai trò quan trọng trong chế độ nhiệt – ẩm, sườn đón gió (sườn đông) tiếp nhận những lượng mưa lớn trong khi sườn tây tạo điều kiện cho gió "phơn" (hay quen được gọi là "gió lào") được hình thành khi thổi xuống các thung lũng, rõ nhất là ở Tây Bắc. 16
+ Nhìn chung, trong điều kiện của trung du và miền núi, việc nghiên cứu khí hậu là rất quan trọng vì sự biến dạng của khí hậu xảy ra trên từng khu vực nhỏ. Những biến cố khí hậu ở miền núi ang tính chất cực đoan, nhất là trong điều kiện lớp phủ rừng bị suy giảm, và lớp phủ thổ nhưỡng bị thoái hoá. Mưa lớn và tập trung gây ra lũ nhưng kết hợp với một số điều kiện thì xuất hiện lũ quét, hạn vào mùa khô thường xảy ra nhưng có khi hạn hán kéo dài ngoài sức chịu đựng của cây cối. b. Miền khí hậu Trường Sơn. - Miền khí hậu Đông Trường Sơn bao gồm phần lãnh thổ Trung Bộ phía đông dãy Trường Sơn, từ Hoành Sơn (vĩ tuyến 18°B) tới Mũi Dinh (vĩ tuyến 11°B) có mùa mưa lệch hẳn về thu đông. - Gồm phần lãnh thổ phía Đông dãy Trường Sơn, kéo dài từ phía Nam dãy Hoành Sơn tới Phan Thiết. Đây là miền khí hậu chuyển tiếp giữa hai miền khí hậu nói trên và mang đặc điểm của khí hậu nhiệt đới gió mùa. Miền này lại có thể chia làm hai vùng: + Vùng Bắc Trung bộ. Là vùng Bắc đèo Hải Vân đôi khi có thời tiết lạnh và có những thời kỳ khô nóng do gió phơn tây nam gây nên. Về mùa đông, do hình thế vùng này chạy dọc bờ biển Đông theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, đón trực diện với hướng gió mùa chủ đạo thổi trong mùa này là gió mùa Đông Bắc. Lại bị hệ dãy núi Trường Sơn tương đối cao ở phía Tây (dãy Phong Nha - Kẻ Bàng) và phía Nam (tại đèo Hải Vân trên dãy Bạch Mã) chắn ở cuối hướng gió mùa Đông Bắc. Nên vì vậy vùng này vẫn bị ảnh hưởng bởi thời tiết lạnh do gió mùa Đông Bắc mang đến và thường kèm theo mưa nhiều (đặc biệt là tại Thừa Thiên Huế) do gió mùa thổi theo đúng hướng Đông Bắc mang theo hơi nước từ biển vào, hơi khác biệt với thời tiết khô hanh của miền Bắc cùng trong mùa đông. Gió mùa Đông Bắc thổi đến đây thường bị suy yếu và bị chặn lại bởi dãy Bạch Mã ít ảnh hưởng tới các vùng phía Nam. Về mùa Hè, khi gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh thổi từ vịnh Thái Lan qua vùng lục địa rộng lớn đến dãy Trường Sơn thì bị trút hết mưa xuống sườn Tây Trường Sơn nhưng vẫn tiếp tục vượt qua dãy núi để thổi sang vùng này. Lúc này do không còn hơi nước nên gió mùa Tây Nam gây ra thời tiết khô nóng (có khi tới > 40 °C, độ ẩm chỉ còn 50 ÷ 60), gió này gọi là gió foehn. + Vùng duyên hải Nam Trung bộ. 17
Là vùng đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ phía Nam đèo Hải Vân tương tự như phía bắc đèo Hải vân, tuy nhiên nhiệt độ có cao hơn và thỉnh thoảng có những đợt lạnh mùa đông tuy không dài, ảnh hưởng của gió Tây khô nóng không lớn như ở Bắc Trung bộ. Một đặc điểm quan trọng của miền khí hậu này là mùa mưa và mùa khô không cùng lúc với mùa mưa và khô của hai miến khí hậu còn lại. Mùa hè, trong khi cả nước có lượng mưa lớn nhất, thì miền khí hậu này lại đang ở thời kỳ khô nhất. c. Miền khí hậu phía Nam. Miền khí hậu phía Nam bao gồm Nam Bộ và Tây Nguyên có khí hậu cận xích đạo, nhiệt độ quanh năm cao, với một mùa mưa và một mùa khô tương phản sâu sắc. Các vùng núi cao nước ta, khí hậu thay đổi theo độ cao và hướng sườn. Gồm phần lãnh thổ thuộc Tây Nguyên và Nam Bộ. Miền này có khí hậu nhiệt đới xavan với hai mùa: mùa khô và mùa mưa (từ tháng 4-5 đến tháng 10-11). Quanh năm, nhiệt độ của miền này cao. Khí hậu miền này ít biến động nhiều trong năm. Vùng cao nguyên Nam Trung bộ (Tây Nguyên), vùng đồng bằng Nam bộ d. Miền khí hậu biển đông Việt Nam. Mang tính chất gió mùa nhiệt đới hải dương và tương đối đồng nhất, biển luôn có gió. e. Những nhân tố tác động lên sự hình thành khí hậu nước ta: - Nền bức xạ cao. Vì nước ta nằm gọn trong vành đai khí hậu nhiệt đới bắc bán cầu từ 8 o34/ 23o23/ vĩ độ Bắc nên khí hậu nước ta là khí hậu nhiệt đới dẫn đến nước ta có nền bức xạ cao với nhiệt độ trung bình năm từ 22 oC – 27oC, lượng bức xạ quanh năm dương, lượng bức xạ trung bình đạt từ 120 130 Kcal/cm 2…Những chỉ tiêu trên chứng tỏ khí hậu nước ta phải là khí hậu nhiệt đới với nền bức xạ cao. - Ảnh hưởng của biển Đông. Vì nước ta nằm ở phần Đông của bán đảo Trung Ấn nên tiếp giáp với biển Đông và đại dương nên thiên nhiên nhiệt đới của nước ta chịu ảnh hưởng nhiều của biển. Gió biển mang theo nhiều hơi nước gây ra mưa nhiều ở đất liền, làm dịu mát những luồng khí nóng từ xích đạo lên và sưởi ấm những luồng khí lạnh từ phương Bắc xuống cho nên khí hậu nước ta mang tính chất đại dương nóng, 18
ẩm, mưa nhiều và rất khác với khí hậu nhiệt đới của nhiều nước nằm trên cùng vĩ độ: Bắc Phi, Tây Á. Sự chứng minh trên chứng tỏ khí hậu nước ta là khí hậu nhiệt đới ẩm. - Ảnh hưởng của gió mùa. Nước ta nằm trong khu vực hoạt động của gió mùa Châu Á đó là gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam. + Gió mùa Đông Bắc: Vào đầu mùa đông (từ tháng 11) nước ta bị ảnh hưởng bởi những đợt gió lạnh thổi từ vùng cao áp Siberia thổi qua lục địa Trung Quốc về nước ta gây ra mùa đông lạnh kèm theo khô hanh từ tháng 11. ở cuối mùa đông (tháng 3, tháng 4) gió mùa Đông Bắc lại thổi về nước ta nhưng qua biển Đông nên cũng gây ra lạnh nhưng kèm theo mưa phùn. Như vậy gió mùa Đông Bắc đã gây ra mùa đông lạnh ở nước ta từ tháng 11 đến tháng 4. + Gió mùa Tây Nam: Vào đầu mùa hạ (tháng 5 – tháng 6) do bị ảnh hưởng của cao áp ấn Độ Mianma hút gió từ vịnh Bengan theo hướng Tây Nam về Nam Bộ và Tây Nguyên nước ta gây ra mùa mưa bắt đầu từ tháng 5. + Như vậy gió mùa Tây Nam trong đó có gió Đông Nam và gió Nam đều gây ra mùa mưa từ tháng 5 - tháng 10 ở cả nước. Sự hoạt động luân phiên của gió mùa tạo nên sự phân mùa của khí hậu nhiệt đới nước ta vì vậy khí hậu nước ta là khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa. + Khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa phân hoá sâu sắc theo mùa, theo hướng Bắc Nam và theo độ cao. - Phân hóa theo mùa Ta thường nói nước ta có 4 mùa: Xuân, Hạ, Thu, Đông nhưng thực chất chỉ có 2 mùa rõ rệt: mùa nóng và mùa lạnh ở miền Bắc, mưa và khô ở miền Nam (mùa mưa và khô ở miền Nam chỉ là mùa nóng). Trong đó mùa nóng bắt đầu từ tháng 5 - tháng 10 còn mùa lạnh từ tháng 11- tháng 4, mùa mưa và khô ở miền Nam nước còn có mùa gió đó là gió mùa Đông Bắc thổi từ tháng 11 - tháng 4 ở miền Bắc, gió mùa Tây Nam trong đó có gió Nam và Đông Nam thổi từ tháng 5 - tháng 10 ở cả nước và gió Lào khô, nóng thổi từ tháng 5 - tháng 8 ở miền Trung. Mùa bão: ở miền Bắc bão từ tháng 6 - tháng 9, ở miền Trung từ tháng 9 - tháng 11 và ở miền Nam từ tháng 11 - tháng 12. f. Khí hậu phân hóa từ Bắc vào Nam. - Càng vào Nam nhiệt độ không khí càng nóng dần vì miền Nam gần xích đạo hơn là gần chí tuyến đồng thời miền Bắc từ tháng 11 - tháng 4 lại chịu ảnh 19
hưởng mạnh của gió mùa Đông Bắc gây ra mùa đông lạnh nhưng khi gió lạnh thổi vào miền Trung không những đã bị yếu dần mà lại bị dãy núi Bạch Mã (nơi có đèo Hải Vân) chắn lại làm cho gió lạnh không tiếp tục thổi vào miền Nam được nữa cho nên miền Nam nước ta không có mùa đông lạnh mà có khí hậu nóng nắng quanh năm. - Kết quả của hiện tượng này đã tạo nên trên lãnh thổ nước ta có 3 miền khí hậu khác nhau: miền Bắc với khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa nhưng có mùa động lạnh từ tháng 11 đến tháng 4, miền Nam là khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa nóng nắng quanh năm với 2 mùa mưa và khô rõ rệt. Còn khí hậu miền Trung là khí hậu chuyển tiếp giữa khí hậu miền Bắc và khí hậu miền Nam trong đó mùa đông đến chậm, mùa hè đến sớm, mưa nhiều vào những tháng cuối năm và chịu ảnh hưởng của gió Lao khô và nóng từ tháng 5 - tháng 8. g. Khí hậu phân hóa theo độ cao. Càng lên cao nhiệt độ không khí càng giảm dần. Trung bình cứ lên cao 100m thì nhiệt độ không khí giảm đi gần 0,6°C. Trong khi đó ở nước ta có nhiều vùng núi với đỉnh cao trên 2500m, 3000m: Phanxipăng (3142m), Tây Côn Lĩnh (2431m), Ngọc Linh (2598m)… Cho nên ở những núi cao này có khí hậu mát mẻ quanh năm. Điển hình như ở Sapa và Đà Lạt. ở Sapa trên độ cao 1600m có nhiệt độ trung bình vào mùa hè 20°4 (oC)và trung bình vào mùa đông 8°3 (oC). ở Đà Lạt trên độ cao 1500m, nhiệt độ trung bình mùa hè 20°5 (oC) và 17°2 (oC). h. Khí hậu thất thường. Khí hậu thất thường giữa các tháng, giữa các mùa trong năm thậm chí thất thường trong ngày và đêm, và đặc biệt là chi chuyển mùa nọ sang mùa kia: năm mưa nhiều, năm mưa ít, năm rét sớm, năm rét muộn. j. Khắc nghiệt nhiều thiên tai. - Là vì trung bình năm nước ta có tới 10 cơn bão ở biển Đông, trên 30 đợt gió mùa Đông Bắc, nhiều mưa lớn, lụt lội, hạn hán, gió nóng... - Bão là một hiện tượng thời tiết đặc biệt và nguy hiểm vì nó là một dạng nhiễu động rất mạnh của hoàn lưu khí quyển gây mưa to, gió lớn có sức tàn phá rất lớn trong một diện rộng. - Bão ở Việt Nam thường được phát sinh từ khu vực Biển Đông (chiếm 40% tống số cơn bão) và vùng biển phía tây Thái Bình Dương (chiếm 60% tổng số cơn bão) trong phạm vi từ 5°B đến 20°B. Đây cũng là một trong những trung tâm lớn phát sinh và hoạt động mạnh của bão trên thế giới. 20