ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Hữu Hải KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI PHỤC VỤ CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA CON NGƢỜI VÙNG VEN BIỂN TRUNG BỘ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Hữu Hải KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI PHỤC VỤ CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA CON NGƢỜI VÙNG VEN BIỂN TRUNG BỘ Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng Mã số : 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS HOÀNG XUÂN CƠ XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG Giáo viên hƣớng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn thạc sĩ khoa học GS.TS Hoàng Xuân Cơ PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải Hà Nội – 2016 LỜI CẢM ƠN Qua luận văn này, xin chân thành bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc tới GS.TS Hoàng Xuân Cơ, thầy quan tâm, tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ suốt trình nghiên cứu Tôi xin chân thành cám ơn TS Tạ Văn Đa, hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành tốt luận văn Tôi xin chân thành cám ơn thầy cô Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Đại học Quốc gia Hà Nội giúp đỡ truyền đạt kiến thức quý báu suốt trình học tập trường Luận văn hoàn thành phần nhờ đồng thuận cung cấp tài liệu từ đề tài cấp ĐHQG Hà Nội: “Khảo sát, đánh giá tiềm năng lượng gió mặt trời vùng bờ Việt Nam”, mã số QG.15.18, chủ nhiệm đề tài GS.TS Hoàng Xuân Cơ Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình, quan, bạn bè ủng hộ suốt trình nghiên cứu thực luận văn Xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày …… tháng… năm 2016 Tác giả Lê Hữu Hải MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan sơ lƣợc khu vực nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan vùng Bắc Trung Bộ 1.1.2 Tổng quan vùng Trung Trung Bộ 1.1.3 Tổng quan vùng Nam Trung Bộ 1.2 Tổng quan lƣợng mặt trời 1.2.1 Khái niệm chung 1.2.2 Sơ lƣợc nghiên cứu ứng dụng lƣợng mặt trời giới 1.2.3 Sơ lƣợc nghiên cứu ứng dụng lƣợng mặt trời Việt Nam 10 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 16 2.1.1 Mạng lƣới trạm quan trắc khí tƣợng 16 2.1.2 Thời gian nắng 17 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 17 2.2.1 Phƣơng pháp thu thập, chiết xuất, thống kê, tổng hợp số liệu 17 2.2.2 Phƣơng pháp đánh giá tiềm 17 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 18 3.1 Tiềm năng lƣợng mặt trời vùng ven biển Trung Bộ 18 3.1.1 Khu vực Bắc Trung Bộ 18 3.1.2 Khu vực Trung Trung Bộ 21 3.1.3 Khu vực Nam Trung Bộ 25 3.1.4 Số nắng năm khu vực 28 3.1.5 Số ngày có nắng 30 3.1.6 Chênh lệch số nắng trạm 32 3.1.7 Chênh lệch số nắng tháng năm 33 3.2 Hiện trạng sử dụng lƣợng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ 34 3.2.1 Giàn đun nƣớc nóng lƣợng mặt trời 34 3.2.2 Thiết bị sấy lƣợng mặt trời 35 3.2.3 Hệ thống chƣng cất nƣớc lƣợng mặt trời 36 3.2.4 Hệ thống pin mặt trời 37 3.2.5 Một số ứng dụng khác 39 3.3 Khả sử dụng lƣợng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ 42 3.3.1 Nhu cầu sử dụng lƣợng mặt trời vùng ven biển Trung Bộ 42 3.3.2 Khái lƣợc điều kiện tự nhiên miền Trung liên quan đến lƣợng mặt trời 43 3.3.3 Điều kiện tài chế sách miền Trung liên quan đến khai thác lƣợng mặt trời 44 3.3.4 Đánh giá khả sử dụng lƣợng Mặt trời vùng ven biển Trung Bộ 46 3.3.5 Một số giải pháp nâng cao hiệu sử dụng lƣợng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ 48 KẾT LUẬN 50 KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các số liệu công suất pin mặt trời lắp đặt [18] Bảng 1.2 Lộ trình phát triến nƣớc nóng mặt trời [13] 12 Bảng 3.1 Phân chia mức nắng năm 28 Bảng 3.2 Điểm đánh giá số nắng 28 Bảng 3.3 Điểm đánh giá số ngày có nắng 30 Bảng 3.4 Độ chênh năm 2009 32 Bảng 3.5 Độ chênh năm 2010 32 Bảng 3.6 Đánh giá độ chênh số nắng trạm 33 Bảng 3.7 Độ chênh năm 2009 33 Bảng 3.8 Độ chênh năm 2010 33 Bảng 3.9 Đánh giá độ chênh số nắng tháng 34 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Thị phần công suất lắp đặt thiết bị nƣớc nóng NLMT 10 nƣớc dẫn đầu giới [10] Hình 1.2 Hệ thống cung cấp nƣớc nóng lƣợng mặt trời theo kiểu đối lƣu tự nhiên 11 Hình 3.1 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2009 khu vực Bắc Trung Bộ 18 Hình 3.2 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 khu vực Bắc Trung Bộ 18 Hình 3.3 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2009 trạm Hà Tĩnh 19 Hình 3.4 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 trạm Hƣơng Khê 20 Hình 3.5 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2009 khu vực Bắc Trung Bộ 20 Hình 3.6 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2010 khu vực Bắc Trung Bộ 21 Hình 3.7 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2009 khu vực Trung Trung Bộ 22 Hình 3.8 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 khu vực Trung Trung Bộ 22 Hình 3.9 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2009 trạm Lý Sơn 23 Hình 3.10 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 trạm Tuyên Hóa 23 Hình 3.11 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2009 khu vực Trung Trung Bộ 24 Hình 3.12 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2010 khu vực Trung Trung Bộ 24 Hình 3.13 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2009 khu vực Nam Trung Bộ 25 Hình 3.14 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 khu vực Nam Trung Bộ 25 Hình 3.15 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 trạm Phan Thiết 26 Hình 3.16 Biểu đồ phân bố số nắng tháng năm 2010 trạm Hoài Nhơn 26 Hình 3.17 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2009 khu vực Nam Trung Bộ 27 Hình 3.18 Biểu đồ phân bố số nắng trạm năm 2010 khu vực Nam Trung Bộ 27 Hình 3.19 Bản đồ số nắng trung bình năm 2009 – 2010 [6] 29 Hình 3.20 Bản đồ số ngày nắng trung bình năm 2009 – 2010 [6] 31 Hình 3.21 Giàn đun nƣớc nóng lƣợng mặt trời 35 Hình 3.22 Thiết bị sấy lƣợng mặt trời 36 Hình 3.23 Lễ khởi công dự án nhà máy điện mặt trời Quảng Ngãi 37 Hình 3.24 Lễ khởi công dự án nhà máy điện mặt trời Quảng Bình 38 Hình 3.25 Các giàn pin mặt trời hộ gia đình 39 Hình 3.26 Bếp lƣợng mặt trời hình hộp hình parabol 40 Hình 3.27 Xích lô chạy lƣợng Mặt trời 40 Hình 3.28 Hệ thống sản xuất mắm lƣợng mặt trời 41 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BXMT : Bức xạ mặt trời NL : Năng lƣợng NLMT : Năng lƣợng mặt trời NLTT : Năng lƣợng tái tạo PMT : Pin mặt trời TCTK : Tổng cục thống kê MỞ ĐẦU Mặt trời nguồn lƣợng khổng lồ Hoạt động mặt trời thƣờng xuyên tạo dòng xạ có lƣợng lớn truyền vào không gian vũ trụ Song, phần xạ mặt trời truyền vào trái đất phần nhỏ Mặc dù vậy, nguồn lƣợng mặt trời (NLMT) đến với Trái đất đủ nuôi sống toàn đất Ngoài việc lƣợng mặt trời tự tạo hoạt động sống bình thƣờng cho loài sinh vật, có ngƣời từ xa xƣa, loài ngƣời biết tận dụng nguồn lƣợng quý giá nhiều hoạt động thực tiễn để nhằm cải tạo thiên nhiên, chinh phục vũ trụ, cải thiện nâng cao chất lƣợng sống Tuy dòng xạ mặt trời đến trái đất nhỏ so với tổng thể khổng lồ nó, nhƣng so với chúng ta, lại nguồn lƣợng vô tận Bức xạ mặt trời, trƣớc hết xạ trực tiếp, đến trái đất lại tạo nhiều dạng xạ thứ cấp khác nhƣ phản xạ, tán xạ (bức xạ khuếch tán), xạ mặt đất, xạ khí quyển,…Nếu khai thác có hiệu dạng xạ này, mang đến cho nguồn lƣợng dồi Các nhà khoa học giới nghiên cứu cho thấy rằng, nguồn lƣợng xạ tạo nên ảnh hƣởng độc hại đến môi trƣờng xung quanh Từ lâu, nhiều nơi giới sử dụng lƣợng mặt trời nhƣ giải pháp thay nguồn tài nguyên truyền thống Tại Đan Mạch, năm 2000, 30% hộ dân sử dụng thu lƣợng mặt trời, có tác dụng làm nóng nƣớc Ở Brazil, vùng xa xôi hiểm trở nhƣ Amazon, điện lƣợng mặt trời chiếm vị trí hàng đầu Ngay Đông Nam Á, điện mặt trời Philipines đảm bảo nhu cầu sinh hoạt cho 400.000 dân Việt Nam nằm khu vực cận nhiệt đới, trải dài từ vĩ độ 23 o23’ Bắc đến 8o27’ Bắc, có số nắng dồi Trung bình nƣớc từ 1700 đến 1900 nắng, có nơi đạt tới 2500 giờ/năm – nguồn Tổng cục Thống kê (TCTK) Việc khai thác sử dụng lƣợng mặt trời phục vụ cho hoạt động đời sống ngƣời đƣợc tiến hành số địa phƣơng dƣới dạng khác nhƣ: bình nƣớc nóng thái dƣơng năng, bếp đun nấu cho gia đình, thu điện mặt trời quy mô nhỏ (cấp cho đèn chiếu sáng cho vật dụng sinh hoạt gia đình cho cụm dân cƣ,…) Ngoài ra, giàn pin hộ gia đình đƣợc ứng dụng tỉnh Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định Khánh Hoà Tổng số giàn gia đình đƣợc lắp đặt 165 với công suất từ 40 - 50Wp Các giàn đƣợc sử dụng cho trung tâm cụm xã phục vụ cho thắp sáng công cộng, thông tin văn hoá, liên lạc phục vụ trạm y tế xã có công suất từ 200 - 800 Wp, có khoảng 25 giàn loại đƣợc lắp đặt Hình 3.25 Các giàn pin mặt trời hộ gia đình 3.2.5 Một số ứng dụng khác 3.2.5.1 Bếp lượng mặt trời Hiện có dạng bếp đƣợc sử dụng Bếp hình hộp dùng để đun nƣớc nấu cơm, có giá 500.000-700.000 đồng/chiếc Hƣớng tia nắng mặt trời vào trung tâm chậu nhôm, sau đặt nồi đựng thực phẩm vào chậu nhôm, đậy kính lên miệng chậu có gắn phản chiếu phía sau Nhiệt độ tăng dần lên đến 120-140 oC Sau 1-2 đun nấu, thực phẩm bên chín Loại thứ bếp hình parabol, gồm chảo parabol nhằm tập trung tia nắng mặt trời điểm để đun nấu Bếp nấu nhanh đạt nhiệt độ cao nhƣ đun nấu nhiên liệu bình thƣờng, đƣợc dùng để xào, rán, nƣớng Tuy vậy, bếp parabol có giá thành cao giá gần triệu đồng/chiếc Từ năm 2000, Tổ chức phục vụ lƣợng mặt trời - Vietnam Solar Servehơn hỗ trợ cấp bếp lƣợng mặt trời cho số huyện tỉnh Quảng Nam Ninh Thuận Hiện có đến 1500 hộ gia đình đƣợc cung cấp bếp có khoảng 79% số bếp đƣợc sử 39 dụng thƣờng xuyên Những ngƣời dân địa phƣơng dần chấp nhận đun nấu lƣợng mặt trời nhƣ lựa chọn phƣơng pháp đun nấu khác Hình 3.26 Bếp lƣợng mặt trời hình hộp hình parabol 3.2.5.2 Xe điện chạy lượng mặt trời Xe điện chạy lƣợng Mặt Trời đƣợc nghiên cứu ứng dụng phổ biến giới Với tiềm năng lƣợng mặt trời lớn, chuyên gia nghiên cứu trƣờng Đại học Bách Khoa Đà Nẵng có phát minh xích lô chạy lƣợng mặt trời phục vụ cho ngành du lịch thành phố phố cổ Hội An Hình 3.27 Xích lô chạy lƣợng Mặt trời 40 Chỉ từ pin mặt trời, ánh sáng đƣợc biến đổi thành điện năng, tạo nguồn điện chiều, nguồn điện dẫn tới điều khiển thiết bị có chức tự động điều hòa dòng điện từ pin mặt trời dòng điện từ acquy thông qua biến đổi điện vào động giúp cho động hoạt động Ƣu điểm lớn giá thành sản phẩm rẻ, toàn chi phí dao động từ 10-15 triệu đồng/chiếc xe hoạt động liên tục 3-4 tiếng đồng hồ cho lần sạc đầy bình Thậm chí điều kiện trời nhiều nắng, xích lô đảm bảo hoạt động hết công suất 3.2.5.3 Sản xuất nước mắm lượng mặt trời Vùng ven biển miền Trung có điều kiện vô thuận lợi cho việc sản xuất nƣớc mắm Năm 2012, Trung tâm Ứng dụng tiến KH-CN Hà Tĩnh nghiên cứu ứng dụng thành công sản xuất nƣớc mắm lƣợng mặt trời Ƣu điểm trội công nghệ so với công nghệ truyền thống giảm nửa thời gian sản xuất nƣớc mắm Bên cạnh đó, với thu lƣợng mặt trời công đoạn sản xuất bỏ qua việc mở nắp thùng ủ, nên không bay hơi, chất lƣợng nƣớc mắm ngon đỡ tiêu hao nhiều Theo tính toán, lƣợng nƣớc mắm cốt thu đƣợc nhiều 30% so với công đoạn truyền thống đƣợc chuyển hóa tối đa nhiệt độ đạt mức tối ƣu, quy trình sạch, không gây ô nhiễm môi trƣờng Một ƣu điểm trình tự động hóa nên công đoạn bị tác động trực tiếp từ dụng cụ thô sơ nhƣ xẻng đảo quấy, gầu múc… nên độ an toàn vệ sinh thực phẩm đƣợc đảm bảo Hình 3.28 Hệ thống sản xuất mắm lƣợng mặt trời 41 Quy trình công nghệ, giống nhƣ quy trình làm mắm truyền thống, khác trình đảo, rang phơi không dùng nhiên liệu truyền thống mà dùng nguồn nhiệt thu đƣợc từ thu lƣợng mặt trời Giải pháp thay tối ƣu cho nhiều công đoạn trình sản xuất nƣớc mắm nhƣ rang, phơi, đảo, lọc Ngoài ra, nhiều ứng dụng khác sử dụng lƣợng mặt trời đƣợc ngƣời dân vùng ven biển miền Trung ứng dụng vào đời sống thực tiễn nhƣ lĩnh vực giao thông, chiếu sáng, công nghệ sạc pin điện thoại, góp phần nâng cao đời sống ngƣời giảm thiểu tác động xấu đến môi trƣờng 3.3 Khả sử dụng lƣợng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ 3.3.1 Nhu cầu sử dụng lượng mặt trời vùng ven biển Trung Bộ Ứng dụng lƣợng mặt trời Việt Nam phong phú với đa dạng sản phẩm nhƣ: Máy nƣớc nóng, điện mặt trời, đèn, Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng lƣợng mặt trời nhiều Với bờ biển dài 3.000km, có hàng nghìn đảo có cƣ dân sinh sống nhƣng nhiều nơi đƣa điện lƣới đến đƣợc Phần lớn ngƣời dân Việt Nam sử dụng nhiều nhiên liệu truyền thống để đun nấu nhƣ than, rơm rạ, củi, khí gas, Trong Việt Nam nƣớc giàu nguồn lƣợng mặt trời, đặc biệt tỉnh Nam Trung Bộ việc ứng dụng lƣợng mặt trời giúp bảo vệ sức khoẻ, tiết kiệm chi phí nhiên liệu bảo vệ môi trƣờng sinh thái Năng lƣợng mặt trời Việt Nam nhƣ nguồn lƣợng chỗ để thay cho dạng lƣợng truyền thống, đáp ứng nhu cầu vùng dân cƣ kế sách có ý nghĩa mặt kinh tế, an ninh quốc phòng Tuy nhiên, ứng dụng lƣợng mặt trời Việt Nam chƣa phát triển cách có kế hoạch tầm vĩ mô Nếu so với số nƣớc châu Phi hay Nam Á có hoàn cảnh, Việt Nam sau họ Tại Thái Lan, Malaysia, Trung Quốc, Hàn Quốc từ nhiều năm coi hƣớng phát triển lƣợng tái tạo nhƣ quốc sách lƣợng mặt trời có tăng trƣởng mạnh chiếm tỷ lệ đáng kể 42 cấu phân bổ điện Tại Mỹ, Hungary, Đức, Thụy Sỹ từ nhiều năm tăng nhanh tốc độ xây dựng nhà máy sản xuất pin mặt trời Theo Tổng cục lƣợng - Bộ Công thƣơng, Việt Nam phải đối mặt với thách thức lĩnh vực lƣợng nhƣ nhu cầu lƣợng tăng trƣởng cao gây áp lực lớn đến việc đảm bảo an ninh lƣợng, đồng thời tạo sức ép lớn cho kinh tế Việt Nam vốn đầu tƣ cho ngành lƣợng Ngoài ra, đến năm 2017 Việt Nam chuyển đổi từ nƣớc xuất lƣợng thành nƣớc nhập lƣợng, dự kiến nhập khoảng 17 triệu than, chiếm 31% nhu cầu than cho phát triển điện vào năm 2020 Các khoản đầu tƣ lớn, cải cách thị trƣờng lƣợng cần thiết để đáp ứng nhu cầu tƣơng lai, đồng thời trì việc tiếp cận cho đối tƣợng mức gia hợp lý, giảm thiểu lƣợng khí thải carbon tác động đến môi trƣờng ngành 3.3.2 Khái lược điều kiện tự nhiên miền Trung liên quan đến lượng mặt trời Điều kiện tự nhiên có vai trò quan trọng việc khai thác NLMT khai thác dƣới dạng điện mặt trời quy mô lớn Đối với quy mô khai thác nhỏ lẻ, điều kiện tự nhiên ảnh hƣởng đáng kể, song hiệu suất khai thác hiệu kinh tế lại thấp Những khu vực tập trung đông dân cƣ nhƣ thành phố, thị trấn, khu công nghiệp làng xóm thôn bản,…chỉ khai thác NLMT duới dạng điện mái nhà dân, sân thƣợng công sở, xí nghiệp, để phục vụ trực tiếp cho hộ gia đình, văn phòng quan cụm dân cƣ định Để khai thác có hiệu nguồn NLMT, cần triển khai dự án điện mặt trời quy mô lớn có nối lƣới Đối với quy mô nhƣ vậy, để thu lƣợng với công suất lớn cần nhiều diện tích thu khu vực có mặt trống trải rộng lớn địa hình tƣơng đối phẳng Muốn vậy, khu vực đất trống đồi trọc, đất hoang hóa đầm lầy Miền Trung Việt Nam nơi có nhiều khu vực thỏa mãn đƣợc điều kiện Cụ thể nhƣ: Hiện nay, tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ có diện tích đất trống đồi núi trọc lớn (gần 1,2 triệu đất hoang đồi núi 60.000 đất hoang đồng tổng diện tích đất tự nhiên triệu ha) Ở có dải cồn cát 43 kéo dài liên tục từ Đà Nẵng đến Bình Thuận góp phần gây nên sa mạc hóa, tỉnh: Quảng Ngãi, Bình Định, Khánh Hòa, nhƣng điển hình tỉnh Ninh Thuận Bình Thuận Theo nhà khoa học thuộc Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp duyên hải Nam Trung bộ, khu vực Ninh Thuận, Bình Thuận khô nóng quanh năm, Ninh Sơn (Ninh Thuận), Tuy Phong Bắc Bình (Bình Thuận) tạo thành vùng cát hoang mạc hóa diện tích 131.000 Hai huyện Tuy Phong Bắc Bình (Bình Thuận) có diện tích đất cát hoang hóa khoảng 35.000 phân bố chiều dài 50km bờ biển Theo trang Thông tin điện tử Viện Địa lý - Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam, Việt Nam có hoang mạc cục bộ, dải cát hẹp trải dài dọc theo bờ biển miền Trung, tập trung 10 tỉnh từ Quảng Bình đến Bình Thuận với diện tích khoảng 419.000 Ở Bình Thuận diện tích hoang mạc chiếm tới 15% diện tích tự nhiên theo thống kê gần Bộ Tài nguyên Môi trƣờng, vùng đất chịu ảnh hƣởng khô hạn (đƣợc tính theo số hạn khí tƣợng) chiếm khoảng 43% diện tích tỉnh Bình Thuận tập trung vùng ven biển hai huyện Tuy Phong Bắc Bình Theo kết điều tra gần Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam, Bình Định, tổng diện tích đất tự nhiên 602.506 ha, có 425.835 đất xám bạc màu, diện tích đất cát 15.968 ha, đồi núi dốc 375.000 ha; diện tích hoang mạc hóa Bình Định 786 Với điều kiện tự nhiên nhƣ vậy, với tiềm NLMT dồi dào, tỉnh miền Trung từ Trung Trung Bộ trở vào triển khai xây dựng nhà máy điện mặt trời công suất lớn với quy mô nối lƣới 3.3.3 Điều kiện tài chế sách miền Trung liên quan đến khai thác lượng mặt trời Đƣợc biết, mức đầu tƣ ban đầu cho hệ thống điện mặt trời tƣơng đối cao (khoảng 35 triệu đồng/kWp) nhƣng điện mặt trời tận dụng đƣợc nhiều ƣu điểm nhƣ: tiếp cận lƣợng sạch, xanh, tăng tính chủ động sử dụng 44 điện với độ bền hệ thống, hệ thống pin lƣợng mặt trời đạt hiệu suất 85% tối thiểu 15 năm đầu kéo dài tuổi thọ khoảng 25 năm Chính suất đầu tƣ điện mặt trời cao nên khó khăn lớn để triển khai dự án điện mặt trời khu vực miền Trung Tuy nhiên, với ƣu Việt vƣợt trội NLMT nhƣ nêu với tốc độ giảm giá thành đầu tƣ nhanh công nghệ nên miền Trung Việt Nam đƣợc nhiều nhà đầu tƣ muốn triển khai dự án điện mặt trời Trong vài năm trở lại đây, công nghệ lƣợng mặt trời nói chung đặc biệt công nghệ điện pin mặt trời (PMT) nói riêng có phát triển rộng khắp với tốc độ ấn tƣợng Theo đó, giá mô đun PMT giá hệ thống giảm liên tục nhanh Năm 2010, giá mô đun giảm đến khoảng 2000USD/kWp, dẫn đến giá hệ thống (nối lƣới) giảm khoảng 6000USD/kWp Đến cuối 2013, có giảm giá kịch tính: giá mô đun 1000USD/kWp; giá hệ thống khoảng 3.000 - 3500USD/kWp Do đó, giá thành điện PMT giảm từ 14 USCents/kWh đến 17 USCents/kWh phụ thuộc vào qui mô hệ thống cƣờng độ xạ mặt trời khu vực lắp đặt Đã đến lúc điện PMT cạnh tranh đƣợc với lƣợng hóa thạch truyền thống [11] Theo quy định Chính phủ, công nghệ điện mặt trời loại hình lƣợng sạch, nằm lĩnh vực đặc biệt khuyến khích đầu tƣ Bên cạnh đó, hàng loạt sách nhằm khuyến khích đầu tƣ phát triển NLMT đƣợc Chính phủ quan nhà nƣớc quan tâm, dự kiến sớm ban hành, kể nhƣ Quyết định chế khuyến khích phát triển dự án điện mặt trời Việt Nam đƣợc Bộ Công thƣơng trình Thủ tƣớng phê duyệt, qua việc đầu tƣ điện mặt trời giảm chi phí tiêu thụ điện từ lƣới điện, nhà đầu tƣ bán toàn lƣợng điện dƣ từ điện mặt trời cho bên mua điện với chế giá bán đƣợc kỳ vọng Cho đến nay, rào cản lớn cho việc khai thác NLMT nói chung phát triển điện mặt trời nói riêng giá thành đầu tƣ, giá bán điện cao phụ 45 thuộc nhiều vào chế sách Nhà nƣớc Tuy nhiên, với đà giảm chi phí đầu tƣ nhƣ chế sách cởi mở hơn, phù hợp với thực tế đầu tƣ khai thác NLMT tƣơng lai không xa, miền Trung sớm khai thác đƣợc cách có hiệu nguồn tài nguyên lƣợng dồi sẵn có để phục vụ cho đời sống dân sinh địa phƣơng 3.3.4 Đánh giá khả sử dụng lượng Mặt trời vùng ven biển Trung Bộ 3.3.4.1 Khu vực Bắc Trung Bộ a Thuận lợi - Số nắng xếp vào hàng trung bình, đáp ứng đủ nhu cầu lƣợng cho thiết bị sử dụng lƣợng mặt trời - Bắc Trung Bộ đƣợc Chính phủ ƣu tiên phát triển, đặc biệt trọng phát triển du lịch, ứng dụng lƣợng có lƣợng mặt trời đƣợc quan tâm nghiên cứu, ứng dụng Những vùng du lịch sử dụng lƣợng mặt trời đƣợc khách du lịch thiện cảm hƣởng ứng, yếu tố mà công ty du lịch, lữ hành dùng để quảng bá du lịch Bắc Trung Bộ có dải bờ biển dài đẹp, nhiều điểm đến lý tƣởng cho du khách, nên phát triển sử dụng thiết bị lƣợng mặt trời khu vực bƣớc hƣớng b Khó khăn - Số nắng không nhiều lại phân bố không đồng vào thời điểm năm, việc bố trí sử dụng loại thiết bị theo mục đích sử dụng cần đƣợc nghiên cứu kỹ lƣỡng - Kinh tế nhiều khó khăn, việc phát triển sử dụng lƣợng mặt trời khu vực cần phụ thuộc nhiều vào yếu tố khác (chính sách, mục tiêu phát triển…) - Sự đa dạng địa hình nhƣ khí hậu vùng khiến việc lựa chọn địa điểm vị trí lắp đặt thiết bị gặp nhiều khó khăn Có nhiều nơi hàng năm thƣờng xảy bão, gió giật, lốc, xoáy…tính an toàn thiết bị không đƣợc đảm bảo 46 3.3.4.2 Khu vực Trung Trung Bộ a Thuận lợi - Nằm dải phân bố số lƣợng số nắng lớn thuận lợi cho việc ứng dụng công nghệ lƣợng mặt trời - Nằm vùng có nhiều di sản thiên nhiên (Phong Nha Kẻ Bàng, Ngũ Hành Sơn, Bà Nà…) đƣợc ƣu tiên phát triển ứng dụng lƣợng mặt trời nhằm trì, bảo tồn, quảng bá khai thác di sản thiên nhiên b Khó khăn - Là vùng địa hình phức tạp bị dải núi chia cắt phân bố nắng khu vực không đồng đều, có vùng số nắng nhiều nhƣng vào tháng mùa mƣa, mƣa có kéo dài suốt tháng, điều chở ngại lớn nghiên cứu áp dụng thiết bị lƣợng mặt trời - Những vùng khó khăn kinh tế (Quảng Bình, Quảng Trị) việc phát triển ứng dụng công nghệ lƣợng mặt trời đại phụ thuộc lớn vào hỗ trợ sách phủ 3.3.4.3 Khu vực Nam Trung Bộ a Thuận lợi Số nắng cao nƣớc phân bố đồng toàn khu vực tƣơng đối đồng tháng năm thuận lợi gần nhƣ tuyệt đối cho phát triển ứng dụng thiết bị chạy lƣợng mặt trời, đặc biệt vùng sử dụng hệ thống điện mặt trời để hòa vào mạng lƣới điện quốc gia Với điều kiện địa hình thuận lợi, đặc biệt tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận triển khai xây dựng nhà máy điện mặt trời công suất lớn với quy mô nối lƣới b Khó khăn Hầu hết dự án, mang tầm chiến lƣợc an ninh lƣợng quốc gia, sử dụng nguồn lƣợng tái tạo (phong điện, điện hạt nhân…) tập trung vùng Nam Trung Bộ điều kiện tự nhiên phù hợp, vậy, lƣợng mặt trời không đƣợc sử dụng tập trung nhƣ không phát huy đƣợc hết mạnh nguồn lƣợng vùng 47 3.3.5 Một số giải pháp nâng cao hiệu sử dụng lượng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ Từ liệu cho thấy, nguồn lƣợng mặt trời Việt Nam có độ ổn định tƣơng đối cao, phân bổ nhiều vùng sinh thái khác nhau, khai thác đáp ứng phần nhu cầu lƣợng điện chỗ cho miền núi, hải đảo, nông thôn, thành thị, cho hộ gia đình, sản xuất kể nối lƣới điện quốc gia Hiện việc ứng dụng lƣợng mặt trời giới Việt Nam khó khăn giá thành thiết bị công nghệ điện mặt trời cao, song nguồn lƣợng chiến lƣợc, mang tính khả thi cao thân thiện với môi trƣờng Cần có giải pháp để nâng cao hiệu sử dụng lƣợng Mặt trời khu vực: + Rà soát lại, phổ biến rộng rãi, triển khai thực tích cực có hiệu “Chiến lƣợc quy hoạch tổng thể nguồn NLTT Việt Nam giai đoạn đến 2015 có xét triển vọng đến năm 2025” đƣợc Bộ Công nghiệp (nay Bộ Công Thƣơng) Quyết định phê duyệt + Về điều tra quy hoạch: Năng lƣợng mặt trời chƣa đƣợc đánh giá đầy đủ, cần có kế hoạch đầu tƣ thích đáng cho điều tra bổ sung số liệu, tiến tới quy hoạch, phân vùng dạng lƣợng để có kế hoạch đầu tƣ, khai thác hợp lý Lập tổ chức chuyên trách, thuộc nhiều thành phần kinh tế khác để điều tra, xây dựng quy hoạch, kế hoạch Thực tuyên truyền, tổ chức nghiên cứu, chế thử triển khai rộng khắp toàn lãnh thổ nói chung vùng ven biển miền Trung nói riêng; + Tăng cƣờng tuyên truyền sử dụng nguồn lƣợng mặt trời để cấp cho khu vực vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo Xây dựng chế quản lý để trì phát triển nguồn điện khu vực này; + Lồng ghép sử dụng lƣợng mặt trời vào chƣơng trình tiết kiệm lƣợng chƣơng trình mục tiêu quốc gia khác nhƣ chƣơng trình điện khí hóa nông thôn, trồng rừng, xóa đói giảm nghèo, nƣớc sạch, VAC… + Ƣu đãi khuyến khích doanh nghiệp xây dựng sở thích hợp để sản xuất, lắp ráp, sửa chữa loại thiết bị lƣợng mặt trời nhƣ đun nƣớc nóng, 48 phơi khô… nơi có điều kiện Hợp tác mua công nghệ nƣớc phát triển để lắp ráp thiết bị công nghệ cao nhƣ pin mặt trời, … bƣớc làm phù hợp tiến tới lắp ráp, chế tạo nƣớc; + Hỗ trợ đầu tƣ cho chƣơng trình điều tra, nghiên cứu, chế tạo thử, xây dựng điểm điển hình sử dụng lƣợng mặt trời; ƣu đãi thuế nhập thiết bị, công nghệ mới, thuế sản xuất, lƣu thông thiết bị; bảo hộ quyền tác giả cho phát minh, cải tiến kỹ thuật có giá trị; + Phát triển khoa học công nghệ sử dụng lƣợng tiết kiệm hiệu quả; + Cho phép cá nhân, tổ chức kinh tế nƣớc phối hợp đầu tƣ khai thác nguồn lƣợng Mặt trời sở đôi bên có lợi; + Tuyên truyền, giáo dục, phát triển dịch vụ tƣ vấn sử dụng lƣợng tiết kiệm hiệu quả; + Lập tổ chức tập hợp nguồn lực xã hội chuyên lo phát triển công nghệ lƣợng mặt trời để cung ứng cho nhu cầu tăng trƣởng lƣợng địa điểm có suất lƣợng phạm vi toàn quốc.; + Cần tổ chức đoàn tham quan học tập khảo sát thực tế sở, công trƣờng, quan quản lý vận hành dự án NLTT nƣớc có kinh nghiệm lĩnh vực Các trƣờng đại học, cao đẳng trung học chuyên nghiệp có chƣơng trình đào tạo ngành NLTT; muốn vậy, trƣớc mắt cần mời giảng viên có kinh nghiệm soạn thảo giáo trình có tiếp thu thành tựu khoa học đạt đƣợc quốc tế hiểu hết đƣợc tình hình cụ thể Việt Nam NLTT 49 KẾT LUẬN Vùng ven biển miền Trung có tiềm năng lƣợng mặt trời lớn - Khu vực Bắc Trung Bộ năm có trung bình 1529,9 nắng 272,9 ngày có nắng Trung bình ngày có khoảng 4,2 nắng - Khu vực Trung Trung Bộ năm có trung bình 1907,3 nắng 301,1 ngày có nắng Trung bình ngày có khoảng 5,2 nắng - Khu vực Nam Trung Bộ năm có trung bình 2543,6 nắng 313 ngày có nắng Trung bình ngày có khoảng nắng Tuy nhiên, việc triển khai phát triển dạng lƣợng mặt trời gặp nhiều khó khăn nhƣ giá thành đầu tƣ, giá bán điện cao phụ thuộc nhiều vào chế sách Nhà nƣớc Hiện có nhiều ứng dụng sử dụng lƣợng mặt trời vào đời sống thực tiễn ngƣời dân nhƣ: máy nƣớc nóng, thiết bị sấy nông hải sản, xây dựng nhà máy điện mặt trời, bếp ăn sử dụng lƣợng mặt trời, Phân bố nắng khu vực ven biển miền Trung địa phƣơng, thời điểm năm khác nhau, nhiều vùng có phân hóa mạnh Vào mùa đông, tỉnh thuộc khu vực Bắc Trung Bộ có số nắng thấp, khu vực Trung Trung Bộ Nam Trung Bộ có số nắng dồi quanh năm 50 KIẾN NGHỊ Cần có chế sách khuyến khích nghiên cứu, phát triển ứng dụng lƣợng mặt trời nhằm phát huy tiềm năng lƣợng lớn Vận động, tuyên truyền, hƣớng dẫn ngƣời dân phƣơng pháp sử dụng hiệu lƣợng mặt trời nhằm nâng cao nhận thức tiềm to lớn nguồn lƣợng mặt trời Các địa phƣơng cần khuyến khích nhà máy, công ty sản xuất nghiên cứu ứng dụng, sản xuất thiết bị chạy lƣợng mặt trời (đây mảng yếu Việt Nam) Hỗ trợ chuyển đổi từ sử dụng lƣợng truyền thống sang sử dụng nguồn lƣợng sạch, lƣợng tái tạo (năng lƣợng mặt trời, gió, sóng biển, sinh học…) Tiềm năng lƣợng mặt trời vùng Nam Trung Bộ lớn, lắp đặt nhà máy điện lƣợng mặt trời quy mô nối lƣới, cần có sách hỗ trợ, đầu tƣ hợp lý nhà máy điện lƣợng mặt trời vùng 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Cục Mạng lƣới trang thiết bị kỹ thuật KTTV (2001), Quy phạm quan trắc khí tượng bề mặt, Hà Nội Cục kỹ thuật điều tra – Tổng cục Khí tƣợng thủy văn (1990), Quy phạm quan trắc xạ, Hà Nội Nguyễn Xuân Cự, Lƣu Đức Hải, Trần Thanh Lâm, Trần Văn Quy (2008), Tiềm phương hướng khai thác dạng lượng tái tạo Việt Nam, chương trình nghị 21, Hà Nội Nguyễn Hƣớng Điền (2002), Khí tượng vật lý, Hà Nội Phạm Ngọc Hồ, Lê Đình Quang (2009), Giáo trình động lực học môi trường lớp biên khí quyển, Hà Nội Hán Thị Ngân (2012), Đánh giá tiềm năng lượng mặt trời Việt Nam theo số liệu quan trắc khí tượng thủy văn, Luận văn thạc sỹ khoa Môi trƣờng, Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐH Quốc gia Hà Nội Phân viện Khí tƣợng thủy văn TP.HCM (1986), Thông báo kết nghiên cứu – Tập IV, TP Hồ Chí Minh Trần Văn Sáp, Vũ Văn Đĩnh nnk (2007), Nghiên cứu, đánh giá hệ thống quan trắc khí tượng, thủy văn, hải văn, loại máy thiết bị đo hệ thống quan trắc Khí tượng – Thủy văn – Hải văn nước ta, Trung tâm Khí tƣợng thủy văn quốc gia, Hà Nội, tr – 19 Phan Văn Tân, Trần Công Minh, Phạm Văn Huấn (2002), Khí hậu vật lý toàn cầu, Biên dịch tài liệu Dennis L Hartmann, Hà Nội 10 Đặng Đình Thống (2010), Đánh giá hiệu thực tế tiết kiệm lượng thiết bị đun nước nóng lượng mặt trời, Báo cáo Chƣơng trình Mục tiêu quốc gia sử dụng lƣợng tiết kiệm hiệu 11 Đặng Đình Thống, Lê Danh Liên (2005), Cơ sở lượng tái tạo, Hà Nội 12 Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc (1993), Khí hậu Việt Nam, Hà Nội 52 13 Viện Khí tƣợng thủy văn (1986), “Tập Báo cáo công trình nghiên cứu khoa học”, Hội nghị khoa học lần thứ III, Hà Nội 14 Viện Khí tƣợng thủy văn (1985), Phân vùng xạ mặt trời lãnh thổ Việt Nam, Hà Nội Tiếng Anh 15 WMO (2006), Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation, (Preliminary seventh edition) - No.8 16 Demers M.N (1997), Fundamentals of geographical information systems, John Wiley & Sons, New York 17 Polger, P.D., B.S Goldsmith, R.C Przywarty, and J.R Bocchieri, (1994): National Weather Service warning performance based on the WSR- 88D, Bull Amer Meteor Soc 18 REN21, Renewables 2014, Global Status Report, December 2014 53 ... thống pin mặt trời 37 3.2.5 Một số ứng dụng khác 39 3.3 Khả sử dụng lƣợng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ 42 3.3.1 Nhu cầu sử dụng lƣợng mặt trời vùng ven biển Trung Bộ ... trời phục vụ hoạt động người vùng ven biển Trung Bộ với mục đích sau:  Đánh giá tiềm năng lƣợng mặt trời khu vực ven biển Trung Bộ thông qua số liệu nắng số liệu xạ  Nghiên cứu trạng sử dụng. .. TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Hữu Hải KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI PHỤC VỤ CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA CON NGƢỜI VÙNG VEN BIỂN TRUNG BỘ Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng Mã số : 60440301