Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường MỤC LỤC Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 12 1.1 NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 12 1.2 TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI .24 1.3 CÔNG NGHỆ NHIỆT MẶT TRỜI ĐỂ SẢN XUẤT NƯỚC NÓNG 34 1.4 TIỀM NĂNG VÀ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CỦA VIỆT NAM 59 1.5 MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 67 1.6 TÍNH KINH TẾ VÀ TRIỂN VỌNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 69 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 73 2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 73 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 75 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 75 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 81 3.1 TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI HÀ NỘI 81 3.2 HIỆN TRẠNG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG THIẾT BỊ ĐUN NƯỚC NÓNG MẶT TRỜI TẠI HÀ NỘI .83 3.3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA THIẾT BỊ ĐUN NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 90 3.4 MỘT SỐ GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐUN NƯỚC NÓNG BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .106 KẾT LUẬN 106 KIẾN NGHỊ: .106 Tài liệu tham khảo 108 HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Danh mục từ viết tắt BVMT Bảo vệ môi trường BXMT Bức xạ mặt trời CN NLMT Công nghệ lượng mặt trời CTMTQG Chương trình Mục tiêu Quốc gia ĐMT Điện mặt trời ĐNNMT Đun nước nóng lượng mặt trời NL Năng lượng NLMT Năng lượng mặt trời PV Hiệu ứng quang điện (Photovaltaic) TBNNMT Thiết bị nước nóng mặt trời TTNLM Trung tâm Năng lượng Wp Công suất nhiệt tiêu chuẩn (Watt - peak) Wth Công suất nhiệt (Watt - thermal) HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Danh mục bảng Bảng 1.1 Các giá trị δ, n tương ứng theo ngày 15 Bảng 1.2 Phân bố xạ mặt trời theo bước sóng .16 Bảng 1.3 Các nước có nhà máy điện từ pin mặt trời cỡ lớn (công suất 1MWp) 27 Bảng 1.4 Các số liệu hệ thống cung cấp nước nóng lượng mặt trời lắp đặt số nước .28 Bảng 1.5 Các nhà máy điện mặt trời PV lớn nhất thế giới (trên 50MW) 29 Bảng 1.6 Các nhà máy điện từ pin mặt trời lớn giới .30 Bảng 1.7 Các nhà máy CSP hoạt động 33 Bảng 1.8 Kết kiểm tra thành phần nước trước sau chưng cất 40 Bảng 1.9 Một số thông số nhiệt độ bếp trình sử dụng .43 Bảng 1.10 Tính chất số vật liệu dùng làm phủ suốt 47 Bảng 1.11 Năng lượng mặt trời các vùng lãnh thổ Việt Nam .59 Bảng 1.12 Số liệu xạ mặt trời trung bình số địa phương .61 Bảng 1.13 Lộ trình phát triến nước nóng mặt trời .66 Bảng 2.1 Lắp đặt hệ thí nghiệm sử dụng thiết bị ĐNNMT 73 Bảng 3.1 Lượng tổng xạ ngày trung bình Qtb (đơn vị: kWh/m2.ngày) 82 Bảng 3.2 Lượng tán xạ ngày trung bình Dtb (đơn vị: kWh/m2.ngày) 82 Bảng 3.3 Lượng trực xạ ngày trung bình Itb (đơn vị: kWh/m2.ngày) 82 Bảng 3.4 Số nắng ngày trung bình (lý thuyết) N (đơn vị: giờ/ngày) 82 Bảng 3.5 Số thiết bị nước nóng mặt trời 85 Bản 3.6 Tỷ lệ tham gia quận/huyện 86 Bảng 3.7 Số thiết bị, tổng dung tích bình chứa tỷ lệ tăng trưởng hàng năm 88 Bảng 3.8 Nhiệt độ trung bình nước vào ra, lượng nước nóng sử dụng trung bình hàng ngày lượng lượng tiết kiệm hộ thí nghiệm 90 Bảng 3.9 Múc phí khí thải gây ô nhiễm môi trường 99 Bảng 3.10 Tổng hợp kết tiết kiệm điện lợi ích môi trường thiết bị ĐNNMT 100 HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Danh mục hình Hình 1.1 Quang phổ xạ mặt trời 17 Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo hộp thu lượng mặt trời hiệu ứng nhà kính 36 Hình 1.3 Thiết bị sấy nông sản lượng mặt trời 37 Hình 1.4 Thiết bị đun nước nóng dạng dãy ống dạng phổ biến thị trường 39 Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý thiết bị chưng cất nước 40 Hình 1.6 Hệ thống chưng cất nước từ nước biển lắp Bình Đại, Bến Tre (gồm modul, modul có diện tích đón nắng 4m2) 42 Hình 1.7 Sơ đồ bếp mặt trời 42 Hình 1.8 Cấu tạo collecctor 45 Hình 1.9 Sơ đồ cấu tạo bề mặt hấp thụ 48 Hình 1.10 Sơ đồ cấu tạo bình nước nóng dạng ống chân không 48 Hình 1.11 Sơ đồ vòng đối lưu tự nhiên nước thu NLMT .49 Hình 1.12 Vòng đối lưu tự nhiên thu - ống .49 Hình 1.13 Hệ thống thu hoạt động theo chu trình đối lưu cưỡng 50 Hình 1.14 Bộ thu hộp kim loại vừa hấp thụ NLMT vừa bình chứa (thiết kế Trung tâm Năng lượng mới, ĐHBKHN) 51 Hình 1.15 Bộ thu kiểu - ống (Hệ ĐNNMT 200 lít dùng cho gia đình) 52 Hình 1.16 Các thu kiểu cánh - ống 53 Hình 1.17 Nguyên lý hoạt động thu kiểu ống thuỷ tinh chân không 54 Hình 1.18 Bộ thu loại ống nhiệt (ảnh trái) ống nhiệt (hình phải) .55 Hình 1.19 Cấu tạo tiết diện ngang ống nhiệt (bên trái) ống nhiệt (bên phải) .56 Hình 1.20 Cấu tạo ống nhiệt thuỷ tinh chân không với ống kim loại chữ U 57 Hình 1.21 Sơ đồ hệ thống thu ĐNNMT cho nhiệt độ thấp lắp cố định mái nhà 58 Hình 1.22 Các thu hội tụ máng gương parabol 58 Hình 1.23 Sự biến đổi cường độ xạ mặt trời theo thời gian ngày 62 Hình 2.1 Thiết bị ĐNNMT lắp đặt trường 74 Hình 2.2 Cấu tạo bên cổng tín hiệu thu thập số liệu tự động 77 HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Hình 2.3 Cấu tạo bên trong, bo mạch nguồn nuôi thu thập số liệu tự động 77 Hình 2.4 Hệ đo thu thập số liệu sau lắp đặt .78 Hình 2.5 Giao diện kết nối với máy vi tính SWH Data logger .79 Hình 2.6 Kết đo lưu lại dạng file excel 79 Hình 3.1 Biểu đồ tỷ lệ tham gia lắp đặt sử dụng thiết bị ĐNNMT quận/huyện 88 Hình 3.2 Biểu đồ tăng trưởng hàng năm thiết bị ĐNNMT (từ 2008 - 2010) 89 Hình 3.3 Nhiệt độ nước lượng nước sử dụng (a b) nhà Cô Yến 92 Hình 3.4 Nhiệt độ nước lượng nước sử dụng (a b) nhà Ông Thịnh 92 Hình 3.5 Nhiệt độ nước lượng nước sử dụng (a b) nhà Ông Hội .93 Hình 3.6 Nhiệt độ nước lượng nước sử dụng (a b) Nhà Ông Lam 94 Hình 3.7 Nhiệt độ nước lượng nước sử dụng (a b) Trung tâm Năng lượng 94 Hình 3.8 EVN triển khai chương trình quảng bá sử dụng bình nước nóng lượng mặt trời 104 HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường MỞ ĐẦU Năng lượng mặt trời (NLMT) nguồn lượng mà người biết sử dụng từ sớm Sử dụng NLMT cho giải pháp tối ưu nguồn nguyên nhiên liệu hóa thạch dầu bị cạn kiệt Đây nguồn lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường có trữ lượng vô lớn tính tái tạo cao Bước vào kỷ 21, công nghệ sử dụng NLMT có xu hướng phát triển mạnh Hiện nay, nhiều nước đầu tư lớn vào ngành công nghiệp NLMT, Nhật Bản Đức hai quốc gia đứng đầu giới ngành công nghiệp Ứng dụng đơn giản, phổ biến hiệu NLMT dùng để đun nước nóng Các hệ thống đun nước nóng NLMT sử dụng rộng rãi nhiều nước giới Đến nay, Trung Quốc lắp đặt nhiều hệ thống ĐNNMT, tương đương với 10,5GWth quốc gia dẫn đầu giới, chiến 60% tổng công suất lắp đặt toàn giới Các chương trình thúc đẩy sử dụng NLMT mở rộng giới Tây Ban Nha ban hành Luật Xây dựng có hiệu lực từ năm 2006, bắt buộc tòa nhà xây phải lắp đặt mái nhà hệ thống pin mặt trời, hệ thống đun nước nóng lượng mặt trời (ĐNNMT), đặc biệt Trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng, khác sạn, bệnh viện, kho vận, quy định nước nóng từ NLMT phải đáp ứng từ 30 - 70% nhu cầu tùy thuộc vào vùng khí hậu cụ thể Ở Cape Town (Nam Phi), Rome (Italia) đòi hỏi tòa nhà xây dựng phải lắp đặt hệ thống ĐNNMT nhằm đảm bảo 30 - 50% nhu cầu sử dụng hàng ngày… Việt Nam xây dựng 100 trạm quan trắc để theo dõi liệu NLMT khắp lãnh thổ Việt Nam Những số liệu quan trắc trạm cho thấy, lượng xạ trung bình nước ngày từ - 6kWh/m Tiềm sử dụng NLMT hầu khắp vùng nước Đối với hộ gia đình riêng việc đun nước nóng cho sinh hoạt bình quân sinh khoảng 30% tổng lượng khí thải CO2 hộ gia đình tạo Thông qua lắp đặt HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường thiết bị ĐNNMT, thiết bị có khả cung cấp khoảng 80% nhu cầu lượng cần thiết để đun nước nóng Theo ước tính, nước có khoảng 2,5 triệu bình đun nước nóng điện có công suất khoảng - 5kW, hàng năm tiêu tốn khoảng 3,6 tỷ kWh điện tăng nhanh theo tốc độ xây dựng nhà ở, dịch vụ du lịch Đây số lớn cho thấy thị trường đầy tiềm thiết bị bình ĐNNMT Việt Nam có nhiều lợi phát triển hệ thống sử dụng NLMT Trong đó, hiệu sử dụng NLMT vào đun nước nóng, đặc biệt khu vực thành thị, nơi người dân có đời sống cao có điều kiện sử dụng dịch vụ Cho đến khẳng định sử dụng NLMT thay cho việc sử dụng điện để đun nước nóng (chủ yếu cho sinh hoạt gia đình) tiết kiệm điện đem lại lợi ích kinh tế môi trường, nhiên chưa có công trình thực nghiệm (ít Việt Nam) đo đạc, đánh giá hiệu thực tế lợi ích Các số liệu tiết kiệm lượng, kinh tế thiết bị ĐNNMT cho tài liệu, tạp chí, phương tiện truyền thông… số ước tính “lý thuyết”, độ tin cậy không cao Việc phát triển hệ thống ĐNNMT gặp số thách thức khó khăn như: chưa có chiến lược, sách tiết kiệm lượng; hỗ trợ Nhà nước đầu tư nghiên cứu phát triển đầu tư kinh phí, trang thiết bị kỹ thuật cho sản xuất, ứng dụng thiết bị ĐNNMT hạn chế; điều kiện triển khai sử dụng thiết bị cho khu vực cụ thể; không đồng thiết kế bình ĐNNMT công trình xây dựng; giá thành thiết bị ĐNNMT cao so với sử dụng thiết bị truyền thống; cách lắp đặt, vận hành thiết bị chưa phổ biến rộng rãi đến người tiêu dùng… Do vậy, cần có nghiên cứu chi tiết, cụ thể trạng sử dụng, điều kiện áp dụng, triển khai, phát triển sử dụng thiết bị ĐNNMT Tính toán, đánh giá, phân tích hiệu kinh tế, kỹ thuật môi trường làm sở cho việc phát triển thị trường nâng cao hiệu sử dụng thiết bị ĐNNMT HV: Nguyễn Đình Đáp K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, với hỗ trợ Văn phòng tiết kiệm lượng (Bộ Công Thương) Trung tâm nghiên cứu lượng (Đại học Bách khoa Hà Nội), khuôn khổ luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường, tác giả tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu sử dụng thiết bị đun nước nóng lượng mặt trời phục vụ sinh hoạt” đặt với mục đích tìm hiểu điều kiện để triển khai, lắp đặt thiết bị nước nóng mặt trời, tính toán hiệu mặt tiết kiệm điện năng, kinh tế môi trường việc sử dụng thiết bị nước nóng mặt trời dựa sở khoa học thực nghiệm Từ đó, kiến nghị giải pháp phát triển sử dụng thiết bị đun nước nóng mặt trời Hà Nội nói riêng Việt Nam nói chung Các nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật thiết bị ĐNNMT, yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thiết bị - Nghiên cứu, đánh giá tiềm năng, đặc thù Hà Nội sử dụng thiết bị ĐNNMT - Điều tra, đánh giá trạng sử dụng thiết bị ĐNNMT Hà Nội - Tiến hành thực nghiệm lắp đặt 05 hệ thống ĐNNMT có đo ghi tự động; đo đạc, thu thập, xử lý số liệu đánh giá hiệu tiết kiệm lượng, hiệu kinh tế môi trường của hệ thống - Đề xuất số giải pháp phát triển sử dụng thiết bị ĐNNMT phục vụ sinh hoạt Việc thực đề tài nhằm giải đáp câu hỏi nêu với phân tích đầy đủ toán kinh tế môi trường việc sử dụng thiết bị ĐNNMT cho người dân thành phố Hà Nội Hiện nay, giải pháp công nghệ thân thiện với môi trường tiết kiệm lượng quan tâm, đầu tư nghiên cứu Trong đó, sử dụng nguồn lượng tái tạo giải pháp cứu cánh cho thách thức khủng hoảng lượng biến đổi khí hậu toàn cầu, mũi tên nhằm tới hai mục tiêu phát triển bền vững HV: Nguyễn Đình Đáp 10 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Sử dụng lượng tái tạo xu hướng chọn lựa chọn để phát triển nguồn lượng cho kỷ 21 HV: Nguyễn Đình Đáp 11 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1.1 Bức xạ mặt trời Mặt trời cầu lửa khổng lồ với đường kính trung bình khoảng 1,36 triệu km cách Trái đất khoảng 150 triệu km Theo số liệu có, nhiệt độ bề mặt mặt trời vào khoảng 6.000K, nhiệt độ vùng trung tâm mặt trời lớn, vào khoảng 8.106K đến 40.106K Mặt trời xem lò phản ứng nhiệt hạch hoạt động liên tục Do luôn xạ lượng vào vũ trụ nên khối lượng mặt trời giảm dần Điều dẫn đến kết đến ngày mặt trời không tồn Tuy nhiên, khối lượng mặt trời vô lớn, vào khoảng 1,991.1030kg, nên thời gian để mặt trời tồn vô lớn Bên cạnh biến đổi nhiệt độ đáng kể theo hướng kính, điểm đặc biệt khác mặt trời phân bố khối lượng không đồng Ví dụ, khối lượng riêng vị trí gần tâm mặt trời vào khoảng 100g/cm3, khối lượng riêng trung bình mặt trời vào khoảng 1,41g/cm3 [1] Các kết nghiên cứu cho thấy, khoảng cách từ mặt trời đến Trái đất không hoàn toàn ổn định mà dao động khoảng ±1,7% xoay quanh giá trị trung bình trình bày Trong kỹ thuật NLMT, người ta ý đến khái niệm số mặt trời (Solar Constant) Về mặt định nghĩa, số mặt trời hiểu lượng xạ mặt trời (BXMT) nhận bề mặt có diện tích 1m đặt bên bầu khí thẳng góc với tia tới Tùy theo nguồn tài liệu mà số mặt trời có giá trị cụ thể đó, giá trị khác nhiên sai biệt không nhiều Trong tài liệu ta thống lấy giá trị số mặt trời 1353W/m 2[1] Có loại xạ mặt trời: BXMT đến bên bầu khí BXMT đến mặt đất Trong mục ta cần phân biệt ý nghĩa ký hiệu dùng để biểu diễn giá trị lượng xạ khảo sát G, I H Đơn vị G W/m 2, đơn vị HV: Nguyễn Đình Đáp 12 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Từ bảng số liệu đồ thị có nhận xét sau: - Nhiệt độ nước lạnh vào cao, lân cận 25,2 0C thời gian đo từ tháng đến tháng 11 mùa nắng mùa thu Nếu đo năm tháng đầu năm, từ tháng đến tháng nhiệt độ thấp xạ mặt trời yếu - Nhiệt độ nước nóng trung bình - ống khoảng (46 - 47 0C), thu ống thủy tinh chân không cao (bằng gần 55,8 0C) Trong thực tế nhiệt độ nước khoảng 11.00 đến 15.00 cao nhiều, khoảng 52 - 58 0C thu - ống 63 - 680C thu ống thủy tinh chân không - Lượng nước sử dụng trung bình ngày khác phụ thuộc vào số người hộ việc sử dụng nước nóng Có hộ dùng cho tắm rửa thôi, có hộ dung để nấu ăn rửa bát chén Nhưng lấy trung bình nhiều ngày năm vào khoảng 80 lít/hộ.ngày - Tuy chưa đo số liệu tháng đến số liệu đại diện gần cho năm hiệu nhiệt độ nước nóng nước lạnh vào nhỏ tháng đầu năm (từ đến tháng 4) lượng nước sử dụng mùa lạnh nhiều mùa hè nên tích số hai thừa số mùa xem gần không đổi Sau tính toán cụ thể thông số đo cở sở quy giá trị kinh tế: 3.3.2 Các kết tính toán tiết kiệm chi phí, lượng môi trường thiết bị đun nước nóng mặt trời 3.3.2.1 Tiết kiệm điện Năng lượng tiết kiệm hộ thí nghiệm khác khác nằm khoảng từ 1,9 đến 2,25kWh/hộ.ngày (lấy giá trị trung bình 2,126kWh/hộ.ngày) Từ tính điện tiết kiệm (chưa tính hiệu suất thiết bị đun điện) là: HV: Nguyễn Đình Đáp 95 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường E = 2,126 kWh/hộ.ngày x 365 ngày/năm = 776 kWh/hộ.năm Nếu giả thiết hiệu suất thiết bị đun điện khoảng 87% lượng điện thực tế tiết kiệm là: Et = 776 x 0,87 = 892 kWh/hộ.năm Nếu lấy giá điện 1200 đ/kWh hộ trung bình tiết kiệm 892 x 1200 = 1.070.400 đ Với giá thiết bị ĐNNMT khoảng 7,5 triệu đồng khoảng sau - năm hòa vốn Như biết, riêng Chương trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu năm 2010 hỗ trợ cho 30.000 thiết bị ĐNNMT Ước tính có số lượng thiết bị ĐNNMT khoảng gần số đó, tức 30.000 thiết bị ĐNNMT công ty lắp đặt không qua nguồn hỗ trợ Chương trình Mục tiêu quốc gia, năm 2010 có khoảng 60.000 thiết bị lắp đặt sử dụng Từ tính số điện kinh phí tiết kiệm năm là: Điện năng: 892 kWh/hộ.năm x 60.000 hộ = 53.520 MWh/năm Kinh phí: 53.520.000 kWh x 1200 đ/kWh = 64,224 tỷ đồng/năm Một nhận xét quan trọng là: tất hộ gia đình sử dụng nước nóng chủ yếu khoảng thời gian từ 18.00 đến 20.00 giờ, tức cao điểm Điều có nghĩa bên cạnh phần tiết kiệm điện nói trên, sử dụng thiết bị ĐNNMT làm giảm công suất đỉnh vào thời gian cao điểm ngày, làm tăng độ an toàn cho hệ thống điện Kết quan trọng mẻ việc giảm sử dụng điện vào cao điểm Thời gian sử dụng nước nóng hộ chủ yếu khoảng từ 18 đến 20 (khoảng giờ) Mỗi hộ ngày cần 2,126 kWh/0,87 = 2,443 kWh hay cần công suất (2,443kWh/3h) = 0,814 kW HV: Nguyễn Đình Đáp 96 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Nước ta có khoảng 20 triệu hộ Nếu phần tư số hộ (25%) sử dụng thiết bị ĐNNMT làm giảm công suất vào cao điểm đáng kể: 0,814 kW/hộ x 5x106 hộ = 4,1 x 106 kW hay 4100 MW 3.3.2.2 Lượng phát thải CO2 giảm Giả sử điện mà thành phố dùng cung cấp nhà mày nhiệt điện (ví dụ nhiệt điện Phả Lại) Đối với nhà máy nhiệt điện Phả Lại suất tiêu hao than xấp xỉ 0,6kg/kWh Trong thành phần than Việt Nam (như than cám Quảng Ninh) chứa khoảng 60% cacbon; 0,4% lưu huỳnh; độ tro 22%, Khi đốt cháy than có thải một lượng lớn bụi, khí CO2, SO2 và các khí khác Như vậy, hộ gia đình giảm đốt lượng than: - Mỗi hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm tiết kiệm được: 892 kwh/hộ.năm x 0,6 kg CO2/kwh = 535,2 kg CO2/hộ.năm (tương đương với 535,2/0,6 = 887 kg than/hộ.năm) Giả sử 60.000 thiết bị lắp đặt cho hộ gia đình, số không nhỏ tính đến khả tiết kiệm điện năng, cải thiện cấu dùng điện bảo vệ môi trường - Với 60.000 thiết bị ĐNNMT sử dụng số lượng CO giảm phát thải là: 53.520 x 103kWh/năm x 0,6kg CO2/kWh = 32.112 CO2/năm (tương đương với 32.112/0,6 = 53.536 than/năm) Một chương trình nghị Ấn Độ thực Công ước Khung Liên hợp quốc Biến đổi khí hậu (UFCCC) có trình bày tương quan việc đốt than, thải CO2, giá thị trường có viết: than đốt thải 1,72 CO 2, CO2 tương lai có giá 15 USD - Mỗi hộ hàng năm thu tiền từ việc giảm phát thải CO2 là: HV: Nguyễn Đình Đáp 97 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường 535,2 kg CO2/hộ.năm x 15 USD/tấn = 8,028 USD/hộ.năm (tương đương với khoảng 160.000 đ/hộ.năm) - Đối với 60.000 thiết bị ĐNNMT thu từ việc giảm phát thải CO là: 32.122 CO2/năm x 15 USD/tấn = 481.830 USD/năm (tương đương với khoảng 9.636.600.000 đ/năm) 3.3.2.3 Lượng phát thải SO2 giảm Để tính lượng giảm phát thải của bụi và khí thải độc hại (SO 2), áp dụng các công thức tính lượng thải thông thường với đặc điểm là bỏ qua hình thức, công nghệ đốt nhiên liệu tính theo nguyên lý chung, phụ thuộc vào loại nhiên liệu đốt lượng nhiên liệu đốt Trong thành phần của than thường chứa khoảng 0,4% S nên đốt sẽ thải khí SO2 loại khí độc hại gây nên mưa axit, nồng độ cao ảnh hưởng đến sức khỏe, vật liệu, công trình hệ sinh thái Trong trình đốt than, giả sử cháy hoàn toàn, ta có: S + O2 = SO2 Khối lượng SO2 thải tính theo công thức: MSO2 = (64/32) x B x S/100 = x B x S/100 Trong đó: - B - lượng nhiên liệu đốt (tấn), - S - hàm lượng lưu huỳnh (%) Khối lượng SO2 thải đốt than là: (64/32) x x (0,4/100) = 0,008 SO2 (hay kg SO2) Với hiệu suất xử lý SO2 khoảng từ 80 - 90% (lấy trung bình 85% =0,85) khối lượng SO2 thải đốt than là: 0,0068 (hay 6,8 kg SO2) - Mỗi hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm giảm lượng SO tương ứng là: 887 kg than/hộ.năm x 6,8 = 6,032 kg SO2/hộ.năm HV: Nguyễn Đình Đáp 98 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường - Đối với 60.000 thiết bị ĐNNMT thu từ việc giảm phát thải SO là: 53.536 than/năm x 0,0068 = 3.640,45 SO2/năm Dự thảo Nghị định phí Bảo vệ môi trường khí thải Bộ Tài nguyên Môi trường Bộ Tài xây dựng trình Chỉnh phủ quy định mức thu phí khí thải (bảng 3.9) Bảng 3.9 Múc phí khí thải gây ô nhiễm môi trường STT Chất gây ô nhiễm Mức thu (nghìn đồng/tấn chất gây ô nhiễm Bụi Từ 200 đến 500 Sunfuadioxit (SO2) Từ 130 đến 300 Oxitnitơ (NOx) Từ 130 đến 300 Chất hữu bay (VOC) Từ 85 đến 200 Nguồn: Dự thảo Nghị định phí BVMT khí thải, 7/2011 Theo dự thảo Nghị định, phí BVMT SO từ 130 - 300.00 đ/tấn (ta lấy giá trị trung bình 215.000 đ/tấn) tính được: - Mỗi hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm giảm lượng SO 6,032 kg SO2 tương ứng với số tiền là: 6,032 kg SO2/hộ.năm x 215.000 đ/tấn = 1.297 đồng/hộ.năm Con số không lớn hộ, với 60.000 thiết bị đun nước nóng lượng SO2 giảm tương ứng với số tiền là: 3.640,45 SO2/năm x 215.000 đ/tấn = 78.269.675 đồng/năm 3.3.2.4 Giảm phát thải bụi Khi đốt than, chất tro trở thành bụi dù có thiết bị lọc bụi lượng đáng kể phát thải vào không khí Ta có công thức tính lượng bụi phát thải: Mb = α A B (1 - η) HV: Nguyễn Đình Đáp 99 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Trong đó: B - lượng nhiên liệu đốt (tấn), A - độ tro nhiên liệu , η - hiệu suất lọc bụi (%), α - tỷ lệ lượng bụi thoát theo đường dẫn khí ống khói (%) Khối lượng bụi thải năm với giả sử có thiết bị lọc bụi lọc bụi tĩnh điện với hiệu suất η = 98% = 0,98, tỷ lệ lượng bụi thoát theo đường dẫn khí ống khói thông thường với giá trị 70 - 80% ( lấy trung bình α = 75% = 0,75), độ tro A = 22% = 0,22 ta tính lượng bụi giảm sử dụng thiết bị ĐNNMT tương ứng là: - Mỗi hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm giảm lượng bụi tương ứng là: 0,75 x 0,22 x 0,887 x (1-0,98) = 2,93.10-3 bụi/năm (2,93kg bụi) - Đối với 60.000 thiết bị sử dụng, lượng bụi giảm là: 0,75 x 0,22 x 53.536 x (1-0,98) =176,669 bụi/năm) Theo bảng 3.9, mức phí bụi từ 200 đến 500.000 đồng/tấn (ta lấy trung bình 350.000 đồng/tấn) Ta tính giá trị tương ứng: - Mỗi hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm giảm lượng bụi tương ứng với số tiền là: 2,93.10-3 bụi/năm x 350.000 đồng/tấn = 1.025 đồng/năm - Đối với 60.000 thiết bị sử dụng, lượng bụi giảm tương ứng với số tiền là: 176,669 bụi/năm x 350.000 đồng/tấn = 62.164.150 đồng/năm Khi đốt than bụi, khí CO2, SO2 thải khí độc hại khác (như CO, NOx…) hàm lượng chúng nhỏ nên bỏ qua Như vậy, tổng kết lợi ích việc sử dụng thiết bị ĐNNMT thông qua bảng 3.10 Bảng 3.10 Tổng hợp kết tiết kiệm điện lợi ích môi trường thiết bị ĐNNMT ST Thông số T Thông số tiết kiệm Giá trị Lượng điện HV: Nguyễn Đình Đáp 892 kWh 100 Thành tiền (đồng 1.074.400 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường CO2 535,2 kg 160.000 SO2 6,032 kg 1.297 Bụi 2,9 kg 1.025 Tổng cộng 1.236.722 Như vậy, thí nghiệm, thiết bị ĐNNMT hàng năm tiết kiệm số tiền 1.236.722 đồng (chưa kể tới việc giá điện điều chỉnh hàng năm theo xu tăng dần, năm 2011 tăng lần với mức 20%, theo lũy kế số kWh điện sử dụng, hay lượng điện sử dụng cao điểm số cao nhiều) Đây số tiền đáng kể hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT Ngoài ra, việc tính phí với khí thải gây ô nhiễm môi trường Việt Nam thấp (nếu theo dự thảo Nghị định ban hành), số quốc gia giới có áp dụng mức thu phí cao khí thải gây ô nhiễm môi trường (như Ba Lan có mức thu phí 80 EURO/tấn SO2, Cộng hòa Séc 25USD/tấn SO2 ), tính theo mức phí cao lượng giảm phát thải sử dụng thiết bị ĐNNMT số đáng kể bên cạnh việc giảm tiêu thụ điện 3.4 MỘT SỐ GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐUN NƯỚC NÓNG BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Dưới số giải pháp nhằm mở rộng quy mô nghiên cứu, sử dụng NLMT nói chung, có thiết bị ĐNNMT Thứ nhất, xây dựng sách hành lang pháp lý phù hợp: ánh sáng mặt trời nguồn lượng vô tận có giá trị, muốn khai thác cách hiệu quả, đòi hỏi nhà nước phải có sách định hướng mang tính ràng buộc hỗ trợ hợp lí Điều 6, Khoản - Luật Tiết kiện Năng lượng (được Quốc hội thông qua năm 2010, có hiệu lực từ 1/7/2011), Chiến lược, quy hoạch, chương trình sử dụng lượng phải đáp ứng yêu cầu thúc đẩy sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, ưu tiên phát triển hợp lý công nghệ lượng sạch, nâng cao tỷ trọng sử dụng lượng tái tạo Chiến lược Quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu (theo Quyết định số 2139/QĐ-TTg ngày HV: Nguyễn Đình Đáp 101 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường 15/12/2011 Thủ tường Chính phủ), đề nhiệm vụ để ứng phó với biến đổi khí hậu đẩy mạnh nghiên cứu triển khai công nghệ sản xuất lượng từ nguồn lượng tái tạo lưới mới, bao gồm lượng gió, lượng mặt trời, địa nhiệt, sinh học xây dựng triển khia rộng rãi sách huy động tham gia thành phần kinh tế - xã hội ứng dụng nhân rộng sử dụng nguồn lượng tái tạo; Tăng tỷ lệ lượng tái tạo lên khoảng 5% tổng lượng thương mại sơ cấp vào năm 2020 khoảng 11% vào năm 2030 Do vậy, trước hết, chiến lược quy hoạch Năng lượng tái tạo nói chung cần sớm ban hành Nhà nước nên có chủ trương phát huy nội lực lĩnh vực này, cách từ phải hình thành chế hay tổ chức phối hợp sở nghiên cứu khoa học liên quan như: Khí tượng, Kỹ thuật điện, Hoá chất, Vật liệu,…để tự chế tạo thiết bị tận thu NLMT, mà thiết bị ĐNNMT Từng bước áp dụng chế bắt buộc công trình, dự án xây (đặc biệt dự án có liên quan đến nhà hàng, khách sạn, bệnh viện, trường học, ký túc xá ) phải áp dụng lắp đặt hệ thống thiết bị ĐNNMT phục vụ phần nhu cầu sử dụng theo tỷ trọng hợp lý khu vực (chính sách thành công Tây Ban Nha, từ năm 2006 theo Luật Xây dựng, tất công trình xây cao ốc văn phòng, Trung tâm thương mại, khách sạn, bệnh viện có quy định nước nóng từ NLMT phải đáp ứng từ 30 70% nhu cầu.) Ban đầu áp dụng thí điểm dự án thuộc Ngân sách nhà nước cần có chế sách thích hợp, khuyến khích sử dụng công nghệ NLTT, đặc biệt thiết bị ĐNNMT Thứ hai, trợ cấp kinh tế: theo tính toán trên, xã hội lợi khoản tiền giảm việc sử dụng điện thải khí độc hại gia đình sử dụng thiết bị ĐNNMT, cho dù thời điểm khoản tiền chưa phải nhiều Bên cạnh đó, viêc sử dụng lượng tái tạo, lượng xu tất yếu tương lai quốc gia nhằm giải phần thiếu hụt nguồn lương hoá thạch, lượng điện giúp bảo vệ môi trường ứng phó với biến đổi khí hậu Vì thế, quan chức (đặc biệt Bộ Công Thương Tập đoàn Điện lực Việt Nam) cần nghiên cứu, tính toán để hỗ trợ hộ gia đình sử dụng thiết bị Ví dụ, trợ giá sản phẩm HV: Nguyễn Đình Đáp 102 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường (như áp dụng thí điểm) Với doanh nghiệp sản xuất kinh doanh, quan chức nên tạo động kinh doanh cho họ cách miễn thuế năm đầu, có ưu đãi vay vốn cho sản xuất kinh doanh thiết bị ĐNNMT (giống vốn vay cho bảo vệ môi trường), có chế khen thưởng để khuyến khích họ tự khám phá thị trường Như vậy, việc kinh doanh tiêu dùng bền vững hơn, tương lai nhà nước điều tiết thị trường mà tự vận động Thứ ba, hỗ trợ kĩ thuật: Bên cạnh việc cấp kinh phí cho hoạt động nghiên cứu, thử nghiệm Nhà nước cần đỡ đầu tạo điều kiện cho doanh nghiệp đầu tư vào trình chuyển giao công nghệ nhằm nâng cao số lượng chất lượng sản phẩm Ngoài ra, tiêu kĩ thuật lắp đặt thiết bị NLMT cần sớm đưa vào công trình mới, đặc biệt nhà cao tầng Từ đó, thấy tiện dụng, độ an toàn, kinh tế, thiết bị, người dân dần học tập ứng dụng theo Thứ tư, thực biện pháp tuyên truyền quảng bá sâu rộng tới người dân lợi ích (đặc biệt lợi ích vô hình) NLMT so với loại hình lượng khác điện ga Coi giải pháp quan trọng BVMT ứng phó với tượng biến đổi khí hậu Đẩy mạnh đa dạng hóa hình thức truyền thông để người dân thấy lợi ích việc sử dụng thiết bị ĐNNMT Những kiến thức lượng tái tạo mà cụ thể lượng mặt trời muốn sâu vào lòng dân cách lâu dài cần phải qua đường học tập giáo dục Đưa nội dung giáo dục tiết kiệm lượng (trong có sử dụng lượng tái tạo) vào hệ thống giáo dục quốc dân, từ nâng cao nhận thức hình thành thói quen sử dụng lượng tái tạo hệ tương lai Một ví dụ điển hình vừa qua, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) xây dựng chương trình quảng bá sử dụng bình nước nóng lượng mặt trời Theo chương trình, giai đoạn 2011 - 2015, EVN lựa chọn phối hợp với nhà cung cấp nước thiết bị ĐNNMT có sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng Bộ Công Thương, thực biện pháp truyền thông, kết hợp với sách hỗ trợ khách hàng, tổ chức lắp đặt 70.000 thiết bị ĐNNMT thông qua hệ thống phân phối nhà cung cấp HV: Nguyễn Đình Đáp 103 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường toàn quốc, nhằm phổ biến, nâng cao mức độ nhận biết, qua kích thích nhu cầu sử dụng, thúc đẩy thị trường bình nước nóng NLMT nước, góp phần tiết kiệm điện bảo vệ môi trường (hình 3.8) Hình 3.8 EVN triển khai chương trình quảng bá sử dụng bình nước nóng lượng mặt trời Thứ năm, hợp tác quốc tế lĩnh vực lương mặt trời: Vấn đề biến đổi khí hậu thách thức lớn phát triển nhân loại kỷ 21 Theo kết thu Hội nghị toàn cầu biến đổi khí hậu (COP17 Durban, Nam Phi năm 2011), nước đạt thỏa thuận kéo dài thời gian thực Nghị đinh thư Kyoto đến hết năm 2017 thành lập Quỹ Khí hậu xanh (với kinh phí ban đầu ướng tính 60 tỷ USD) nhằm hỗ trợ quốc gia ứng phó thành công với biến đổi khí hậu, ưu tiên giải pháp sử dụng nguồn lượng tái tạo nhằm giảm phát thải khí nhà kính Việt Nam quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề biến đổi khí hậu Chính vậy, năm qua, Việt Nam hỗ trợ tổ chức quốc tế để ứng phó với biến đổi khí hậu thông qua dự án sử dụng lương tái tạo UNDP, Ngân hàng Thế giới, Ngân hàng phát triển Châp Á, Quỹ Môi trường toàn HV: Nguyễn Đình Đáp 104 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường cầu, GIZ, Jica hội để Việt Nam thúc đẩy việc triển khai sử dụng lượng tái tạo đặc biệt triển khai dự án sử dụng thiết bị ĐNNMT Việt Nam cần phải tập kinh nghiệm từ nước như: Trung Quốc, quốc gia dẫn đầu giới thiết bị đun nước nóng mặt trời; hay sách bảo vệ khí hậu thông qua sử dụng lượng tái tạo Đức, Đan Mạch, Tây Ban Nha, Nam Phi Do vậy, quan hệ hợp tác với nước giới lượng tái tạo nói chung NLMT nói riêng cần thiết để tranh thủ nguồn hỗ trợ quốc tế HV: Nguyễn Đình Đáp 105 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN - Theo tiêu chuẩn lượng mặt trời nước ASEAN, tất vùng Việt Nam sử dụng thiết bị ĐNNMT Tiềm năng lượng mặt trời Hà Nội mức trung bình khá, nhiên lại phân bố không tháng năm - Thị trường nhu cầu sử dụng thiết bị ĐNNMT Hà Nội tăng nhanh: Trung bình tỷ lệ tăng hàng năm giai đoạn thống kê 53% số thiết bị nước nóng mặt trời lắp đặt 69,5% dung tích bình chứa - Năng lượng tiết kiệm hộ thí nghiệm khác khác nằm khoảng từ 1,9 đến 2,25kWh/hộ.ngày (trung bình 2,126kWh/hộ.ngày) Trung bình hộ gia đình sử dụng thiết bị ĐNNMT hàng năm tiết kiệm 892kWh/năm, tương ứng với lượng tiền 1.070.400 đồng, hạch toán yếu tố môi trường (bao gồm CO2, SO2, bụi) so với việc dùng than thiết bị ĐNNMT hàng năm tiết kiệm 1.236.722 đồng - Theo tính toán, thiết bị ĐNNMT trung bình hàng năm giảm 535,2kg CO2/hộ.năm, giảm 6,8kg CO2/hộ.năm giảm lượng bụi 2,93kg bụi/hộ.năm - Sử dụng thiết bị ĐNNMT làm giảm công suất đỉnh vào thời gian cao điểm ngày Mỗi hộ ngày cần 2,126 kWh/0,87 = 2,443kWh hay cần công suất (2,443kWh / 3h) = 0,814 kW KIẾN NGHỊ: - Trong những năm tới số hộ sử dụng thiết bị ĐNNMT sẽ tăng lên rất nhanh Vì thời gian tới quan chức nên có biện pháp hỗ trợ phát triển thị trường sách biện pháp trợ giá thích hợp cho người sản xuất kinh doanh người sử dụng HV: Nguyễn Đình Đáp 106 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường - Cần sớm ban hành quy hoạch NLTT nói chung sử dụng thiết bị ĐNNMT nói riêng Đưa vào sách, luật yêu cầu sử dụng NLTT nhằm đáp ứng lộ trình nêu Luật tiết kiệm Năng lượng Chương trình Quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu - Đối với Hà Nội cần triển khai nhân rộng mô hình sử dụng Ban đầu bước áp dụng dự án Ngân sách nhà nước bệnh viện, trường học, tòa nhà làm việc quan nhà nước (trong triển khai lắp đặt thiết bị ĐNNMT từ khâu thiết kế), từ tạo niềm tin hiệu việc sử dụng thiết bị cộng đồng; sau mở rộng đối tượng áp dụng bắt buộc tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại, nhà hàng, khách sạn (theo mô hình Tây Ban Nha số quốc gia khác) - Đẩy mạnh việc nghiên cứu, sản xuất thiết bị ĐNNMT, kết hợp với các Trường Đại học, các Viện Nghiên cứu, Công ty… nghiên cứu, cải tiến chất lượng để thiết bị này ngày càng có hiệu suất cao hơn, giá thành rẻ HV: Nguyễn Đình Đáp 107 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Tài liệu tham khảo Tiếng Việt Nguyễn Xuân Cự, Lưu Đức Hải, Trần Thanh Lâm, Trần Văn Quy (2008), “Tiềm phương hướng khai thác dạng lượng tái tạo Việt Nam”, Văn phòng Chương trình Nghị 21 Việt Nam Hoàng Dương Hùng (2007), “Năng lượng mặt trời: lí thuyết ứng dụng“, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật Hoàng Dương Hùng (2008), “Nghiên cứu triển khai thiết thiết bị sử dụng lượng mặt trời hộ gia đình vùng nông thôn miền núi thành phố Đà Nẵng” Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Thành phố Hồ Sĩ Thoảng, Trần Mạnh Trí (2008) “Năng lượng kỷ 21: Tiềm thách thức”, NXB Khoa học Kỹ thuật Quốc hội Khóa XII (2010), “Luật Tiết kiệm Năng lượng” Đặng Đình Thống (2010), “Đánh giá hiệu thực tế tiết kiệm lượng thiết bị đun nước nóng lượng mặt trời”, Báo cáo Chương trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Đặng Đình Thống (2010), “Hoàn thiện hệ đo kiểm chất lượng thiết bị đun nước nóng mặt trời”, Báo cáo Chương trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Đặng Đình Thống (2010), “Hiện trạng ứng dụng lượng mặt trời Hà Nội”, Đề tài khoa học công nghệ thuộc Chương trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Đặng Đình Thống (2010), “Đánh giá tiềm năng, trạng công nghệ hiệu sử dụng lượng mặt trời Hà Nội”, Đề tài khoa học công nghệ Chương trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu HV: Nguyễn Đình Đáp 108 K16 Khoa học môi trường Khoa Môi trường Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường 10 Tập đoàn Điện lực Việt Nam, Viện Năng lượng (2007), “Tổng kết, đánh giá trạng ứng dụng pin mặt trời Việt Nam từ 1994 - 2006 đề xuất giải pháp nâng cao hiệu sử dụng”, Hà Nội 11 Văn phòng Chương trình Mục tiêu quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu Bộ Tài nguyên Môi trường (2011), “Chiến lược quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu” Tiếng Anh 12 Asian Development Bank (1994), Energy and Use 13 John A Duffie, William A Beckman (1991), Solar Engineering of Thermal Processes, A Wiley - Interscience Publication 14 REN21 (2006 Update), Renewables, Global Status Report: Renewable Energy, Policy Network for the 21st Century, 32p 15 Renewables (2007), Global Status Report, REN21, Renewable Energy Policy Network for the 21st Century, 54p 16 Thomas B Jonhanson, Henry Kelly, Robert H Williams (2007), Renewable Energy Earths can - Publication Ltd, London HV: Nguyễn Đình Đáp 109 K16 Khoa học môi trường [...]... khí nóng có thể là đối lưu tự nhiên hoặc dùng quạt đối lưu cưỡng bức Đối với thiết bị sấy này, nhiệt độ sấy có thể cao hơn nên thời gian sấy ngắn hơn và chất lượng sản phẩm tốt hơn Các thiết bị sấy dùng NLMT có ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ sử dụng, giá thành thấp Tuy nhiên cần phải thường xuyên vệ sinh thiết bị sấy để tránh ẩm mốc Thiết bị đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời Thiết bị. .. được sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt đời sống hàng ngày Ưu điểm của thiết bị ĐNNMT: Do sử dụng NLMT nên không tốn chi phí trong quá trình sử dụng, đồng thời khá an toàn, tiện lợi và không phát sinh chất thải do không sử dụng nhiên liệu (hình 1.4) Tuy nhiên, thiết bị ĐNNMT cũng có những nhược điểm: - Yêu cầu nguồn nước phải sạch để tránh đóng cặn bẩn, gây ôxi hoá làm hỏng thiết bị; - Độ nóng của nước. .. 1.2 Sơ đồ cấu tạo hộp thu năng lượng mặt trời hiệu ứng nhà kính Mặt trên của hộp được đậy bằng tấm kính Thành xung quanh và đáy hộp làm bằng chất cách nhiệt Ở đáy trong của hộp có một tấm kim loại mặt trên phủ lớp sơn đen có khả năng hấp thụ năng lượng BXMT (hệ số hấp thụ đối với BXMT rất lớn) và truyền nhiệt tốt, nó được gọi là tấm hấp thụ Khi đặt hộp ngoài trời, các tia mặt trời dễ dàng đi xuyên qua... môi trường 1.2.2 Tình hình ứng dụng năng lượng mặt trời trên thế giới Tới nay, rất nhiều quốc gia đã nghiên cứu và đang ứng dụng thành công nguồn NLMT trong nhiều lĩnh vực của đời sống Tại Hoa Kì, các hoạt động quảng bá NLMT diễn ra rất sôi nổi Hàng năm, các tiểu bang ở miền đông đều mở hội nghị về năng lượng xanh với mục đích giới thiệu công nghệ mới về các thiết bị áp dụng NLMT cho các hộ gia đình... trời để đun nấu thức ăn Công nghệ này và ứng dụng của nó sẽ được trình bày chi tiết trong mục 1.3 dưới đây 1.3 CÔNG NGHỆ NHIỆT MẶT TRỜI ĐỂ SẢN XUẤT NƯỚC NÓNG Trong vài thập kỷ gần đây, thị trường thiết bị ĐNNMT đã được thương mại hóa với tốc độ phát triển nhanh và mang lại hiệu quả kinh tế môi trường thiết thực nhất trong số các thiết bị năng lượng tái tạo nói chung Dùng thiết bị ĐNNMT... tiếp đo cường độ bức xạ mặt trời, còn trong các nghiên cứu đánh giá tiềm năng người ta thường phải xây dựng phương pháp mô phỏng dựa trên các cơ sở dữ liệu đã có 1.1.2 Nguồn gốc năng lượng mặt trời NLMT có vai trò quan trọng đối với sự tồn tại và tồn tại và phát triển của các yến tố sự sống trên trái đất Trước hết, NLMT là nguồn năng lượng khổng lồ có tính tái sinh NLMT được sinh ra do các phản ứng... liên tục xảy ra trên mặt trời Công suất bức xạ của mặt trời là 3,865.1026W, tương đương với năng lượng đốt cháy hết 1,32.10 16 tấn than đá tiêu chuẩn Nhưng phần NLMT đến bề mặt trái đất chỉ là 17,57.10 16J/s hay tương ứng với năng lượng đốt cháy hết 6.106 tấn than đá Ngoài khí quyển trái đất (hay còn gọi là ngoài vũ trụ) mật độ NLMT là 1.353W/m2 Nhưng khi tới mặt đất các tia mặt trời phải đi qua lớp... thành phần khuếch tán do bầu trời, còn có thành phần phản xạ do bề mặt đất, thành phần này có giá trị khá đáng kể ở những nơi bề mặt đất bị tuyết phủ Liu và Jordan xem thành phần này như lượng bức xạ tổng đi đến một bề mặt nghiêng bất kỳ bao gồm ba thành phần là thành phần trực xạ, thành phần khuếch tán bầu trời và thành phần phản xạ từ mặt đất Gọi β là góc nghiêng của bề mặt nghiêng đang khảo sát, giá... 1.3.1.2 Một số ứng dụng hiệu ứng nhà kính trong công nghệ năng lượng mặt trời Hiệu ứng nhà kính có nhiều ứng dụng để sử dụng NLMT như: - Các nhà kính để sấy các sản phẩm nông, lâm, ngư nghiệp; - Các hệ thống sưởi ấm NLMT; - Các hệ thống chưng cất, lọc nước NLMT; - Hệ thống điều hoà không khí NLMT; - Các hệ thống thiết bị ĐNNMT Hiện nay, việc sử dụng bộ thu NLMT kiểu nhà kính khá phổ biến bởi cấu tạo... hiểu về một số thiết bị dùng NLMT áp dụng hiệu ứng nhà kính Hệ thống sấy khô Sấy là quá trình tách ẩm từ vật liệu, và thông thường là cần phải cung cấp nhiệt để làm bay hơi nước trong vật sấy, và dùng không khí thổi vào để mang hơi nước đi Các thiết bị sấy dùng NLMT ở qui mô nhỏ thì thường là dạng sấy trực tiếp Thiết bị sấy sẽ có dạng như một chiếc tủ, một mặt của tủ làm bằng kính, các mặt còn lại thì