Bài giảng Năng lượng tái tạo-Đại học SPKT TP.HCM

--- ---

BÀI GI NG:
NĂNG LƯ NG TÁI T O

M C TIÊU
Sau khi h c xong ph n này, ngư i h c có
kh năng:

Trình bày ư c các lý thuy t v năng
lư ng tái t o.
Trình bày ư c các quy trình thi t k
các ngu n năng lư ng tái t o.
Trình bày ư c các ti m năng và cơ
h i ng d ng năng lư ng tái t o t i Vi t
Nam.

Bài gi ng Năng lư ng tái t o 2

N I DUNG
Ph n 1: Lý thuy t vê năng lư ng tái t o
I. Lý thuy t v năng lư ng tái t o
II. Năng lư ng m t tr i
III. Năng lư ng gió
IV. Năng lư ng th y i n
V. Năng lư ng th y tri u và sóng
VI. Năng lư ng a nhi t
VII. Năng lư ng sinh kh i
Ph n 2: Năng lư ng tái t o t i Vi t Nam
I. Ti m năng năng lư ng tái t o t i Vi t Nam
II. Hi n tr ng phát tri n năng lư ng tái t o t i Vi t Nam.
III. Nh ng v n ê t n t i và cơ h i ng d ng NLTT t i VN.

Nh ng h u qu …


Năng lư ng…


T NG QUAN
Hi n nay trên th gi i ang h i h phát tri n, ng d ng ngu n
năng lư ng tái t o vì:

Năng lư ng truy n th ng (than, d u,…) s p c n ki t.

Ngu n cung c p bi n ng v giá c .

Phát th i hi u ng nhà kính gây hi u ng nóng lên toàn c u.

Năng lư ng truy n th ng gây ô nhi m môi trư ng.

S d ng năng lư ng truy n th ng gây ra các tai h a như h n
hán, lũ l t x y ra trên toàn c u.

Nhu c u s d ng năng lư ng ngày càng tăng.


T NG QUAN
Ngu n năng lư ng tái t o ư c các qu c gia trên th gi i
nghiên c u và ng d ng vì nó có nh ng ưu i m sau:

NLTT s d ng ngu n năng lư ng có s n trong thiên nhiên và
không gây ô nhi m môi trư ng.

NLTT gi m lư ng ô nhi m và khí th i t các h th ng NL
truy n th ng.

S d ng NLTT s làm gi m hi u ng nhà kính.

Góp ph n vào vi c gi i quy t v n năng lư ng.

Gi m b t s ph thu c vào s d ng nhiên li u hóa th ch.


PH N 1: LÝ THUY T V NĂNG LƯ NG
TÁI T O


I. LÝ THUY T V NĂNG LƯ NG TÁI T O
1. Khái ni m: NLTT là năng lư ng thu ư c t nh ng ngu n
liên t c ư c xem là vô h n.
2. Ngu n g c năng lư ng tái t o: H u h t các ngu n năng
lư ng u có ngu n g c t m t tr i.

Năng lư ng ma tnhi i t
th
gió ytr i n

I. LÝ THUY T V NĂNG LƯ NG TÁI T O
3. Phân lo i năng lư ng tái t o
Ngu n g c t b c xa m t tr i:
Gió, m t tr i, th y i n, sóng…
Ngu n g c t nhi t năng trái
t: a nhi t
Ngu n g c t hê ng năng
Trái t – M t Trăng: Th y tri u
Các ngu n năng lư ng tái t o
nh khác
Năng lư lư ng a y tritrt i n
4. Vai trò năng lư ng tái t o Năng lư th gió t y u
Năng ng ng th
mnhi
sóng
Vê môi trư ng
Vê kinh tê xã h i
Vê an ninh qu c gia

II. NĂNG LƯ NG M T TR I


1. Khái ni m: NLMT Là năng lư ng c a dòng b c xa i n t
xu t phát t M t Tr i, c ng v i m t ph n nh năng lư ng t các
h t nguyên t khác phóng ra t m t tr i.
2. Các d ng năng lư ng m t tr i
2.1. Pin m t tr i:


2.1. Pin m t tr i
2.1.1. Các công o n ch t o pin m t tr i

C u t o Module

Quy trình t o Module


2.1.2. Các bư c thi t k h th ng i n m t tr i
a. L a ch n sơ kh i

- Panel m t tr i: i n áp 12V, có nhi u lo i công su t: 30Wp,
40Wp, 45Wp, 50Wp, 75Wp, 100Wp, 125Wp, 150Wp.
-B i u khi n: i u ti t s c c a acquy
-B i i n AC-DC: chuy n dòng i n DC t acquy AC
(110V, 220V) công su t t 0,3kVA – 10kVA.


Tính toán dung lư ng dàn pin m t tr i
1- Tính ph t i i n theo yêu c u: tính theo hàng tháng ho c
hàng năm
- Gi s c n cung c p i n cho các t i T1 , T2 , T3 … có công
su t tiêu th tương ng
- P1 , P2 , P3 …. ng v i th i gian làm vi c hàng ngày là τ1 , τ2 ,
τ3 ...
t ng i n năng cung c p hàng ngày cho các t i:
n
Eng = P1τ 1 + P2τ 2 + P3τ 3 + ... = ∑ Piτ i (2.1)
i =1
T Eng n u nhân v i s ngày trong tháng ho c trong năm ta s
tính ư c nhu c u i n năng trong các tháng ho c c năm.

2- Tính năng lư ng i n m t tr i c n thi t Ec p
Năng lư ng i n hàng ngày dàn pin m t tr i c n ph i c p cho
h , Ec p ư c xác nh theo công th c:
E ng
Ec = (2.2)
η
n
Trong ó: η = η 1.η 2 .η 3 ...η n = Π η i
i =1
V i
η1 = Hi u su t thành ph n th nh t, ví d : b bi n i i n
η2 = Hi u su t thành ph n th hai, ví d : b i u khi n
η3 = Hi u su t n p / phóng i n c a b Acquy…


3- Tính công su t dàn pin m t tr i Wp
- Công su t dàn pin m t tr i thư ng ư c tính ra công su t nh
hay c c i (Peak Watt, kí hi u là Wp) t c là công su t mà dàn
pin phát ra i u ki n chu n:
E0 = 1000 W/m 2 và nhi t chu n T0 =25oC
- N u g i EβΣ là t ng cư ng b c x trên m t ph ng nghiêng
m t góc β so v i m t ph ng ngang ta có công su t dàn pin m t
tr i là
E câp . 1000Wh / m 2
E (WP ) = , [W P ] (2.3)
E βΣ


Trong ó EβΣ ư c tính như sau:
 1 + Cos β   1 Cos β 
E βΣ = E b B b + E   + EΣRg   (2.4)
 2   2 


EΣ : Là t ng x trên m t n m ngang
T ng x : là t ng c a tr c x và tán x trên m t b m t (ph
bi n nh t là t ng x trên m t n m ngang, thư ng g i là b c x
c u trên b m t).
Tr c xa: là b c x m t tr i nh n ư c khi không khí b u khí
quy n phát tán.
Tán x : là b c x m t tr i nh n ư c sau khi hư ng c a nó ã
b thay i do s phát tán c a b u khí quy n.
(1+cosβ)/2 = Fcs là h s góc c a b m t so v i m t tr i
cosβ)/2 = Fcs là h s góc c a b m t iv im t t
Rg là h s b c x môi trư ng xung quanh


Bb: là t s b c x c a b m t nghiêng
góc β so v i b m t ngang
En E .Cosθ Cosθ
Bb = = n = (2.5)
E b ng E n .Cos θ z Cosθ
Eng : Cư ng b c x m t tr i t i theo
phương b t kỳ
Ebng : B c x m t tr i theo phương vuông
góc v i n m ngang
Ebngh : B c x m t tr i theo phương
vuông góc v i m t ph ng nghiêng


Cosθ và Cosθz ư c xác nh như hình v .
- Góc t i θ: Góc gi a tia
b c x truy n t i b m t và
pháp tuy n b m t ó
- Góc thiên nh θz : Góc
gi a phương th ng ng
(thiên nh) và tia b c x
t i. Trong trư ng h p b
m t n m ngang thì góc
thiên nh là góc t i.


Cư ng b c x t i m t t là hàm c a th i gian τ, tính t lúc
m t tr i m c τ =0 n khi m t tr i l n τ = τn /2. v i τn = 24h =
24.3600s như sau:
E(τ ) = E n sinϕ (τ ) (2.6)
V i: φ(τ) = ω. τ : là góc nghiêng tia n ng so v i m t t
ω: là t c xoay c a trái t

2π 2π
ω= = = 7,72 .10 5 rad / s
τ n 24 .3600
En[w/m2] là cư ng c c i trong ngày, l y trung bình c
năm theo s li u o lư ng th c t t i vĩ c n xét


h th ng làm vi c bình thư ng ta ph i tăng dung lư ng t m
pin lên.
G i dung lư ng c a dàn pin có k n hi u ng nhi t là E
(Wp , T) thì
E (Wp)
E (Wp,T ) = (Wp) (2.7)
ηM (T )
EM (T) là hi u su t c a modun nhi t T


4- Tính s modun m c song song và n i ti p
Ch n lo i modun thích h p có các c trưng cơ b n như sau:
- i n th làm vi c t i ưu: Vlv
- Dòng i n làm vi c t i ưu: Ilv
- Công su t nh P nh
S modun c n ph i dùng cho h th ng
E(Wp,T )
N= v i N = Nnt.Nss (2.8)
P inh
V
Nnt : là s modun m c n i ti p trong dãy N nt = (2.9)
Vlv
I
Nss : là s modun m c song song trong dãy N ss = (2.10)
I lv

5- Dung lư ng c a b acquy tính theo ampe-gi (Ah)
Dung lư ng c a b acquy tính ra Ah:
E out .D
C= (2.11)
V .ηb .DOS
V i
V : hi u i n th làm vi c c a h th ng ngu n
D :s ngày c n d tr năng lư ng (s ngày không có n ng)
ηb : hi u su t n p phóng i n c a acquy
DOS : sâu phóng i n thích h p ( 0,6 – 0,7)


5- Dung lư ng c a b acquy tính theo ampe-gi (Ah)
S bình m c n i ti p trong b
V
nnt = (2.12)
v
V i v là hi u i n th c a m i bình acquy
S dãy bình m c song song:
C
n ss = (2.13)
Cb
Trong ó m i bình có dung lư ng Cb tính ra Ah
T ng s bình acquy ư c tính:
V C (2.14)
n = ×
v Cb

b. Các b i u ph i năng lư ng
- B i u khi n n p – phóng i n : ki m soát t ng các quá
trình n p và phóng i n c a acquy.
Các thông s k thu t
+ Ngư ng i n th c t trên Vmax : V max = (14 ÷ 14,5)V
+ Ngư ng i n th c t dư i Vmin : V min = (10,5 ÷ 11)
+ i n th tr ∆V: ∆V = V max – V hay V min – V (∆V = (1 ÷ 2)
V i V là giá tr i n th óng m ch tr l i c a b i u khi n
+ Công su t c a b i u khi n: 1,3PL ≤ P ≤ 2PL
V i PL là t ng su t các t i có trong h ngu n, PL =ΣPi
+ Hi u su t c a b i u khi n ít nh t ph i t giá tr l n hơn
85%


b. Các b i u ph i năng lư ng
- B bi n i i n DC-AC: Các thông s k thu t chính:
+ Th vào Vin m t chi u
+ Th ra Vout xoay chi u
+ T n s và d ng dao ng i n
+ Công su t yêu c u ư c xác nh như i v i b i u khi n
nhưng ây ch tính t i c a riêng b bi n i.
+ Hi u su t bi n i η ph i t yêu c u.
+ η ≥ 85% /v i trư ng h p sóng i n xoay chi u có d ng
vuông góc hay bi n i u.
+ η ≥ 75% /v i b bi n i có sóng i n ra hình sin.
- H p n i và dây n i i n


2.1.3. ng d ng pin m t tr i

L p pin m t tr i nhà

H th ng i n m t tr i
Los Angeles
Xe dùng pin m t tr i

LCD dùng pin
m t tr i

Máy bay NLMT


2.2. Năng lư ng m t tr i s d ng dư i d ng nhi t năng


2.2.1. Nhà máy nhi t i n m t tr i
a. Nhà máy i n m t tr i s d ng b h p th năng lư ng m t tr i
Nhà máy nhi t i n m t tr i s d ng b thu parabol tr


a. Nhà máy i n m t tr i s d ng b h p th năng lư ng m t tr i
Nhà máy nhi t i n m t tr i s d ng h th ng gương ph n x


b. H th ng i n m t tr i s
d ng ng cơ nhi t

c.H th ng năng lư ng m t tr i
ki u tháp (solar power to wer)


2.2.2. Thi t b chưng c t nư c b ng năng lư ng m t tr i
Tính toán thi t b chưng c t nư c

Quá trình i lu trong thi t b chng c t

- Dòng nhi t truy n qua m t ơn v di n tích gi a 2 b m t ư c
xác nh theo công th c sau:
q = k (T − T1 ) (2.15)
V i k là h s truy n nhi t ( W/m2K)
- Dòng nhi t trao i gi a các b m t b i nh ng dòng ch y
(
Qq = mc T − T1 )
(2.16)
m = k /c (2.17)
V i:
c là nhi t dung riêng c a không khí
m là lưu lư ng dòng ch y i lưu

N u xét quá trình i lưu b i s chuy n ng ng th i c a 2
dòng không khí, m i m t dòng có lưu lư ng (m) trên m t ơn v
di n tích thì:
+ Lư ng nư c v n chuy n ra ngoài s là (m.w)
+ Lư ng nư c vào trong là mw1 .
Lư ng nư c i ra m(w-w1 )
ây cũng chính là lư ng nư c ư c s n xu t ra b i thi t b l c
nư c trong m t ơn v di n tích b m t (M).


Tương t qúa trình trao i nhi t gi 2 t m ph ng, phương trình
cân b ng năng lư ng trong thi t b chưng c t có d ng:

P = k (T − T1 ) + εσ (T 4 − T14 ) + mr (w − w 1 ) (2.18)

P là năng lư ng b c x b c x m t tr i n (W/m2)
ε là en c a t h p b m t h p th và nư c.
r là nhi t hóa hơi c a nư c (Wh/kg)
V i r = 660 Wh/kg, ε = 1 và chênh l ch nhi t trung bình c a
thi t b kho ng 40K lư ng nư c s n xu t ư c c a thi t b
ư c xác nh:
M = P − 160 / 660( kg / m 2 h )
( ) (2.19)

Thi t k thi t b chưng c t nư c


2.2.3. H th ng c p nư c nóng dùng năng lư ng m t tr i
a. H th ng c p nư c nóng nhi t th p (dư i 70oC)


Quy trình thi t k h th ng c p nư c nóng nhi t th p
Bư c 1: L a ch n sơ kh i
Bư c 2: L a ch n Collector
Bư c 3: L a ch n b m t h p th
Bư c 4: L a ch n bình ch a
L p t h th ng cung c p nư c nóng dùng năng lư ng m t
tr i
L p t v trí collector
V trí l p t bình ch a so v i Collector.
ng n i gi a collector và bình ch a.
Sơn ph b m t h p th tăng h p th

b. H th ng c p nư c nóng nhi t cao


2.2.4. Thi t b l nh s d ng năng lư ng m t tr i


2.2.5. ng cơ Stirling dùng năng lư ng m t tr i


III. NĂNG LƯ NG GIÓ


1. Khái ni m: Năng lư ng gió là ng năng c a không khi di
chuy n trong b u khi quy n c a trái t. Gió ư c sinh ra là do
nguyên nhân m t tr i t nóng khi quy n, trái t xoay quanh m t
tr i. Vì v y năng lư ng gió là hình th c gián ti p c a năng lư ng
m t tr i.
1.1. S hình thành năng lư ng gió
B c x M t Tr i chi u xu ng b m t
Trái t không ng u làm cho b u
khí quy n, nư c và không khí nóng
không u nhau. khác nhau v
nhi t và áp su t t o thành gió
1.2. S lưu thông gió trên trái t


2. Các i lư ng liên quan n năng lư ng gió
2.1. Công su t gió
Công su t gió ư c xác nh theo công th c

E π 2 3
P= = ρr .v (3.1)
t 2
E: Là năng lư ng t o ra t gió, ư c tính
d a vào kh i lư ng không khí chuy n ng
v i v n t c (v) qua m t ph ng hình tròn bán
kính (r) vuông góc v i chi u gió trong th i
gian (t).
1 π
E= m.v 2 = ρr 2 t.v 3 (3.2)
2 2


m: kh i lư ng không khí qua m t c t ngang hình tròn di n tích
(A), bán kính r .

m = ρV = ρ.Avt = πr 2 vt (3.3)

ρ : là t tr ng c a không khí.
V: là th tích kh i lư ng không khí.
v : Vân t c gió (m/s).
A: Di n tích ư ng tròn bán kính R (m2).
ρ: M t không khí ( kg.m-3).


tr ng thái o n nhi t c a khí quy n, profin v n t c gió theo
chi u cao ti m c n t t quan h d ng:

h 1/ 5
V = V1 ( ) (3.4)
h1
lg(h / h0 )
hay V = V1 (3.5)
lg( h1 / h0 )
V i: V : V n t c gió c n tìm trên cao h.
V1 : V n t c gió o ư c g n m t t trên cao h1.
h0 : Chi u cao ó v n t c gió b ng không.


2.2. i n năng cung c p t gió:
A = K .V 3 .At .T (3.6)

V i:
A : i n năng cung c p t gió (KWh)
V : T c ô gió (m/s)
K = 3,2 : Hê sô cơ b n c a tuabin
At = п.r2 : Di n tích quyét c a cánh tuabin (m3)


3. V n t c gió và áp su t gió
o t c và áp su t c a gió ta dùng thi t b o gió
(anemometer)
3.1. Máy o t c gió
- Máy o gió hình chén
- Máy o d ng c i xay gió
3.2. o áp su t gió
- ng Pitot


Căn c vào t c gió ngư i ta chia các c p, trên th gi i hi n
nay s d ng b ng c p gió Beaufor v i các c p ( )
- Gió thư ng xuyên thay i t c , vì v y ánh giá ư c ti m
năng t ng vùng ngư i ta s d ng các thông s g m v n t c gió
trung bình Vtb, t c gió c c i Vmax và t n su t t c gió.
- V n t c gió trung bình theo th i gian (m/s)

V =
∑V i
(3.7)
n
V i: Vi : V n t c gió t c th i o ư c t i m i th i i m.
n : S l n o trong th i gian o


- V n t c gió trung bình trong năm (m/s):

V tbn =
∑Vngày (3.8)
365
- Năng lư ng E (Jun/s): Là năng lư ng c a dòng khí có ti t di n
ngang v i di n tích F ư c xác nh theo bi u th c:
mV 2 ρV 3 F
E= = (3.9)
2 2
V i : m (kg/s): Kh i lư ng không khí ch y qua ti t di n F trong
th i gian 1 giây v i v n t c V ư c tính theo công th c
m = ρFV (3.10)
ρ : Kh i lư ng riêng c a không khí trong i u ki n thư ng
(T = 15OC, P = 760 mmHg) là ρ = 1,23 KG/m3 .

4. Tuabin gió
Tuabin gió là máy dùng bi n i ng năng c a gió thành
năng lư ng

C u t o:
Chú thích:


4. Tuabin gió

- Tuabin gió tr c ng
- Tuabin gió tr c ngang


5. Nh ng y u t c n quan tâm khi s d ng năng lư ng gió
1- Tính toán chi phí cho năng lư ng gió
Chi phí trên m i ơn v i n năng phát ra (g) b i m t trang tr i
gió có th ư c ư c tính b ng cách s d ng công th c sau:
G = CR / E + M (3.11)
C: Là v n u tư ban u c a trang tr i gió
R: Là ch tiêu thu h i v n hay m c chi phí kh u hao hàng năm
x
R= (3.12)
V i 1 − (1 + x ) −n
x: là nh m c nhu c u hàng năm c a s ph c h i m ng lư i
n: là s năm mà qua ó v n u tư vào trang tr i gió có th
thu l i ư c

1- Tính toán chi phí cho năng lư ng gió
E (KWh): Là năng lư ng u ra hàng năm c a trang tr i gió

E = ( hPr F )T (3.13)
V i
h: là s gi trong năm (8760 gi )
Pr : là công su t nh m c c a m i tuabin gió (Kw)
F: là ch tiêu năng su t th c hàng năm t i a i m l p t
T: là s tuabin gió
M là chi phí v n hành và b o trì hàng năm c a trang tr i gió
M = KC / E (3.14)
V i K: Là m t h s bi u di n cho các chi phí v n hành hàng
năm, nó là m t ph n c a t ng v n u tư ban u

2- i u ki n gió
Tiêu chu n quan tr ng nh t bi u th i u ki n gió chính là v n t c
gió trung bình
V n t c gió trung bình này s ư c tính theo công th c

1 l
v = ∑v n (3.15)
l n=1
V i
v: V n t c gió trung bình (m/s)
l : S l n o v n t c gió trong 1 năm
n : Ch s c a m i l n o


3- Kho ng cách t i các công trình dân cư
- Tác ng t i t m nhìn
- nh hư ng v ti ng n
- Hi u ng “Bóng râm chuy n ng”
4- nh p nhô và s d ch chuy n
- nh p nhô c a b m t t càng l n thì gió càng b c n l i
m nh
- có th mô ph ng ư c v n t c gió trung bình thì nh p
nhơ b m t t ư c chia thành các c p (xem b ng 1 )
5- S chuy n ng không u c a không khí
6- Ch khu t gió


6. Năng lư ng gió ngoài khơi
6.1. Phương pháp dùng tuabin ngang óng c c xu ng áy bi n
Phương pháp trên ch áp d ng v i
vùng bi n có s u dư i 30 mét
Như c i m
● Giá turbine ngang cao
● Giá xây n n móng cao
● Giá l p ráp cao
● Giá b o trì cao

tính toán giá chi phí năng lư ng ta d a vào công th c sau
COE (cost of energy) = Installed cost/ Annual energy produced
= Giá thi t k / Năng lư ng s n xu t hàng
năm

6. Năng lư ng gió ngoài khơi
6.2. Phương pháp dùng tuabin tr c d c
Ưu i m:
● Giá thành h
● Tr ng tâm th p nên dàn n i giá
thành h
● Giá l p ráp th p vì không c n thi
công ngoài khơi
● Chi phí b o trì th p hơn.


7. ng cơ gió
7.1. ng cơ gió công su t 150W
Là m u hoàn thi n và ang ư c ng
d ng nhi u nh t cho m t h gia ình
vùng có v n t c gió trung bình Vtb 4
m/s.
- Ch t lư ng lo i máy này còn chưa n
nh do ch t o ơn chi c ho c lo t
nh , nhi u công o n th công.
- Giá thành 4 n 4,5 tri u ng Vi t
Nam.
- V n hành h th ng ơn gi n.
- Tu i th kho ng 10 năm.

7. ng cơ gió
7.2. ng cơ gió công su t l n hơn 500 W
- Ch ư c ch t o th s lư ng không
áng k .
- Ch t lư ng ch t o chưa cao
- Không có phương ti n th khí ng
xác nh c tính c a ng cơ gió.
- H th ng i n c a thi t b nói chung
chưa hoàn thi n.


7. ng cơ gió
7.3. ng cơ gió nh p ngo i
- Công su t t 200 n 500W (Úc, M ,
Trung Qu c..) tr n b (tr c t), ch t
lư ng t t, s lư ng chưa áng k .
- West Wind 1,8kW ang ho t t t t i
Kon Tum.
- ng cơ gió 30kW (Nh t b n) t i H i
H u (Nam nh)
- ng cơ gió 800kW (Tây Ban Nha) t i
Bách Long Vĩ ang v n hành.


8. M t s mô hình phát i n s d ng năng lư ng gió
8.1. Mô hình h th ng phát i n gió gia ình
Các thông s chính:
- K t h p MF gió công su t
150 - 300W cùng v i dàn
năng lư ng m t tr i.
- Tuabin gió 3 cánh làm
b ng g ho c composite
- C t tháp 3, 4 chân, c t ơn
có dây néo.
- MF không c n h p s .
- i n áp ra DC.


8.2. Mô hình h th ng phát i n gió c m dân cư
Các thông s :
- K t h p MF gió
công su t m t vài kW
v i dàn năng lư ng
m t tr i ho c MF i n
diezel.
- i n phát ra ưa lên
lư i 220V.


8.3. H th ng i n gió n i lư i AIRDOLPHIN


8.3. HT GIÓ N I LƯ I AIRDOLPHIN
8.3.1.Các c i m c a HT phát i n gió Airdolphin
B ng 2: Các thông k thu t c a máy phát i n gió Airdolphin
Lo i tua bin gió Tr c n m T c gió óng 2.5m/s
ngang m ch
ư ng kính rotor 1800mm T c gió ng t 50m/s
m ch
Kh i lư ng 17.5kg T c gió ng t hoàn 65m/s
toàn h th ng
S cánh 3 Công su t danh nh 1kW
(12.5m/s)
V t li u làm cánh S i các bon T c Rotor danh 1250
th y tinh nh vòng/phút
Kh i lư ng 1 cánh 380g Công su t c i 3.2kw (20m/s)

i u khi n quay 360o T c Rotor c c i 1600
vòng/phút

8.3.1. Các c i m c a HT phát i n gió Airdolphin
a. H th ng i u khi n ( ư c l p
vào trong v máy phát) g m có các
thành ph n:
1- i u khi n ch phát i n,
2- i u khi n ch làm vi c gi m
t c “stall mode”
3- Thi t b an toàn
4- i u khi n n p c qui Máy phát i n gió Airdolphin
5- H ghi và truy n s li u


ư ng c trưng công su t phát i n ng v i 2 ch làm vi c


B ng 3: Các ch làm vi c c a máy phát Airdolphin
Ch bình thư ng (Normal mode) Ch gi m t c (Stall mode)

c T c Công T c c T c Công T c
trưng gió su t rôto trưng gió su t rôto
phát (m/s) (W) (v/phút) phát (m/s) (W) (v/phút)
i n 3,5 27 450 i n 10 380 350
6,5 120 600 20 320 350
10 620 800 30 600 350
12,5 1000 1200 40 400 250
15 1780 1300 50 0 0
17,5 2520 1500 65 0 0
20 3200 1600


b. B bi n i i n (Inverter) Windy
Boy:
- Chuy n i i n t máy phát i n gió
hay t b c qui có V1= 23-26 VDC
thành V2 = 230VAC, 50 Hz t i lên
lư i i n nh m t thi t b ng b l p
ngay trong máy.
- N n i n lư i 220-230 VAC, 50Hz B bi n i i n Wind Boy,
thành i n 24-26VDC n p i n cho B c qui và T i n
b c qui.
- Hi u su t bi n i c a máy t 95%. B c qui g m 2 ăc qui
g m 2 bình c qui khô 12V- 95Ah do hãng Hoppecke, CHLB
c s n xu t.

c. H o t ng t c gió,
hư ng gió, nhi t , m,...,
công su t phát model Vantage
Pro2 c a hãng DAVIS, USA.

H có th truy n d li u o b ng
dây cáo i n ho c không dây.
Ngoài ra còn có b chuy n i tín
hi u n i máy tính USB 485.


Sơ l p t h th ng ư c cho trong hình


8.3.2. Tính toán hi u su t MF i n gió ph thu c t c gió
Theo lý thuy t năng lư ng gió, công su t tính b ng kW c a m t
máy phát i n gió ư c xác nh theo công th c (1) sau :
V 3 D 2ξ
P= (kW) (3.16)
2080
Trong ó
V : v n t c gió (m/s),
D : ư ng kính tuabin gió (m),
ξ : là hi u su t bi n i năng lư ng gió/ i n năng c a MF.
Tính ξ theo P, V


B ng 4: Hi u su t MF i n gió Airdolphin-1000 và hi u su t h
th ng
V n t c gió (m/s) Công su t phát (W) Hi u su t máy phát (%) Hi u su t h th ng (%)

3 15 35 19,9
4 40 40 22,8
5,3 100 43 24,5
6 170 50 28,5
7 250 46 26,2
8 350 45 25,6
9 500 44 25,1
10 620 38 21,7
12,5 1000 32,8 18,7
17,5 2520 30,1 17,1
Trung bình η tb = 40,4 23,0


- Hi u su t c c i c a máy phát i n Airdolphin-1000 v nt c
gió kho ng 6 m/s (η = 50%).
- N u g i η là hi u su t c a c h th ng thì có th bi u di n nó
qua các hao phí thành ph n b i bi u th c dư i ây:

η = ξ.ηin ηd ηk (3.17)

Trong ó:
ξ : là h s s d ng năng lư ng gió c a máy phát i n gió
ηin : là hi u su t c a b bi n i i n
η : là s suy gi m trên ư ng dây và các thi t b truy n t i
ηk : là m t s suy gi m cho các y u t .


Quy trình tính toán thi t k
1-Quá trình o c và theo dõi các thông s gió – i n
Sơ h th ng o v n t c và hư ng gió ư c cho trên hình

Dây tín hi u
B chuy n
B tua bin
i USB
phát i n
485

B o th i B nh n tín Máy tính cá
ti t (gió, hi u Vantage nhân (thu
nhi t …) Phát tín hi u Pro2 nh n tín hi u)
Wireless


Tính toán hi u su t c a h th ng i n gió n i l i
- Hi u su t máy phát ph thu c vào v n t c gió ư c cho trong
b ng 3. ( )
- Hi u su t c a c h th ng:
+ V n t c gió trung bình trong các ngày o

1 1
V = ∑V i (3.18)
n 1
+ Công su t i n ư c h phát ra trung bình trong các ngày

1 n
P = ∑ Pi (3.19)
n 1

2- c tính i n năng h phát i n n i l i Airdolphin-1000
cao 13 m
N um t năng lư ng gió là W (kWh/m2), thì i n năng E do
h th ng Airdolphin-1000 phát ra ư c ư c tính như sau:
 W .πD 2 
E =
 4.η ht  (3.20)
 
3- c tính năng l ng gió và i n năng cao 50m
Năng lư ng thu ư c n u t tua bin gió cao 50m b ng
công th c 1
3
 
 50  5
E = E 1    = 2,244E 1 (3.21)
 13  
 

IV. NĂNG LƯ NG TH Y I N


1. Khái ni m: NLT là ngu n i n l y ư c t năng lư ng nư c
và có thê ph c h i ư c.
2. Phân lo i
2.1. Th y i n nh và c c nh :
Th y i n nh : P ≤10 MW.
Th y i n c c nh P ≤ 5 KW.


Quy trình th c hi n d án th y i n nh
Bư c 1: Kh o sát v trí a lý t i nơi th c hi n d án
Bư c 2: Ch n tuabin
Bư c 3: Ch n máy phát
(Mômen xo n là y u t ch y u xác nh kích thư c c a MF)
u vào c a mômen xo n cơ h c có th tính toán d a vào công
th c
9950 .P (4.1)
M=
n
V i
M: Mômen xo n (Nm)
P: Công su t (KW)
n: V n t c quay (rpm)


Ngoài ra, ch n máy phát còn ph thu c vào các tham s khác
như t n s , i n áp và h s công su t ư c xác nh b i lư i
truy n t i.
nh hư ng c a t n s
T n s c a lư i i n và v n t c tuabin qui nh s ôi c c c a
máy phát theo công th c
60.f
p= (4.2)
n
V i
p :s ôi c c
f : t n s (Hz)
n : v n t c quay (rpm)

nh hư ng c a i n áp
- các lư i i n có t n s 50 - 60 Hz, có th áp d ng các c p
i n áp i n hình dư i ây:
+ H áp: 400 n 900 V
+ Trung áp: 3,0 n 4,16 kV; 6,0 n 7,2 kV; ho c 10 n
15,8 kV.
(Khi ch n c p i n áp, ph i xem xét công su t c a máy phát và
xem li u nhà máy s s d ng máy bi n áp hay ư c n i tr c
ti p vào lư i i n hi n có.)
- Các c p i n áp cao hơn 30 kV là không th do kích thư c
h n ch c a máy phát trong các ng d ng th y i n nh .


nh hư ng c a vi c ch n h s công su t
S0 = .U0.I0 (4.3)
S0 = P0 / Cos φ (4.4)
P0 = Ptuabin . ηmáy phát (4.5)
- Công ty s n xu t i n cung c p công su t tác d ng P. Trong
i u ki n t i ưu thì b ng công su t danh nh Pn.
- N u Cos φ ư c quy nh th p hơn S0 và giá thành MF ↑ và
P0 ↓ vì ηmáy phát gi m M c u tư và t n th t ↑ và l i nhu n
tương ng ↓.

V cơ b n ta ch n ư c MF.

nh hư ng c a vi c ch n h s công su t
l a ch n t i ưu, ta xem xét n các thông s cơ h c b sung
dư i ây:
- Thi t k n i tr c và tương ng là các g i và k t c u khung.
- Vư t t c (h th ng ph i v n hành an toàn m i v n t c n
b ng v n t c vư t t c max) và tương ng là k t c u g i và
rôto.
- Thi t k t máy và tương ng là k t c u máy và quy trình l p
ráp.
- Quán tính c n thi t h n ch vư t t c trong trư ng h p sa
th i ph t i.

2.2. Th y i n tích năng (T TN)
2.2.1. Khái ni m
Nhà máy T TN là nhà máy th y i n ki u bơm tích lũy.


2.2. Th y i n tích năng
2.2.2. Ho t ng c a nhà máy T TN
- Nhà máy T TN s d ng i n năng c a các nhà máy i n phát
non t i trong h HT vào nh ng gi th p i m ph t i êm ho c
m t s gi ph n lưng c a th ph t i c a HT bơm nư c
t b nư c th p lên b cao.
- Vào nh ng giai o n nh ph t i c a HT , nhà máy T TN s
s n xu t i n năng nh d n nư c t b cao xu ng theo các
ư ng ng d n n các t máy thu l c ư c ưa vào v n hành
ch tuabin. i n năng s n xu t ra ư c ưa vào h th ng
i n, còn nư c ư c tích lu trong b cung c p.
- Năng lư ng ư c tích lu c a nhà máy T TN ph thu c vào
dung tích b cao và c t nư c công tác.

2.2.3. Mô hình c a nhà máy T TN
Nhà máy T TN g m:
- B ch a trên cao (1) (tích tr ): b
t nhiên (h nư c) ho c nhân t o
(b bê tông c t thép)
- B ch a th p (2) (cung c p)
thư ng là h ch a ư c t o b i
m t p.
1 – B ch a trên cao
- H th ng các ng nư c nghiêng
2 – B ch a th p
- S d ng các lo i tuabin, máy phát 3 – H th ng các ng nư c nghiêng
thông thư ng ho c lo i tuabin 4 – Tuabin (Máy phát)

thu n ngh ch.


2.2.4. Ưu i m c a nhà máy T TN
a. V môi trư ng
- Các h ch a có di n tích nh (dư i 1km2), gi m thi u tác ng
n môi trư ng t nhiên và sinh thái trong xây d ng nhà máy.
- Ngoài hai h ch a, t t c công trình khác u n m trong lòng
t nên ít có tác ng n c nh quan xung quanh.
b. V kinh t
- u tư xây d ng ban u mà không t n chi phí cho nhiên li u
như các ngu n năng lư ng khác.
c. V hi u su t h th ng i n
- i u ch nh t n s và i n áp c a h th ng i n r t hi u qu .
- T TN là phương án d tr năng lư ng an toàn và ti t ki m
nh t.

3. ng d ng: Các nhà máy th y i n nh trên th gi i
Nhà máy th y i n nh Candonga
(Braxin) công su t 3 x 47 MW

Nhà máy th y i n nh
Schuett (Áo)
Porto Estrela (Braxin)

Nhà máy th y i n
nh Bungari

Forshuvud (Th y i n)


V. NĂNG LƯ NG TH Y TRI U và SÓNG
1. Th y tri u: Là hi n tư ng nư c dâng lên hay h xu ng dư i
tác ng c a m t trăng, m t tr i, hay các hành tinh khác.
1.1. Các c trưng cơ b n c a th y tri u
1.1.1. M c nư c tri u
Quá trình m c nư c tri u: là th
c a quá trình thay i m c nư c
tri u theo th i gian t, ư c ký hi u
là Z(t).
1.1.2. Phân lo i th y tri u theo chu kỳ
- Bán nh t tri u u
- Nh t tri u u
- Bán nh t tri u không u
- Nh t tri u không u


1.1. Các c trưng cơ b n c a th y tri u
1.1.3. Các y u t nh hư ng th y tri u
- a hình lòng sông cao d n khi b thu h p l i
- Lưu lư ng dòng ch y trong sông
- Quá trình truy n tri u vào sông:
1.1.4. Dòng tri u
- Dòng tri u là dòng chuy n d ch ngang có tính ch t tu n hoàn
c a các phân t nư c mà t c và hư ng bi n thiên trong
ngày quan h v i chu kì và biên thu tri u.
- Dòng tri u thu n ngh ch: Dòng tri u có hư ng ngư c nhau
nh ng eo bi n h p


1.1.4. Dòng tri u
Các c trưng c a dòng tri u
- Lưu lư ng tri u: là lưu lư ng nư c i qua m t m t c t sông
trong kho ng th i gian 1s.
Kí hi u: Q.
ơn v : m3/s
Q = Q+ + Q− (5.1)
V i: Q+ là thành ph n lưu lư ng có giá tr dương
Q- là thành ph n lưu lư ng có giá tr âm
N u Q 0: dòng tri u lên
N u Q 0: dòng tri u xu ng
N u Q = 0: i m ngưng tri u


1.1.4. Dòng tri u
Các c trưng c a dòng tri u
-T c dòng tri u: ư c c trưng b i phân b t c t im t
m t c t ngang và giá tr bình quân c a nó t i m t c t ó
V =Q/A (5.2)
V i A là di n tích m t c t ngang sông.
+ V+ : khi ch y xuôi dòng
+ V- : khi ch y ngư c dòng
- Quá trình dòng tri u: là s thay i lưu lư ng ho c t c
dòng tri u theo th i gian Q(t) ho c V(t).
- T ng lư ng tri u: là lư ng nư c ch y qua m t c t nào ó t i
o n sông nh hư ng tri u trong m t kho ng th i gian nh t
nh. K/h: W


1.2. Phương pháp s n xu t i n th y tri u
i n th y tri u: Là lư ng i n
thu ư c t năng lư ng ch a
trong kh i nư c chuy n ng
do th y tri u. Có 3 phương pháp:
S d ng p ch n th y tri u.
S d ng hàng rào th y tri u.
S d ng Tuabin i n th y tri u.


1.3. Ưu như c i m
1.3.1. Ưu i m
- Ngu n năng lư ng lý tư ng trong tương lai.
- Làm gi m s ph thu c vào nhiên li u d u m .
- m b o an ninh th gi i.
1.3.2. Như c i m
- Chi phí u tư cao
- Chi phí b o trì cao
- C n tr giao thông ư ng th y và i s ng hoang dã.


1.4. H th ng i n th y tri u
- H th ng Limpet.

- H th ng i n th y tri u TidEl

- H th ng TidalStream


2. Năng lư ng sóng:
2.1. Khái ni m: Năng lư ng sóng là m t d ng năng lư ng gián
ti p t năng lư ng m t tr i.
2.2. Phương pháp s n xu t i n t sóng: ê thu i n t sóng
ngư i ta dùng phương pháp dao ng c t nư c. Ngoài ra còn
dùng m t sô cách khác như: Máy cu n sóng, máy phát i n
cánh ng m, thi t b Ananconda (Anh).


2. Năng lư ng sóng:
2.2. Phương pháp s n xu t i n t sóng:
Phương pháp Cockerell Raft
- B bi n i DEXA ư c phát minh
năm 1980 b i Christopher Cockerell
- Ban u, Cockerell Raft bao g m 2
cái phao n i ư c l p b n l v i nhau
và ư c làm ư t v i m t h th ng Cockerell Raft
truy n năng lư ng th y l c.
-Trong DEXA, Cockerell Raft bao g m
2 cái phao và m t h th ng th y l c t
công ngh ban u.

DEXA conveter

Nguyên t c cơ b n c a DEXA
- Cockerell Raft d a trên nguyên lý: có
m t cái phao ph ng, di chuy n ra kh i v
trí cân b ng c a nó. Nó s l y l i cân
b ng v i m t l c c a 44% trong kh i Cockerell Raft
lư ng t ng c a nó.
- B ng cách b trí l c n i và kh i lư ng t i
i m cu i bên ngoài c a phao, l c n i có th
ư c t i ưu hóa ch ng l i tiêu hao v t li u.
Vì v y, l c gi thăng b ng bây gi là 50%
thay vì 44% và tiêu hao v t li u cũng ư c
Phao c
gi m b t khi so sánh v i phao c.

- M i phao DEXA g m 2 phao d ng ng ư c n i v i thanh
gi ng ch c ch n s phân ph i năng lư ng ư c t i ưu.

- Phao DEXA xu t hi n v i 4 cái phao nhưng ch có các phao
ng ư c n i ôi vì v y, nó ch có 2 phao.

S truy n l c trong DEXA Converter su t ¼ chu kì sóng.


- L c ư c sinh ra có th nén và y xylanh th y l c, cho phép
truy n năng lư ng kép
- N u l c ư c tách ra n chu vi ngoài
c a phao nghiêng l c s là 44% (hay
50%) kh i lư ng t ng hay l c n i c a
phao quãng ư ng S tương i l n
và l c F y u trong nh ng gi i c a h
th ng th y l c.
i u này s làm gi m chu vi truy n năng lư ng (như hình v ).
Quãng ư ng ư c gi m xu ng nhưng l c ư c tăng lên.
Khi năng lư ng là l c (N) x quãng ư ng (m) thì năng lư ng
không thay i.

- M i sóng v i chi u cao trên gi i h n l c nâng s b t u
chuy n ng c a lưu ch t trong h th ng và phát ra i n năng.
- Năng lư ng th t thoát : 0,44.M.Hd
V i Hd v i chi u cao sóng quá gi i h n áp su t c a h th ng
th y l c.
- Bây gi phao s di chuy n v i l c nào ó t ư c áp su t
th y l c yêu c u (thư ng là 160 – 200 bar)
-T l n quãng ư ng tính toán s lư ng lưu ch t b nén
s qua ng cơ và x y ra bao nhiêu l n/phút bi t ư c
lư ng (lít) lưu ch t ch y qua trong 1 phút.


T datasheet c a ng cơ, ta có th có th tr c ti p chuy n
thành kWh/phút ta có i n năng s n xu t trung bình cho s
lư ng sóng ư c cung c p.
S tiêu th lưu ch t t i 200 bar
(T datasheet c a ng cơ th y l c)
Công su t tr c: 1 kW 4 lít/phút

Năng lư ng: 1 kWh 240 lít/phút


Ví d : Chúng ta gi s m i phao n ng
2 t n và l c n i c a m i phao như
hình v . Chi u cao sóng ư c gi nh
là 20 cm (nơi mà làm lưu ch t ch y).
Chi u cao th c t là 60 cm v i chu kì
là 3 giây (s).
- M i sóng s sinh ra m t l c nâng cho
tr ng lư ng 1 t n c a phao là 9,8 kN.
- Do s d ng bán kính truy n năng lư ng c a 1:4
L c nâng nâng tr ng lư ng 4 t n là: 4 x 9,8 kN =39,2 kN


Ví d :
ư ng kính ngoài c a chuy n ng là: (60 cm – 20cm/2) = 50cm
Do dó, bán kính bên trong PTO là 12,5 cm.
Năng lư ng do sóng sinh ra: Q = F.S (Kj)
Công su t do sóng sinh ra:
P = Q/TP = 39.0,125/3 = 1,625 kW

V i F (kN), S (m), TP (s)
Vì công su t tr c là 1 kW nên ph i gi m công su t ra b ng cách
ưa s m t mát h th ng th y l c ra kh i h th ng.
Ta l y m c quy chi u là lít/phút


Ví d :
Ta s d ng 1 xylanh 50mm cung c p 180 bar áp su t làm vi c.
(ch n xylanh phù h p cho 200 bar áp su t làm vi c 39 kN)
Lưu lư ng lưu ch t trong 1 dao ng sóng (Kí hi u: FLW) ư c
tính:
FLW = r2.π.l = 1,252(cm).3,14.50(mm) = 0,25 lít/dao ng
TP = 3s s l n dao ng n: n = 20 dao ng/phút
Lưu lư ng lưu ch t ch y qua ng cơ trong 1 phút (FLM)
FLM = FLW.N = 0,25.20 = 5 lít /phút


Ví d :
T datasheet c a ng cơ th y l c: c ưa vào ng cơ m t
lư ng lưu ch t là 4 lít/phút thì s phát ra 1 kW.
Do ó v i lưu lư ng là 5 lít/phút thì
Công su t d ki n là: 5/4 = 1,25 kW
Công su t này trên tr c ng cơ th y l c là phù h p v i d ki n
m t mát c a h th ng th y l c là 25 – 30%.


VI. NĂNG LƯ NG A NHI T
1. Năng lư ng a nhi t: là m t d ng năng lư ng ư c tích tu
dư i d ng nhi t lư ng n m dư i l p v trái t.
2. ng d ng:
2.1.H th ng a nhi t t ng nông
Hê th ng a nhi t t ng nông g m:
Hê th ng ngu n nhi t (mũi khoan
nhi t…)
Máy bơm nhi t
Hê th ng s d ng nhi t


2.2. Nhà máy năng lư ng a nhi t.
Nhà máy năng lư ng a nhi t s Nhà máy năng lư ng a nhi t
d ng ngu n nư c nóng s d ng công nghê HDR


Nh ng nhà máy i n a nhi t trên th gi i

Nhà máy i n a nhi t
Krafla Iceland

Nhà máy i n a
nhi t t i Pháp


VII. NĂNG LƯ NG SINH KH I
1. Khái ni m năng lư ng sinh kh i (NLSK): Là năng lư ng thu
ư c t các phu ph m nông nghi p, ch t th i sinh h c.

Nh ng con ng bi n i sinh kh i


2. Vai trò c a năng lư ng sinh kh i
2.1. L i ích kinh t
- Phát tri n nông thôn là m t trong nh ng l i ích chính c a vi c
phát tri n NLSK, t o thêm công ăn vi c làm cho ngư i lao ng
(s n xu t, thu ho ch...)
- Thúc y s phát tri n công nghi p năng lư ng, công nghi p
s n xu t các thi t b chuy n hóa năng lư ng.v.v..
- Gi m s ph thu c vào d u, than, a d ng hóa ngu n cung
c p nhiên li u.
2.2. L i ích môi trư ng
- Năng lư ng sinh kh i có th tái sinh ư c.
- Năng lư ng sinh kh i có th t n d ng ch t th i làm nhiên li u.
Do ó nó v a làm gi m lư ng rác v a bi n ch t th i thành s n
ph m h u ích.


3. ng d ng năng lư ng sinh kh i
3.1. S n xu t i n t sinh kh i
- i n t rác th i
- i n sinh h c
- i n t nư c th i
3.2. Làm nhiên li u t sinh kh i
- S n xu t viên nhiên li u Mô hình s n xu t i n t
- Lên men s n xu t khí sinh sinh kh i
h c ( Ethanol, Methanol,
Biogas)


ng d ng năng lư ng sinh kh i trên th gi i
Nhà máy i n sinh kh i Simmering
(Áo) công su t 23 MW

Nhà máy i n sinh kh i Monopoli
(Italia) công su t 12MW


PH N 2: NĂNG LƯ NG TÁI T O T I VI T NAM


I. TI M NĂNG NLTT T I VI T NAM
1. Năng lư ng m t tr i (NLMT)
Vi t nam có ngu n NLMT khá d i dào
Vùng ông B c: th p nh t, m t
250 ÷ 400 cal/cm2.ngày; s gi n ng
1600 – 1900 gi /ngày.
Vùng Tây B c và B c Trung B :
trung bình so v i c nư c; m t 300 –
500 cal/cm 2 .ngày; 1800 -2100 gi /năm.

T à N ng tr vào: cao, phân b
tương i ng u trong c năm; 350
– 510 cal/cm2.ngày; 2000 – 2600
gi /năm.
So v i th gi i Vi t Nam có ngu n
NLMT lo i cao.

1. Năng lư ng m t tr i (NLMT)
S li u v b c x năng l ng m t tr i Vi t nam
Vùng Gi n ng B cx ng d ng
trong năm (Kcal/cm2 /năm)

ông b c 1500 ÷ 1700 100 ÷ 125 Th p
Tây B c 1750 ÷ 1900 125 ÷ 150 Trung
bình
B c Trung B 1700 ÷ 2000 140 ÷ 160 T t
Tây Nguyên và Nam 2000 ÷ 2600 150 ÷ 175 R tt t
Trung B
Nam B 2200 ÷ 2500 130 ÷ 150 R tt t
Trung bình c nư c 1700 ÷ 2500 100 ÷ 175 T t

2. Th y i n nh
T ng ti m năng T N ư c xác
nh kho ng 1800 – 2000 MW.
Trong ó:
Lo i công su t 0,1 – 10 MW có
500 tr m, t ng công su t tương
ương 1400 – 1800 MW chi m hơn
90% t ng i n năng T N.
Lo i CS 100 kW có kho ng
2500 tr m v i t ng CS tương
ương 100 – 200 MW chi m 7-
10% t ng T N.
Lo i CS 5 kW ã ư c khai
thác s d ng r ng rãi.

3. Năng lư ng gió (NLG)
Nh ng khu v c có ti m năng NLG l n:
D c b bi n, trên các o, các khu
v c có gió a hình. V n t c gió trung
bình năm kho ng V = 2 - 7,5 m/s (
cao 10 -12m)
D c b bi n và các o có V = 4,5 –
7,5 m/s, có m t NLG t 800 t i
4500 kWh/m2.
Khu v c có NLG t t nh t: B ch Long
Vĩ, Trư ng Sa, Ninh Thu n,…


4. Năng lư ng sinh kh i (Biomass)
T ng tr lư ng kho ng 70 – 80 t n/năm
G là 25 tri u t n, chi m 33%
Ph ph m công nông lâm nghi p
kho ng 54 tri u t n, chi m kho ng
67%,
Có 2 ngu n r t quan tr ng:
Tr u: 100 nhà máy xay, 6,5 tri u
t n/năm ~ 75 – 100 MW i n, hi n
ch s d ng cho 7 – 9% cho th
công, un n u
Bã mía: 43 nhà máy ư ng, 4,5 tri u
t n/năm ~ 200 – 250 MW i n, 80%
ã dùng phát i n

4. Năng lư ng sinh kh i (Biomass)

Tr l ng d u tơng ơng trong m t năm t các ph
ph m nông nghi p

5. Khí sinh h c (Biogas)
Ti m năng khí sinh h c
Ngu n nguyên li u Ti m năng D u tương ương T l
(tri u m3 ) (tri u TOE) (% )

Ph ph m cây tr ng 1788,973 0,894 36,7
Rơm r 1470,133 0,735 30,2
Ph ph m các cây tr ng 318,840 0,109 6,5
khác
Ch t th i c a gia súc 3055,678 1,528 63,3
Trâu 441,438 0,221 8,8
Bò 495,864 0,248 10,1
L n 2118,376 1,059 44,4
T NG 4844,652 2,422 100,0


5. Khí sinh h c (Biogas)
T ng ti m năng 10000 tri u t n
m3/năm.
Trong ó:
T ngư i: 623 tri u m3/năm,
chi m 6,3%
T gia súc: 3062 tri u m3/năm,
chi m 31%
Ph th i khác: 6269 tri u
m3/năm, chi m 63%
ang phát tri n m nh m nư c ta


6. Năng lư ng a nhi t
Có hơn 300 ngu n nư c nóng,
nhi t T = 30 – 150OC.
Tây B c: 78 ngu n, chi m 26%
Trung B 73 ngu n, chi m 20%
61% ngu n nhi t cao
Nam Trung B .
Ti m năng 200 – 400 MW
M i ư c nghiên c u khai thác
g n ây.



T l ph n trăm s ngu n n c nóng c a t ng vùng


7. Năng lư ng i dương
Th y tri u
Sóng bi n
Nhi t i dương
Chưa khai thác


TÓM T T
1. Năng lư ng m t tr i:
• B c xa m t tr i trung bình: 5 KWh/m2/ngày.
• Sô gi n ng trung bình: 2000 ÷ 2500 gi /ngày.
2. Năng lư ng gió:
• Trên các o 800 ÷ 1400 KWh/m2/năm.
• Khu v c duyên h i Trung Bô: 500 ÷ 1000KWh/m2/năm.
• Các cao nguyên và các vùng nh hơn 500KWh/m2.
3. Năng lư ng sinh kh i:
• Ti m năng : 43 ÷ 46 tri u TOE/năm.
• Ti m năng khi sinh h c: 10 ty m3/năm.
• Biogas: 0,4 tri u TOE/năm.


TÓM T T TI M NĂNG NLTT T I VI T NAM
4.Th y i n nh :
• Ti m năng l n hơn 4000 MW.
• Ti m năng th y i n nh và c c nh vùng núi phía B c, Mi n
Trung và Tây Nguyên: 2900 MW.
5. Năng lư ng a nhi t và các lo i khác (th y tri u, sóng
bi n).
• Năng lư ng a nhi t: 200 ÷ 340MW.
• Các lo i khác ang ư c ánh giá.

Ty lê % năng l ng tái t o
trong t ng phát i n Vi t
Nam (Bá o cáo 3/2008)


II. HI N TR NG PHÁT TRI N NLTT T I
VI T NAM
1. Năng lư ng m t tr i
1.1. Pin m t tr i
H ngu n c l p t 20 – 100 kWp
H gia ình: 20 – 200 Wp
H t p th : 200 – 2000 Wp
Thông tin vi n thông: 200 – 20000 Wp
Giao thông ư ng th y: 10 – 600 Wp
Các ng d ng khác: giao thông, chi u
sáng công c ng…
H ngu n n i lư i: 5 – 150 kWp
EVN, Vi n năng lư ng
Trung tâm h i ngh qu c gia (150 kWp)
T ng công su t l p t: 1,5 MWp

VI T NAM
1. Năng lư ng m t tr i
1.2. Nhi t m t tr i trên cơ s hi u ng nhà kính
Thi t b un nư c nóng:
S d ng: h gia ình, khách s n,…
Kho ng 1,5 tri u m2 ã ư c l p t.
Thi t b s y: gia ình, công nghi p
Chưng c t nư c


VI T NAM
2. Th y i n nh
ã l p t 507 tr m, ~ 135 MW;
69 tr m ng ng ho t ng, phân
b ch y u khu v c mi n núi phía
B c.
Kho ng 1300 – 1400 T N, CS
200 – 500 W, ~ 35 – 65 MW ang
ư c các gia ình khu v c mi n
núi s d ng.
80% T N s n xu t t Trung
Qu c, giá r , tu i th th p.
M i năm thư ng ch dùng 5-6
tháng; công su t r t h n ch .


VI T NAM
3. Năng lư ng gió
Phát i n: 1 x 800 kW (B ch
Long Vĩ) + 1000 x (150 – 200 W)
Bơm nư c: kho ng 120 máy
20 i m o gió trên 20m
Nhà máy i n gió Tuy Phong
(120 MW) Bình Thu n s p phát
i n v i 5 tuabin (1,5MW/tuabin)
D án u tư 30 MW t i Khánh
Hòa
D án i n gió t i Côn o, Lâm
ng, o Lý Sơn (Qu ng Ngãi),…


VI T NAM
4. Sinh kh i
63% (2,8/4,5 tri u t n) bã mía ã
ư c s d ng phát i n 150 – 200
MW
23% (1,45/6,5 tri u t n) tr u dùng
cho m c ích năng lư ng.
D án ang th c hi n: nhà máy x
lý rác s n xu t i n 2,4 MW và
phân h u cơ NPK 1500 – 3000
t n/năm ang th c hi n TP.HCM
Vi n cơ i n nông nghi p ã
nghiên c u thành công dây chuy n s
d ng ph ph m sinh kh i cùng phát
i n và nhi t s y.

VI T NAM
5. Khí sinh h c
Kho ng 60 nghìn h m KSH có
th tích t 3 n 30 m3 ã ư c xây
d ng và ang s n xu t kho ng 110
tri u m3 khí/năm
70% là quy mô gia ình


VI T NAM
Xây d ng nhà máy i n a nhi t
công su t 18,6 MW t i Qu ng Ngãi.
Chính ph có nh hư ng xây d ng
nhà máy i n a nhi t 20 – 25 MW t i
Bình nh.
T p oàn Ormat – M xin phép u
tư xây d ng 5 nhà máy i n a nhi t
t i Qu ng Bình, Qu ng Ngãi,…


III. NH NG V N T N T I VÀ CƠ H I
NG D NG NLTT T I VI T NAM
1. Nh ng v n ê t n t i trong vi c khai thác năng lư ng tái
t o t i Vi t Nam.
óng góp năng lư ng còn th p, nh n th c h n chê vê năng
lư ng tái t o.
Chi phí năng lư ng tái t o cao, công nghê còn h n chê.
Sô li u vê ti m năng năng lư ng tái t o còn thi u.
2. Cơ h i ng d ng năng lư ng tái t o t i Vi t Nam.
Môi trư ng qu c tê thu n l i: Kê ho ch ê ra c a các nư c
ASEAN, cơ chê CDM, nhi u tô ch c quan tâm n phát tri n
năng lư ng tái t o t i Vi t Nam.
Chính ph ã và ang ê ra các chi n lư c liên quan n
năng lư ng tái t o.
Ngu n tài nguyên s n có trong nư c.

3. ê xu t gi i pháp:
Tăng ngân sách, khuy n khích vi c nghiên c u và ng d ng
năng lư ng tái t o, tuyên truy n, ph bi n vê năng lư ng tái
t o, giúp nâng cao nh n th c c a m i ngư i vê năng lư ng tái
t o.
Ti p thu và chuy n giao công nghê t các nư c phát tri n
như: Pin m t tr i, tuabin gió… ê làm ch công nghê này.
Ưu tiên v n ODA, t n d ng u tư qu c tê vào các dư án
CDM… ê phát tri n các dư án năng lư ng tái t o t i Vi t Nam.
Hành lang pháp lý, ban hành lu t, trơ giá, mi n ho c gi m
thuê i v i thi t b công nghê vê năng lư ng tái t o…
Nhà nư c c n có kê ho ch hô trơ, u tư, ví du: C c khi
tư ng th y văn, ê có ư c sô li u y và chính xác ê
ph c v nghiên c u năng lư ng tái t o.


IV. K T LU N

Ti m năng năng lư ng tái t o c a Vi t Nam r t l n nhưng t lê
óng góp còn r t th p (2,3%). Vì v y c n ph i y m nh khai
thác nh ng lo i có ti m năng l n như:
Năng lư ng m t tr i: T à N ng tr vào Nam (sô gi n ng
trung bình 2500 gi / năm).
Năng lư ng gió: Khu v c Duyên H i Mi n Trung (v n t c gió
4÷7m/s)
Năng lư ng sinh kh i : Tr u (4,5 tri u t n/năm, bã mía (6,5
tri u t n/năm), khi sinh h c (10.000 triêu m3 năm).
Th y i n nh và c c nh : Mi n núi phía B c và Tây Nguyên.
Năng lư ng a nhi t: Nam Trung Bô (73 ngu n nư c nóng)


B ng c p gió Beaufor
V n t c gió Áp su t gió trung c i m gió
C p gió bình kg/m2
m/s km/h
0 0,0 ÷ 0,2 0,0 ÷ 1,0 0 L ng gió
1 0,3 ÷ 1,5 1÷5 0,2 Gió êm
2 1,6 ÷ 3,3 6 ÷ 11 0,9 Gió nh
3 3,4 ÷ 5,4 12 ÷ 19 2,2 Gió y u
4 5,5 ÷ 7,9 20 ÷ 28 4,5 Gió v a
5 8,0 ÷ 10,7 29 ÷ 38 7,8 Gió mát
6 10,8 ÷ 13,8 39 ÷ 49 12,5 Gió hơi m nh
7 13,9 ÷ 17,1 50 ÷ 61 18,8 Gió m nh
8 17,2 ÷ 20,7 62 ÷ 74 27,0 Gió r t m nh
9 20,8 ÷ 24,4 75 ÷ 88 37,5 Gió bão
10 24,5 ÷ 28,4 89 ÷ 102 51,1 Bão
11 28,5 ÷ 32,6 103 ÷ 117 69,4 Bão m nh
12 32,7 ÷ 36,9 118 ÷ 133 89,0 Bão r t m nh

B ng 1: C p nh p nhô và chi u cao nh p nhô
C p Chi u cao
Ch s năng
nh p nh p nhô Ki u b m t t
lư ng (%)
nhô (m)
0 0,0002 100 M t nư c
0,5 0,0024 73 Nh ng a hình thoáng v i các b m t
ph ng ví d như bê tông, ư ng b ăng h
cánh, các th m c ư c c t t a.
1 0,03 52 Nh ng vùng t nông nghi p thoáng
không có hàng rào v i nh ng ngôi nhà
n m phân tán xa. Các gò i r t th p.
1,5 0,055 45 Nh ng vùng t nông nghi p v i m t ít
nhà và các rào ch n v i chi u cao 8m
kho ng cách x p x 1250 m xung quanh
2 0,1 39 Nh ng vùng t nông nghi p v i m t ít
kho ng cách x p x 500 m xung quanh


B ng 1: C p nh p nhô và chi u cao nh p nhô
Chi u cao Ch s
C p nh p
nh p nhô năng lư ng Ki u b m t t
nhô
(m) (%)
2,5 0,2 31 Nh ng vùng t nông nghi p v i m t ít
kho ng cách x p x 250 m xung
quanh
3 0,4 24 Các làng, thành ph nh hay nh ng
vùng t nông nghi p v i r t nhi u rào
ch n caom các khu r ng.Nh ng khu
v c r t nh p nhô không b ng ph ng

3,5 0,8 18
Các thành ph l n v i các toà nhà cao

4 1,6 13 Nh ng thành ph l n v i các toà nhà
cao, có s ngăn c n di chuy n c a
mây


S n xu t viên nhiên li u
a. c i m viên nhiên li u
Công su t phát nhi t tương ương c a m t s nhiên li u
Nhiên li u Tr u Bã C h t Mùn Rơm Than
mĩa i u cưa á
Phát nhi t 3,78 2,08 4,25 4,04 3,56 6,61
tương ương
Kg / KWh
CO2 ti t kiêm ư c c a viên nhiên li u so v i d u, khí gas

Nhiên li u Ti t ki m CO2
D u 943 Ibs
Khí Gas 549 Ibs
Viên nhiên li u 8872 Ibs


S n xu t viên nhiên li u
b. Quy trình s n xu t viên nhiên li u
Quá trình M c ích S n ph m Thi t b
chính
S y Gi m m tăng V t li u có m Lò hơi, thi t b s y,
nhi t v t li u. 15%, nhi t thùng quay, qu t,
700 C ư ng ng gió
Nghi n Gi m kích thư c V t liêu có ư ng Thùng nghi n, qu t,
v t li u. kính 1mm, d*r ư ng ng gió, Xilon
3* 3mm l c b i.
Nén T o viên Viên nhiên li u có Máy t o viên, thùng
nhiên li u. ư ng kính t 6-8 ch a nhiên li u, c p
mm, ch i u dài38mm dâu t ng

Làm mát Gi m m s n Viên nhiên li u có Thi t b làm mát, kh
ph m cu i cùng m tư 10 -12 %. b i, máy sàn l c
có ch t lu ng
t t.


L a ch n b m t h p th
Khi l a ch n thi t k b m t h p th ta c n quan tâm n
nh ng y u t sau:
- Lo i b m t h p th dãy d ng ng có k t qu t t nh t v hi u
su t, giá thành, năng lương c n thi t.
- Các ng cách nhau kho ng 10 n 15 cm là thích h p nh t v
giá thành cũng như kh năng h p th .
- ng có ư ng kính trong 10 mm là t t nh t. Không nên ch n
lo i nh hơn.
- ng là v t li u t t nh t làm t m h p th nhưng giá thành cao.
- T m h p th dùng 0,5 mm là t t nh t, nhưng n u s n có
0,8mm n 1,2 v n t t.


L a ch n bình ch a
Các y u t c n chú ý khi l a ch n bình ch a

- Kích thư c c a bình ch a không nh hơn lư ng nư c c n
thi t trong m t ngày. Khi mu n có nư c nóng bù vào ngày
không có b c x m t tr i thì bình ch a có th l n g p 2 l n
lư ng nư c c n thi t trong m t ngày.

- i v i trư ng h p h th ng l n v i vài Collector thì t ng
lư ng nư c c n tích lũy l n. Khi ó ta dùng m t bình ch a l n
t t hơn là vài bình ch a nh .


L p t v trí collector

- Có th l p t collector có nghiêng b ng vĩ nơi t ±10o
, n u mu n dùng ch y u vào mùa ông hay mùa hè (mùa hè –
10oC, mùa ông + 10oC).
- Còn d a vào hư ng, n u bán c u nam thì quay v hư ng
B c, còn n u bán c u b c thì quay v hư ng Nam.
- Góc nghiêng c n ít nh t là 15o tăng hi u qu t làm
s ch cho Collector khi tr i mưa.


C u t o Tuabin gió
- Anemoneter: B o lư ng t c gió và truy n d li u t c
gió t i b i u khi n.
- Blades: Cánh qu t.
- Brake: B hãm. Dùng d ng roto trong tình tr ng kh n c p
b ng i n, b ng s c nư c ho c b ng ng cơ.
- Controller: B i u khi n. b i u khi n s kh i ng ng cơ
t c gió kho ng 8 n 16 d m / 1 gi và t t ng cơ kho ng
65 d m / 1 gi .
- Gear box: H p bánh răng. Bánh răng ư c n i tr c có t c
th p v i tr c có t c cao và tăng t c quay t 30 ÷ 60 vòng /
phút t i 1200 ÷ 1500 vòng / phút.
- Generator: Máy phát
- Hight speed shaft: Tr c truy n ng c a MF t c cao.
- Low speed shaft: Tr c quay t c th p.

C u t o Tuabin gió
- Nacelle: V . Bao g m Roto và v b c ngoài, toàn b ư c t
trên nh tr . Dùng b o v các thành ph n trong v .
- Pitch: Bư c răng. Cánh ư c tiên làm nghiêng m t ít gi
cho Rotor quay trong gió không quá cao hay quá th p t o ra
i n.
- Rotor: Bao g m các cánh qu t và tr c.
- Tower: Tr . ư c làm t thép hình tr ho c lư i thép.
- Wind direction: Hư ng gió.
- Wind vane: Chong chóng gió x lý hư ng gió và liên l c
v i Yaw drive nh hư ng Tuabin.
- Yaw drive: Dùng gi Rotor luôn luôn hư ng v hư ng gió
khi có s thay i hư ng gió.
- Yaw motor: ng cơ cung c p cho Yaw drive nh hư ng gió


Vai trò c a năng lư ng sinh kh i trong h th ng năng lư ng
Qu c gia Vai trò c a năng lư ng sinh kh i trong h th ng i n
Áo Chi mkho ng 11% năng lư ng c p cho qu c gia. Ph th i lâmnghi p ư c s
d ng cho n u và sư i, h u h t là h th ng quy mô tương i nh
Brazil Sinh kh i chi mkho ng 1/3 cung c p năng lư ng. H u h t các ng d ng tiên ti n
là s n xu t ethanol t mía (13-14 t lít/năm) và s d ng ph thêmt than th i c a
công nghi p thép.
an M ch Chương trình ang ti n hành s d ng 1,2 tri u t n d u cũng như ch t th i lâm
nghi p. Nhi u công ngh ư c th c thi cho vi c t cháy liên h p quy mô l n
phát i n và sư i m.
Ph n Lan 20% năng lư ng sơ c p t sinh kh i hi n i. Công nghi p gi y óng góp l n
thông qua các ch t th i và c n en cho s n xu t i n. Chính ph tài tr cho sinh
kh i và kh năng g p ôi năng lư ng này là có th trên các ngu n s n có.

Th y i n Sinh kh i c p kho ng 17% nhu c u năng lư ng. H u h t l y t công nghi p gi y và
s d ng g cho sư i m. Sinh kh i d oán s óng góp t i 40% vào năm2020.

M Kho ng 10.700 MW nhà máy i n s d ng t cháy sinh kh i (ch y u t g ).
Kho ng 4 t lít ethanol /năm ư c s n xu t
Zim-ba-bu-ê Kho ng 4 tri u lít ethanol /năm ư c s n xu t. Sinh kh i áp ng cho kho ng 75%
nhu c u năng lư ng c a qu c gia.


Bài giảng Năng lượng tái tạo-Đại học SPKT TP.HCM

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (20)

Similar a Bài giảng Năng lượng tái tạo-Đại học SPKT TP.HCM

Similar a Bài giảng Năng lượng tái tạo-Đại học SPKT TP.HCM (20)

Más de Tuong Do

Más de Tuong Do (20)

Bài giảng Năng lượng tái tạo-Đại học SPKT TP.HCM