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

NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU

Chia sẻ: Trinh Van Hoanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST
Báo xấu
247
lượt xem 57
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay, tất cả các nước trên thế giới, từ các nước tiên tiến đến các nước đang phát triển và chậm phát triển đang rất quan tâm đến vấn đề ô nhiễm không khí và sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống.Tình hình nguồn nhiên liệu dầu mỏ hiện nay không ổn định, giá dầu thường thay đổi lớn theo những b iến động chính trị, khó dự báo. Khí thải của động cơ đốt trong chính là các tác nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm không khí. Các tác hại của các chất ô nhiễm trong...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU

  1. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, tất cả các nước trên thế giới, từ các nước tiên tiến đến các nước đang phát triển và chậm phát triển đang rất quan tâm đến vấn đề ô nhiễm không khí và sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống.Tình hình nguồn nhiên liệu dầu mỏ hiện nay không ổn định, giá dầu thường thay đổi lớn theo những b iến động chính trị, khó dự báo. Khí thải của động cơ đốt trong chính là các tác nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm không khí. Các tác hại của các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong có thể làm cho cơ thể bị thiếu Oxy, nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn, gây viêm, ho, khó thở và làm hủy hoại các tế bào cơ quan hô hấp, gây ra căn bệnh ung thư máu, gây rối loạn hệ thần kinh, gây ra các bệnh về gan và làm trẻ em chậm phát triển trí tuệ…. Ngoài ra khí thải động cơ còn làm thay đổi nhiệt độ khí quyển và ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Hiện nay giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường có hai cách: Xử lý ô nhiễm với các động cơ đang sử dụng và tìm kiếm sử dụng các nguồn năng lượng sạch . Trong đó có năng lượn g điện và sử dụng pin nhiên liệu cho vận hành ô tô , làm giảm khí thải của động cơ đốt trong , giảm gây ô nhiểm môi trường và giảm gây tác hại đến sức khoẻ con người. NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 1
  2. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô LỜI CẢM ƠN Chaân thaønh caûm ôn Thầy VÕ ĐẮC THỊNH đã taän taâm giaûng daïy , chỉ bảo vaø giôùi thieäu nhieàu taøi lieäu veà moân hoïc Ô TÔ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MỚI . Trong thôøi gian hoïc taäp thöïc hieän caùc tieåu luaän , Chúng em ñaõ đúc kết ñöôïc nhieàu kinh nghieäm vaø kieán thöùc boå ích. Vieäc thu thập caùc baøi viết trong sách , trên mạng hay các tieåu luaän giuùp cho Chúng em coù ñieàu kieän tieáp xuùc vôùi nhöõng phöông phaùp hay những công nghệ tieân tieán , trong việc sử dụng năng lượng mới cho nghành công nghiệp ôtô , đảm bảo không gây ô nhiểm cho môi trường , tiệ n ích cho cuộc sống. Nhôø ñoù laøm naâng cao hôn nöõa kieán thöùc vaø khaû naêng chuyeân moân cho baûn thaân . Vôùi khaû naêng ban ñaàu naøy Chúng em hy voïng seõ öùng duïng vaø phaùt huy ñöôïc nhöõng kieán thöùc töø moân hoïc vận dụng vaøo trong học tập tại nhà trường vaø trang bị thêm kiến thức khi ra tr ường để làm việ c . Kính chuùc Thầy VÕ ĐẮC THỊNH luoân maïnh khoûe ñeå ñaøo taïo ra nhieàu cử nhân , hay kỹ sư tương lai cho nöôùc nhaø. Chúng em chân thành cảm ơn Thầy . NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 2
  3. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………................................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... ........................................................................................................................ NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 3
  4. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô TRANG MỤC LỤC I. Năng lượng điện và pin năng lượng : trang 5-11 1. Định nghĩa pin năng lượng : trang 5 2. Pin nhiên liệu ( FUEL CELL (FC) ) : trang 5 a. Sơ đồ cấu tạo pin nhiên liệu ( FC ) : b. Ưu điểm và nhược điểm của FC : c. Các hệ thống của FC : d. Khả năng thải nhiệt và thu hồi nhiệt trong pin nhiên liệu : e. Cấu tạo ô tô FC : f. Sản xuất Hydro : II. Lịch sử phát triển của pin nhiên liệu : trang 11 III. Đặc điểm của pin nhiên liệu : trang 12-19 1. Độ tin cậy và hiệu suất cao : 2. Đặc tính về môi trường và bảng so sánh với xe sử dụng nhiên liệu thường a. Đặc tính về môi trường : b. So sánh xe sử dụng pin nhiên liệu với các xe sử dụng nhiên liệu thường: 3. Pin nhiên liệu như một bộ chuyển hóa năng lượng : 4. Ưu và nhược điểm của pin nhiên liệu : 5. Phân loại pin nhiên liệu : 6. Tiềm năng của pin nhiên liệu : 7. Sử dụng cho ôtô điện: IV. phần đề nghị trang 20 V. Danh mục tài liệu tham khảo trang 21 NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 4
  5. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô NĂNG LƯỢNG ĐIỆN I.Năng lượng điện và pin năng lượng : 1. Định nghĩa pin năng lượng : Pin nhiên liệu là một pin tạo ra dòng điện trực tiếp từ một phản ứng hoá học. Giống như một ắcquy, nhưng khác nhau ở chỗ là pin nhiên liệu được thiết kế sao cho chất phản ứng được cung cấp liên tục cho đến hết , nó tạo ra điện từ nguồn nhiên liệu cung cấp bên ngoài và oxy ngược lại khả năng tích trữ năng lượng bên trong giới hạn của ắcquy. Hơn nữa, trong khi điện tích bên trong ắcquy phản ứng và thay đổi như là một ắcqu y tích hoặc phóng điện, điện tích của pin nhiên liệu thì xúc tác và tương đối ổn định . 2.Pin nhiên liệu ( FUEL CELL FC ) a. Sơ đồ cấu tạo pin nhiên liệu ( FC ) :  FC là một thiết bị dùng Hydro ( hay các nhiên liệu giàu Hydro ) và Oxy để tạo ra điện bằng một quá trình đi ện hóa .  Các loại FC : Màng ngăn chuyển đổi Proton, axitPhotphoric , Metanol trực tiếp , kiềm , muối Cacbonate nóng chảy , oxit kim loại . NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 5
  6. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô Hình 5.1: Sơ đồ cấu tạo FC kiềm. Hình 5.2: Sơ đồ FC màng ngăn chuyển đổi Proton. NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 6
  7. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô  FC màng ngăn chuyển đổi Proton và axit Photphoric, các proton di chuyển trong chất điện phân đến cực âm để kết hợp với Oxy và các electron để sinh ra nước .  FC kiềm , muối Cacbonat nóng chảy và Oxit kim loại các ion âm di chuyển trong chất điện phân sang cực dương (anode) , tại đó chúng kết hợp với Hydro để tạo thành nước và các electron .  Lượng điện thu được từ FC phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : Loại FC , kích cỡ pin , nhiệt độ hoạt động và áp suất không khí được cung cấp vào pin . Các FC riêng rẽ được ghép nối tiếp với nhau tạo thành cụm FC . b. Ưu điểm và nhược điểm của FC :  Ưu điểm của FC :  Hiệu suất cao .  Dường như không có ô nhiễm môi trường .  Động cơ điện sử dụng FC có hiệu suất cao, không có tiếng ồn, có đường đặt tính tốt hơn so với động cơ đốt trong, ít bảo trì, bảo dưỡng, dễ sửa chữa .  Hydro có thể được điều chế từ nước .  So với bình điện (ắcquy) thì pin nhiên có khối lượng và thể tích nhỏ hơn .  Nhược điểm FC :  Chi phí đầu tư ban đầu cho ô tô FC rất cao .  Hydro không tồn tại ở trạng thái đơn chất , điều chế, sản xuất Hydro rất khó khăn và tốn kém đôi khi nó dẫn đến ô nhiễm môi trường .  Yêu cầu kỹ thuật bình chứa nhiên liệu rất khắt khe .  Cơ sở hạ tầng cho Hydro chưa có , thói quen sử dụng Hydro còn hạn chế . c. Các hệ thống của FC :  Bộ xử lý nhiên liệu .  Thiết bị biến đổi năng lượng (FC hay cụm FC) .  Máy biến đổi dòng điện .  Hệ thống thu hồi nhiệt .  Các hệ thống phụ để xử lý độ ẩm , nhiệt độ , áp suất khí và nước thải của FC . NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 7
  8. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô Hình 5.3: Sơ đồ cấu tạo hệ thống FC. d. Khả năng thải nhiệt và thu hồi nhiệt trong pin nhiên liệu :  Hiệu suất hệ thống FC hoạt động ở công suất cực đại là khoảng 40%. Do đó đối với một hệ thống FC ta có sự cân bằng năng lượng giữa các phần gần đúng như sau : Công suất / làm mát / khí thải = 40 / 50 / 10% .  Nhiệt độ chất làm mát của FC đặc biệt thấp , khoảng 800C .  Vấn đề đặt ra là nâng cao hiệu quả giải nhiệt và giải phàp thu hồi năng lượng nhiệt này, nâng cao công suất mạng điện ra . Một trong các giải pháp là tăng kích thước bộ tản nhiệt, tăng kích thước của cụm FC . e. Cấu tạo ô tô FC : Gồm các thành phần như sau :  Một bộ xử lý nhiên liệu .  Cụm FC và một máy nén khí để cung cấp Oxy nén áp suất cao đến cụm FC .  Một hệ thống làm mát .  Hệ thống quản lý nước để quản lý độ ẩm và hơi nước trong hệ thống FC .  Bộ chuyển đổi DC / DC , DC / AC .  Động cơ điện xoay chiều AC, bộ truyền lực .  Bình ắcquy và một tụ điện hỗ trợ được nối chung qua hệ thống FC để cung ấp năng lượng bổ sung và cũng dùng để khởi động . NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 8
  9. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô  FC không vận hành bằng Hydro thì gắn thêm thùng xăng hay Methanol lên ô tô . Hình 5.4: Sơ đồ cấu tạo một hệ thống ô tô FC . d. Sản xuất Hydro :  Chuyển đổi hơi : Các nhiên liệu chứa Hydro phân hủy trong hơi nước dưới chất xúc tác là Nicken để tạo ra hỗn hợp Hydro và CO . CnHm + nH2O + Q(Nhiệt) → nCO + (n + m/2)H2 .  Chuyển đổi Oxy hóa từng phần : Phản ứng nghèo của Oxy (trong không khí) với nhiên liệu để tạo ra Hydro va CO. CnHm + n/2O2 → nCO + m/2H2 + Q (Nhiệt) . NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 9
  10. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô  Chuyển đổi nhiệt tự động : Nhiên liệu, hơi nước và Oxy (trong không khí) được cấp thông qua hỗn hợp chất đệm xúc tác cho cả hai phản ứng Oxy hóa từng phần và chuyển đổi hơi, loại bỏ bộ cháy hoặc nguồn nhiệt bên ngoài cần thiết . CnHm + n/2O2 → nCO + m/2H2 + Q (Nhiệt) CnHm + nH2O + Q(Nhiệt) → nCO + (n + m/2)H2  Chuyển đổi phân ly nhiệt : Sử dụng nhiệt để phá hủy nhiên liệu , sinh ra Hydro v à và Cacbon rắn . CnHm + Q(Nhiệt) → nC + m/2H2  Điện phân nước : Hình5.5: Sơ đồ quá trình điện phân điển hình . NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 10
  11. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô Hình5 .6: Sơ đồ trạm sản xuất và cung cấp Hydro tại . II. Lịch sử phát triển của pin nhiên liệu : William Robert Grove (1811 – 1896), một luật gia – nhà vật lý người Anh đã tạo ra pin nhiên liệu đầu tiên vào năm 1839. Vào năm 1900 các nghiên cứu đã chuyển trực tiếp năng lượng hoá học của các dạng năng lượng hoá thạch sang điện năng, tiêu biểu là hệ thống pin nhiên liệu Hydro ra đời. Vào năm 1920, A. Schmid là người tiên phong trong việc xây dựng bộ phân tích bằng Platium, các điện cực carbon – hydro xốp dưới hình thức ống. Năm 1970 K.Kordesh xây dựng bộ pin nhiên liệu kết hợp ắcquy trên một ô tô lai 4 chỗ và đã hoạt động được 3 năm ở thành phố thường xảy ra kẹt xe. Đến giữa năm 1970 tế bào nhiên liệu dùng hệ thống axit photphoric ra đời. Vào những năm 1980 pin nhiên liệu dùng cacbon nấu chảy (MCFC) phát triển mạnh. Pin nhiên liệu oxit rắn (SOFC) và pin nhiên liệu dạng màng (PEFC) được phá t triển vào thập niên 1990, trong đó pin PEFC có công suất rất cao . NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 11
  12. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô III. Đặc điểm của pin nhiên liệu : Pin nhiên liệu có các đặc điểm tốt về hiệu suất, độ tin cậy, tính kinh tế, tích sạch cho môi trường và tiềm năng phát triển cho tương lai. Pin nhiên liệu có thể dễ dàng hiệu chỉnh bất cứ độ lệch nào từ bộ tạo tần trên phạm vi vùng cơ bản. Lợi ích này dẫn đến độ ổn định của toàn thể hệ thống tăng lên, và khắc phục được những bất lợi của pin hiện tại. Bộ pin nhiên liệu có tỉ nhiệt tải từn g phần rất tốt và có thể đáp ứng dần cho tải trong thời gian ngắn. 1. Độ tin cậy và hiệu suất cao : Pin nhiên liệu có thể chuyển đổi đến 90 % năng lượng có trong bản thân nhiên liệu thành điện năng và nhiệt. Hiện tại thiết kế của pin nhiên liệu dạng axit phosphoric (PAFC) có hiệu suất chuyển đổi điện là 42%, và gần đây với hiệu suất chuyển đổi điện có thể tăng đến 46%. Viện nghiên cứu năng lượng điện đánh giá rằng tiến bộ trong pin nhiên liệu cacbonat nóng chảy có thể đạt được hiệu suất điện hơn 60% và còn có thể tăng lên nữa. Hơn nữa, hiệu suất của pin nhiên liệu phụ thuộc vào độ lớn của kích thước riêng. Pin nhiên liệu có thể hoạt động ở một nửa dung lượng trong khi duy trì năng suất sử dụng nhiên liệu cao. Một thuộc tính quan trọng của pin nhiên liệu là khả năng đồng phát; như sản sinh ra nước nóng và hơi nước ở cùng một thời gian khi nó phát ra điện năng. Hệ số đầu ra điện – nhiệt độ thì tương đương với 1.0, trong khi hệ số của tua-bin khí vào khoảng 0.5. Đặc điểm này có nghĩa là pin nhiên liệu hợp với tải nhiệt. Với kích thước nhỏ hơn và hệ thống năng lượng công cộng tiện dụng. Do có chứa vài phần chuyển động, nên pin nhiên liệu phải có độ tin cậy cao so với động cơ đốt trong. Bởi vậy, pin nhiên liệu sẽ không có sự cố nghiêm tọng, trong khi các tua-bin hay động cơ đốt trong sẽ gặp phải nếu các phần chuyển đông quay bị hỏng. NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 12
  13. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô 2. Đặc tính về môi trường và bảng so sánh với xe sử dụng nhiên liệu thường a. Đặc tính về môi trường : Sự thay thế của pin nhiên liệu cho nhà máy năng lượng thường sẽ cải thiện được chất lượng của không khí. Sự phát thải của nhà máy pin nhiên liệu thấp hơn 10 lần so với các qui định nghiêm ngặt về môi trường. Pin nhiên liệu cũng sản sinh ra mức CO2 thấp hơn so với các qui định về môi trường của các nhà máy, một vấn đề liên quan tới “hiệu ứng nhà kính”. Phản ứng điện hóa của pin nhiên liệu sản sinh ra nước nhưng nhà máy điện vẫn cần một ít nước bên ngoài để hoạt động. Cách dùng này đánh dấu một điểm trái ngược lớn với các nhà máy điện hơi nước là cần một lượng nước rất lớn cho quá trình làm mát. Lượng nước hao phí được thải ra từ hệ thống pin nhiên liệu cũng thấp, và số lượng được so sánh hơn với qui ước của các nhà máy điệ n dùng nhiên liệu địa khai. Khử pin nhiên liệu hoặc làm giảm số lượng nước là những vấn đề kết hợp với quá trình thải nhiệt. Quá trình điện hoá tự nhiên của pin nhiên liệu khử được nhiều nguồn gây ồn và bộ chuyển đổi năng lượng của pin nhiên liệu có trong số phương pháp chiếm ít rủi ro nhất, bởi vì các lý do kích thước tương đối nhỏ của chúng, không có đốt cháy, mức thải ô nhiễm thấp. Khí thải tại Châu Âu 2002 Năng lượng liên quan đến khí thải CO 2 NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 13
  14. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô b. So sánh xe sử dụng pin nhiên liệu với các xe sử dụng nhiên liệu thường: Xe thường Xe điện Nhiên liệu tiêu hao Điện tương đương Điện năng tiêu thụ Ôtô 8,5 lít xăng 909 Wh / km 488 Wh / km 12 lít xăng 1.283 Wh / km 600 Wh / km Xe van 16 lít dầu diesel 1.910 Wh / km 1.000 Wh / km Xe tải nhỏ Bảng 1: Trung bình tiêu thụ xe thường và xe điện  Những con số này cho thấy, xe điện, xe tải nhỏ, tương ứng tiêu thụ 54%, 4 7% và 52% của năng lượng cơ bản cần thiết của xe đốt trong. Rõ ràng là xe điện có nhiều năng lượng hiệu quả .  Điều này sẽ làm tăng lợi thế khi nó sẽ có thể nạp tiền xe bằng cách kết nối trực tiếp với các nguồn sản xuất điện với hiệu quả tổng sản lượng vượt quá 50% (thực vật kết hợp với khí / hơi nước chu kỳ, các tế bào nhiên liệu, pin đệm, vv).  Có tính đến một số dặm trung bình là 10.000 km / năm, là con số tiêu chuẩn cho các loại xe tại các đô thị, tiết kiệm năng lượng thu được bằng cách t hay thế xe thường bởi xe điện là: Năng lượng tiết kiệm[kWh / năm Tiết kiệm năng lượng chuyển thành khối / xe] lượng nhiên liệu [lít / năm / xe] Ôtô 4210 438 Xe van 6380 709 Xe tải 9100 nhỏ 846 Bảng 2: Năng lượng và tiết kiệm nhiên liệu do xe điện NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 14
  15. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô 3. Pin nhiên liệu như một bộ chuyển hóa năng lượng : Pin nhiên liệu là một pin điện hóa. Pin có thể chuyển đổi liên tục năng lượng hóa năng của nhiên liệu và chất oxy-hóa thành năng lượng điện thông qua quá trình cơ bản gồm hệ thống điện cực - chất điện phân. Pin nhiên liệu hoạt động ở một hiệu suất cao với mức phát thải rất thấp đối với hầu hết các mức chuẩn. Pin nhiên liệu có đặc điểm của một module và vì thế có thể gắn liền với một diện rộng công suất yêu cầu từ vài trăm Watt đến hàng chục kW, hàng MW. Pin nhiên liệu cho một mức phát thải thấp, nhà máy pin nhiên liệu có thể lắp đặt vào vị trí, những nơi năng lượng bị lãng phí, thậm chí ở những nơi đông dân. Kết quả là đường đặc tuyến công suất truyền động thì kinh tế hơn và sự hao phí truyền động được giảm xuống. Nguyên lý cơ bản của pin nhiên liệu được biết đến nhiều ở pin điện hóa, liên quan đến nhiều hoạt động trong cuộc sống của con người. Sự khác biệt lớn nhất, trong trường hợp là ắcquy, năng lượng hóa năng được lưu trữ trong vật chất nằm bên trong pin. Khi năng lượng này được chuyển đổi sang năng lượng điện, pin điện bỏ đi NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 15
  16. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô sau khi dùng (primary batteries) hoặc sạc ở chế độ thích hợp. Trong pin nhiên liệu, năng lượng hóa năng được cung cấp bởi nhiên liệu và chất oxy-hóa được lưu trữ bên trong pin, nơi các phản ứng hóa học thay thế. Với điều kiện là pin được cung cấp nhiên liệu và chất oxi-hóa. năng lượng điện có thể thu được như hình 1.6. Hình: Bộ chuyển đổi năng lượng trực tiếp với pin nhiên liệu so sánh với kỹ thuật biến đổi thông thường (trong công nghiệp). Pin nhiên liệu chắc chắn sẽ là vai trò mấu chốt ở viễn cảnh năng lượng ở tương lai. Đặc điểm quan trọng nhất của chúng là hiệu suất cao và mức phát thải và độ ồn ở mức thấp, tương lai sẽ có tính bắt buộc ở các nhà máy phát điện. Có thể hydro sẽ có mặt ở hệ thống năng lượng chính của thế kỷ 21, cũng như là nhiều kỹ thuật học đã vạch ra, sau đó pin nhiên liệu sẽ là đặc điểm không thể tranh cải trong tất cả các bộ chuyển đổi năng lượng nào khác. Chuyển đổi năng Chuyển đổi năng lương nhiệt lượng cơ Hóa năng của nhiên Chuyển đổi năng liệu lượng điện Hình: Bộ chuyển đổi năng lượng trực tiếp với pin nhiên liệu so sánh với kỹ thuật biến đổi thông thường (trong ô tô). NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 16
  17. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô 4. Ưu và nhược điểm của pin nhiên liệu :  Ưu điểm : Pin nhiên liệu có thể được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như: bệnh viện, các phương tiện vận chuyển, trạm không gian, khách sạn, các nhu cầu sinh hoạt của con người…. So với năng lượng truyền thống, pin nhiên liệu không gây ô nhiễm môi trường; sản phẩm thải ra là H 2O.  Hiệu suất cao > 60%.  Độ tin cậy cao.  Không gây ra tiếng ồn.  Nhược điểm : Giá thành cao (hệ thống pin nhiên liệu loại màng khoảng 1000 đến 20.000 $ trên một đơn vị KW ) 5. Phân loại pin nhiên liệu : Dựa vào đặc điểm của chúng ta có thể phân thành các loại sau:  Pin trực tiếp  Pin gián tiếp  Pin nhiên liệu tái tạo Ở pin nhiên liệu kiểu trực tiếp, sản phẩm phản ứng của pin được thải ra, trong khi ở pin nhiên liệu tái tạo, chất phản ứng đã dùng rồi được tái sinh từ kết quả của của một vài phương pháp như đã chỉ trong bảng. Hai kiểu pin nhiên liệu trực tiếp và kiểu tái tạo có thể so sánh với loại pin sơ cấp và pin thứ cấp. Kiểu thứ ba là kiểu pin nhiên liệu gián tiếp, thí dụ như pin nhiên liệu sử dụng nhiên liệu hữu cơ để chuyển hóa thành hydro. Pin nhiên liệu hóa sinh cũng tương tự: bản chất của hóa sinh là phân hủy, nghĩa là một dung dịch có chứa enzym (đôi khi bổ sung thêm vi khuẩn) để sản xuất hydro. Tuỳ theo phạm vi nhiệt độ hoạt động trong mỗi pin nhiên liệu lại được chia thành bốn nhóm chính: • Nhiệt độ của pin nhiên liệu mức thấp 25 -100 oC • Nhiệt độ Trung bình 100 - 500 oC • Nhiệt độ Cao 500 -1000 oC NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 17
  18. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô • Nhiệt độ rất cao trên 1000 oC. Ngoài ra chúng ta có thể phân loại theo nguồn gốc, tính chất điện phân sử dụng trong pin nhiên liệu. 6. Tiềm năng của pin nhiên liệu : Theo dự báo của hiệp hội pin nhiên liệu ở Nhật tỏ ra khá lạc quan, và xác nhận rõ ràng và trình bày ở cuối đoạn này (xem bảng 2 -2). Sự phát triển của kỹ thuật pin nhiên liệu dành cho các ứng dụng thiết thực đã chỉ ra sự xử lí ổn định và cho thấy một tia hi vọng ở tương lai. Bảng : Giới thiệu bảng giá trị mục tiêu của pin nhiên liệu Các nghành Năm 2000 Năm 2010 Thương mại 900 MW 2800 MW Công nghiệp 300 MW 2400 MW Thực dụng 1050 MW 5000 MW Tổng cộng 2250 MW 10700 MW 7. Sử dụng cho ôtô điệ n: Ô tô điện bao gồm :  Động cơ điện .  Khối điều khiển bằng điện tử (Electronic Control odule ECM) .  Bộ nguồn (bình điện), hệ thống điều khiển bình điện .  Bộ xạc nguồn, hệ thống cáp, thân xe, khung xe, chất lỏng làm mát ô tô điện, chất bôi trơn .  Hệ thống hãm tái sinh, hệ thống phanh cơ khí, hệ thống treo, hệ thống lái. NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 18
  19. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô Sơ đồ biểu diễn quá trình làm việc của xe điện  Ư u điểm của ô tô điện • Ô tô điện được xếp vào dạng ô tô sạch (ZEV). • Động cơ điện hoạt động rất êm, hiệu suất cao, ít bảo trì, bảo dưỡng, dễ sửa chữa . . . • Do đường đặc tính công suất và môment xoắn của động cơ điện rộng. • Kết hợp phương pháp hãm tái sinh thu l ại động năng của xe.  Nhược điểm của ô tô điện • Giá đầu tư ban đầu cao, ô tô điện thì cao hơn khoảng 30 - 40% ô tô nhiệt • Khả năng gia tốc ô tô bị hạn chế. • Các vấn đề sưởi ấm và điều hòa không khí trong ô tô bị hạn chế. • Cơ sở hạ tầng cho ô tô điện vẫn chưa có. • Năng lượng dự trữ bình điện thấp (thấp hơn khoảng 100 lần ô tô dùng động cơ nhiệt). • Sản xuất, chế tạo bình điện đôi khi nó dẫn đến ô nhiễm môi trường. Tuổi thọ và chi phí sử dụng của bình điện phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ chế tạo và thao tác kỹ thuật. • Thời gian nạp điện dài. NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 19
  20. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ PIN NHIÊN LIỆU LỚP 08LT - Ô PHẦN ĐỀ NGHỊ Việc nghiên cứu và ứng dụng nhiên liệu thay thế sử dụng trong động cơ đốt trong đã đư ợc thực hiện từ cuối thế kỷ XIX và trở nên rất phổ biến. Ở Việt Nam, các vấn đề đó chưa được ứng dụng rộng rãi và có một số công nghệ vẫn còn rất mới. Để triển khai ứng dụng phổ biến các loại nhiện liệu chúng ta cần thực hiện những vấn đề sau :  Phân tích ưu nhược điểm cùng với các điều kiện kỹ thuật, kinh tế, xã hội, chính trị để chọn lựa nhiên liệu thích hợp  Đầu tư, đào tạo đội ngũ khoa học kỹ thuật để nghiên cứu  Tuyên truyền, phổ biến rộng rải trên các phương tiện đại chúng để mọi người có kiến thức về việc sử dụng nhiên liệu mới.  Khi sử dụng song song nhiên liệu truyền thống và nhiên liệu thay thế cần có các nghiên cứu thực nghiệm để tối ưu hóa thành phần các nhiên liệu trong hỗn hợp về công suất, suất tiêu hao nhiên liệu, ô nhiễm môi trường .  Nhà nước cần có các chính sách ưu đãi đối với các nhà đầu tư và các chính sách khuyến khích dân chúng sử dụng các nhiên liệu mới ít ô nhiễm .Đặc biệt là các phương tiện giao thông công cộng như xe buýt, xe khách, taxi . NSVTH : NHÓM 5 GVHD : VÕ ĐẮC THỊNH 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 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
3=>0