(TIỂU LUẬN) TIỂU LUẬN CUỐI kỳ đề tài các NHÀ máy NHIỆT điện NĂNG LƯỢNG mặt TRỜI

Hình 1: Tỉ lệ sản lượng điện tiêu thụ trên toàn thế giới năm 2011[1] Mặc cho những khó khăn hiện tại, năng lượng mặt trời hứa hẹn sẽ phát triển nhanhchóng trong tương lai gần, nhờ vào ti

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ

MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Môn: Nhà máy nhiệt điện

TIỂU LUẬN CUỐI KỲ

ĐỀ TÀI: CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

GVHD: TS LÊ MINH NHỰT LỚP: thứ 6 tiết 12_14

LỜI NÓI ĐẦU

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại Học Sư Phạm

Kĩ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện để sinh viên chúng em có một môitrường học tập thoải mái về cơ sở hạ tầng cũng như cơ sở vật chất Em xin gửi lời cảm ơnđến quý thầy cô khoa Cơ Khí Động Lực đã tận tình giảng dạy giúp chúng em có nhữngkiến thức nền tảng vững chắc và vô cùng bổ ích cho một kỹ sư nhiệt sau này Từ đó,chúng em có thể nghiên cứu các đề tài một cách sâu rộng và hoàn thiện

Trước nguy cơ ngày càng khan hiếm và cạn kiệt các nguồn nhiên liệu hóa thạchtrong khi nhu cầu về năng lượng của con người ngày càng tăng thì việc tìm kiếm và khaithác các nguồn năng lượng mới như năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió, năng lượngmặt trời,… là hướng quan trọng và cấp bách trong kế hoạch phát triển năng lượng hiệnnay

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng được xem như vô tận và siêu sạch màtạo hóa đã ban tặng miễn phí cho chúng ta Việc nghiên cứu và đưa vào sử dụng nguồnnăng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm và phát triển mạnh mẽ Tại Việt Nam, việc

áp dụng nguồn năng lượng khá mới mẻ này vào phục vụ đời sống sinh hoạt của chúng ta

là điều vô cùng cần thiết Nguồn năng lượng này có thể tháo gỡ được một phần nào đó bàitoán thiếu hụt năng lượng trầm trọng hiện nay, đặc biệt đây lại là nguồn năng lượng thânthiện với môi trường

Việt Nam là một nước nhiệt đới, nằm ở vành đai nội chí tuyến nên tổng số giờnắng trong năm lớn, ở khu vực Miền Trung có khoảng 2900 giờ nắng và với cường độbức xạ tương đối cao lên đến 950W/m^2 Do đó rất thuận lợi cho việc triển khai ứng dụngcác thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời

Với mục tiêu chính là nghiên cứu về nguồn năng lượng mặt trời và hiểu về hệthống nhà máy nhiệt điện mặt trời nên nhóm đã chọn đề tài “Nhà máy nhiệt điện nănglượng mặt trời” để làm đề tài báo cáo

Chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Lê Minh Nhựt đã tận tình giảngdạy cho chúng em về những kiến thức cơ bản đến sâu rộng về nhà máy nhiệt điện tua binhơi và tua bin khí Với những kiến thức em tiếp thu được sẽ là nền tảng hành trang giúp

em có thể áp dụng vào thực tế cho công việc sau này Trong quá trình làm đề tài này, dokiến thức em còn hạn hẹp và chưa chuyên sâu, tuy đã rất cố gắng nhưng vấn đề sai sót làkhông thể tránh khỏi Kính mong thầy xem xét và góp ý để em có thể bổ sung kiến thứccủa mình ngày càng hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1

1.1 Tình hình nhu cầu sử dụng năng lượng hiện nay trên thế giới 1

1.1.1 Thực trạng 1

1.1.2 Tình hình sử dụng và điều kiện phát triển nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời ở Việt Nam 2

1.2 Giới thiệu về năng lượng mặt trời là gì? 2

1.2.1 Sơ lược về pin quang điện (Photovoltaics) 3

1.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 5

1.2.3 Các dạng hệ thống quang điện 7

1.2.3.1 Hệ thống hòa mạng 7

1.2.3.2 Hệ thống đơn lẻ (cục bộ - stand alone) 8

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 10

2.1 Khái niệm về nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời: 10

2.2 Vai trò nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời: 10

2.3 Nguyên lý hoạt động tập trung nhiệt năng lượng mặt trời 11

CHƯƠNG 3: CÁC LOẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI.14 3.1 Các loại nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời 14

3.1.1 Nhà máy điện tháp năng lượng mặt trời (Solar tower power plant): 14

3.1.2 Nhà máy điện mặt trời máng cong parabol (Parabolic through solar power plant) 18

3.1.3 Nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời sử dụng gương parabol 21

3 1.4 Nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời có ống khói 23

3.1.5 Nhà máy điện cực 25

3.2 Một số nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời 26

3.2.1 Nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời Hồ Ivanpah Dry 26

3.2.2 Nhà máy điện năng lượng mặt trời Ivanpah 28

3.2.3 Nhà máy năng lượng Mohammed Bin Rashid Al Maktoum 29

3.2.4 Công viên năng lượng mặt trời Bhadla 30

3.3 Ưu và nhược điểm của nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời 30

3.3.1 Ưu điểm 30

3.3.2 Nhược điểm 31

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32

4.1 Kết luận 32

4.2 Kiến nghị 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1: Tỉ lệ sản lượng điện tiêu thụ trên toàn thế giới năm 2011[1] 1

Hình 2: Sơ đồ đơn giản của một hệ thống điện PV dân dụng được nối vào lưới điện [1] 4

Hình 3: Cấu tạo của một pin quang điện [1] 6

Hình 4: Hệ thống điện mặt trời trong gia đình [1] 8

Hình 5: Phương pháp tập trung ánh sáng mặt trời [2] 13

Hình 6: Nguyên lý hoạt động của nhà máy nhiệt điện tháp năng lượng mặt trời.[4] 14

Hình 7: Nhà máy nhiệt điện tháp năng lượng mặt trời loại bình chứa thể tích không áp suất.[4] 16

Hình 8: Nhiệt điện tháp năng lượng và loại bình chứa có áp suất [4] 17

Hình 9: Nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời shams 1 [4] 17

Hình 10: Hai nhà máy nhiệt điện mặt trời PS20 (trái) và PS10 (phải) ở Tây Ban Nha.[4]18 Hình 11: Sơ đồ hoạt động của nhà máy nhiệt điện mặt trời sử dụng gương parabol [5] 19

Hình 12: Genesis Solar Energy Project công suất 140 MW tại California, Mỹ [5] 20

Hình 14: Một trạm phát điện ở Hermanns, NT, Australia [6] 22

Hình 15: Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời sử dụng gương parabol [6] 22

Hình 16: Một nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời ở Tây Ban Nha [6] 23

Hình 17: Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời có ống khói [6] 24

Hình 18: Một nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời ở Tây Ban Nha.[6] 25

Hình 19: Nguyên lý hoạt động nhà máy điện cực [6] 26

Hình 20: Nhà máy điện mặt trời Ivanpah [7] 28

Hình 21 Nhà máy năng lượng Mohammed Bin Rashid Al Maktoum [7] 29

Hình 22: Công viên năng lượng mặt trời Bhadla [7] 30

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

1.1 Tình hình nhu cầu sử dụng năng lượng hiện nay trên thế giới

1.1.1 Thực trạng

Điện mặt trời ngày nay chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng sản lượng điện của toànthế giới Số liệu năm 2011 (số liệu của IEA) thì điện năng sản xuất từ năng lượng mặt trờichỉ chiếm chưa đầy 0.01% tổng sản lượng điện toàn thế giới

Tỷ lệ nhỏ này vốn là hệ quả của nhiều nguyên nhân Trong đó phải kể đến giá thànhlắp đặt cũng như giá thành 1 đơn vị điện còn cao so với các nguồn năng lượng khác

Hình 1: Tỉ lệ sản lượng điện tiêu thụ trên toàn thế giới năm 2011[1]

Mặc cho những khó khăn hiện tại, năng lượng mặt trời hứa hẹn sẽ phát triển nhanhchóng trong tương lai gần, nhờ vào tiềm năng to lớn về môi trường như chỉ số phát thảicác khí độc hại bằng không, chi phí bảo trì và vận hành không cao…

Bên cạnh đó việc ngày càng nhiều nhà máy năng lượng mặt trời được xây dựng vàhòa vào các lưới điện Sự tiến bộ vượt bậc của khoa học kĩ thuật thời gian gần đây đã làm

giá thành điện mặt trời giảm nhanh, hứa hẹn sẽ có thể cạnh tranh với các nguồn nănglượng cũ như than đá, dầu mỏ, vốn đang dần cạng kiệt.

Từ lâu, nhiều nơi trên thế giới đã sử dụng năng lượng mặt trời như một giải phápthay thế những nguồn tài nguyên truyền thống Tại Đan Mạch, năm 2000, hơn 30% hộdân sử dụng tấm thu năng lượng mặt trời, có tác dụng làm nóng nước Ở Brazil, nhữngvùng xa xôi hiểm trở như Amazon, điện năng lượng mặt trời luôn chiếm vị trí hàng đầu.Ngay tại Đông Nam Á, điện mặt trời ở Philipines cũng đảm bảo nhu cầu sinh hoạt cho400.000 hộ dân

1.1.2 Tình hình sử dụng và điều kiện phát triển nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời ở Việt Nam.

Vị trí địa lý đã ưu ái cho Việt Nam một nguồn năng lượng tái tạo vô cùng lớn, đặcbiệt là năng lượng mặt trời Trải dài từ vĩ độ 23023’ Bắc đến 8027’ Bắc, Việt Nam nằmtrong khu vực có cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao Trong đó, nhiều nhất phải kểđến thành phố Hồ Chí Minh, tiếp đến là các vùng Tây Bắc (Lai Châu, Sơn La, Lào Cai)

và vùng Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh)…

Thông thường các nhà máy nhiệt năn lượng mặt trời có quy mô lớn hoặc rất lớn.Việc xây dựng yêu cầu nguồn tài lực, cũng như diện tích đất lớn Chưa thấy mô hình CSP

ở hộ gia đình

Trong bối cảnh đó, mặc dù Việt Nam là vùng có khả năng đáp ứng về khía cạnhbức xạ mặt trời nhưng vẫn chưa có một nhà máy CSP nào được khởi công xây dựng tạinước ta

1.2 Giới thiệu về năng lượng mặt trời là gì?

Năng lượng mặt trời là sự chuyển đối năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành điệnnăng Với năng lượng mặt trời, chúng ta có thể khai thác được cả phần ánh sáng và phầnnhiệt toả ra

Nhiệt điện mặt trời: Hay còn gọi là điện năng lượng mặt trời tập trung Chuyểnđổi bức xạ mặt trời thành nhiệt năng, được sử dụng cho hệ thống sưởi, đun

nóng, hoặc đun nước tạo hơi nước quay tuabin phát điện cho các nhà máy nhiệtđiện.

Quang điện mặt trời: Chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện thông qua cáctấm pin năng lượng mặt trời Phương pháp này dựa trên hiệu ứng quang điệntrong vật lý

Năng lượng mặt trời là sự chuyển hóa ánh sáng mặt trời thành điện: trực tiếp bằngcách sử dụng pin quang điện (Photovoltaics - PV), hoặc gián tiếp bằng cách sử dụng nănglượng mặt trời tập trung, còn gọi là nhiệt mặt trời (Concentrated Solar Power - CSP) Hệthống CSP sử dụng ống kính, gương và các hệ thống theo dõi để tập trung một khu vựcrộng lớn của ánh sáng mặt trời vào một chùm nhỏ

1.2.1 Sơ lược về pin quang điện (Photovoltaics)

PV chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quangđiện.Pin quang điện, còn gọi là pin mặt trời là tế bào quang điện hay tế bào năng lượngmặt trời là một thiết bị chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện bằng cách sử dụng hiệu ứngquang điện

Thời kỳ đầu những pin quang điện vẫn còn sử dụng năng lượng dạng vừa và nhỏ,

từ các máy tính được hỗ trợ bởi một tế bào năng lượng mặt trời duy nhất được cung cấpbởi một tấm quang điện Chúng là một nguồn năng lượng điện quan trọng và tương đối rẻtiền khi mà sử dụng hệ thống điện lưới không thuận tiện, bất hợp lý, quá trình kết nối tốnkém, hoặc đơn giản là không được trang bị sẵn sàng Tuy nhiên, khi chi phí cho điện mặttrời đang giảm, năng lượng mặt trời cũng ngày càng được sử dụng kể cả trong những tìnhhuống cấp điện vào lưới điện như một cách để cấp dữ liệu năng lượng carbon thấp vàolưới điện

Hình 2: Sơ đồ đơn giản của một hệ thống điện PV dân dụng được nối vào lưới điện [1]

Hệ thống hoạt động của pin quang điện: Các tấm của một hệ thống quang điện (hệthống PV) sản xuất dòng điện một chiều (DC) là năng lượng dao động với cường độ củaánh sáng mặt trời Trong thực tế thường phải chuyển đổi sang một số điện áp mong muốn

ở dạng dòng điện xoay chiều (AC) thông qua việc sử dụng máy biến áp Nhiều tế bàoquang điện được kết nối bên trong các mô-đun Các mô-đun được nối với nhau để tạo thànhtừng tấm, sau đó gắn liền với một máy biến áp giúp sản xuất điện ở cấp điện áp mong muốn(dạng AC) theo tần số/chu kỳ mong muốn

Nhiều hệ thống PV dân dụng được nối vào lưới điện tại những nơi được trang bị,đặc biệt những nước phát triển chính là thị trường lớn Những hệ thống PV được kết nốivào lưới điện này sử dụng năng lượng dự trữ là tùy chọn Trong một số ứng dụng như vệtinh, ngọn hải đăng, hoặc ở các nước đang phát triển, pin hoặc máy phát điện bổ sungđược thêm vào để hỗ trợ như là một hệ thống điện độc lập cho phép hoạt động vào banđêm và vào những thời điểm khác hạn chế ánh sáng mặt trời.

1.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Phiến pin quang điện là kỳ công của vật lý tinh thể và bán dẫn Nó được cấu tạo từcác lớp phẳng và mỏng của các vật liệu đặc biệt gọi là bán dẫn xếp chồng lên nhau

Hình 3: Cấu tạo của một pin quang điện [1]

Có 3 lớp vật liệu chính: lớp trên cùng gọi là silicon loại n (n: negative, âm), vậtliệu này có khả năng “phóng thích” các hạt tích điện âm gọi là electron một khi được đưa

ra ngoài ánh sáng mặt trời Lớp dưới cùng gọi là lớp p, tích điện dương khi tiếp xúc vớibức xạ Mặt Trời (p: positive, dương) Lớp vật liệu ở giữa gọi là lớp chèn (junction), lớpnày có vai trò như một lớp phân cách (insulator) giữa lớp n và lớp p Các eletron đượcphóng thích từ lớp n sẽ di chuyển theo đường ít bị cản trở nhất, tức là di chuyển từ lớp ntích điện âm ở bên trên về lớp p tích điện dương ở bên dưới Như vậy, nếu vùng p vàvùng n được nối bởi một mạch điện tạo bởi các dây dẫn mỏng, dòng electron sẽ di chuyểntrong mạch điện này, tạo ra dòng điện một chiều có thể được sử dụng trực tiếp hoặc được

“dự trữ” để dùng sau Cường độ dòng điện sinh ra phụ thuộc vào số lượng và phươngthức nối các tế bào Mặt Trời trong pin Mặt Trời

1.2.3 Các dạng hệ thống quang điện

1.2.3.1 Hệ thống hòa mạng

Có hai dạng hệ thống quang điện kết mạng: trực tiếp và trữ ắc qui Module quangđiện và bổ chuyển AC/DC là 2 thành phần thiết yếu trong cả 2 dạng hệ thống hòa mạng.Module quang điện có vai trò chuyển đổi ánh sáng Mặt Trời thành dòng điện một chiều,

và bộ chuyển AC/DC chuyển dòng điện một chiều này thành điện 2 chiều

Hệ thống quang điện nối mạng trực tiếp tương đối đơn giản hơn và hiệu quả hơntrong vài trường hợp Hệ thống này chuyển đổi tức thời dòng điện một chiều thành điệnxoay chiều và kết nối vào đồng hồ điện trung tâm Tại đây, quang điện chia tải với hệthống điện lưới và quay ngược đồng hồ điện bất cứ khi nào có thặng dư điện Đây là dạngthiết kế giá thành thấp, tiết kiệm Hệ thống này không có biện pháp dự phòng vì nó không

sử dụng bất cứ thiết bị trữ điện nào Nếu nguồn điện trung tâm bị cắt, thì sẽ xảy ra hiệntượng cúp điện ở đầu tải.

Hệ thống quang điện sử dụng bình trữ điện ắc qui thì khắc phục được trường hợpmất điện khi nguồn điện trung tâm bị cắt Hệ thống bao gồm một bộ ắc qui và các thiết bịđiều khiển điện tử phức tạp Một khi nguồn điện trung tâm bị cắt vào ban tối, điện dự trự

từ ắc qui sẽ được sử dụng thay thế cho đến khi cạn nguồn dự trữ Nếu nguồn điện bị cắtvào ban ngày, hệ thống pin quang điện sẽ liên tục nạp ắc qui, từ đó kéo dài khả năng dựtrữ điện cho ban tối

1.2.3.2 Hệ thống đơn lẻ (cục bộ - stand alone)

Các hệ thống quang điện cục bộ được thiết kế để vận hành một cách độc lập đới vớimạng điện lưới Qui mô và thiết kế của hệ thống dạng này phù hợp cho các tải điện mộtchiều và/hoặc điện xoay chiều công suất nhỏ Hệ thống cục bộ có thể chỉ hoạt động dựavào duy nhất các mạng module quang điện, hoặc có thể kết hợp với các nguồn khác khácnhư điện gió, máy phát diesel như nguồn phát thứ cấp (còn gọi là hệ quang điện liên kết– hybrid system, xem hình)

Hình 4: Hệ thống điện mặt trời trong gia đình [1]

Dạng đơn giản nhất của hệ thống quang điện cục bộ là hệ thống liên kết tải trựctiếp, tức là dòng điện một chiều phát ra từ module quang điện sẽ được dẫn trực tiếp vàotải mà không qua hệ thống trữ điện trung gian (như bình ắc qui) Đương nhiên là hệ thốngnày chỉ có tác dụng vào ban ngày vài những giờ nắng, cung cấp điện cho các tải nhỏ như

hệ thống quạt lưu thông khí, hệ thống đun nước nhiệt Mặt Trời Phần thiết kế quan trọngnhất cho hệ thống trực tiếp là tính toán điện trợ tải sau cho phù hợp với công suất tối đacủa chuỗi pin Mặt Trời Đối với một số loại tải như máy bơm nước, người ta gắn mộtdạng biến điện DC-AC điện từ, gọi là hệ thống theo dõi công suất tối đa, giữa nguồn vàtải để có thể vận dụng tốt hơn công suất tối đa của nguồn

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NĂNG

LƯỢNG MẶT TRỜI 2.1 Khái niệm về nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời:

Trong tương lai, năng lượng mặt trời sẽ phát triển mang tầm quan trọng là nguồncung cấp năng lượng chính thay thế các nguồn nhiên liệu hóa thạch cung cấp cho các quátrình công nghiệp, xây dựng thương mại, phát điện và nhiều ứng dụng khác

Nhà máy nhiệt điện là một nhà máy điện, sử dụng hóa năng của nhiên liệu biến thànhnhiệt năng cung cấp nhiệt cho nước trở thành hơi Nước được đun nóng chuyển thành hơinước và làm quay tua bin hơi nước, tua bin này làm chạy máy phát điện biến đổi độngnăng thành điện năng Nói cách khác, điện năng được sản xuất bằng cách đốt nhiên liệuhóa thạch như than đá, dầu mỏ và khí thiên nhiên, thải ra CO2, sunfur oxide, nitrogenoxide gây ra sự biến đổi khí hậu

Nhà máy điện năng lượng mặt trời là một nhà máy nhiệt điện, thay vì điện năngđược sản xuất bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch thì nhà máy này sản suất điện dựa vàonguồn năng lượng mặt trời Nhiệt thu từ ánh nắng mặt trời được thu gom và dùng để làmnóng nước Hơi nước được tạo ra từ đó làm chạy máy phát sản xuất điện

Như vậy, nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời hoạt động giống như nhà máy nhiệtđiện, chỉ khác là hơi nước được tạo ra bởi nhiệt thu gom từ ánh nắng mặt trời thay vì từviệc đốt các nhiên liệu hóa thạch

2.2 Vai trò nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời:

Nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời đang là xu hướng khai thác và phát triểncủa các nước công nghiệp.

Nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời đa dạng hóa nguồn cung cấp và bổ sungnguồn điện quốc gia Đảm bảo nguồn năng lượng không bị thiếu hụt trong hiện tại vàtương lai, cung cấp điện năng giá rẻ Phục vụ cho việc nghiên cứu thử nghiệm và học tập

Tăng công suất một cách nhanh chóng trong thời điểm hiện nay, nâng cao côngsuất điện năng và giảm phụ tải điện lưới của hệ thống điện ở các quốc gia

Ở các nước có cường độ bức xạ mặt trời lớn, các nhà máy nhiệt điện mặt trời cóthể trở thành một thành phần thiết yếu của một hệ thống năng lượng chủ yếu sử dụng tàinguyên tái tạo

Nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời với quy mô lớn do sử dụng nhiệt từ bức xạmặt trời tự nhiên có thể thay thế 2-3 tỉ tấn than làm nhiên liệu đốt mối năm

Các nhà máy nhiệt ñiện mặt trời vận hành với chi phí thấp và đảm bảo an toàn hơnnhà máy chạy bằng năng lượng hóa thạch do nguồn nhiên liệu sử dụng là phi cacbon ,không gây ô nhiễm môi trường theo thống kê năm 2014, lượng phát thải khí CO2 trungbình của điện năng lượng mặt trời là 41g/kWh so với điện than là 820g/kWh và dầu khí là490g/kWh

2.3 Nguyên lý hoạt động tập trung nhiệt năng lượng mặt trời

Nhà máy nhiệt điện mặt trời tập trung khai thác nhiệt năng thô từ mặt trời bằngcách sử dụng hàng trăm hay hàng nghìn gương cầu lõm hoặc gương parabol để tập trungánh sáng mặt trời vào một khu vực nhỏ Các gương này làm phóng đại ánh sáng mặt trời

và tạo ra một vùng có nhiệt độ cực cao, được sử dụng để làm nóng môi trường lỏng Nhiệt

từ môi chất lỏng quá nhiệt được sử dụng để tạo ra hơi nước, dẫn động tuabin và chạy máyphát điện

Các nhà máy năng lượng mặt trời tập trung dựa vào chất lỏng có khả năng lưu trữnhiệt tốt, như dầu hoặc muối nóng chảy Chất lỏng được lưu trữ trong một bộ thu trungtâm đặt tại tâm điểm của các tấm thu năng lượng mặt trời, hấp thụ ánh sáng mặt trời tập

trung Năng lượng khổng lồ tập trung vào một khu vực nhỏ làm tăng nhiệt độ của chấtlỏng lên từ 700 đến 1.000 độ F.

Sau đó, chất lỏng quá nhiệt được bơm qua bộ trao đổi nhiệt, tại đây nhiệt năngđược chuyển đến động cơ hơi nước Môi chất lỏng làm nóng nước trong động cơ, tạo rahơi nước có áp suất dẫn động tuabin và tạo ra điện Sau đó, hơi nước được làm lạnh vàngưng tụ trở lại thành nước, và môi trường lỏng được bơm trở lại máy thu tại tiêu điểm.Các nhà máy nhiệt điện mặt trời có thể lưu trữ nhiệt năng trong môi trường lỏng, chophép chúng tiếp tục tạo ra điện ngay cả sau khi mặt trời lặn

Có thể sử dụng 2 phương pháp tập trung ánh sáng mặt trời như:

Mang parabol_ Anh sang đươc tâp trung vao môt ông dân đăt ơ giưa mang

_ Ống dân chưa chât long truyên nhiêt

_ Mang co thê điêu hương theo phương doc hoăc ngang Đia parabol_ Anh sang đươc tâp trung vao nôi hơi hoăc đông cơ Stirling đăt ơ giưa_ Đê hoat đông hiêu qua, truc cua gương phai luôn hương trưc tiêp vê măt trơi

12

a) Máng parabol

b) Đĩa parabol

Hình 5: Phương pháp tập trung ánh sáng mặt trời [2]

CHƯƠNG 3: CÁC LOẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 3.1 Các loại nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời

3.1.1 Nhà máy điện tháp năng lượng mặt trời (Solar tower power plant):

Khác với nguyên lý hoạt động tạo ra dòng điện của tấm pin năng lượng mặt sửdụng hiệu ứng quang điện Thì hệ thống nhiệt điện tháp năng lượng mặt trời hay còn đượcgọi là máy thu trung tâm sử dụng các tấm gương hay các tấm kính để tập trung một lượnglớn năng lượng mặt trời, mà ở đây chủ yếu là bức xạ nhiệt, vào một điểm nhỏ Nănglượng bức xạ ánh sáng mặt trời được tập trung lại và làm nóng một động cơ nhiệt (thôngthường là turbine) được kết nối với một máy phát sau đó tạo ra điện