BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HOÀI BÃO NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG NHÀ MÁY ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI TỈNH NINH THUẬN NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN – 605250 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HOÀI BÃO NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG NHÀ MÁY ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI TỈNH NINH THUẬN NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN – 605250 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HOÀI BÃO NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG NHÀ MÁY ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI TỈNH NINH THUẬN NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN – 605250 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ CHÍ KIÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2013 Lời cam đoan Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 10 năm 2013 (Ký tên ghi rõ họ tên) Nguyễn Hoài Bão i Lời cảm ơn Sau thời gian học tập nghiên cứu trường, học viên hoàn thành đề tài tốt nghiệp cao học Để có thành này, học viên nhận nhiều hỗ trợ giúp đỡ tận tình từ thầy cô, gia đình, quan bạn bè Học viên xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, chân thành đến Thầy TS Lê Chí Kiên, người tận tình trực tiếp hướng dẫn học viên thực hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn đến tất quí Thầy Cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh trang bị cho học viên lượng kiến thức bổ ích, đặc biệt xin chân thành cảm ơn quí Thầy Cô Khoa Điện – Điện Tử tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ cho học viên nhiều trình học tập thời gian làm luận văn Học viên xin gởi lời cảm ơn chân thành đến đồng nghiệp, gia đình, bạn bè giúp đỡ cho học viên nhiều, tạo cho học viên niềm tin nỗ lực cố gắng để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn ! ii Tóm tắt luận văn Ngày nhu cầu lượng giới Việt Nam không ngừng tăng cao Trong nguồn lượng hóa thạch lại ngày cạn kiệt Do cần có sách phát triển lượng bền vững, sử dụng nguồn lượng mặt trời, sinh khối, thủy triều vv Ninh Thuận tỉnh thành có điều kiện thuận lợi để phát triển lượng mặt trời với số ngày nắng trung bình năm, nhiệt độ trung bình năm cường độ xạ mặt trời cao nước Công nghệ điện mặt trời bao gồm hai lĩnh vực quang điện nhiệt điện Luận văn trình bày phương pháp tính toán, đo đạc cường độ xạ mặt trời chiếu tới mặt đất thu Khái quát công nghệ xây dựng nhà máy nhiệt điện mặt trời tỉnh Ninh Thuận, tính toán thông số hệ thống ứng với công nghệ khác Các công nghệ đề xuất bao gồm dùng hệ thống gương parapol trụ để tập trung, phản xạ lượng mặt trời, dùng dầu tổng hợp làm dung môi truyền nhiệt, hỗn hợp muối NaNO3, KNO3 làm chất trữ nhiệt vào ban đêm, công nghệ dùng hỗn hợp muối nóng chảy làm dung môi truyền nhiệt cuối dùng hệ thống gương phẳng để tập trung, phản xạ lượng mặt trời So sánh công nghệ lựa chọn công nghệ phù hợp iii Abstract Today, energy demand of the world and Viet Nam continuous rise Meanwhile, the fossil energy sources increasingly exhausted Therefore we need to have a policy of sustainable energy development, use of clean energy sources such as solar, biomass, tidal and so on Ninh Thuan is one of the provinces with the most favorable conditions for the development of solar energy with the average number of sunny days per year, the average temperature per year and intensity of solar radiation is highest in country Solar Power Technology includes two fields are photovoltaic and thermoelectric This project presents calculation methods, measurement of solar radiation intensity projection to ground and the collector Generalize technologies to build solar thermal power plants in Ninh Thuan province, calculate of system parameters for each different technology The proposed technology includes use parapol cylindrical mirror system to concentrate, reflect solar energy, synthetic oil as a solvent heat transfer, salt mixture NaNO3, KNO3 are used to storage heat at night, technology using molten salt mixture as solvent heat transfer and final using flat mirror system to focus, reflect solar energy Compare technologies and select the most appropriate technology iv Mục lục Tựa Quyết định giao đề tài luận văn tốt nghiệp Lý lịch khoa học Xác nhận cán hướng dẫn Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Tóm tắt luận văn iii Abstract iv Mục lục .v Danh sách hình viii Danh sách bảng ix Chương I: Tổng quan .1 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 1.3 Nhu cầu lượng giới 1.4 Các kết nghiên cứu nước 1.4.1 Kết nghiên cứu ứng dụng giới 1.4.2 Kết nghiên cứu ứng dụng Việt Nam .5 1.5 Mục tiêu giới hạn đề tài 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Nội dung luận văn .6 Chương II: Cơ sở lý thuyết 2.1 Mặt trời, cấu tạo mặt trời 2.2 Các phản ứng hạt nhân mặt trời 10 2.2.1 Phản ứng tổng hợp hạt nhân Hêli .10 2.2.2 Phản ứng tổng hợp Cácbon nguyên tố khác 11 2.3 Bản chất xạ mặt trời .12 2.3.1 Bức xạ mặt trời tới bề mặt trái đất - ảnh hưởng lớp khí 13 v 2.3.2 Bức xạ mặt trời tới bề mặt trái đất - ảnh hưởng chuyển động đất – mặt trời .13 2.4 Các thành phần xạ mặt trời tới thu 14 2.5 Công nghệ điện mặt trời 14 2.5.1 Công nghệ nhiệt mặt trời nhiệt độ thấp 14 2.5.2 Công nghệ nhiệt mặt trời nhiệt độ cao .15 2.6 Tuabin nước 16 2.6.1 Sơ lược tuabin .16 2.6.2 Nguyên lý làm việc tuabin 17 2.7 Chu trình Rankine 18 Chương III: Bức xạ mặt trời thu xạ mặt trời 20 3.1 Năng lượng xạ mặt trời 20 3.2 Tổng cường độ xạ mặt trời lên bề mặt Trái đất 24 3.3 Bức xạ mặt trời truyền qua kính .26 3.4 Đo cường độ xạ mặt trời .27 3.5 Các loại gương phản xạ lượng mặt trời 27 Chương IV: Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời 32 4.1 Đánh giá chung thuận lợi tỉnh Ninh Thuận việc lắp đặt nhà máy điện mặt trời 32 4.1.1 Giải thích số thuật ngữ, nội dung phương pháp tính số tiêu thống kê khí hậu .32 4.1.2 Điều kiện thuận lợi phát triển lượng mặt trời Ninh Thuận .33 4.2 Lựa chọn vị trí lắp đặt, công suất nhà máy .35 4.2.1 Lựa chọn vị trí lắp đặt .35 4.2.2 Lựa chọn công suất nhà máy 35 4.2.3.Tính toán lượng cần thiết để cung cấp cho tuabin 36 4.3 Công nghệ nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời dùng gương parapol trụ, dầu tổng hợp làm dung môi truyền nhiệt .38 4.3.1 Nguyên lý hoạt động nhà máy 38 vi 4.3.2 Năng lượng hóa lít nước .39 4.3.3 Thông số, thành phần thu 40 4.3.4 Hệ thống dự trữ nhiệt vào ban đêm 42 4.4 Công nghệ nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời dùng gương parapol trụ làm thu, hỗn hợp muối nóng chảy làm dung môi truyền nhiệt 44 4.5 Công nghệ nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời dùng gương phẳng .47 4.5.1 Nguyên lý hoạt động 47 4.5.2 Năng lượng mặt trời thu hấp thụ 47 Chương 5: Kết luận hướng phát triển đề tài 50 5.1 Kết luận 50 5.1.1 Các kết đạt đề tài 50 5.1.2 Các hạn chế đề tài 50 5.2 Hướng phát triển đề tài 50 Tài liệu tham khảo .51 Phụ lục .52 vii Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời chứa chất giữ nhiệt trung gian hỗn hợp muối NaNO3 KNO3 với khối lượng đủ để cấp nhiệt cho hệ thống vào ban đêm Nhiệt lượng dầu tải nhiệt cấp cho thiết bị nhà máy lò hơi, nhiệt, gia nhiệt cao áp Chu trình nhiệt nước lò tua bin hoàn toàn giống nhà máy nhiệt điện bình thường Hệ thống máng parapol điều khiển quay luôn hướng phía mặt trời cho tia nắng chiếu vuông góc với mặt thu, toàn ánh sáng mặt trời phản xạ, tập trung tiêu điểm F parapol Hình 4.3 Collector parapol trụ 4.3.2 Năng lượng hóa lít nước Năng lượng hóa lít nước lượng cần thiết để làm lít nước hóa hoàn toàn từ nhiệt độ ban đầu Năng lượng bao gồm nhiệt lượng làm nước sôi cộng với nhiệt lượng làm hóa hoàn toàn lượng nước sôi (nhiệt hóa hơi) Đối với nước, nhiệt hóa L = 2.3*106 J/kg Vậy để làm hóa hoàn toàn lit nước có nhiệt độ ban đầu 50 oC ta cần cung cấp lượng nhiệt là: 39 Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời 𝑄 = 𝑚 𝑐 ∆𝑡 + 𝐿 = 1.4200.50 + 2.3 ∗ 106 = 2.51 (𝑀𝐽) (4.13) Trong đó: - Q: Năng lượng cần thiết làm hóa kg nước - m: khối lượng nước - c: nhiệt dung riêng nước - t: độ biến thiên nhiệt độ - L: nhiệt hóa nước Vậy lượng cần thiết làm hóa lít nước là: 2.51 MJ (4.14) 4.3.3 Thông số, thành phần thu Sử dụng thu với dầu truyền nhiệt có thông số sau: - Khối lượng riêng: 0.875 kg/lít - Nhiệt dung riêng: 1.86 kJ/kg.K - Nhiệt độ sôi: 387oC Sử dụng hệ thống gương phản xạ parapol trụ có hệ số phản xạ R=0.95 Sử dụng ống dẫn dầu đồng có bề dày 2mm, đường kính d Với cường độ xạ lượng mặt trời trung bình huyện Thuận Nam là: 7.31 kWh/m2/ngày, tương đương 26.28 MJ/m2/ngày Vậy cường độ xạ mặt trời trung bình chiếu tới bề mặt gương phản xạ lượng lượng là: W=1.095 MJ/m2 (4.15) Toàn lượng hội tụ tiêu điểm F gương, nơi ta đặt ống dẫn dầu truyền nhiệt Xét gương parapol trụ làm từ vật liệu phản xạ có chiều m, chiều rộng 1m, hấp thụ lượng xạ mặt trời là: WSD= 1.095 x = 2.19 MJ (4.16) 40 Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời Toàn lượng tập trung ống chứa dầu truyền nhiệt đặt tiêu điểm gương, hệ số phản xạ gương 0.95 nên lượng truyền tới tiêu điểm gương là: W’ = 2.19 x 0.95 = 2.08 MJ (4.17) Với W’=2.08 MJ, làm tăng nhiệt độ ống kim loại, nhiệt độ dầu truyền nhiệt chứa ống Chọn ống kim loại chứa dầu có đường kính d, bề dày 2mm Phương trình cân nhiệt là: 𝑄đô𝑛𝑔 + 𝑄𝑑â𝑢 = 𝑊′ (4.18) Trong Qđông: nhiệt lượng làm tăng nhiệt độ ống đồng từ 100oC đến 380oC: π π Q đông = mđông Cđông 280 = d2 − d − 0.004 8890.390.280 4 o - Qdâu: nhiệt lượng làm tăng nhiệt độ dầu từ 100 C đến 380oC: - - Để đảm bảo cho lượng dầu ống dễ dàng di chuyển ống, ta chọn khối dầu có đường kính d - 0.006 (m) Q dâu = mdâu Cdâu 280 = d − 0.006 π 875.1860.280 Giải phương trình (4.18) ta có: - d =7.4 cm - Q đông = 0.42 MJ (4.19) - Q dâu = 1.66 MJ (4.20) Vậy ta sử dụng ống dẫn dầu đồng có bề dày mm, đường kính d = 7.4 cm Khối lượng dầu chứa ống dài 1m là: mdau = d − 0.006 π 875 = 3.177kg Lượng dầu cần thiết ống dài 1m là: 𝑉𝑑𝑎𝑢 = 3.177 = 3.63 𝑙í𝑡 0.875 (4.21) 41 Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời Vậy với hệ thống gương làm cho 3.63 lít dầu tăng nhiệt độ từ 100oC đến 380oC khoảng thời gian Lượng dầu đưa tới lò cung cấp lượng làm hóa hơi nước Theo (4.13) lượng cần cung cấp để làm hóa lít nước từ 50oC là: 2.51 MJ Với hệ thống truyền lượng nhiệt 1.66 MJ, làm hóa lượng nước là: 𝑉𝑛𝑢𝑜𝑐 = 1.66 = 0.66 𝑙𝑖𝑡 2.51 Vậy với lượng dầu làm hóa 0.66 lít nước Lượng tiêu thụ cần thiết cho tuabin 𝐷 = 27024 (𝑘𝑔/𝑕) Với hệ thống gương có chiều dài 1m làm hóa lượng nước 0.66 lít, để cung cấp đủ lượng nước làm cho tuabin quay cần hệ thống gương với chiều dài 𝑙𝑡𝑜𝑛𝑔 = 27024 = 40945 m 0.66 (4.22) Vậy để cung cấp đủ nhiệt, ta cần hệ thống gương parapol có diện tích mặt hứng nắng có chiều dài 40945 m, chiều rộng 2m Tổng diện tích mặt hứng nắng là: 𝑆𝑡𝑜𝑛𝑔 = 40945 ∗ = 81890 m2 4.3.4 Hệ thống dự trữ nhiệt vào ban đêm Để hệ thống nhà máy hoạt động vào ban đêm, dùng bình chứa chất giữ nhiệt trung gian hỗn hợp muối NaNO3 KNO3, có thông số sau: - Thành phần muối: 60% NANO3 - 40% KNO3 - Khối lượng riêng: 1840 kg/m3 - Nhiệt dung riêng: 2.660 kJ/kg.K 42 Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời - Nhiệt độ nóng chảy: 222oC - Nhiệt độ tối đa: 550 oC Theo (4.12), (4.13) ta có tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho hệ thống làm việc vào ban đêm (12 giờ) là: 𝑄 = 27024 ∗ 12 ∗ 2.51 = 813962.88 𝑀𝐽 Khối lượng hỗn hợp muối NaNO3 KNO3 cần thiết để lưu trữ nhiệt tuân theo phương trình sau: 𝑄 = 𝑚 𝑐 ∆𝑡 Trong đó: - Q: Tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho hệ thống làm việc vào ban đêm - c: Nhiệt dung riêng hỗn hợp muối - m: Khối lượng hỗn hợp muối cần thiết - t: Độ biến thiên nhiệt độ hỗn hợp muối nóng chảy (222 C – 550 C) 0 Do ta xác định khối lượng hỗn hợp muối cần thiết để dự trữ nhiệt vào ban đêm là: 𝑚 = 933 (𝑡ấ𝑛) Với thể tích là: 𝑉= 933000 = 507 (𝑚3 ) 1840 Ta lắp đặt máng parapol trụ hình 4.4 43 Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời Hình 4.4 Lắp đặt máng parapol trụ Công nghệ nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời dùng gương parapol 4.4 trụ làm thu, hỗn hợp muối nóng chảy làm dung môi truyền nhiệt Sử dụng hỗn hợp muối truyền nhiệt có thông số sau: - Thành phần muối: 60% NANO3 - 40% KNO3 - Khối lượng riêng: 1840 kg/m3 - Nhiệt dung riêng: 2.660 kJ/kg.K - Nhiệt độ nóng chảy: 222oC - Nhiệt độ tối đa: 550oC Sử dụng hệ thống gương phản xạ phẳng có hệ số phản xạ R=0.95 Với công nghệ nguyên lý hoạt động nhà máy hoàn toàn giống trên, khác lượng mặt trời thu hấp thụ Theo (4.17) Ta có phương trình cân nhiệt thu là: 𝑄đô𝑛𝑔 + 𝑄𝑚𝑢 ô𝑖 = 𝑊′ (4.23) Trong - Qđông: nhiệt lượng làm tăng nhiệt độ ống đồng từ 222oC đến 550oC: 44 Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời π Q đông = mđông Cđông 280 = d2 − d − 0.004 - π 8890.390.328 Qmuôi: nhiệt lượng làm tăng nhiệt độ muối nóng chảy từ 222oC đến 550oC: Q mu ôi = mmu ôi Cmu ôi 328 = d − 0.006 π 1840.2660.328 Giải phương trình (4.23) ta có: - d = 4.4 cm - Q đông = 0.297 MJ - Q mu ôi = 1.7825 MJ Vậy ta sử dụng ống dẫn muối đồng có bề dày mm, đường kính d = 4.4 cm Khối lượng muối chứa ống dài 1m là: mmuoi = d − 0.006 2π 1840 = 2.087 kg Lượng muối nóng chảy chứa ống dài 1m là: 𝑉𝑚𝑢𝑜𝑖 = 2.087 ∗ 1000 = 1.134 𝑙í𝑡 1840 (4.24) Vậy với hệ thống gương làm cho 1.134 lít muối nóng chảy tăng nhiệt độ từ 222oC đến 550oC khoảng thời gian Lượng muối nóng chảy đưa tới lò cung cấp lượng làm hóa hơi nước Với hệ thống truyền lượng nhiệt 1.7825 MJ, làm hóa lượng nước là: 𝑉′𝑛𝑢𝑜𝑐 = 1.7825 = 0.71 𝑙𝑖𝑡 2.51 Lượng tiêu thụ cần thiết cho tuabin 𝐷 = 27024 (𝑘𝑔/𝑕) Với hệ thống gương có chiều dài 1m làm hóa lượng nước 0.71 lít, để cung cấp đủ lượng nước làm cho tuabin quay cần hệ thống gương với chiều dài 45 Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời 𝑙′𝑡𝑜𝑛𝑔 = 27024 = 38062 m 0.71 (4.25) Tổng diện tích mặt hứng nắng 𝑆′𝑡𝑜𝑛𝑔 = 38062 ∗ = 76124 m2 Theo (4.24) (4.25) ta có, tổng thể tích hỗn hợp muối nóng chảy chứa ống là: Vmuôi tông = 38062 * 1.134 = 43162.308 lít (4.26) Tổng khối lượng hỗn hợp muối nóng chảy chứa ống 𝑀𝑚𝑢𝑜𝑖 𝑡𝑜𝑛𝑔 = 43162.308 ∗ 1840 = 79418.65 𝑘𝑔 (4.27) 1000 Với công nghệ ta dùng hệ thống dự trữ nhiệt vào ban đêm với thông số giống hệ thống dùng dầu truyền nhiệt 4.5 So sánh công nghệ nhà máy nhiệt điện mặt trời dùng gương parapol trụ làm thu, dùng dầu tổng hợp, hỗn hợp muối nóng chảy làm dung môi truyền nhiệt So sánh hai công nghệ ta nhận thấy với hệ thống nhau, công suất tuabin, nguyên tắc vận hành nhưng: - Với công nghệ dùng dầu tổng hợp làm dung môi truyền nhiệt tổng diện tích mặt hứng nắng 81890 m2, với công nghệ dùng hỗn hợp muối nóng chảy làm dung môi truyền nhiệt tổng diện tích mặt hứng nắng 76124 m2 - Với công nghệ dùng dầu tổng hợp làm dung môi truyền nhiệt đường kính ống chứa dầu dẫn nhiệt 7.4 cm , với công nghệ dùng hỗn hợp muối nóng chảy làm dung môi truyền nhiệt đường kính ống chứa hỗn hợp muối tổng hợp dẫn nhiệt 4.4 cm Do với hệ thống dùng hỗn hợp muối nóng chảy làm dung môi truyền nhiệt tiết kiệm chi phí so với hệ thống dùng dầu tổng hợp làm dung môi truyền 46 Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời nhiệt giảm diện tích mặt hứng nắng, giảm đường kính ống chứa dung môi truyền nhiệt đồng thời giảm thể tích dung môi truyền nhiệt chứa ống 4.6 Công nghệ nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời dùng gương phẳng 4.6.1 Nguyên lý hoạt động Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhà máy điện mặt trời sử dụng gương phẳng Với hệ thống lượng mặt trời hội tụ hệ thống gương phản xạ phẳng nung nóng hỗn hợp muối nóng chảy, muối nóng chảy chứa bình dẫn nung nóng nước thành lò Hệ thống gương phẳng điều khiển quay cho toàn ánh sáng mặt trời phản xạ tập trung lên hấp thụ cấp nhiệt cho hỗn hợp muối nóng chảy 4.6.2 Năng lượng mặt trời thu hấp thụ Vẫn sử dụng hỗn hợp muối NANO3 - KNO3 truyền nhiệt với thông số Sử dụng hệ thống gương phản xạ phẳng có hệ số phản xạ R=0.95 47 Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời Nếu dùng kg hỗn hợp muối nóng chảy ta truyền lượng nhiệt là: 𝑄 = 𝑚 𝑐 ∆𝑡 = 1.2660 550 − 222 = 872480 𝐽 = 0.87248 (𝑀𝐽) Theo (4.14), để hóa hoàn toàn 27024 lít nước cần lượng: Wtong = 27024 * 2.51 = 67830.24 MJ Do cần tổng khối lượng muối truyền nhiệt sau: 𝑀= 67830.24 = 77744,2 𝑘𝑔 0.87248 (4.28) Hỗn hợp muối tích là: 𝑉𝑚𝑢 ô𝑖 = 77744.2 = 42 𝑚3 1840 (4.29) Xét gương phẳng S có diện tích 1m2, dựa vào (4.15), ta có lượng mặt trời truyền tới S có hệ số phản xạ 0.95, sau truyền tới bồn chứa muối là: WSM = 1.095 * 0.95 = 1.04 MJ (4.30) Với lượng nhiệt làm tăng khối lượng muối nóng chảy từ 222o C đến 550oC sau: 𝑄 = 𝑚 𝑐 ∆𝑡 = 𝑚 2660 550 − 222 = 1.04 ∗ 106  𝑚 = 1.19 𝑘𝑔 (4.31) Từ (4.28) (4.31) ta có tổng diện tích gương phẳng cần lắp đặt cho hệ thống là: 𝑆= 77744.2 = 65331 𝑚2 1.19 (4.32) 4.6.3 Đánh giá kết luận - Theo (4.28), (4.29), với khối lượng muối thể tích muối tập trung bồn chứa 77744.2 kg tương ứng 42 m3, ta nhận thấy công nghệ nhà máy nhiệt điện lượng mặt trời dùng gương phẳng theo dạng tháp lượng khó thực hiện, khối lượng thể tích hỗn hợp muối tập trung bồn chứa lớn gây khó lắp đặt, vận hành 48 Khảo sát, đánh giá lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời - Theo (4.32) dùng gương phẳng với diện tích m2 phải dùng tới 65331 gương, việc điều khiển tất gương chuyển động để phản xạ toàn lượng mặt trời tập trung bồn chứa hỗn hợp muối nóng chảy khó khăn Kết luận: Để hạn chế chi phí, vận hành, lắp đặt hệ thống đơn giản, dễ thực hiện, ta chọn công nghệ nhà máy nhiệt điện mặt trời dùng gương paraol trụ kết hợp dùng hỗn hợp muối nóng chảy NaNO3 KNO3 làm dung môi dẫn nhiệt 49 Kết luận hướng phát triển đề tài Chương Kết luận hướng phát triển đề tài 5.1 Kết luận Mục đích luận văn khảo sát, đánh giá tiềm phát triển lượng mặt trời tỉnh Ninh Thuận nghiên cứu công nghệ xây dựng nhà máy nhiệt lượng mặt trời phù hợp 5.1.1 Các kết đạt đề tài Qua thời gian nghiên cứu tác giả đạt số kết sau: - Đánh giá tiềm phát triển lượng mặt trời tỉnh Ninh Thuận - Tính toán, lựa chọn công suất nhà máy điện phục vụ nhu cầu điện cho người dân huyện Thuận Nam tỉnh Ninh Thuận - Tính toán thông số hệ thống ứng với ba công nghệ nhà máy khác nhau, so sánh, lựa chọn công nghệ phù hợp 5.1.2 Các hạn chế đề tài Bên cạnh kết đạt được, đề tài có hạn chế sau: - Chưa tính toán cụ thể chi phí sản xuất, vận hành nhà máy ứng với công nghệ khác để từ lựa chọn công nghệ phù hợp cách tổng thể - Mới tính toán nhà máy điện phục vụ cho dân số huyện Thuận Nam Hướng phát triển đề tài 5.2 Đề tài “Nghiên cứu công nghệ nhà máy điện lượng mặt trời Ninh Thuận” phát triển thêm sau: - Tính toán cụ thể chi phí sản xuất, vận hành nhà máy - Tính toán nhà máy với công suất lớn 50 Tài liệu tham khảo [1] Trịnh Quang Dũng, Điện mặt trời, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1992 [2] Nguyễn Duy Thiện, Kỹ thuật sử dụng lượng mặt trời, Nhà xuất xây dựng, 2001 [3] Nguyễn Công Vân, Năng lượng mặt trời – Quá trình nhiệt ứng dựng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 [4] A A Mohamad, High Efficiency Solar Air Heater, Solar Energy Vol 60 No 2, Pergamon, 1997 [5] A K Athienitis and Y Chen, The Effect of Solar Radiation on Dynamic Thermal Performance of Floor Hreating Systems, Solar Energy Vol 69 No 3, Pergamon, 2000 [6] Amilca Fasulo, Jorge Follari and Jorge Barral, Comparition Between a Simple Solar Collector Accumulator and a Conventional Accumulator, Solar Energy Vol 71 No 6, Pergamon, 2001 [7] Brian Norton Solar Energy Thermal Technology, Springer-Verlag, 1992 Daniels Farrington Direct use of the suns Energy, Yale University Prees, LonDon, 1972 [8] P Stumpf, A Balzar, W Eisenmann, S Wendt, H Ackermann and Vajen Comparative Mearsurements and Theoretical Modelling of Single and DoubleStage Heat Pipe Coupled Solar Cooking Systems for High Temperatures, Solar Energy Vol 71 No 1, Pergamon, 2001 [8] R J Fuller, Heating Commercial Greenhouses with Solar Energy, Energy Victoria, 1990 [9] Selahattin Goktun and Ismail Deha Er, The optimum Ferformance of a SolarAssisted Combined Absorption-Vapor Compression System for Air Conditioning and Space Heating, Solar Energy Vol 61 No 5, Pergamon 2001 [10] Sol Wieder, An Introduction to Solar Energy for Scientists and Engineers, John Wiley & Sons, 1982 51 Phụ lục - Bảng tra nước nước bão hòa theo - Bảng tra nước chưa sôi nhiệt 52 [...]... được năng lượng mặt trời Số tháng nắng trong năm: 9 tháng/năm (tương đương 200 ngày nắng/năm) Vì vậy, tỉnh Ninh Thuận là một trong những tỉnh có tiềm năng năng lượng mặt trời lớn, rất thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy điện năng lượng mặt trời Nhiệm vụ chính của đề tài này là nghiên cứu công nghệ xây dựng nhà máy điện năng lượng mặt trời phù hợp nhất đặt tại tỉnh Ninh Thuận cụ thể là tại huyện Thuận. .. tiềm năng năng lượng mặt trời tại tỉnh Ninh Thuận, nghiên cứu công nghệ nhiệt điện năng lượng mặt trời phù hợp áp dụng tại tỉnh Ninh Thuận Trong đó mục tiêu cụ thể là xác định công nghệ, tính toán công suất lắp đặt, xác định phương án lắp đặt nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời tại huyện Thuận Nam tỉnh Ninh Thuận Giới hạn của đề tài là chỉ mới khảo sát, tính toán được công suất cho nhà máy tại một... mặt nền Hình 2.4 Các thành phần bức xạ mặt trời tới bộ thu 2.5 Công nghệ điện mặt trời Công nghệ điện mặt trời bao gồm công nghệ quang điện và công nghệ nhiệt điện mặt trời, nhưng trong phạm vi của đề tài, tác giả đang nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nhiệt điện mặt trời nên chỉ trình bày lý thuyết tổng quan về công nghệ này Công nghệ nhiệt mặt trời biến đổi năng lượng bức xạ mặt trời thành nhiệt năng. .. thuyết mặt trời, bức xạ mặt trời, tua bin hơi nước Chương 3 Bức xạ mặt trời và bộ thu bức xạ mặt trời 6 1 Tổng quan Chương này trình bày các tính chất, phương pháp xác định bức xạ năng lượng mặt trời Các bộ thu năng lượng mặt trời Chương 4 Khảo sát đánh giá, lựa chọn công nghệ nhà máy điện mặt trời Chương này trình bày những điều kiện thuận lợi ở tỉnh Ninh Thuận để xây dựng nhà máy nhiệt điện mặt trời. .. nhiều nghiên cứu cũng như xây dựng, đưa vào hoạt động các nhà máy điện năng lượng mặt trời với những công nghệ khác nhau Công viên mặt trời Okhotnikovo, toạ lạc trên bán đảo Crimea, miền nam Ukraine, là nhà máy điện mặt trời lớn nhất tại trung và đông Âu, sản xuất đủ điện để cung cấp cho khoảng 20.000 hộ gia đình Nhà máy điện mặt trời Okhotnikovo rộng 160 héc-ta và bao gồm 560.000 tấm thu năng lượng mặt. .. nghiên cứu nhằm khai thác các nguồn năng lượng có thể tái tạo đã được chú ý phát triển Các dạng năng lượng tái tạo đang được nghiên cứu phát triển hiện nay là năng lượng mặt trời, năng lượng sinh khối (chất đốt thực vật, khí biogas…), năng lượng gió, năng lượng nước (thuỷ năng) ,vv Về thực chất, các dạng năng lượng tái tạo đều có xuất xứ từ năng lượng mặt trời Đến nay, năng lượng tái tạo phát triển nhanh... lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sóng biển, năng lượng gió, biogas Năng lượng mặt trời là năng lượng được tạo ra từ ánh sáng mặt trời Nguồn năng lượng này có thể tái tạo được và gần như vô tận đối với con người, không gây ô nhiễm môi trường Trong khi các dạng năng lượng truyền thống ngày càng cạn kiệt và các cuộc khủng hoảng về năng lượng diễn ra ngày càng nặng nề, thì việc nghiên cứu. .. toán được chi phí sản xuất 1.6 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn bao gồm: - Khảo sát, phân tích tổng hợp - Sử dụng các phương pháp thống kê để nghiên cứu và phân tích dữ liệu - Nghiên cứu, đánh giá, so sánh các công nghệ xây dựng nhà máy điện mặt trời, sau đó chọn lựa công nghệ phù hợp nhất đối với địa phương nghiên cứu 1.7 Nội dung luận văn Phần còn lại của... đặt, các công nghệ nhà máy nhiệt điện mặt trời khác nhau Ứng với mỗi công nghệ có sự so sánh và lựa chọn công nghệ phù hợp nhất Chương 5 Kết luận và hướng phát triển của đề tài Chương này trình bày các kết quả đạt được trong luận văn, các mặt hạn chế và hướng phát triển của đề tài 7 2 Cơ sở lý thuyết Chương II Cơ sở lý thuyết 2.1 Mặt trời, cấu tạo của mặt trời Hình 2.1 Bề ngoài của mặt trời Mặt trời là... hội tụ 2.5.1 Công nghệ nhiệt mặt trời nhiệt độ thấp Công nghệ mặt trời nhiệt độ thấp dựa trên hiện tượng hiệu ứng nhà kính Kính dùng trong hiệu ứng nhà kính có tính chất sau: 14 2 Cơ sở lý thuyết - Cho ánh sáng có bước sóng λ < 0,8 μm qua dễ dàng, ngăn không cho ánh sáng có λ > 0,8 μm - Khoảng hơn 70% năng lượng mặt trời tập trung ở vùng phổ λ < 0,8 μm  Hộp thu năng lượng mặt trời hiệu ứng nhà kính Hình