TIỂU LUẬN MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU

TIỂU LUẬN MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

TIỂU LUẬN MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG

ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU

NỘI DUNG:

KẾT LUẬN ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU

CƠ SỎ LÝ THUYẾT

TỔNG QUAN

TỔNG QUAN

Giới thiệu về năng lượng thủy triều

Việc ứng dụng năng lượng thủy triều trên thế giới

Năng lượng thủy triều là một loại năng lượng sạch gần như vô tận Khác với mô hình năng lượng mặt trời và năng lượng gió, năng lượng thủy triều khá ổn định vì thủy triều trong ngày

có thể được dự báo chính xác.

Theo ước tính của Cơ quan Năng lượng Quốc

tế, tiềm năng của năng lượng thủy triều trên toàn cầu vào khoảng 800 tỷ KWh/năm, có thể đáp ứng khoảng 5% nhu cầu năng lượng điện hiện nay trên toàn thế giới.

TỔNG QUAN

Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã sử dụng nguồn năng lượng từ thủy triều.

• Năm 1966, tại Pháp đã xây dựng một nhà máy điện thủy triều đầu tiên trên thế giới với công suất 240 MW, đây là một trong những nhà máy điện thủy triều lớn nhất trên thế giới

• Tại Canada đã vận hành một nhà máy 20 MW từ năm 1984, sản xuất

30 triệu kW điện hàng năm

• Trung Quốc cũng là một nước rất quan tâm đến nguồn năng lượng

sạch, hiện nay Trung Quốc có 7 nhà máy điện thủy triều đang vận

hành với tổng công suất 11 MW

• Hàn Quốc rất chú trọng khai thác sử dụng năng lượng thủy triều Nhà máy điện thủy triều Sihwa có công suất 254 MW được hoàn thành

năm 2010; còn tại thành phố Incheon, từ năm 2007 đã xây dựng một nhà máy có công suất 812 MW lớn nhất thế giới, với 32 tổ máy và sẽ đưa vào vận hành năm 2015

• Anh là một quốc gia có nhiều điều kiện thuận lợi nhất trên thế giới về

sử dụng năng lượng thủy triều, một số bờ biển có biên độ thủy triều lớn (5,2 đến 7m) rất thuận lợi trong khai thác nguồn năng lượng

này…

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chuyển dộng thủy triều là hiện tượng chuyển động dạng sóng Dưới tác động của lực tạo triều biến đổi tuần hoàn, trong biển xuất hiện những dao động với chu kỳ tương ứng với chu kỳ của lực và những dao động này lan truyền trong biển

Những hạt nước trong sóng triều chuyển động theo những quỹ đao dạng Elip Chuyển động này có thể phân thành 2 chuyển động :

• Chuyển động the dòng triều là hình chiếu quỹ đạo chuyển động triều lên mặt phẳng ngang

• Dao động mực nước là hình chiếu của quỹ đạo lê mặt phẳng thẳng đứng

Các lực tác dụng lên mỗi chất điểm khối lượng đơn vị trên Trái Đất:

• Lực hấp dẫn của Trái Đất

• Lực ly tâm chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất

Sự hình thành các lực tạo triều

 2 lực này không đổi về độ lớn và hướng theo thời

gian nên không phải là lực tạo triều

• Lực hấp dẫn của Mặt Trăng tác dụng lên chất điểm

• Lực ly tâm khi hệ Trái Đất – Mặt Trăng quay

Xét sự chuyển động của hệ Trái Đất – Mặt Trăng, hệ này cùng

quay quanh một trọng tâm chung P ở khoảng cách 0,73 bán

kính Trái Đất, trên đường nối tâm Trái Đất với tâm Mặt Trăng

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Sự hình thành lực tạo triều của hệ

Trái Đất – Mặt Trăng

Sự phân bố lực tạo triều trên Trái Đất

Sự phân bố độ cao mực nước trên Trái Đất dưới

tác dụng của lực tạo triều

Hiện nay có 2 loại công nghệ khai thác đang được áp dụng tại các

nước trên thế giới để khai thác hiệu quả nguồn năng lượng này, là khai thác dựa vào động năng dòng chảy triều và công nghệ khai thác dựa vào thế năng của thủy triều

• Dựa vào thế năng của thủy triều: phải xây dựng hồ chứa và lợi

dụng quy luật triều lên xuống để tạo ra sự chênh lệch cột nước tĩnh của khối lượng nước trong hồ và ngoài biển hoặc ngược lại Khi đó

sử dụng các tuabin nước để phát điện

CƠ SỞ ỨNG DỤNG

• Dựa vào động năng của dòng triều: công nghệ khai thác nguồn

năng lượng điện thủy triều có tính ưu việt và khả thi hơn là so

với dựa vào thế năng dòng chảy triều Với công nghệ này, người ta

sử dụng vận tốc dòng chảy triều làm quay các tuabin thủy triều để phát điện Nếu dòng chảy có vận tốc 2 - 3m/s sẽ tạo ra công suất 4 - 13kW/m2 Các tuabin của kiểu khai thác bằng động năng dòng

chảy triều là dạng chong chóng có 3 hoặc 4 cánh gắn với máy phát điện kiểu kín được lắp cố định hoặc dạng neo với bề mặt đáy của dòng chảy Đây là công nghệ khai thác động năng dòng chảy có

hiệu suất cao hơn so với kiểu khai thác khác

CƠ SỞ ỨNG DỤNG

ĐỘNG NĂNG DÒNG CHẢY

THẾ NĂNG THỦY TRIỀU

CƠ SỞ ỨNG DỤNG

PHÂN BỐ

Biểu đồ phân bố thủy triều theo thế năng

PHÂN BỐ

Biểu đồ hiển thị năng lượng thủy triều

PHÂN BỐ

Biểu đồ thay đổi biểu đồ theo thời gian

ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU

Đập chắn thuỷ triều

Phương pháp này dựa vào thế

năng của dòng triều

Giống sản xuất thuỷ điện, chỉ

khác là nước có thể chảy theo hai

hướng Chúng ta xây dựng một

chiếc đập chắn ngang cửa sông

Khi thuỷ triều lên, các cửa cống

trên đập được kéo lên, cho phép

vùng lưu vực bên trong đập đầy

nước Khi thuỷ triều bắt đầu

xuống, các cửa cống được đóng

lại, buộc nước bên trong đập

thoát ra ngoài biển qua hệ thống

tuốc-bin gắn ở bên dưới cửa đập

HỆ THỐNG LIMPET

Hệ thống hoạt động theo nguyên lý

như sau:

Lúc thuỷ triều thấp: chu trình nạp

Thuỷ triều lên cao: chu trình nén

Thuỷ triều xuống thấp: chu trình xả,

kết thúc và nạp cho chu kỳ tiếp theo

Sự thay đổi chiều cao cột nước làm

quay tua bin tạo ra điện năng

Máy Limpet có thể đạt từ 250 KW

đến 500 KW

Chẳng hạn máy Limpet phát công

suất 500 KW có thể cung cấp cho 400

gia đình

ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU

Tuốc bin thủy triều

• Tuabin thủy triều hoạt

động giống như tuốc-bin

gió, tuốc-bin thuỷ triều có

nhiều lợi thế hơn so với

hệ thống đập chắn và

hàng rào thuỷ triều, đặc

biệt là giảm tác động về

Hệ thống TidalStream

• Mặc dù chi phí để đầu tư cho năng lượng thủy triều khá đắt nhưng nó được dự báo là nguồn năng lượng lý tưởng trong tương lai, tốt hơn năng lượng gió và mặt trời; đồng thời là chìa khóa để giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu dầu mỏ và đảm bảo an ninh năng lượng thế giới.

KẾT LUẬN

Hạn chế:

• Đầu tư lớn cho thiết bị và xây dựng

• Làm thay đổi điều kiện tự nhiên của một diện tích rất rộng

• Mô hình này chỉ hoạt động được trong thời gian ngắn trong ngày khi có thủy triều lên xuống

• Rất ít nơi trên thế giới có địa hình thuận lợi

để xây dựng nguồn năng lượng này một cách hiệu quả

 Ở Việt Nam hiện nay, năng lượng thủy triều vẫn đang được nghiên cứu và chưa được ứng dụng rộng rãi

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ QUAN

TÂM THEO DÕI