BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC HỮU CƠ Đề tài CHẾ TẠO PIN MẶT TRỜI HỮU CƠ TỪ MEH-PPV

Máy nước nóng năng lượng mặt trời hay còn gọi là thái dương năng, là thiếtbị làm nóng nước bằng việc sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời, phục vụnhu cầu sinh hoạt của gia đình..  Qu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ - ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA VẬT LÝ KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ NANO

🙡 🙡 🙡

-BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC HỮU CƠ

Đề tài nhóm 4: CHẾ TẠO PIN MẶT TRỜI HỮU CƠ TỪ MEH-PPV

Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Phương Hoài Nam

s

Hà Nội - Năm 2022

Nhóm sinh viên:

Nguyễn Ngọc

Minh 20020818 Trần Ái Sương Sương 20020835

Đỗ Hoàng Sơn 20020831 Đinh Trọng Thăng 20020840 Đồng Văn

Phạm Thế Anh 20020754 Lương Đắc Bảng 20020755

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ - ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA VẬT LÝ KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ NANO

🙡 🙡 🙡

-BÁO CÁO GIỮA KỲ

CƠ HỌC KỸ THUẬT 1

Đề tài nhóm 11 : Bình nóng lạnh năng lượng mặt trời Kangaroo.

Tên giảng viên : Bùi Hồng Sơn

Hà Nội - Năm 2022

LỜI MỞ ĐẦU

Báo cáo đã tìm hiểu về vai trò của lớp Polyurethane trong chế tạo bìnhnóng lạnh mặt trời Kangaroo Lớp cách nhiệt Polyurethane có nhiệm vụ duy trìnhiệt độ nước nóng trong bình bảo ôn

Lời cuối cho nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS.Bùi Hồng Sơn đã tận tình chỉ bảo, góp ý để chúng em hoàn thiện báo cáo này

Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2022

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY KANGAROO 5

1.1 Giới thiệu chung 5

1.2 Máy nước nóng năng lượng mặt trời Kangaroo 5

1.3 Cấu tạo máy nước nóng năng lượng mặt trời 6

1.4 Nguyên lý hoạt động bình năng lượng mặt trời 7

1.5 Máy nước nóng mặt trời ống chân không 8

1.6 Vật liệu nghiên cứu 10

II Sản phẩm nước nóng NLMT và doanh số 13

2.1 Máy nước nóng NLMT kháng khuẩn Kangaroo Model GD 13

2.2 Chi phí nguyên vật liệu 14

III KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 15

3.1 Đánh giá máy nước nóng năng lượng mặt trời ống thủy tinh chân không 15

3.2 Đánh giá máy nước nóng năng lượng mặt trời ống thủy tinh dầu 16

3.3 Đánh giá máy nước nóng năng lượng mặt trời tấm phẳng 16

KẾT LUẬN 19

Tài liệu tham khảo 20

I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY KANGAROO.

1.1 Giới thiệu chung.

Tập đoàn Kangaroo (Công Ty CP Tập Đoàn Điện Lạnh Điện Máy Việt

Úc) thành lập từ năm 2003 hướng tới trở thành Doanh nghiệp đầu ngành phục

vụ sức khỏe và tiện nghi cuộc sống Cung cấp sản phẩm: máy lọc nước, đồ điện gia dụng, đồ điện nhà bếp, đồ gia dụng, tủ đông, tủ mát,

   Các đặc điểm chính của tập đoàn Kangaroo:

✔ Đặt trụ sở chính tại Hà Nội với hơn 2000 nhân sự trên toàn quốc

✔ Kangaroo duy trì hệ thống gần 40.000 điểm kinh doanh, 8 chi nhánh trong và ngoài nước, 2 nhà máy tại Việt Nam, 2 trung tâm nghiên cứu ứng dụng

✔ Cung cấp tới thị trường gần 700 mẫu sản phẩm

✔ Thành tựu: Doanh nghiệp bền vững năm 2016, Giải thưởng Sao Vàng Đất Việt, Top 10 nhãn hiệu nổi tiếng Việt Nam

➞ “Không đối đầu mà luôn đi trước đón đầu” là tiêu chí trong mọi hoạt

động sản xuất và kinh doanh của Kangaroo Với khát vọng chinh phục,Kangaroo hướng tới trở thành Tập đoàn kinh tế đa quốc gia dẫn đầu trong khuvực, tạo ra những giá trị công nghệ, những sản phẩm mang hàm lượng chấtxám cao, giá trị sử dụng lớn cho xã hội

Ngành nghề kinh doanh :

- Máy Lọc Nước Gia Đình Và Thiết Bị Lọc Nước - Kinh Doanh Và PhânPhối

- Đồ Điện Gia Dụng - Kinh Doanh và Phân Phối

- Thiết Bị Nhà Bếp Gia Đình (Nồi Cơm, Máy Hút Mùi, Máy Xay )

- Tủ lạnh công nghiệp - Tủ Đông, Tủ Mát, Tủ Lạnh Trưng Bày

1.2 Máy nước nóng năng lượng mặt trời Kangaroo.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời là gì ?

Máy nước nóng năng lượng mặt trời hay còn gọi là thái dương năng, là thiết

bị làm nóng nước bằng việc sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời, phục vụnhu cầu sinh hoạt của gia đình

Bình năng lượng mặt trời giúp bảo vệ môi trường, tiết kiệm thời gian, tiếtkiệm điện và tiện ích hoá cuộc sống con người

Hình 1.1 – Máy nước nóng năng lượng mặt trời Kangaroo.

1.3 Cấu tạo máy nước nóng năng lượng mặt trời

Hầu hết các loại máy năng lượng mặt trời trên thị trường hiện nay đều cócấu tạo giống nhau, bao gồm 3 phần: bộ phận thu nhiệt, bộ phận giữ nhiệt, giá

đỡ

- Bộ phận thu nhiệt: máy nước nóng năng lượng mặt trời ống chânkhông, ống dầu và tấm phẳng

- Bộ phận giữ nhiệt (bình bảo ôn): lưu trữ nước nóng và nước lạnh

- Giá đỡ (khung đỡ): Làm bằng nhôm, sơn sắt tĩnh điện hoặc inox, thiết

kế tạo mặt phẳng nghiêng nhằm đón được nhiều nhất ánh nắng mặttrời Khung đỡ này có vai trò khá quan trọng bởi nó giúp cho thiết bịgắn trên khung đỡ vững chắc và an toàn hơn khi sử dụng

Hình 1.2 – Cấu tạo cơ bản của máy nước nóng năng lượng mặt trời gồm 3 bộ phận

chính.

1.4 Nguyên lý hoạt động bình năng lượng mặt trời.

Hiểu được nguyên lý hoạt động phần nào giúp bạn thỏa mãn cơn tò mòthiết bị làm nóng nước như thế nào chỉ với ánh nắng mặt trời Dù nghe nhiềusản phẩm đang hướng đến tận dụng những gì sẵn có từ tự nhiên để bảo vệ môitrường, nâng cao an toàn sức khoẻ, nhưng không phải ai cũng biết về nhữngtài nguyên quý giá sẵn có từ thiên nhiên - năng lượng mặt trời

 Máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động trên nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên nhờ ánh nắng mặt trời Khi có nắng chiếu vào các ống thu nhiệt chứa nước sẵn, ống thu nhiệt nóng lên truyền nhiệt vào nước, làm nóng nước nhanh chóng mà không cần phải cắm điện như máy nước nóng gián tiếp khác

 Theo quá trình đối lưu nhiệt, nước nóng có xu hướng di chuyển lên trênbình bảo ôn và nước lạnh sẽ di chuyển xuống dưới ống chân không để tiếp tục chu trình hấp thụ nhiệt làm nóng

 Quá trình này sẽ kết thúc khi nhiệt độ nước trong bình chứa và ống chân không bằng nhau, đảm bảo mức nhiệt có thể sử dụng.

Nhìn chung, nguyên lý hoạt động của máy nước nóng năng lượng mặt trờiSơn Hà khá đơn giản, tận dụng nguồn năng lượng chính từ tự nhiên, đun nóngnước an toàn, đảm bảo, không sử dụng hoá chất Không phụ thuộc quá nhiềuvào biến động thời tiết mà chỉ cần có ánh nắng là sẽ có nước nóng sử dụng

1.5 Máy nước nóng mặt trời ống chân không.

Cấu tạo

3 bộ phận chính là khung đỡ, bình bảo ôn và ống hấp thụ nhiệt chân không :

- Khung đỡ: Làm bằng chất liệu inox hay nhôm sắt được sơn tĩnh điệnvới tác dụng chính là tạo mặt phẳng nghiêng để đón lấy được ánh sángmặt trời ở vị trí cao nhất Khung sẽ là vật đỡ và gắn kết các thiết bị cònlại của máy nước nóng năng lượng mặt trời luôn chắc chắn và đảm bảo

an toàn trong suốt quá trình sử dụng

- Bình bảo ôn 3 lớp:

+ lớp vỏ cách nhiệt bằng Inox 201( 304) của bình chứa nước

+ ruột bình làm bằng Inox SUS304-2B với độ dày bên trong khoảng 0,4 – 0,5mm

Khả năng cách nhiệt cực tốt bởi hợp chất bảo ôn phức hợp và hệ sốdẫn nhiệt < 0,017 kw/mk, khả năng chịu nhiệt 160 độ Với cấu tạo củabình nước năng lượng mặt trời như vậy sẽ duy trì được độ nóng củanước trong một thời gian dài

Ống hấp thụ nhiệt chân không: Có tác dụng là dẫn nước từ bình bảo

ôn qua để hấp thụ quang năng làm nóng nước

Máy nước nóng năng lượng mặt trời được trang bị số lượng lớn ốngthủy tinh chân không 7 lớp (14-18 ống) cùng với công nghệ trángNanomax

- Ống chân không 3 lớp là ống hấp thụ nhiệt chân không được làm

bằng thủy tinh trong suốt bên ngoài (có khả năng chịu nhiệt, độ bền cao), ở giữa là chân không và thân bên trong ống được mạ 3 lớp đặc biệt:

 Lớp ngoài cùng là lớp nhôm chống phản quang, giúp ánh sáng mặttrời bị phản lại ở mức thấp nhất.

 Lớp trong kế tiếp là lớp Titanium có khả năng hấp thụ nhiệt ở mứctối đa

 Lớp trong cùng là lớp truyền nhiệt – được làm bằng đồng giúp chonước nóng đạt hiệu quả cao nhất

Nguyên lý hoạt động.

   Bình năng lượng mặt trời ống chân không hoạt động dựa trên nguyên lý đối

lưu nhiệt tự nhiên Năng lượng mặt trời sẽ được hấp thụ tại bề mặt sẽ truyềnnhiệt đun nóng nước bên trong Vì trọng lượng riêng của nước nóng nhỏ hơnnước lạnh nên nước nóng sẽ đi lên bình bảo ôn, nước lạnh đi xuống ống chânkhông để tiếp tục làm nóng Nhiệt độ nước trong bình bảo ôn sẽ tăng lên, quátrình này diễn ra liên tục cho đến khi nhiệt độ trong bình chứa bằng nhiệt độcủa nước tại thiết bị hấp thụ (ống chân không)

Hình 1.3 -  Máy năng lượng mặt trời ống chân không hoạt động dựa trên nguyên lý đối

lưu nhiệt tự nhiên.

Ưu điểm.

 Nước không chảy vào lòng ống, giúp lòng ống không bị bám cặn bẩn,kéo dài tuổi thọ của thiết bị, giảm chi phí bảo trì Sử dụng ống dầu giúpkhả năng hấp thụ nhiệt hiệu quả hơn, làm nóng nước nhanh hơn nhất là

ở điều kiện nhiệt độ lý tưởng >33°C

 Máy có giá thành khá rẻ, giữ nhiệt lâu, an toàn khi sử dụng và thânthiện tuyệt đối với môi trường Ống chân không làm nóng nước theo tỉ

lệ với nhiệt độ và ánh sáng ngoài trời nên rất phù hợp với khí hậu miềnBắc có mùa đông lạnh

 Không sử dụng điện nên an toàn, thân thiện với môi trường, không xảy

ra tình trạng cháy nổ, chập điện

Nhược điểm: 

 Sau một thời gian dài sử dụng, cặn bẩn trong nước bám vào thành ốngchân không làm giảm khả năng hấp thụ nhiệt Do đó, để đảm bảo hiệusuất hoạt động của thiết bị và an toàn sức khỏe, bạn cần vệ sinh bảodưỡng, súc rửa ống định kỳ

 Khả năng giữ nhiệt thấp, truyền nhiệt tương đối

1.6 Vật liệu nghiên cứu.

Hình 1.4 : Cấu tạo của ống chân không

- Ống chân không công nghệ Nanomax 7 lớp được sử dụng trong máy nướcnóng năng lượng mặt trời, là ống hấp thụ nhiệt chân không, được làm từ thủy tinh trong suốt ở phía ngoài (đảm bảo độ bền và chịu nhiệt cao) Chân không

ở giữa có tác dụng giữ nhiệt độ cho nước không bị truyền ra ngoài và bên trong là 7 lớp:

 Lớp ống ngoài thuỷ tinh (cho tia sáng đi qua và phản chiếu)

 2 lớp hấp thụ bên ngoài được phun xạ với công nghệ Nanomax bụi kimloại để hấp thụ nhiệt từ mặt trời

 Lớp tạo độ bám về mặt Magnetron có tác dụng chuyển bức xạ thành nhiệt năng

 Tiếp đến là lớp Nhôm + chất hấp thụ dùng để truyền nhiệt năng lên lớp ống thuỷ tinh bên trong

 Lớp ống thuỷ tinh chịu nhiệt bên trong là nơi chứa nước và giữ nhiệt

 Cuối cùng là lớp đồng + titan xúc tác để gia nhiệt trực tiếp lên nước và chống bám cặn

Vỏ bình bảo ôn Inox 304.

Inox 304 là hợp kim giữa các loại thép kết hợp với 1 % Mangan, crom và8% Niken, còn lại là sắt Đặc tính nổi bật của loại inox này chính là độ sángbóng cao mang đến tính thẩm mỹ cho sản phẩm, ít bị bào mòn và hoen gỉ theothời gian, chống chịu lực tốt

 Khả năng oxi hoá tốt ở nhiệt độ lên tới 1010°C - 1120°C Nếu muốntăng khả năng oxi hoá thì sẽ tăng lượng Carbon trong thành phần.

 Độ cứng vừa phải do thành phần Mangan thấp, dễ dàng uốn, nắn, tạohình dễ dàng và có thể dát mỏng ngay cả khi không cần gia nhiệt

 Bề mặt nhẵn bóng và khó bám sơn nên hầu hết các sản phẩm chế tạobằng vật liệu inox 304 đều được giữ nguyên vẹn, chỉ được sơn bênngoài lớp sơn tĩnh điện Vả lại, chất liệu inox 304 cũng có độ sáng bóngbắt mắt, sang trọng, có tính thẩm mỹ cao nên không cần can thiệp sơnmàu để tăng tính thẩm mỹ

 Inox 304 sử dụng thép không gỉ chiếm quá nửa chính vì thế sản phẩmđược làm từ loại vật liệu này có tuổi thọ khá cao thường sử dụng lâudài từ 30-40 năm

 Đây là nguyên liệu chịu được mọi thử thách của thời tiết, tiếp xúc lâutrong nước

Bảng so sánh giữa inox 304 và inox 201

THÔNG SỐ KỸ THUẬT ,

ĐẶC TÍNH CỦA INOX INOX SUS 304 INOX SUS 201

Thành phần 8,1% niken + 1% magan 4,5% niken + 7,1% magan Khối lượng riêng Cao hơn so với inox sus 201 Thấp hơn so với Inox sus 304

Độ dát mỏng inox Dễ dàng thực hiện Khó hơn inox sus 304

Độ cứng Thấp hơn 201 nên tiết kiệm năng lượng Cao hơn 304 vì hàm lượng magan cao

Khả năng chống ăn mòn

Cao hơn inox 201 bởi nguyên tố crom và lưu huỳnh nên bề mặt Inox mượt

Chống ăn mòn thấp hơn inox sus 304,bề mặt thường có rỗ nhỏ

Khả năng tiếp xúc với

axit và muối

Không tiếp xúc với axit va

Khả năng nhiễm từ ( hút

nam châm) Không hút nam châm Hút nhẹ nam châm

II Sản phẩm nước nóng NLMT và doanh số

2.1 Máy nước nóng NLMT kháng khuẩn Kangaroo Model GD

a Sản phẩm

Máy nước nóng năng lượng mặt trời kháng khuẩn Kangaroo Model GD ứng dụng công nghệ nano bạc kháng khuẩn vào bộ phận bình bảo ôn của máy Toàn bộ mặt bình chứa được phủ nano bạc giúp tiêu diệt vi khuẩn mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước.

Hình 2.1 : Máy nước nóng NLMT kháng khuẩn Kangaroo Model GD

b Đặc điểm nổi bật.

- Sử dụng công nghệ Nano diệt khuẩn

- Ống chân không công nghệ Nanomax

- Ống hấp thụ nhiệt chân không 7 lớp giúp hấp thụ nhiệt nhanh

- Làm nóng ngay khi có ánh nắng mặt trời

- Sản phẩm thân thiện môi trường, tiết kiệm hấp thụ tối đa nguồn năng lượng mặt trời làm nóng nước

2.2 Chi phí nguyên vật liệu.

Về chi phí nguyên vật liệu và doanh thu, do đây là thông tin mà công ty sẽkhông tiết lộ, nên chúng em sẽ chỉ ước lượng chi phí dựa vào giá thành sảnphẩm và những nguyên liệu đã biết ngoài thị trường:

Lớp vỏ cách nhiệt : Inox 20 (giá thị trường khoảng 40.000 – 55.0000đ/kg)hoặc inox 304 (70.000-90.000đ/kg)

Ruột bình: Inox SUS304-2B (63.000-65.000 đ/kg)

Khung đỡ: Inox 201 (40.000-55.000 đ/kg)

Ống chân không: Tùy vào kích thước của từng loại ống được lắp đặt, giá cả

của mỗi loại ống cũng khác nhau VD: ống chân không 1.5 m – Ø47 thì giá

thành rơi vào khoảng 200.000 đ/ống, loại 1.8 m - Ø58 là 250.000 đ/ống

Tùy theo kích thước của mỗi loại bình thì chi phí vật liệu tốn cho 1 bình nước

nóng sẽ khác nhau

Ví dụ: sản phẩm Máy nước nóng NLMT kháng khuẩn Kangaroo Model

GD1414 (kích thước 130x196x128cm) có dung tích 140 lít, 14 ống chân

không 1.8 m - Ø58 giá thành khoảng ~ 8.500.000 đ

Nguyên liệu Giá thành nguyên

vật liệu Khối lượng ước tính trên

01 sản phẩm/

số lượng

Giá thành Giá thành ước tính

(tính cả chi phí gia công + hao phí

III KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ

3.1 Đánh giá máy nước nóng năng lượng mặt trời ống thủy tinh chân không.

3.1.1 Ưu điểm.

- Sử dụng năng lượng mặt trời 100%.

- Không sử dụng điện, an toàn khi sử dụng, không bị chập điện, cháy nổ,

- Sử dụng vật liệu dẫn nhiệt tốt inox 304.

- Giá thành rẻ.

3.1.2 Nhược điểm

- Khả năng giữ nhiệt thấp

- Thời gian truyền nhiệt thấp

- Dễ đóng cặn, rêu, nhớt trong lòng ống sau thời gian dài sử dụng, cần vệsinh định kì

3.2 Đánh giá máy nước nóng năng lượng mặt trời ống thủy tinh dầu.

3.2.1 Ưu điểm

- Dầu có nhiệt độ sôi thấp nên quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh hơn

- Khi mặt trời tắt nắng, ống dầu vẫn có thể giữ nóng thêm từ 1.5 đến 2 giờ

- Do nước chảy trực tiếp vào bình bảo ôn, ống dầu sẽ không bị bám cặn, bẩn, đóng rêu trong ống

- Không sử dụng điện nên an toàn không có tình trạng chập nổ, hay cháy điện, thân thiện với môi trường

- Mẫu mã đẹp mắt, hiện đại và sang trọng

- Vì thiết kế rời, tấm phẳng thu nhiệt có thể lắp ở bất cứ vị trí nào, khôngcần gần bình bảo ôn

- Hoàn toàn không sử dụng điện, an toàn 100% và thân thiện với môitrường

Ống thủy tinh chân

Cấu tạo Ống thủy tinh Ống thủy tinh dầu được phủ 3 lớp

đồng, bạc, titan

Kính cường lực và lớp thấu kính

Làm nóng 4h Nhanh hơn ống chânkhông 1 - 2h 2h

Khả năng

Thời gian giữ

Ưu điểm

 Sử dụng hoàn toàn năng lượng mặt trời, tiết kiệm điện năng.

 Giá thành rẻ, ít hư hỏng, dễ dàng thay thế.

 Sử dụng hoàn toàn năng lượng mặt trời, tiết kiệm điện năng.

 Tiếp tục truyền nhiệt ngay khi trời tắt nắng.

 Không đóng cặn bã trong ống thu nhiệt, đảm bảo chất lượng nước.

 Sử dụng hoàn toàn năng lượng mặt trời, tiết kiệm điện năng.

 Vì thiết kế rời, tấm phẳng thu nhiệt có thể lắp ở bất

cứ vị trí nào, không cần gần bình bảo ôn.

 Thiết kế sang trọng.

 Không sử dụng điện, nên

an toàn 100% và thân thiện với môi trường.

Nhược điểm

 Thời gian giữ nhiệt thấp.

 Khả năng truyền nhiệt chậm.

 Dễ đóng cặn, rêu, nhớt trong lòng ống sau thời gian dài sử dụng.

 Mức giá của ống dầu cao.

 Giá thành rất cao, gấp 3 –

6 lần so với các loại máy khác.