CHUYÊN ĐỀ TRANG THIẾT BỊ CÔNG TRÌNH- ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM pot

NỘI DUNG : Tầm quan trọng của hệ thống năng lượng mặt trời trong công trình Khái niệm, ưu, nhược điểm NLMT Các thiết bị sử dụng trực tiếp năng lượng mặt trời.. Các thiết bị Sử dụng giá

TRANG THI Ế T B Ị K Ỹ

1

1.LÊ VĂN HÙNG

2.TRẦN KHÁNH CHÂN

3 NGUYỄN NGỌC TÙNG

4.TRỊNH DUY THANH

5.ĐOÀN TUẤN VINH

6.NGUYỄN THANH LÂM

7.NGUYỄN VIỆT HƯNG

NỘI DUNG :

Tầm quan trọng của hệ thống năng lượng mặt trời trong công trình

Khái niệm, ưu, nhược điểm NLMT

Các thiết bị sử dụng trực tiếp năng lượng mặt trời.

Các thiết bị sử dụng trực tiếp năng lượng mặt trời.

Các thiết bị Sử dụng gián tiếp năng lượng mặt trời

GiỚI THIỆU VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng quan trọng điều khiển các quá trình khí tượng học và duy trì sự sống trên Trái đất Ngay ngoài khí quyển Trái đất, cứ mỗi một mét vuông diện tích vuông góc với ánh nắng Mặt Trời, chúng

ta thu được dòng năng lượng khoảng 1.400 joule trong một giây.

Vào một ngày trong xanh, năng lượng mặt trời xấp xỉ 1 kw/1m2 tỏa xuống bề mặt trái đất Một giờ năng lượng mặt trời rọi vào trái đất sẽ đủ để cung cấp nhu cầu năng lượng của cả thế giới trong một năm

Pin mặt trời

Một số công trình sử dụng năng lượng mặt trời nổi

tiếng trên thế giới

Cao ốc được xây dựng ở thành

phố Đức Châu, tỉnh Sơn Đông, tây bắc

Trung Quốc

Cầu sử dụng hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED được lập trình để tạo ra một loạt các hiệu ứng ánh sáng khác nhau

Dự án Tháp mặt trời Hệ thống hấp thu năng lượng mặt

trời trên sa mac

ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG VÀO CÁC CÔNG TRÌNH Ở NƯỚC TA

Từ những năm 1990, khi nhiều thôn xóm ngoại thành chưa có lưới điện quốc gia,Tại một số huyện ở TP Hồ Chí Minh như: Bình Chánh, Cần Giờ, Củ Chi, điện mặt trời được sử dụng khá nhiều trong một số nhà văn hoá, bệnh viện… Đặc biệt, công trình điện mặt trời trên đảo Thiềng Liềng,

xã Cán Gáo, huyện Cần Giờ cung cấp điện cho 50% số hộ dân sống trên đảo Năm 1995, hơn 180 nhà dân và một số công trình công cộng tại buôn Chăm, xã Eahsol, huyện Eahleo tỉnh Đắk Lắk đã sử dụng điện mặt trời

ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA VIỆC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT

lượng cũ đang ngày càng cạn kiệt

 Có thể trực tiếp thu lấy năng lượng này thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển năng lượng các photon của Mặt Trời thành điện năng, như trong pin Mặt Trời Năng lượng của các photon cũng có thể được hấp thụ để làm nóng các vật thể, tức là chuyển thành nhiệt năng, sử dụng cho bình đun nước Mặt Trời, hoặc làm sôi nước trong các máy nhiệt điện của tháp Mặt Trời, hoặc vận động các hệ thống nhiệt như máy điều hòa Mặt Trời.

KHUYẾT ĐIỂM CỦA VIỆC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Ở NƯỚC TA

 Mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng thời gian qua, các sản phẩm sử dụng năng lượng mặt trời vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi mà chỉ tập trung tại nông thôn, miền núi – nơi mức sống tương đối thấp.

 “Rào cản” lớn nhất việc sử dụng năng lượng mặt trời bắt nguồn từ kinh phí Dù năng lượng mặt trời ở dạng “nguyên liệu thô”, nhưng chi phí đầu tư để khai thác, sử dụng lại rất cao do công nghệ, thiết bị sản xuất đều nhập từ nước ngoài.

 Mới chỉ có một vài tổ chức, viện nghiên cứu và các trường đại học tham gia, còn phía doanh nghiệp, cá nhân vẫn chưa “mặn mà” với việc ứng dụng, sản xuất cũng như

sử dụng các thiết bị năng lượng mặt trời.

 Thiếu sự hỗ trợ của Nhà nước về đầu tư nghiên cứu cũng như kinh phí, trang

thiết bị kỹ thuật cho sản xuất Giá điện của Việt Nam vẫn còn được Nhà nước trợ giá, nên người dân chưa quan tâm nhiều đến bình năng lượng mặt trời Một số sản phẩm bình năng lượng mặt trời trong nước phù hợp với điều kiện thổ

nhưỡng, khí hậu Việt Nam nhưng lại chưa cạnh tranh được với hàng Trung Quốc

về kiểu dáng, chất liệu và giá thành… nên khó đến tay người tiêu dùng

= >> Để các sản phẩm từ năng lượng mặt trời được ứng dụng rộng rãi, Nhà

nước nên có chính sách hỗ trợ các doanh nghiệp tham gia đầu tư, phát triển

ngành năng lượng mới này lên quy mô công nghiệp Cần sớm ban hành Nghị

định phát triển năng lượng tái tạo, quy định rõ vấn đề, phạm vi cần hỗ trợ, chỉ

tiêu định lượng… Phía các nhà sản xuất, nên quan tâm thường xuyên đến các

dịch vụ sau bán hàng, bảo trì, bảo dưỡng, có giải pháp thuận lợi trong việc lắp

đặt thiết bị tại các ngôi nhà đã hoàn thiện, để sản phẩm có tính cạnh tranh cao

hơn và mở rộng được thị trường tiêu thụ…

MÁY NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

MÁY NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

ĐÔI NÉT VỀ MNN NLMT

CẤU TẠO

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG PHẠM VI SỬ DỤNG

CÁCH LẮP ĐẶT TRONG CÔNG TRÌNH

DÂN DỤNG

ĐÔI NÉT VỀ MNN NLMT

 Là thiết bị dùng nhiệt năng của ánh sáng MT để làm nóng nước sinh hoạt (điều đặc biệt là thiết bị này không hoạt động hoàn toàn bằng NLTN)

 Là biện pháp tiết kiệm khá tốt được nhiều người

 Là biện pháp tiết kiệm khá tốt được nhiều người lựa chọn trong thời điểm lên cao của giá điện,xăng dầu….

ĐÔI NÉT VỀ MNN NLMT

PHÂN LOẠI

NHỰA PPR DẠNG

PHẲNG

CẤU TẠO

Bộ phận

Bình bảo ôn

Bộ phận thu nhiệt (collector)

Giá đỡ máy

12 Giá đỡ đáy bình chứa nước

13 Đường thoát khí phía trên

MÁY NƯỚC NÓNG NLMT DẠNG ỐNG THỦY TINH CHÂN KHÔNG

ôn

BP thu nhiệt

Tấm phản quang

Lớp sơn

ống thủy tinh 2 lớp

Chân không

Rỗng

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG MÁY ỐNG THỦY TINH

CHÂN KHÔNG

Khi ánh sáng chiếu vào bộ phận thu nhiệt, các ống thủy tinh chân không với tính năng hấp thụ nhiệt cao, tỷ lệ phát xạ thấp sẽ hấp thụ bức xạ ánh sáng mặt trời và chuyển hoá thành nhiệt năng Lượng nhiệt này sẽ làm nóng lượng nước có trong các ống thủy tinh chân không Với nguyên lý: nước nóng có tỷ trọng nhỏ và nước lạnh có tỷ trọng lớn hơn, do đó nước lạnh đi xuống và nước nước sẽ đi lên tạo thành 1 vòng tuần hoàn luân

chuyển tự nhiên giữa ống thủy tinh và bồn chứa nước Quá trình như thế

diễn ra liên tục cho đến khi nước trong bồn chứa đạt tới nhiệt độ cao nhất (80oC)

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY DẠNG

TẤM PHẲNG

BXMT chiếu vào tấm hấp thu NLMT sẽ chuyển hóa làm nóng dung dịch truyền nhiệt nằm sắn trong hệ thống các ống dẫn bằng

đồng nguyên chất của tấm hấp thụ

Dung dịch này sẽ luân chuyển tuân hoàn lên trên và đi vào lõi bình chứa dung dịch truyền nhiệt (màu đỏ

trong sơ đồ) làm nhiệt độ của dung dịch truyền nhiệt tăng lên cao nhanh chóng Đến lượt mình, dung dịch truyền nhiệt sẽ truyền toàn bộ nhiệt lượng hấp thu được từ mặt trời sang nước lạnh chứa ở lõi bình trong cùng (màu xanh trong sơ đồ) làm nước nóng lên

PHẠM VI SỬ DỤNG

Công trình dân dụng : nhà ở ,khách sạn, nhà

hàng,bệnh viện,trường học,cơ quan

Công trình sản xuất công nghiệp,xuất ăn công

nghiệp,chế biến thủy hải sản,….

ƯU ĐIỂM

2 • KHÔNG GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

3

• AN TOÀN,KHÔNG TIẾNG ỒN, CHI PHÍ BẢO

TRÌ THẤP,TUỔI THỌ TƯƠNG ĐỐI CAO

NHƯỢC ĐIỂM

GIÁ THÀNH CAO

SƯ DỤNG ĐƯỢC Ở NƠI CÓ ÁNH NẮNG

KHÓ BẢO TRÌ KHI CÓ SỰ CỐ

CÁCH LẮP ĐẶT TRONG CÔNG

TRÌNH DÂN DỤNG

Vị trí lắp máy: Trên sàn bê tông, mái tole, mái ngói hoặc

khung gia cố Các hướng đông, tây & nam không có vật chắn nắng để bảo đảm máy được tiếp nắng suốt cả ngày Các quốc gia ở nửa bán cầu bắc như Việt Nam lắp nghiêng

về hướng nam với độ nghiêng tương đương vĩ độ của địa phương.

CÁCH LẮP ĐẶT TRONG CÔNG TRÌNH DÂN

DỤNG

Sơ đồ lắp đặt hệ thông máy nước nóng

VÍ DỤ : BẢNG BÁO GIÁ SẢN PHẨM CỦA

GOLD STAR (01/03/2011)

Hệ thống lọc nước bằng năng lượng mặt trời

Đây là hệ thống lọc nước mặn, phèn, lợ,

nước ao hồ hoặc nước bẩn tại vùng nông

thôn ĐBSCL bằng năng lượng mặt trời

Cấu tạo

Thiết bị có hình dáng là một cái hộp bằng

tôn tráng kẽm, mặt đáy và mặt xung quanh

được bọc lại bằng các vật liệu cách nhiệt

có sẵn như trấu, mùn cưa, sợi thủy tinh

Mặt trên được che bằng tấm kính đặt

nghiêng trong suốt dày 3-5 mm Tấm hấp

thụ bằng đồng nhôm… được dập các rãnh

bán kính 10 mm Các dây bấc được đặt

vào các rãnh để dẫn nước từ thùng chứa

vào bên trong thiết bị lọc

Máy lọc nước

năng lượng mặt trời

Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc nước ở đây là sử dụng bức xạ

Nguyên tắc hoạt động

mặt trời làm hơi nước bốc hơi Hơi nước được ngưng tụ và lấy ra sử dụng Trung bình, mỗi ngày với bề mặt hấp thụ 1m2, cường độ bức xạ trung bình 800 W/giờ, thiết bị lọc nước nhận được từ 6 - 7 lít nước sạch.

• Không cần điện hay xăng dầu, hóa chất.

• Thích hợp cho những vùng khan hiếm nước sạch

• Hiệu suất nhiệt cho thiết bị không cao

• Khả năng cất nước kém khi không có ánh nắng mặt trời

• Thời gian lọc lâu

Tủ lạnh n ă ng l ượ ng M ặ t Tr ờ i

Chiếc tủ lạnh chạy bằng năng

lượng mặt trời này hoạt động

thông qua cơ chế bay hơi và

có thể được sử dụng để giữ

lạnh cho những thực phẩm dễ

hỏng như sữa và thịt trong

nhiều ngày Không dùng điện,

nhiệt độ của chiếc tủ dao động

ở mức 6°C

trong khô ráo.

nước bốc hơi, giữ cho ống trụ bên

trong có nhiệt độ ở 6°C Làm ướt lại vật liệu ở giữa hai khoang bằng nước mát sẽ giữ cho chiếc

tủ lạnh “hoạt động”.

Tủ lạnh n ă ng l ượ ng M ặ t Tr ờ i

Ưu điểm

Khuyết điểm

• Gọn nhẹ,bền

• Tiết kiệm tiền,vật liệu

• Linh động,dễ di chuyển đi xa

Khuyết điểm

• Thời gian sử dụng thấp

• Tốn công bơm nước thường xuyên

• Ngăn chứa được ít đồ dùng

Phạm vi ứng dụng

• Ứng dụng rộng rãi cho người dân các nước nghèo

• Thích hợp cho người đi biển

Bếp năng lượng Mặt Trời là một thiết bị giữ các tia nắng và

dùng năng lượng này để đun nấu các loại thực phẩm hoặc đun nước sôi

Lợi ích

B ế p n ă ng l ượ ng M ặ t Tr ờ i

Lợi ích

Giúp giữ được oxy và tránh thải ra thêm

dioxit cacbon vào khí quyển

Ánh nắng là nguồn sức nóng miễn phí

Bếp năng lượng mặt trời không thải ra

khói, nên đỡ cay mắt và hại phổi

Không gây phỏng trong lúc đang đun

Nguyên tắc

• Hội tụ ánh nắng

• Chuyển ánh sáng

• Chuyển ánh sáng thành sức nóng

• Chất liệu dẫn nhiệt tốt

• Giữ nóng

Các kiểu bếp

I- Bếp hình hộp

1.1 Nguyên lý cấu tạo bếp

Chế tạo bếp

Hộp bảo vệ bên ngoài được làm bằng gỗ

Mặt phản xạ bên trong được dùng là cái

chậu nhôm

Nồi chứa thức ăn là nối nấu bằng nhôm

bên ngoài sơn đen

Tấm kính trong dược dùng là loại kính

trong dày 2,5mm

Lớp vật liệu cách nhiệt được dùng là rơm rạ

Gương phản xạ được chế tạo bằng tấm

thép trắng đã được đánh bóng sẵn dày 0,8mm

bên ngoài sơn đen Lớp vật liệu cách nhiệt được dùng là rơm rạ

Đế đặt nồi được dùng là tấm Amiăng dày

2mm.

• Phải đun lâu hơn Một lít nước phải đun trong 1 giờ mới sôi.

• Không được mở trong khi đun nấu, vì hơi nóng sẽ thoát ra ngoài

Do đó không thể xào, trở, xâm khi dùng bếp này

• Khi mở nắp phải cẩn thận vì có thể bị phỏng tay

• Cứ mỗi nửa giờ phải xoay hướng

• Tại châu Âu, không thể dùng được từ cuối tháng

10 đến giữa tháng 2 dương lịch

• Nặng khoảng 15 kg, và không chịu được mưa

Bếp hình hộp

Bếp năng lượng mặt trời được ứng dụng rất rộng rãi ở các nước nhiều NLMT như các nước ở Châu Phi.

II – Bếp nấu parabol

Nguyên lý cấu tạo bếp

Chế tạo bếp

Bộ phận quan trọng nhất của bếp là mặt parabôn phản xạ

MỘT SỐ LOẠI BẾP NẤU PARABOL

MỘT SỐ LOẠI BẾP NẤU PARABOL

Ưu điểm

Bếp nấu parabol

• Nóng nhanh Một lít nước có thể sôi sau nửa giờ Có thể dùng để chiên, xào thịt

• Dùng được quanh năm tại châu Âu

• Chịu được mưa

• Dể chóa mắt và hại mắt, cần có kính bảo vệ mắt

• Người sử dụng bếp phải đứng ngoài nắng

• Mỗi 15 phút phải chỉnh lại hướng

Phạm vi sử dụng

Với loại bếp nấu parabôn thường được dùng để chiên, xào nấu thức ăn đặc biệt là dùng rán, nướng các loại thực phẩm vì nhiệt độ tại tiêu điểm có thể đạt 300÷400oC

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG MẶT

TRỜI

VI.3.PIN NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI:

a.Định nghĩa:

Pin năng lượng mặt trời

(hay pin quang điện, tế bào

quang điện), là thiết bị bán

dẫn chứa lượng lớn các dio d

p-n, duới sự hiện diện của

ánh sáng mặt trời có khả

năng tạo ra dòng điện sử

dụng được Sự chuyển đổi

này gọi là hiệu ứng quang

điện.

SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

Stt Tên thi ế t b ị Ghi chú

2 Solar Regulator Tùy m ứ c đ i ệ n th ế và Công su ấ t

3 DC-AC Inverter D ạ ng sóng ra : Step Wave ho ặ c Sine Wave

4 Battery Khô, kín khí, không c ầ n b ả o d ưỡ ng

5 Khung, gá Chuyên d ụ ng

6 Dây cáp Ngoài tr ờ i và trong nhà

7 Ph ụ ki ệ n l ắ p đặ t Đồ ng b ộ

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

mặt đất trong đó 16% hiệu suất

của 1 Module 1 m² cung cấp

năng lượng khoảng 160 W Hiệu

suất của pin mặt trời thay đổi từ

12%- 18%

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI

VI.3.PIN NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI:

2 BỘ ĐIỀU KHIỂN SẠC:

 thực hiện chức năng điều tiết

sạc cho accu, bảo vệ cho

accu chống nạp quá tải và xả

quá sâu nhằm nâng cao tuổi

thọ của bình Accu, giúp hệ

thống sử dụng bền bỉ.

 cho biết tình trạng nạp điện

của Panel mặt trời vào accu

giúp cho người sử dụng kiểm

soát được các phụ tải

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI

VI.3.PIN NĂNG LƯỢNG MẶT

TRỜI:

2 BỘ ĐIỀU KHIỂN SẠC:

 Dòng điện cực đại của bộ điều

khiển chính là cường độ dòng điện

tối đa đưa vào Bộ điều khiển và nó

cho biết số lượng Panel mặt trời có

thể đấu nối vào nó

 Bộ điều khiển còn thực hiện việc

bảo vệ nạp quá điện thế (>13,8V)

hoặc điện thế thấp (<10,5V) Mạch

bảo vệ của bộ điều khiển sẽ thực

hiện việc ngắt mạch khi bộ điều

khiển xác nhận bình Accu đã được

nạp đầy hoặc điện áp bình quá

thấp

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

AC (110VAC, 220VAC) Được

thiết kế với nhiều cấp công suất

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI

*Lưu ý :

 Inverter với dạng sóng ra

hình Sine, giống như dạng

sóng của điện lưới nên

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI

4 BATTERY (Ắcquy):

 Là thiết bị dự trữ điện, để

sử dụng vào ban đêm hoặc

lúc trời mây, mưa

 Accu là thiết bị điện hóa,

tồn trữ dưới dạng hóa

năng và khi có phụ tải sử

dụng đấu nối vào, hóa

năng được giải phóng dưới

dạng điện năng

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI

4 BATTERY (Ắcquy):

từ các Panel mặt trời vào

bình accu tạo nên một

lượng khí Hydro rất dễ nổ,

lượng khí Hydro sẽ tăng

nếu accu bị nạp quá tải

Nên cần có bộ điều khiển

sạc cho accu

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI

4 BATTERY (Ắcquy):

Thời gian cần thiết để nạp

điện đầy bình Accu phụ

thuộc vào các yếu tố:

+ Dung lượng của bình

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI

4 BATTERY (Ắcquy):

Accu có nhiều loại, kích

thước và dung lượng khác

nhau Hệ thống Điện Mặt

trời có công suất càng lớn

cần sử dụng Accu có dung

lượng lớn hoặc dùng nhiều

bình Accu kết nối lại với

nhau

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI

 Sạch, chi phí nhiên liệu và

bảo dưỡng thấp, an toàn cho

người sử dụng.

 pin mặt trời sẽ góp phần thay

 pin mặt trời sẽ góp phần thay

thế các nguồn năng lượng

hóa thạch, giảm phát khí thải

nhà kính, bảo vệ môi trường

 Có nhiều ứng dụng thiết thực

trong đời sống con người.tạo

ra được nguồn năng lựong

lớn.

VI.SỬ DỤNG GIÁN TIẾP NĂNG LƯỢNG

 Phụ thuộc vào điều kiện tự

nhiên như vùng địa lý

vùng khí hậu.

Thiết bị làm lạnh và điều hoà không khí dùng NLMT

Trong số những ứng dụng của NLMT thì làm lạnh

và điều hoà không khí là ứng dụng hấp dẫn nhất

Với các máy lạnh làm việc trên nguyên lý biến đổi

NLMT thành điện năng nhờ pin mặt trời

(photovoltaic) là thuận tiện nhất, nhưng trong giai

đoạn hiện nay giá thành pin mặt trời còn quá cao

Tủ lạnh dùng pin mặt trời

đoạn hiện nay giá thành pin mặt trời còn quá cao

Ngoài ra các hệ thống lạnh còn được sử dụng

NLMT dưới dạng nhiệt năng để chạy máy lạnh

hấp thụ, loại thiết bị này ngày càng được ứng dụng

nhiều trong thực tế, tuy nhiên hiện nay các hệ

thống này vẫn chưa được thương mại hóa và sử

dụng rộng rãi vì giá thành còn rất cao và hơn nữa

các bộ thu dùng trong các hệ thống này chủ yếu là

bộ thu phẳng với hiệu suất còn thấp (dưới 45%)

nên diện tích lắp đặt bộ thu cần rất lớn chưa phù

hợp với yêu cầu thực tế.