Đang tải... (xem toàn văn)
TIỂU LUẬN MÔN HỌC ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG TIỂU LUẬN MÔN HỌC ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT NHÓM SINH VIÊN: LÝ MINH HIẾU PHẠM THANH HIỆP NGUYỄN VĂN QUY NGUYỄN NHẬT TÚ PHẠM VĂN TƯỜNG Mục lục Giới Cả thế giới nóng lên vì dầu mỏ_ nguồn lượng truyền thống sắp cạn kiệt Con người không thể tồn tại mà không có lượng => hạn chế phụ thuộc vào dầu mỏ I TỔNG QUAN ĐỊA NHIỆT (geothermal energy) NGUỒN NĂNG LƯỢNG VÔ TẬN Định nghĩa: là lượng tách từ nhiệt lịng Trái Đất Năng lượng có nguồn gốc từ hình thành ban đầu hành tinh, từ hoạt động phân hủy phóng xạ khống vật, từ lượng mặt trời hấp thụ bề mặt Trái Đất Chúng sử dụng để nung tắm kể từ thời La Mã cổ đại, ngày dùng để phát điện, sưởi ấm, spa… NG̀N GỚC Đi sâu xuống lịng đất 2-40m (tùy địa điểm) ta gặp tầng Thường ôn, tức tầng có nhiệt độ khơng chịu ảnh hưởng nhiệt độ Mặt Trời (ở Maskva độ sâu 20m, Paris 28m) Dưới tầng Thường ôn xuống sâu nhiệt độ tăng Người ta gọi Địa nhiệt cấp độ sâu tính mét đủ để nhiệt độ tăng lên 10OC Trị số trung bình 33m Nếu xuống sâu đến 60km có nhiệt độ tới 18000C Khu vực vành đai núi lửa Thái Bình Dương có số điểm nóng hành tinh, thích hợp để xây dựng nhà máy điện địa nhiệt ỨNG DỤNG * TẮM, SPA * SƯỞI ẤM * PHÁT ĐIỆN II CƠ SỞ LÝ THUYẾT A DÙNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT CHO TẮM VÀ SPA: Ở các nước xứ lạnh người ta không thể tắm bằng nước lạnh mà phải tắm nước ấm Như vậy phải tốn lượng cho việc đun nước nóng Từ xưa người ta đã biết thác từ các suối nước nóng để tắm Ngày ngoài việc thác trực tiếp từ các suối nước nóng người ta còn dùng lượng lòng đất để sử dụng Trong các suối nước nóng có hàm lượng khoáng chất rất tốt cho sức khỏe nên người ta thường kết hợp việc tắm nước nóng với spa B DÙNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT CHO ` SƯỞI ẤM Ở các vùng lạnh nhu cầu sưởi ấm nhà, công sở là vô cùng cần thiết thay vì dùng lượng điện hay lượng hóa thạch để sưởi ấm thì có thể khai thác địa nhiệt để sưởi C DÙNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT ĐỂ SẤY Thiết bị sấy lạnh bơm nhiệt lắp đặt sử dụng Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản II - TPHCM D DÙNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT CHO PHÁT ĐIỆN Phát điện dùng lượng địa nhiệt cũng tương tự nguyên lý của nhiệt điện lượng dùng để làm nước hóa là lượng địa nhiệt III NGUYÊN LÝ ỨNG DỤNG A DÙNG NĂNG LƯỢNG TRỰC TIẾP Nguồn nước nóng ở bề mặt Trái Đất sử dụng trực tiếp nhiệt lượng Một số ứng dụng trực tiếp địa nhiệt là: hệ thống suởi, nhà kính, sấy thóc, làm ấm nước trại nuôi cá, số ứng dụng công nghiệp tiệt trùng sữa Ngoài người ta còn có thể khoan đặt ống dưới lòng đất một hệ thống thu nhiệt lòng đất, nước mát sẽ được bơm xuống và chảy quan hệ thống sẽ thành nước nóng B DÙNG NĂNG LƯỢNG GIÁN TIẾP Năng lượng địa được sử dụng gián tiếp bằng cách khoan giếng xuống bể địa nhiệt để hút nước nước nóng cho việc vận hành turbine mặt đất Có ba cách dùng nhiệt lượng đia nhiệt để vận hành turbine: * Sử dụng trực tiếp * Sử dụng gián tiếp * Sử dụng hỗn hợp * Sử dụng trực tiếp Theo nguyên lý này: nóng thổi trực tiếp vào tuốc bin, làm quay máy phát để sinh điện Đây kiểu nhà máy điện địa nhiệt lâu đời nhất, lần xây dựng Italia năm 1904 hoạt động Tại Caliphocnia có nhà máy lớn giới hoạt động theo nguyên lý * Sử dụng gián tiếp Theo nguyên lý này: nước địa nhiệt làm tăng độ nóng lên 182OC Hơi nước dồn vào buồng bay để giảm áp lực, phần dung dịch biến thành nước Hơi nước làm quay tuốc bin Nếu bình chứa cịn dư chất lỏng, đưa vào bình bay để tăng thêm công suất * Sử dụng hỗn hợp Theo nguyên lý này: sử dụng nước nóng có nhiệt độ thấp 200OC Nước nóng địa nhiệt chất lỏng thứ cấp có nhiệt độ sơi thấp đưa qua buồng trao đổi nhiệt Nhiệt nước địa nhiệt làm chất lỏng thứ cấp bốc nước làm quay tuốc bin Hệ thống khép kín nên khơng có chất thải vào khí Do đa số nhà máy điện địa nhiệt tương lai hoạt động theo nguyên lý IV ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT CHO VIỆC THAY THẾ NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG VÀ TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG A ỨNG DỤNG THAY THẾ CHO NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG Với trữ lượng được đánh giá gần vô tận, lượng địa nhiệt có thể giải quyết vấn đề an ninh lượng hiện .Trước thực trạng ô nhiễm môi trường và lượng truyền thống (năng lượng hóa thạch) dần cạn kiệt thì việc ứng dụng lượng địa nhiệt có ý nghĩa rất quan trọng bởi nó có nguồn trữ lượng gần vô tận và hầu không gây ô nhiễm môi trường không khí Năng lượng địa nhiệt có thể thay thế cho lượng lượng truyền thống để dùng sinh hoạt, việc sử dụng cho công nghiệp… Quốc gia Công suất (MW) USA 2.687 Nga 79 Philippine 1.969,7 Indonesia 992 Papua-New Gu 56 inea Guatemala 53 Mexico 953 Thổ Nhĩ Kỳ 38 Ý 810,5 Trung Quốc 27,8 Nhật Bản 535,2 Bồ Đào Nha 23 New Zealand 471,6 Pháp 14,7 Iceland 421,2 Đức 8,4 El Salvador 204,2 Ethiopia 7,3 Costa Rica 162,5 Austria 1,1 Kenya 128,8 Thailand 0,3 Nicaragua 87,4 Úc 0,2 Tổng cộng 9.731,9 Tính đến năm 2007 Năng lượng địa nhiệt có ý nghĩa vô cùng quan trọng bởi vì nó được dùng để phát điện thay thế và giải quyết cho việc sử dụng các nguồn lượng khác: * Nhiệt điện: ô nhiễm môi trường, cạn kiệt lượng hóa thạch * Thủy điện: tàn phá rừng đầu nguồn, tốn diện tích đất, làm thay đổi hệ sinh thái, động đất, nguy hiểm từ các đập thủy điện… * Điện hạt nhân: rò rỉ phóng xạ, và xử lý chất thải phóng xạ Tuy nhiên, một ứng dụng rất phổ biến của lượng hóa thạch đó là dùng trog giao thông vận tải thì lượng địa nhiệt không thể dùng thay thế động đốt phương tiện giao thông vận tải => Muốn dùng lượng địa nhiệt dùng cho giao thông vận tải các phương tiện giao thông vận tải chạy bằng điện B HẠN CHẾ CỦA VIỆC ỨNG DỤNG THAY THẾ CHO NĂNG LƯỢNG TRÙN THỚNG Trừ những śi nước nóng có việc khai thác sử dụng đơn giản còn lại hầu hết việc khai thác lượng địa nhiệt rất phức tạp và tốn kém, đòi hỏi công nghệ khai thác cao Những vùng có trữ lượng địa nhiệt lớn là vùng có núi lửa nên việc khai thác phải đảm bảo an toàn thiết bị, an toàn xảy động đất Chi phí khai thác lượng địa nhiệt là rất lớn, ước tính lên tới 2,5 triệu euro cho 1MW công suất theo thiết kế Trong thời gian tới nước Mỹ sản xuất tới 100.000 MW điện địa nhiệt đủ cung cấp điện cho 25 triệu hộ cư dân 50 năm (chi phí khoảng 40 triệu USD/năm) chi phí ban đầu vào khoảng 0,8-1 tỷ USD Bên cạnh cịn có rủi ro khác mơi trường đưa khí độc, chất độc lên mặt đất, tạo biến dạng địa chất C ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT Ở VIỆT NAM Các nhà máy sản xuất điện từ địa nhiệt (cho giá thành rẻ sinh thái) xây dựng tương đối phổ biến nhiều quốc gia Mỹ, Trung Quốc, Pháp Năm 2007, Viện Khoa học địa chất tài nguyên Liên bang Đức điều tra, khảo sát tiềm địa nhiệt Tu Bơng (Khánh Hịa), Phú Sen (Phú n), Hội Vân (Bình Định), Nghĩa Thuận (Quảng Ngãi), Thạch Trụ (Quảng Ngãi) Kon Du (Kon Tum) Tập đoàn Ormat Mỹ xin giấy phép đầu tư xây dựng nhà máy điện địa nhiệt Lệ Thủy (Quảng Bình), Mộ Đức, Nghĩa Thắng (Quảng Ngãi), Hội Vân (Bình Định) Tu Bơng (Khánh Hịa) từ năm 2008 Tổng cơng suất nhà máy dự kiến lên đến 150-200 MW V KẾT LUẬN - Năng lượng địa nhiệt là lượng sạch và khả khai thác là vô tận - Năng lượng địa nhiệt, tiềm chưa khai thác đúng với tiềm - Khai thác địa nhiệt cần kỹ thuật cao và chi phí lớn ... lý IV ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT CHO VIỆC THAY THẾ NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG VÀ TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG A ỨNG DỤNG THAY THẾ CHO NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG Với trữ lượng được... TPHCM D DÙNG NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT CHO PHÁT ĐIỆN Phát điện dùng lượng địa nhiệt cũng tương tự nguyên lý của nhiệt điện lượng dùng để làm nước hóa là lượng địa nhiệt III... thì việc ứng dụng lượng địa nhiệt có ý nghĩa rất quan trọng bởi nó có nguồn trữ lượng gần vô tận và hầu không gây ô nhiễm môi trường không khí Năng lượng địa nhiệt có