Microsoft Word On tap CNSXD vd 1 Chương I Nhà máy thủy điện Giới thiệu chung + Cơ năng của dòng nước làm quay tua bin thủy lực của nhà máy thủy điện Năng lượng sẽ chuyển từ Cơ năng của nước => Điện nă.
Trang 1Chương I: Nhà máy thủy điện Giới thiệu chung
+ Cơ năng của dòng nước làm quay tua bin thủy lực của nhà máy thủy điện Năng lượng sẽ chuyển từ Cơ năng của nước => Điện năng
+ Công thức tính công suất nhà máy thủy điện:
N = 9,81.𝜂.Q.H N: Công suất của nhà máy (kW); 𝜂: Hiệu suất của nhà máy; Q: Lưu lượng nước về nhà máy (m3/s); H: Độ chênh lệch cột nước (m)
+ Công thức tính toán năng lượng mất đi nếu không sản xuất điện theo định luật becnuli:
𝐸 =𝐸 -𝐸 = (𝑍 − 𝑍 ) + ( ) + 𝑊 (kg.m)
Nhà máy thủy điện kiểu đập
+ Đặc điểm:
- Xây dựng các đập chắn ngang sông làm cho mức nước ở trước đập dâng cao, tạo
ra cột nước hình học để phát điện
- Công suất lớn, có hồ chứa để điều tiết nước, điều chỉnh công suất
+ Hình vẽ:
+ Ưu điểm, nhược điểm:
- Ưu điểm:
o Có hồ chứa, tập trung được cột nước với trữ lượng lớn và ổn định
o Điều tiết lưu lượng phục vụ cho việc lợi dụng tổng hợp nguồn nước, tránh ngập lụt và hạn hán cho hạ lưu
o Hồ lớn dùng để du lịch và nuôi thủy sản
- Nhược điểm:
o Vốn đầu tư lớn
o Thời gian xây dựng lâu và vùng ngập nước có thể ảnh hưởng nhiều đến sinh thái môi trường
Nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn
+ Đặc điểm:
- Xây dựng hệ thống kênh dẫn có thể tạo ra được cột nước lớn với vốn đầu tư nhỏ
- Công suất nhỏ, không có hồ chứa để điều tiết nước, không có khả năng điều chỉnh công suất
+ Hình vẽ:
Trang 2+ Ưu điểm, nhược điểm:
- Ưu điểm:
o Vốn đầu tư nhỏ
o Thời gian xây dựng nhanh
o Ít ảnh hưởng đến môi trường
- Nhược điểm:
o Công suất không lớn
o Không có hồ chứa nước nên không có khả năng điều tiết nước và điều chỉnh công suất
Nhà máy thủy điện kiểu kết hợp đập và kênh dẫn (kiểu hỗn hợp)
+ Đặc điểm:
- Xây dựng hệ thống kênh dẫn có thể tạo ra được cột nước lớn với vốn đầu tư nhỏ Đồng thời phía trên có xây thêm đập tạo thành hồ chứa để có khả năng điều tiết và phát điện vào giờ cao điểm
+ Hình vẽ:
Nhà máy thủy điện tích năng
+ Đặc điểm:
- Nhà máy thủy điện tích năng là nhà máy vừa có turbine nước vừa có bơm, trong
đó Turbine để quay máy phát điện lên lưới vào giờ cao điểm, còn bơm sử dụng điện lưới để bơm nước lên hồ thượng lưu tích trữ năng lượng vào giờ thấp điểm
- Nhà máy thường sử dụng Turbine thuận nghịch
+ Hình vẽ:
Trang 3Nhà máy thủy điện thủy triều
+ Đặc điểm:
- Nhà máy thủy điện thủy triều là nhà máy được xây dựng tại các vùng bờ biển có mức mức nước thủy triều lên xuống chênh lệch lớn (≥ 7m)
+ Hình vẽ:
Các loại Turbine sử dụng cho nhà máy thủy điện
Turbine Pelton
+ Đặc điểm:
- Sử dụng cho các cột nước lớn
- Là một loại turbine xung kích
+ Hình vẽ:
Turbine Francis
+ Đặc điểm:
- Sử dụng cho các nhà máy công suất lớn VD: Hòa Bình, Sơn La
+ Hình vẽ:
Trang 4Turbine Banki
+ Đặc điểm:
- Dùng cho các nhà máy thủy điện nhỏ, giống rotor lồng sóc
+ Hình vẽ:
Turbine Kaplan
+ Đặc điểm:
- Cánh turbine có thể điều chỉnh quay so với trục
+ Hình vẽ:
Nhiệm vụ của thiết bị điều tốc tự động
- Giúp ổn định tần số
Nhiệm vụ của điều tiết trong NMTĐ
- Cân bằng lượng nước về hồ và lượng điện phát ra để đảm bảo tận dụng tối đa hiệu quả của đập
- Nhà máy thủy điện kiểu đập có khả năng điều tiết
Trang 5Chương II: Nhà máy nhiệt điện Giới thiệu chung
+ Nhà máy nhiệt điện là nhà máy sử dụng nhiệt từ việc đốt nhiên liệu để phát điện
+ Nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện than là: Than, dầu Thành phần cấu tạo của than gồm (C,
H, S, O, N)
+ Nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện khí là: Khí CH4, C2H4, H2
+ Phương trình phản ứng sinh năng lượng cho NMNĐ: C+O2 = CO2 + 34150 kJ/kg
Các chu trình nhiệt của hơi và của khói trong NMNĐ than
Chu trình truyền nhiệt của hơi nước
Chu trình truyền nhiệt của khói
Các thiết bị trong NMNĐ
Bao hơi
+ Nhiệm vụ: Tích nước và phân ly nước thành hơi
+ Hình vẽ:
Bộ quá nhiệt
+ Nhiệm vụ: Biến hơi bão hòa thành hơi quá nhiệt
+ Hình vẽ: Xem trong bài giảng
Bộ hâm nước
+ Nhiệm vụ: Gia nhiệt cho nước cấp đến nhiệt độ sôi hoặc gần sôi trước khi nước vào bao hơi + Hình vẽ: Xem trong bài giảng
Bình ngưng
+ Nhiệm vụ: Ngưng hơi thành nước để đưa trở lại lò hơi tiếp tục chu trình nhiệt
+ Hình vẽ: Xem trong bài giảng
Nước từ bình ngưng
(hơi => nước) Bộ hâm nước Bao hơi (nước => hơi bão hòa)
Bộ quá nhiệt (hơi bão hòa => hơi quá nhiệt) Turbine hơi
Bộ hâm nước Bộ sấy không khí Bộ lọc bụi tĩnh điện
Bộ lọc hóa học Ống khói
Trang 6Turbine hơi
+ Nhiệm vụ: Chuyển nhiệt năng của hơi nước thành cơ năng của trục quay turbine rồi kéo máy phát điện
+ Hình vẽ: Xem bài giảng
Turbine khí
+ Nhiệm vụ: Chuyển nhiệt năng của khói thành cơ năng của trục quay turbine rồi kéo máy phát điện
+ Hình vẽ: Xem bài giảng
Tháp tản nhiệt
+ Nhiệm vụ: Cưỡng bức nước thành hơi để mang nhiệt đi, giảm nhiệt cho nước làm mát + Hình vẽ: Xem bài giảng
Máy nghiền than
+ Nhiệm vụ: Nghiền than cục thành than cám
+ Hình vẽ:
Bộ lọc hóa học
+ Nhiệm vụ: Lọc khí axit trước khi thải ra môi trường (khí SO2…)
+ Hình vẽ: Xem trong bài giảng
Bộ sấy không khí
+ Nhiệm vụ: Hút không khí và sấy thành không khí nóng cấp cho lò hơi, máy nghiền than + Hình vẽ: Xem trong bài giảng
Chu trình nhiệt trong NMNĐ
Chu trình Carnot
+ Đặc điểm: Hiệu suất cao nhưng chỉ dùng cho khí lý tưởng, hơi nước là khí thực nên NMNĐ không dùng chu trình này
+ Hình vẽ:
Chu trình Rankine
+ Đặc điểm: Sử dụng cho Turbine hơi của nhà máy nhiệt điện
+ Hình vẽ:
Trang 7Chu trình cho turbine khí – hơi
+ Đặc điểm: Sử dụng cho nhà máy nhiệt điện khí chu trình kín
+ Hình vẽ:
Chương III: Nhà máy điện hạt nhân Giới thiệu chung
+ Hệ thức giữa năng lượng và khối lượng của Einstein : E= m.c2
+ Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng là phản ứng hạt nhân mà Tổng khối lượng các hạt trước khi phản ứng lớn hơn tổng khối lượng các hạt sau khi phản ứng
+ Phản ứng hạt nhân: Khi các hạt nhân và các nơ tron va chạm vào nhau và vỡ ra thành các hạt nhân mới
+ Phản ứng dây chuyền: Khi nơ tron va chạm vào các hạt nhân và vỡ ra thành các nơ tron và các hạt nhân khác Các nơ tron tiếp tục va chạm với các hạt nhân khác để duy trì phản ứng gọi là phản ứng dây chuyền
+ Phóng xạ hạt nhân là khi các hạt nhân tự phóng ra các hạt phóng xạ để biến đổi thành các hạt nhân khác Có 3 loại tia phóng xạ là: Tia anpha α (Đặc điểm: Là hạt nhân nguyên tử heli,
là tia phóng xạ có khối lượng lớn nhất); Tia beta β; Tia gamma γ (Đặc điểm: là sóng điện từ) + Đồng vị hạt nhân: Các hạt cùng có số proton nhưng số nơ tron khác nhau gọi là đồng vị hạt nhân
+ Tỷ lệ Uranium 235 trong tự nhiên : 0,7% Úc là nước có trữ lượng Uranium lớn nhất
+ Bánh vàng không được khai thác trực tiếp từ mỏ mà phải lọc quặng loại để được bánh vàng Bánh vàng chứa 75% Oxit uranium
+ Plutonium không tồn tại trong tự nhiên mà được lọc từ Các thanh nhiên liệu Uranium đã qua sử dụng
+ Các phương pháp làm giàu Uranium: Khuếch tán khí, Siêu ly tâm, Phân tách đồng vị bằng laser
+ Chất làm chậm nơ tron để giảm tốc độ của nơ tron đến tốc độ nơ tron nhiệt giúp tạo phản ứng hạt nhân
Trang 8Nhiên liệu cho NMĐHN
+ Sau khi làm giàu, Uranium được đúc thành các viên nhiên liệu nặng 7g (năng lượng tương đương 1 tấn than đá)
+ Các viên nhiên liệu trên được bỏ vào 1 ống dài 4m, 264 ống ghép lại thành 1 bó nhiên liệu
Nguyên lý hoạt động của NMĐHN
Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò áp lực (PWR)
+ Đặc điểm:
- Có 3 chu trình nhiệt Chu trình 1 chuyển năng lượng từ lõi lò ra bình trao đổi nhiệt Chu trình 2 chuyển năng lượng từ bình trao đổi nhiệt đến tuabin hơi, bình ngưng Chu trình 3 chuyển năng lượng từ bình ngưng đến tháp tản nhiệt
- Chất tải nhiệt, chất làm chậm nơ tron là nước nhẹ H2O, Nhiên liệu là Uranium làm giàu
+ Hình vẽ
Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò nước sôi (BWR)
+ Đặc điểm:
- Có 2 chu trình nhiệt Chu trình 1 chuyển năng lượng từ lõi lò đến tuabin hơi, bình ngưng Chu trình 2 chuyển năng lượng từ bình ngưng đến tháp tản nhiệt
- Chất tải nhiệt, chất làm chậm nơ tron là nước nhẹ H2O
+ Hình vẽ
Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò khí (GCR)
+ Đặc điểm:
- Nhiên liệu là Uranium chưa làm giàu
- Chất tải nhiệt là khí CO2, chất làm chậm nơ tron là Graphit
- Có 3 chu trình nhiệt Chu trình 1 chuyển năng lượng từ lõi lò ra bình trao đổi nhiệt Chu trình 2 chuyển năng lượng từ bình trao đổi nhiệt đến tuabin hơi, bình ngưng Chu trình 3 chuyển năng lượng từ bình ngưng đến tháp tản nhiệt
+ Hình vẽ
Trang 9Nhà máy điện hạt nhân sử dụng lò tái sinh nhanh (FBR)
+ Đặc điểm:
- Sử dụng Plutonium là nhiên liệu
- Chất tải nhiệt là Natri lỏng
- Có 3 chu trình nhiệt Chu trình 1 chuyển năng lượng từ lõi lò ra bình trao đổi nhiệt Chu trình 2 chuyển năng lượng từ bình trao đổi nhiệt đến tuabin hơi, bình ngưng Chu trình 3 chuyển năng lượng từ bình ngưng đến tháp tản nhiệt
+ Hình vẽ
Điều chỉnh công suất NMĐHN
+ Muốn tăng công suất, ta kéo thanh điều khiển lên
+ Muốn giảm công suất, ta hạ thanh điều khiển xuống
Chương IV: Năng lượng mới Năng lượng mặt trời
+ Năng lượng mặt trời là năng lượng của dòng bức xạ xuất phát từ Mặt Trời
+ Điện mặt trời là hệ thống phát điện dựa trên năng lượng mặt trời
+ Pin mặt trời hoạt động dựa trên Hiệu ứng quang điện thường được chế tạo từ Chất bán dẫn silic
+ Ưu điểm của pin mặt trời:
- Gọn nhẹ, có thể lắp bất kỳ ở đâu có ánh sáng mặt trời và vô cùng sạch, không phát thải ra bất cứ khí gì vào khí quyển
- Không tốn chi phí vận hành
- Dễ dàng ứng dụng cho các thiết bị công suất nhỏ hoặc xa nguồn điện
+ Nhược điểm:
- Giá thành cao
- Chỉ có thể khai thác năng lượng vào ban ngày, nếu muốn lưu trữ phải sử dụng
hệ thống ắc quy phải thay thế thường xuyên và ảnh hưởng đến môi trường khi
xử lý rác thải
- Khó xây dựng thành các nhà máy công suất lớn
+ Lò năng lượng mặt trời
- Đặc điểm: Sử dụng các gương phản xạ để đun nóng chất trung gian (thường là muối)
và cấp nhiệt cho lò hơi sản xuất điện Nhờ có muối nóng lưu trữ nhiệt nên lò mặt trời
Trang 10- Hình vẽ:
+ Nhà máy điện mặt trời sử dụng parabol trụ
- Đặc điểm: Dùng gương parabol để tập chung ánh sáng đốt nóng dầu rồi cấp nhiệt cho
lò hơi sản xuất điện
Năng lượng gió
+ Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Nguồn gốc năng lượng gió từ năng lượng mặt trời Ở Việt Nam, các tỉnh ven biển Nam Trung Bộ có tiềm năng năng lượng gió lớn nhất
+ Turbine gió được sử dụng để biến đổi động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển
+ Phân loại tua bin gió:
- Turbine gió trục đứng
- Turbine gió trục ngang
+ Ưu điểm của Turbine gió
- Đây là năng lượng sạch
- Không phát sinh khí thải
- Không gây ảnh hưởng đến môi trường
- Chi phí vận hành thấp
+ Nhược điểm của Turbine gió:
- Chi phí đầu tư cao
- Phát sinh tiếng ồn khi vận hành
- Gây nên ánh sáng phản chiếu, nhấp nháy
- Ảnh hưởng đến loài chim
- Gây nhiễu nhỏ đến hệ thống thông tin, radar…
Năng lượng thủy triều
+ Thủy triều: Là hiện tượng nước dâng lên hay hạ xuống dưới tác động của mặt trăng, mặt trời, hay các hành tinh khác
+ Nguồn gốc năng lượng thủy triều: Từ mặt trăng
+ Ưu điểm của năng lượng thủy triều:
- Nguồn năng lượng lý tưởng trong tương lai
- Làm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu dầu mỏ
- Đảm bảo an ninh thế giới
+ Nhược điểm của năng lượng thủy triều:
- Chi phí đầu tư cao
- Chi phí bảo trì cao
- Cản trở giao thông đường thủy và đời sống hoang dã
Năng lượng sóng:
+ Năng lượng sóng: Là năng lượng được khai thác từ sự chuyển động của sóng biển Năng
Trang 11+ Các phương pháp khai thác năng lượng sóng: Phương pháp dao động cột nước, (hình vẽ dưới)
Năng lượng địa nhiệt
+ Năng lượng địa nhiệt là năng lượng Năng lượng tích tụ dưới dạng nhiệt nằm dưới lớp vỏ trái đất
Năng lượng sinh khối
+ Năng lượng sinh khối là Năng lượng thu được từ các phụ phẩm nông nghiệp, chất thải sinh học Được sử dụng để sản xuất điện, nhiệt từ chất thải
a Lợi ích kinh tế của năng lượng sinh khối:
- Phát triển nông thôn là một trong những lợi ích chính của việc phát triển NLSK, tạo thêm công ăn việc làm cho người lao động (sản xuất, thu hoạch )
- Thúc đẩy sự phát triển công nghiệp năng lượng, công nghiệp sản xuất các thiết bị chuyển hóa năng lượng
- Giảm sự phụ thuộc vào dầu, than, đa dạng hóa nguồn cung cấp nhiên liệu
b Lợi ích môi trường của năng lượng sinh khối:
- Năng lượng sinh khối có thể tái sinh được
- Năng lượng sinh khối có thể tận dụng chất thải làm nhiên liệu Do đó nó vừa làm giảm lượng rác vừa biến chất thải thành sản phẩm hữu ích