Đề tài : Đánh giá tính khả thi của các hệ thống hỗn hợp năng lượng tái tạo gió và mặt trời cho các đảo và các vùng nông thôn việt nam

Đề tài: “Đánh giá tính khả thi của các hệ thống hỗn hợp năng lượng tái tạo gió và mặt trời cho các đảo và các vùng nông thôn Việt Nam.” đã được Bộ Khoa học và Công nghệ phê duyệt. 1.1.2. Cơ quan thực hiện - Phía Vương Quốc Bỉ - Gồm 2 cơ quan  Trường Tổng hợp Katholieke Leuven Bộ môn Kỹ thuật Điện, Nhóm năng lượng (ELECTA), do GS. Ronnie Belmans đại diện. Địa chỉ: Kasteel Arenberg 10, B-3001, Leuven, Bỉ  Công ty 3E nv (3E) do Ông Luc Dewilde đại diện. Địa chỉ: Vaartstraat 61, B-1000, Brussels, Bỉ Trên cơ sở những thành tựu đã đạt được từ đề tài, tiếp tục phát triển ứng dụng năng lượng tái tạo phục vụ đời sống nhân dân ở vùng sâu, vùng xa nơi lưới điện quốc gia không thể vươn tới, ... Ứng dụng các công nghệ năng lượng tái tạo thay thế dần nguồn năng lượng hóa thạch, đảm bảo an ninh năng lượng, bảo vệ môi trường. Xây dựng, phát triển ngành khoa học công nghệ và công nghiệp về năng lượng tái tạo ở Việt Nam. - Lựa chọn địa điểm; đo đạc số liệu chi tiết nhằm xác định tiềm năng năng lượng gió và mặt trời tại 06 địa điểm dự kiến chọn tại các tỉnh: Quảng Ninh, Điện Biên, Quảng Ngãi, Ninh Thuận, Hà Tĩnh, Thanh Hoá. - Thu thập số liệu đo gió (vận tốc và hướng gió) và bức xạ mặt trời của sáu điểm đo, lựa chọn và đánh giá khả năng khai thác sử dụng nguồn năng lượng tái tạo sử dụng công nghệ nguồn độc lập như trạm pin mặt trời - Phía Việt Nam - Gồm 2 cơ quan

Trang 1

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ CÔNG THƯƠNG

NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ NĂM 2007

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC HỆ THỐNG HỖN HỢP NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO GIÓ VÀ MẶT TRỜI CHO CÁC ĐẢO

VÀ CÁC VÙNG NÔNG THÔN VIỆT NAM HỢP ĐỒNG SỐ: 02/2007/HĐ-ĐTĐT

Trang 2

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC HỆ THỐNG HỖN HỢP NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO GIÓ VÀ MẶT TRỜI CHO CÁC ĐẢO

QUYỂN I

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Năng lượng

Chủ nhiệm đề tài: TS Phạm Khánh Toàn

Hà Nội - 2009

Trang 3

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC HỆ THỐNG HỖN HỢP NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO GIÓ VÀ MẶT TRỜI CHO CÁC ĐẢO

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Năng lượng

Chủ nhiệm đề tài: TS Phạm Khánh Toàn

Hà Nội - 2009

Trang 4

BÁO CÁO TỔNG HỢPKẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC HỆ THỐNG HỖN HỢP NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO GIÓ VÀ MẶT TRỜI CHO CÁC ĐẢO

Bộ Khoa học và Công nghệ

Hà Nội - 2009

Trang 5

BỘ CÔNG THƯƠNG

VIỆN NĂNG LƯỢNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày tháng 09 năm 2009

BÁO CÁO THỐNG KÊ NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ

CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ NĂM 2007

I THÔNG TIN CHUNG

Fax: 84 4 38523311 E-mail: toanpk@fpt.vn

Tên tổ chức đang công tác: Viện Năng lượng

Địa chỉ tổ chức: Số 6 Tôn Thất Tùng, Quận Đống Đa, TP Hà Nội Địa chỉ nhà riêng: Số 4 Hoàng Cầu, Ô Chợ Dừa, Đống Đa, Hà Nội

Trang 6

3 Tổ chức chủ trì đề tài:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Năng lượng

Điện thoại: 84 4 38522453; Fax: 84 4 38523311

E-mail: toanpk@fpt.vn; Website: http://www.IEvn.com.vn

Địa chỉ: Số 6 Tôn Thất Tùng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: TS Phạm Khánh Toàn

Số tài khoản: 93101085

Ngân hàng: Tại Kho Bạc Nhà nước Đống Đa, Hà Nội

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Công Thương

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: Từ tháng 9 / năm 2007 đến tháng 9 / năm 2009

- Thực tế thực hiện: từ tháng 10 năm 2007 đến tháng 09 năm 2009

Thời gian(Tháng, năm)

Kinh phí(Tr.đ)

Ghi chú

(Số đề nghị quyết toán)

2 Nhà xưởng xây dựng mới,

cải tạo

3 Kinh phí hỗ trợ công nghệ

Trang 7

5 Nguyên vật liệu, năng

Số, thời gian ban

Ghi chú

Quốc Bỉ (Tuyên bố chung)

2 Số:

823/QĐ-BKHCN, Hà Nội,

ngày 22/5/2007

Phê duyệt các nhiệm vụ hợp tác quốc tế

về khoa học và công nghệ theo nghị định thư bắt đầu thực hiện từ tháng 9/2007

25/10/2007

Hợp đồng thực hiện nhiệm vụ hợp tác Quốc tế về Khoa học và Công nghệ theo Nghị định thư năm 2007

4 Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài:

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

Kỹ thuật Điện, Khoa Kỹ thuật (ELECTA), do

GS Ronnie Belmans đại diện

Nghiên cứu phát triển ứng dụng các nguồn và công nghệ năng lượng tái tạo ở Việt Nam nhằm đảm bảo an ninh năng lượng,

sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng, bảo vệ môi trường.

Bảng số liệu, Báo cáo phân tích, Tài liệu dự báo, Luận chứng kinh tế-kỹ thuật, nghiên cứu khả thi, Khác (các bài báo, đào tạo nghiên cứu sinh, sinh viên, )

2 Công ty 3E nv

(3E) do ông Luc

Dewilde đại diện.

Công ty 3E nv (3E) do ông Luc Dewilde đại diện.

3

Viện Năng lượng Viện Năng

lượng

Phối hợp với chuyên gia

Bỉ tính toán thiết kế, trao đổi kinh nghiệm ứng dụng thiết bị phát điện bằng NLG & MT để áp dụng vào Việt Nam cho các vùng núi và hải đảo Nâng cao năng lực cho cán bộ nghiên cứu (tập huấn, trao đổi đoàn, hội thảo )

Bảng số liệu, Báo cáo phân tích, Tài liệu dự báo, Luận chứng kinh tế-kỹ thuật, nghiên cứu khả thi, Khác (các bài báo, đào tạo nghiên cứu sinh, sinh viên, )

Trang 8

Khảo sát lựa chọn địa điểm có tiềm năng về gió

và bức xạ mặt trời tại các tỉnh

Lựa chọn địa điểm thích hợp, số liệu

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài:

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 TS. Phạm Khánh

ĐT đạt xuất sắc

2 PGS TS Đặng Đình

Thống

PGS TS Đặng Đình Thống

Báo cáo phân tích, Tài liệu dự báo,

Báo cáo đủ nội dung

3 TS. Trần Thanh

Báo cáo phân tích, Tài liệu dự báo, Đối ngoại VN-Bỉ

4 KS Nguyễn Đức

Cường

KS Nguyễn Đức Cường

Báo cáo phân tích, Tài liệu dự báo, Đối ngoại VN-Bỉ

5 KS Lý Ngọc Thắng KS Lý Ngọc Thắng Thiết kế, thực hiện,

tổng hợp, báo cáo

Hoàn thành báo cáo ĐT

6 KS Vũ Thị Giáng KS Phạm Minh Hoà Thu thập, xử lý số

liệu khí tượng

Số liệu đủ, đạt theo thiết kế

7 KS Vũ Văn Sơn KS Vũ Văn Sơn Thu thập, xử lý số

liệu đo

8 KS Nguyễn Văn An KS Nguyễn Văn An Thu thập, xử lý số

liệu đo

9 PGS.TS Lê Danh

Liên

PGS.TS Lê Danh Liên

Thu thập, xử lý số liệu đo

10 ThS Vương Sơn ThS Vương Sơn Thu thập, xử lý số

liệu đo

Thu thập, xử

lý số liệu đo

Trang 9

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

Số

TT

Theo kế hoạch

(Nội dung, thời gian, kinh phí,

địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số

đoàn, số lượng người tham

A Đoàn Vương Quốc Bỉ Sang Việt Nam

1 Đoàn I:

Nội dung: trao đổi và giải quyết công

việc nội dung 1;

Kinh phí: 22,5 triệu đồng

Số lượng người tham gia: 04 người

Thời gian: Tháng 04/2007;

Địa điểm: Việt Nam;

Tên tổ chức hợp tác: Viện Năng lượng;

ĐH, Bách khoa Hà Nội; Trường Tổng

hợp Katholieke Leuven Bộ môn Kỹ thuật

Điện, Nhóm Năng lượng; (ELECTA),

ĐH, Bách khoa Hà Nội; Trường Tổng hợp Katholieke Leuven Bộ môn Kỹ thuật Điện, Nhóm năng lượng (ELECTA), Công ty 3E nv (3E)

2 Đoàn II:

Nội dung: trao đổi và giải quyết công

việc nội dung 3,4,5;

ĐH, Bách khoa Hà Nội; Trường Tổng

hợp Katholieke Leuven Bộ môn Kỹ thuật

ĐH, Bách khoa Hà Nội; Trường Tổng hợp Katholieke Leuven Bộ môn Kỹ thuật Điện, Nhóm Năng lượng;

(ELECTA), Công ty 3E nv (3E)

B Đoàn Việt Nam Sang Vương Quốc Bỉ

1 Đoàn I:

Nội dung: Xây dựng phương pháp luận

đánh giá cho đề tài điện tái tạo phục vụ

cho điện khí hoá nông thôn ở Việt Nam,

Katholieke Leuven Bộ môn Kỹ thuật

Công ty 3E nv (3E)

Đoàn I:

Nội dung: Xây dựng phương pháp luận đánh giá cho đề tài điện tái tạo phục vụ cho điện khí hoá nông thôn ở Việt Nam, Kinh phí: 110,8 triệu đồng

Số lượng người tham gia: 05 người Thời gian: Tháng 10/2007;

Địa điểm: Vương Quốc Bỉ;

Tên tổ chức hợp tác: Trường Tổng hợp Katholieke Leuven Bộ môn Kỹ thuật Điện, Nhóm năng lượng (ELECTA), Công ty 3E nv (3E)

Tính nhầm phần kinh phí

2 Đoàn II:

Nội dung: Tổng kết, đánh giá nội dung

hợp tác quốc tế về khoa học và công

Tính nhầm phần kinh

Trang 10

Tên tổ chức hợp tác: Trường Tổng hợp

Katholieke Leuven Bộ môn Kỹ thuật

Điện, Nhóm năng lượng (ELECTA),

Công ty 3E nv (3E)

Tên tổ chức hợp tác: Trường Tổng hợp Katholieke Leuven Bộ môn Kỹ thuật Điện, Nhóm năng lượng (ELECTA), Công ty 3E nv (3E)

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

1 Đóng góp ý kiến nội dung

phương pháp luận thực hiện Đề

tài; 2/2008; kinh phí: 8 triệu

đồng; Địa điểm VNL

Đóng góp ý kiến nội dung phương pháp luận thực hiện Đề tài; 2/2008; kinh phí: 8 triệu đồng; Địa điểm VNL

2 Tổng kết, đánh giá nội dung hợp

tác quốc tế về khoa học và công

nghệ; Thời gian 9/2009; Kinh

phí 10 triệu đồng; Địa điểm: Bỉ

Tổng kết, đánh giá nội dung hợp tác quốc tế về khoa học vàcông nghệ; Thời gian 9/2009;

Kinh phí 10 triệu đồng; Địa điểm: Bỉ

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

Thời gian

Bắt đầu, kết thúc ( tháng … năm)

Thực tế đạt được

Người,

cơ quan thực hiện

1 Xây dựng và trình duyệt đề cương nghiên cứu 8/2007 8/2007 VNL

2 Lựa chọn sáu địa điểm: Quảng Ninh, Điện Biên,

Quảng Ngãi, Ninh Thuận, Hà Tĩnh, Thanh Hoá.

Dựa trên bản đồ năng lượng gió hiện có vùng

Đông nam Á, thông tin hiện có về bức xạ mặt trời

4/2007 – 9/2007

12/2007 Viện Năng

lượng Đại học Bách Khoa và 3E

3 Chế tạo cột tháp đo Chiều cao tháp là 40m;

Lắp đặt thiết bị đo gió, mặt trời

5/2007 – 2/2009

2/2008 3E, Viện

Năng lượng

và ĐHBK

4 Thu thập số liệu gió, bức xạ MT tại các điểm đo;

Thu thập số liệu về bức xạ mặt trời và gió của

Trung tâm Khí tượng thuỷ văn (giá trị trung bình

đo trong 25 năm)

5/2007 – 2/2009

2/2008 – 5/2009

Viện Năng lượng và ĐHBK

5 Phân tích số liệu đo, Đánh giá tiềm năng ứng

dụng năng lượng Gió và Mặt trời, kể cả các

nguồn số liệu NCEP/NCAR và ứng dụng mô

hình hoá CFD

7/2007 – 12/2008

12/2008 ELECTA và

IE 3E và RERC

6 Phương pháp luận cho các đề tài điện khí hoá

nông thôn ứng dụng nguồn năng lượng tái tạo.

9/2008 – 12/2008

12/2008 ELECTA và

IE

Trang 11

- Chọn vị trí đo gió;

- Chọn vị trí đo bức xạ mặt trời

- Đánh giá hiệu quả kinh tế

- Mô hình hoá hệ thống

- Phương pháp thu thập số liệu

7 Đánh giá tính khả thi cho một điểm chọn ứng

dụng năng lượng tái tạo:

- Hệ thống pin mặt trời cho gia đình và cộng

đồng (trạm xá, trường học, nhà văn hoá );

- Hệ thống pin mặt trời kết hợp các nguồn năng

8/2009 ELECTA và

IE 3E và RERC

8 Trao đổi chuyên gia và nâng cao năng lực

- Hai chuyến công tác của ELECTA sang Việt

Nam: (2 chuyên gia mỗi chuyến công tác):

+ Chuyến I:Trao đổi, giải quyết công việc 1

+ Chuyến II: trao đổi và giải quyết công việc mục

3 4 và 5;

- Hai chuyến công tác của Viện Năng lượng và

Trung tâm NCNLM sang Bỉ:

+ Chuyến công tác I: Thăm và trao đổi kinh

nghiệm về ứng dụng năng lượng mặt trời và gió

+ Chuyến công tác II: Các chuyên gia Việt

Nam sẽ được đào tạo về tính toán và thiết kế ứng

dụng công nghệ năng lượng mặt trời và gió.

- Tổ chức 01 toạ đàm tại Việt Nam

- Tổ chức 01 Hội thảo tại Việt Nam

8/2007 2/2008

-11/2008

2 /2009

5/2008 9/2009

8/2007 2/2009

-10/2008

2 /2009

5/2008 9/2009

Tất cả các bên tham gia

đề tài

9 Báo cáo kết quả đề tài hợp tác song phương cho

hai chính phủ Việt Nam và Bỉ.

4/2009 9/2009 Tất cả các

bên tham gia

đề tài

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

1 Phương pháp

luận

Đánh giá tính khả thi hệ thống hỗn hợp năng lượng

Đánh giá tính khả thi

hệ thống hỗn hợp năng lượng

Trang 12

c) Sản phẩm Dạng III:

Yêu cầu khoa học cần đạt Số

kế hoạch

Số lượng, nơi công bố

(Tạp chí, nhà xuất bản)

1 Bảng số liệu Số liệu đo chính

xác

Số liệu đo chính xác

Báo cáo tổng kết

Đề tài (Chương 5: mục 5.2.2 ÷ 5.2.4)

2 Báo cáo phân tích

Đưa ra các đánh giá tiềm năng NLTT tại các địa điểm đã chọn

Các đánh giá tiềm năng NLTT tại các địa điểm chọn

Đề tài (Chương 5: mục 5.2.5)

3 Tài liệu dự báo Các vùng có tiềm

năng tương tự

Các vùng có tiềm năng tương tự

Đề tài Chương 6 : Mục 6.4.3 ; 6.4.4

4 Luận chứng kinh tế-kỹ thuật, nghiên cứu khả thi

Phương pháp luận đánh giá tính khả thi hệ thống hỗn hợp năng lượng

Đề tài (Chương 5: mục 5.2.5 ; Chương 6 : Mục 6.5)

5 Khác (các bài báo, đào tạo nghiên cứu sinh, sinh viên, )

Tài liệu hướng dẫn và đào tạo phù hợp

Đề tài (Phụ lục 2)

6

Báo cáo chế độ Gió và chế

độ bức xạ mặt trời sáu địa

điểm đã chọn

Tài liệu và sử dụng phần mềm

Đề tài (Chương 5: mục 5.2.2;

5.2.4;Chương 6: mục 6.5.1; 6.5.2)

7

Báo cáo và đánh giá sự phù

hợp của các địa điểm lựa

chọn cho việc lắp đặt hệ

thống ứng dụng NLTT là

Tuabin Gió – Pin mặt trời

-Hỗn hợp sáu điểm đo

Tài liệu Gió Mặt trời

-Báo cáo tổng kết

Đề tài (Chương 6: mục 6.5.1; 6.5.2)

8

Báo cáo xây dựng phương

pháp luận và đánh giá tính

khả thi của hệ thống điện:

Tuabin Gió; Pin mặt trời; Hệ

năng lượng hỗn hợp

Tài liệu phương pháp phân tích

Đề tài (Chương 5: mục 5.1; 5.2: 2.1 ÷ 5.2.5; Chương 6: mục 6.4.3; 6.4.4) 9

Tài liệu hướng dẫn việc thực

hiện kỹ thuật thực tế cho các

Đề tài tương tự ở Việt Nam,

cung cấp số liệu cho ĐT qui

hoạch điện về NLTT

Tài liệu hướng dẫn vận hành, quản lý Đề tài

(Phụ lục 5)

10 Cột đo gió 40m Chịu môi trường

biển

Chịu môi trường biển

Đề tài (Chương 4: mục 4.2.2)

Trang 13

Cung cấp điện cho đèn báo không

Đề tài (Chương 4: mục 4.2.1÷ 4.2.2)

d) Kết quả đào tạo:

Số lượng Số

TT

Cấp đào tạo, Chuyên

hoạch

Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

1 Báo cáo chế độ Gió và chế độ

bức xạ mặt trời sáu địa điểm đã

chọn

2008 -2009 Hội thảo báo cáo

tổng kết Đề tài

Báo cáo tổng kết Đề tài

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

- Bồi dưỡng, đào tạo cán bộ khoa học và công nghệ

+ Nâng cao kiến thức lý thuyết và thực hành cho các cán bộ trực tiếp tham gia đề tài

- Đối với lĩnh vực khoa học có liên quan

+ Phát triển khoa học công nghệ môi trường

+ Phát triển khoa học công nghệ năng lượng nói chung và năng lượng tái tạo nói riêng về mặt trời và gió

Trang 14

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

- Tạo tiền đề cho việc thực hiện các đề tài phát điện cho khu vực nông thôn vùng sâu, vùng xa sử dụng năng lượng tại chỗ là trạm pin mặt trời và gió

vì lưới điện không vươn tới được

- Tạo ra các cơ hội phát triển kinh tế, xã hội ở khu vực đề tài cho Bộ Công thương, chính phủ thực hiện đề tài tiết kiệm năng lượng

- Phát triển công nghệ năng lượng sạch, góp phần tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường và năng lượng truyền thống

- Hoạch định chính sách phát triển NLTT cho Bộ Công thương

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài:

- Lắp đặt hoàn chỉnh thiết bị trạm đo khí tượng

- Thực hiện các hợp đồng phối hợp nghiên cứu, trông coi bảo vệ, …

- Tính toán, đánh giá sơ bộ tính khả thi việc lắp đặt hệ thống ứng dụng NLTT

Người chủ trì Phó Viện trưởng Nguyễn Văn Phúc

II Kiểm tra định kỳ

Lần 1 17/09/2008 Đánh giá nội dung, tiến độ thực hiện của Đề tài:

Lấy số liệu; kiểm tra thiết bị; phân tích số liệu, sử dụng kinh phí đúng tiến độ

Ý kiến của cơ quan chủ trì, CNĐT

Ý kiến triển khai công việc tiếp theo III Nghiệm thu cơ sở 9/2009 Nghiệm thu quá trình thực hiện ĐT: Nội dung

báo cáo, số liệu đo, số liệu thu thập, các loại tài liệu liên quan

Kết luận chính: Đề tài đạt Xuất sắc (theo nội dung HĐ với Bộ KH & CN

Chủ trì: Hội đồng KH của Viện

Chủ nhiệm đề tài Thủ trưởng tổ chức chủ trì

Trang 15

MỤC LỤC

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Giới thiệu chung 1

1.1.1 Cơ sở xây dựng và thực hiện đề tài 1

1.1.2 Cơ quan thực hiện 1

1.2 Mục tiêu và nội dung chính của đề tài 2

1.2.1 Mục tiêu của đề tài 2

1.2.2 Nội dung nghiên cứu 3

1.3 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu 5

1.3.1 Cách tiếp cận 5

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu 5

Chương 2 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN, ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ MẶT TRỜI TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 7

2.1 Tổng quan về năng lượng tái tạo 7

2.2 Tình hình phát triển và ứng dụng năng lượng gió và MT trên thế giới 9

2.2.1 Tình hình phát triển và ứng dụng NLMT trên thế giới 9

2.2.2 Tình hình phát triển và ứng dụng năng lượng gió trên thế giới 12

2.3 Tình hình phát triển và ứng dụng năng lượng gió & MT tại Việt Nam 15

2.3.1 Tình hình phát triển và ứng dụng năng lượng mặt trời tại Việt Nam 16

2.3.2 Tình hình phát triển và ứng dụng năng lượng gió tại Việt Nam 17

Chương 3 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM 21

3.1 Đặc điểm về điều kiện tự nhiên - xã hội và kinh tế của Việt Nam 21

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 21

3.1.2 Điều kiện xã hội 22

3.1.3 Điều kiện Kinh tế 23

3.2 Khả năng cung cấp điện cho các vùng nông thôn và hải đảo 23

3.2.1 Điện khí hóa nông thôn hiện nay 23

3.2.2 Khả năng cung cấp điện cho các huyện đảo tới 2010 và 2015 25

Trang 16

3.3 Cơ sở dữ liệu và các phần mềm tính toán 28

3.3.1 Cơ sở dữ liệu 28

3.3.2 Các chương trình, phần mềm tính toán 29

Chương 4 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 32

4.1 Số liệu khí tượng về vận tốc gió & bức xạ mặt trời nhiều năm từ các nguồn khác nhau 32

4.1.1 Số liệu khí tượng NASA (7/1983 - 6/1993) 32

4.1.2 Allas gió WorldBank 35

4.1.3 Số liệu khí tượng bề mặt của Việt Nam (đến 2005) 37

4.2 Nghiên cứu, xây dựng các trạm đo bức xạ mặt trời & năng lượng gió 38

4.2.1 Nghiên cứu lựa chọn địa điểm tiêu biểu 38

4.2.2 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo tháp đo gió 41

4.2.3 Lắp đặt các trạm đo gió, thu thập số liệu 45

4.2.4 Tài liệu thiết kế kỹ thuật thi công 45

Chương 5 TÍNH TOÁN TIỀM NĂNG, ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI 46

5.1 Lập bản đồ năng lượng gió và mặt trời 46

5.2 Đánh giá tiềm năng ứng dụng năng lượng tái tạo 56

5.2.1 Đặc điểm khí hậu Việt nam 56

5.2.2 Bức xạ mặt trời và số giờ nắng tại các điểm chọn 63

5.2.3 Vận tốc gió tại 6 điểm, theo số liệu của NASA ở độ cao 50m 64

5.2.4 Vận tốc gió trung bình tháng, năm đo được tại 6 điểm chọn 64

5.2.5 Tính toán hệ thống gió mặt trời và hỗn hợp 66

Chương 6 ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI VỀ NGUỒN ĐIỆN CHO QUAN LẠN88 6.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên, xã hội, kinh tế và an ninh quốc phòng 88

6.1.1 Hiện trạng điều kiện tự nhiên - xã hội, kinh tế xã Đảo Quan Lạn 88

6.1.2 Phương hướng phát triển kinh tế, xã hội trong thời gian tới 92

6.2 Hiện trạng cung cấp và sử dụng năng lượng ở xã Quan Lạn 93

6.3 Dự báo nhu cầu điện của xã trong một số năm tới đến 2015 95

6.3.1 Dự báo về dân số 95

6.3.2 Phụ tải hiện tại (năm 2008) 96

Trang 17

6.3.3 Dự báo về nhu cầu điện 98

6.4 Tiềm năng các nguồn năng lượng trên đảo 98

6.4.1 Năng lượng mặt trời 99

6.4.2 Năng lượng gió trên đảo Quan Lạn 99

6.4.3 Các nguồn năng lượng tái tạo địa phương khác 100

6.4.4 Đánh giá chung 100

6.5 Đề nghị hệ thống điện hỗn hợp cấp điện cho xã Đảo Quan Lạn 101

6.5.1 Cơ sở đề xuất phương án 101

6.5.2 Đề nghị hệ nguồn điện cho xã Quan Lạn 101

6.5.3 Tính toán hệ thống điện Gió-Diesel 102

6.5.4 Tính toán hệ thống điện mặt trời gia đình 104

6.5.5 Tổng hợp kinh phí đầu tư 105

Chương 7 TRAO ĐỔI CHUYÊN GIA VÀ NÂNG CAO NĂNG LỰC 106

7.1 Đoàn vào 106

7.1.1 Chuyến đầu tiên của các chuyên gia của Bỉ đến Việt Nam 106

7.1.2 Chuyến thứ hai của các chuyên gia của Bỉ đến Việt Nam 108

7.2 Đoàn ra 109

7.2.1 Đoàn Việt Nam thứ nhất sang Vương quốc Bỉ, tháng năm 2008 109

7.2.2 Đoàn Việt Nam thứ hai sang Vương quốc Bỉ, tháng 9/2009 114

7.3 Đào tạo sinh viên 115

Chương 8 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 116

8.1 Thuận lợi và khó khăn 116

8.1.1 Thuận lợi 116

8.1.2 Khó khăn 119

8.2 Kết quả đạt được 119

8.2.1 Nội dung nghiên cứu trong nước 119

8.2.2 Kết quả hợp tác với Bỉ 120

Chương 9 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121

9.1 Kết luận 121

9.2 Kiến nghị 122

Trang 18

MỤC LỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thông số chỉ thị đầu tư 7

Bảng 2.2 Năm nước dẫn đầu về tổng công suất lắp đặt đến năm 2007 11

Bảng 2.3 Năm nước dẫn đầu về công suất lắp đặt trong năm 2007 11

Bảng 2.4 Sản lượng Pin mặt trời trên thế giới năm 2000-2007 12

Bảng 2.5 Tổng công suất lắp đặt, lắp đặt thêm hàng năm của thế giới 14

Bảng 2.6 Tổng công suất lắp đặt điện gió trên thế giới 2000-2007 14

Bảng 2.7 Công suất lắp đặt thêm điện gió năm 2007 ở 10 nước đứng đầu 15

Bảng 4.1 Vận tốc gió trung bình tháng năm ở độ cao 50m trên mặt đất 32

Bảng 4.2 Bức xạ trung bình tháng, năm trên bề mặt ngang 32

Bảng 4.3 Vận tốc gió trung bình năm Vtb > 6m/s 33

Bảng 4.4 Bức xạ trung bình năm trên bề mặt ngang > 5kWh/m2/ngày 34

Bảng 4.5 Vận tốc gió trung bình tháng, năm đo tại độ cao 10-12 m (m/s) 37

Bảng 4.6 Số giờ nắng trung bình tháng năm xét đến năm 2000 (giờ) 37

Bảng 4.7 Số xã và huyện đảo chưa thể có điện lưới quốc gia 39

Bảng 4.8 Tên các đảo và quần đảo thống kê theo vùng 40

Bảng 5.1 Bức xạ ngày trung bình theo tháng và năm 63

Bảng 5.2 Bức xạ trung bình cả năm 63

Bảng 5.3 Số giờ nắng ngày trung bình theo tháng và năm 63

Bảng 5.4 Số giờ nắng trung bình ngày theo tháng, năm 64

Bảng 5.5 Vận tốc gió trung bình tháng, năm của 6 vị trí 64

Bảng 5.6 Vận tốc gió trung bình tháng, năm Trạm Tây Trang 64

Bảng 5.7 Vận tốc gió trung bình tháng, năm Trạm Quan Lạn 65

Bảng 5.8 Vận tốc gió trung bình tháng, năm Trạm Sầm Sơn 65

Bảng 5.9 Vận tốc gió trung bình tháng, năm Trạm Kỳ Anh 65

Bảng 5.10 Vận tốc gió trung bình tháng, năm Trạm Lý Sơn 65

Bảng 5.11 Vận tốc gió trung bình tháng, năm Trạm Ninh Phước 65

Bảng 5.12 Dự kiến mức tiêu thụ điện hộ gia đình trong điều kiện dùng điện năng lượng tái tạo 67

Bảng 5 13 Tóm tắt kết quả tính toán cho vị trí Tây Trang 70

Trang 19

Bảng 5.14 Tóm tắt kết quả tính toán cho vị trí Quan Lạn 72

Bảng 5.15 Tóm tắt kết quả tính toán cho vị trí Sầm Sơn 74

Bảng 5.16 Tóm tắt kết quả tính toán cho vị trí Kỳ Anh 76

Bảng 5.17 Tóm tắt kết quả tính toán cho vị trí Lý Sơn 78

Bảng 5.18 Tóm tắt kết quả tính toán cho vị trí Ninh Thuận 80

Bảng 5.19 Tổng hợp kết quả tính theo mô hình 1 81

Bảng 5.20 Tóm tắt kết quả tính toán cho vị trí Minh Châu 84

Bảng 5.21 Tóm tắt kết quả tính toán cho vị trí Lý Sơn (đảo Bé) 86

Bảng 5.22 Tổng hợp kết quả tính theo mô hình 2 87

Bảng 6.1 Dự báo về dân số của xã đảo Quan Lạn đến 2015 95

Bảng 6.2 Các hộ tiêu dùng điện và các thiết bị điện ở xã Quan Lạn, 2008 96

Bảng 6.3 Dự báo về nhu cầu điện đến năm 2015 98

Bảng 6.4 Số giờ nắng trung bình ngày theo tháng, năm 99

Bảng 6.5 Vận tôc gió trung bình ở các độ cao theo tháng, năm 99

Bảng 6.6 Tóm tắt kết quả tính toán cho vị trí Quan Lạn 104

Trang 20

MỤC LỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Biểu diễn tăng trưởng đầu tư hàng năm 8

Hình 2.2 Công suất năng lượng tái tạo của thế giới 8

Hình 2.3 Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời qua lớp khí quyển 9

Hình 2.4 Khả năng sản xuất pin Mặt trời của thế giới 10

Hình 2.5 Công suất lắp đặt Pin mặt trời trung bình hàng năm 10

Hình 2.6 Thị trường Pin Mặt trời năm nước đứng đầu 11

Hình 2.7 Tổng công suất đã lắp đặt turbine gió phát điện trên thế giới 13

Hình 4.1 Nguồn gió đo ở độ cao 30m 35

Hình 4.2 Nguồn gió đo ở độ cao 65m 36

Hình 4.3 Sơ đồ cột đo gió XHD Symphonie NRG 42

Hình 4.4 Mô tả thiết bị, cách lắp dụng cột đo gió 43

Hình 4.5 Hệ thống cột đo gió lắp tại Quan Lạn 44

Hình 4.6 Sơ đồ móng néo cột 45

Hình 5.1 Bản đồ bức xạ tổng cộng trung bình năm 47

Hình 5.2 Bản đồ số giờ nắng trung bình mùa đông (XI-IV) 48

Hình 5.3 Bản đồ số giờ nắng trung bình mùa hè (V-X) 49

Hình 5.4 Số giờ nắng trung bình năm 50

Hình 5.5 Bản đồ phân vùng vận tốc gió bề mặt (m/s) 51

Hình 5.6 Hoa gió tháng 1 52

Hình 5.7 Hoa gió tháng IV 53

Hình 5.8 Hoa gió tháng VII 54

Hình 5.9 Hoa gió tháng X 55

Hình 5.10 Đường cong công suất Tuabine gió 10kW 68

Hình 5.11 Đặc tính Ắc quy Hoppecke 10 OpzS 68

Hình 5.12 Các phương án tối ưu 69

Hình 5.13 Kết quả tính phương án không có PMT 69

Hình 5.14 Kết quả tính phương án có PMT 70

Trang 21

Hình 5.30 Đường cong công suất Tuabine gió 250kW 82

Hình 5.31 Đặc tính Ắc quy Hoppecke 16 OpzS 82

Hình 6.1 Các phương án 102

Hình 6.3 Tóm tắt kết quả tính 103

Hình 6.4 Tỷ lệ điện năng từ các nguồn 104

Trang 22

CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU, ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG

kCal/cm2và kWh/m2 Đơn vị đo bức xạ mặt trời,

NEDO Tổ chức phát triển Công nghệ công nghiệp và

Năng lượng mới

Trang 23

NLSK Năng lượng sinh khối

PTNLNT&CNM Phát triển năng lượng nông thôn và công nghệ mới

SOLARLAB Phòng thí nghiệm mặt trời - Phân viện vật lý TP

Hồ Chí Minh

Trang 24

Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu chung

1.1.1 Cơ sở xây dựng và thực hiện đề tài

Đề tài “Đánh giá tính khả thi của các hệ thống hỗn hợp năng lượng tái tạo gió và mặt trời cho các đảo và các vùng nông thôn Việt Nam.” được lập trên cơ sở:

- Quyết định phê duyệt các nhiệm vụ Hợp tác Quốc tế về khoa học vàCông nghệ theo Nghị định thư bắt đầu thực hiện từ năm 2007 của Bộ trưởng

Bộ Khoa học và Công nghệ ngày 22/05/2007, trong đó có đề tài của Việt Nam

và Vương quốc Bỉ

- Hợp đồng thực hiện nhiệm vụ Hợp tác Quốc tế về khoa học và Côngnghệ theo Nghị định thư năm 2007 giữa bên A là Bộ Khoa học và Công nghệ cùng Bộ Công thương và bên B là Viện Năng lượng

- Căn cứ Nội dung và tiến độ thực hiện của đề tài: “Đánh giá tính khả thi của các hệ thống hỗn hợp năng lượng tái tạo gió và mặt trời cho các đảo

và các vùng nông thôn Việt Nam.” đã được Bộ Khoa học và Công nghệ phêduyệt

- Số liệu gió, mặt trời nhiều năm của ngành Khí tượng Việt Nam

- Số liệu gió của Ngân hàng Thế giới và số liệu gió, mặt trời của NASA

1.1.2 Cơ quan thực hiện

- Phía Vương Quốc Bỉ - Gồm 2 cơ quan

 Trường Tổng hợp Katholieke Leuven Bộ môn Kỹ thuật Điện, Nhóm năng lượng (ELECTA), do GS Ronnie Belmans đại diện.Địa chỉ: Kasteel Arenberg 10, B-3001, Leuven, Bỉ

 Công ty 3E nv (3E) do Ông Luc Dewilde đại diện Địa chỉ:Vaartstraat 61, B-1000, Brussels, Bỉ

Trang 25

- Phía Việt Nam - Gồm 2 cơ quan

 Cơ quan chủ trì Việt Nam: Viện Năng lượng

Địa chỉ: Số 6 phố Tôn Thất Tùng, Quận Đống Đa, Hà Nội

 Cơ quan đối tác trong nước: Trung tâm NC Năng lượng mới Trường ĐHBK Hà Nội

-Địa chỉ: Số 1, Đường Giải phóng, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội

1.2 Mục tiêu và nội dung chính của đề tài

1.2.1 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu dài hạn

Các chuyên gia Việt Nam sẽ được nâng cao trình độ khoa học - côngnghệ, kinh nghiệm cả về lý thuyết cũng như thực hành trong lĩnh vực nănglượng tái tạo

Từ kết quả nghiên cứu, giúp cho cơ quan quản lý nắm bắt được những vấn đề liên quan khi ra quyết định đối với các đề tài điện tái tạo phục vụ cho công cuộc điện khí hoá nông thôn

Trên cơ sở những thành tựu đã đạt được từ đề tài, tiếp tục phát triển ứng dụng năng lượng tái tạo phục vụ đời sống nhân dân ở vùng sâu, vùng xanơi lưới điện quốc gia không thể vươn tới,

Ứng dụng các công nghệ năng lượng tái tạo thay thế dần nguồn năng lượng hóa thạch, đảm bảo an ninh năng lượng, bảo vệ môi trường

Xây dựng, phát triển ngành khoa học công nghệ và công nghiệp về năng lượng tái tạo ở Việt Nam

- Lựa chọn địa điểm; đo đạc số liệu chi tiết nhằm xác định tiềm năng năng lượng gió và mặt trời tại 06 địa điểm dự kiến chọn tại các tỉnh: Quảng Ninh, Điện Biên, Quảng Ngãi, Ninh Thuận, Hà Tĩnh, Thanh Hoá

- Thu thập số liệu đo gió (vận tốc và hướng gió) và bức xạ mặt trời của sáu điểm đo, lựa chọn và đánh giá khả năng khai thác sử dụng nguồn năng lượng tái tạo sử dụng công nghệ nguồn độc lập như trạm pin mặt trời,

Trang 26

trạm phát điện bằng sức gió cho các hộ gia đình và tập thể (trạm xá, trường học ) ở vùng nông thôn và hải đảo.

- Đề xuất giải pháp cung cấp điện từ năng lượng gió và mặt trời có hiệu quả và tin cậy theo số liệu đo thực tế để vận dụng nguồn hỗn hợp gió -mặt trời, gió - mặt trời - Diesel và nối lưới để cấp điện cho vùng nông thônViệt Nam một cách bền vững

- Theo số liệu đo thực tế để đề xuất mô hình va qui mô phát điện hỗnhợp từ nguồn năng lượng gió, mặt trời cho từng vùng khac nhau

- Xác định công nghệ và thiết bị chuyển đổi năng lượng gió và mặt trời dựa trên thiết kế chuẩn phù hợp với số liệu đo đạc tại địa phương

Mục tiêu ngắn hạn

 Đánh giá khả năng thực tế và tính kinh tế của việc áp dụng năng lượng gió

và mặt trời hoặc hệ thống điện tái tạo lai ghép tại địa điểm được lựa chọn;

 Đào tạo cán bộ chuyên ngành, trao đổi kinh nghiệm & nâng cao năng lực

về công nghệ năng lượng tái tạo cho Việt Nam;

 Xác định tiềm năng của nguồn năng lượng gió và mặt trời tại một số địa điểm được đề xuất và được chọn lựa để phục vụ cho các đề tài xây dựng hệ thống Tuabin gió, điện mặt trời hay hệ thống hỗn hợp;

 Nghiên cứu đề xuất các mô hình và công nghệ hệ thống phát điện phù hợp nhất đối với địa điểm được đo đạc và một số địa điểm khác tương tự có tínhđến nhu cầu phụ tải

 Xây dựng cẩm nang hướng dẫn kỹ thuật để thực hiện các đề tài cùng loại

có tính đến điều kiện địa phương (nhu cầu hiện tại, cơ sở hạ tầng năng lượng, lưới điện);

1.2.2 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát lựa chọn các địa điểm đặc trưng và chuẩn bị công việc đo đạc lấy số liệu thực tế thu thập xử lý số liệu

Trang 27

- Lắp đặt thiết bị đo bức xạ mặt trời và gió ở một số vùng điển hình đãchọn, tiến hành đo đạc, thu thập và xử lý số liệu.

- Thu thập số liệu về bức xạ mặt trời và gió của Khí tượng Việt Nam vàcác nguồn số liệu khác

- Chế tạo tháp đo gió có độ cao ít nhất là 40m

- Lắp đặt thiết bị thu thập các số liệu

Nội dung và kế hoạch hợp tác với đối tác nước ngoài (Việt Nam-Bỉ)

- Phối hợp và tiến hành nghiên cứu, lựa chọn điểm đề tài thích hợp

- Tiến hành thu thập số liệu về bức xạ mặt trời và gió từ các trạm đo vànhững nguồn số liệu khác

- Phân tích dữ liệu thu thập được cho đề tài, khai thác nguồn số liệu để ứng dụng các mô hình tính toán

- Thiết lập mô hình tính toán khác nhau theo đặc điểm gió và mặt trời ở Việt Nam phục vụ cho các đề tài

- Xây dựng phương pháp luận đánh giá cho các đề tài điện tái tạo phục

vụ cho điện khí hoá nông thôn ở Việt Nam:

- Lập báo cáo kết quả nghiên cứu hợp tác về KH&CN đệ trình chínhphủ hai nước Việt Nam và Bỉ

Trang 28

1.3 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu

1.3.1 Cách tiếp cận

+ Kế thừa tài liệu: Phương pháp sử dụng các kết quả nghiên cứu đã cócủa Ngân hàng thế giới: Mesomap, số liệu nhiều năm của các trạm Khí tượng thuỷ văn Việt Nam, các đề tài đo gió đã triển khai … xác định các vị trí có tiềm năng năng lượng gió và mặt trời đưa vào nghiên cứu

+ Khảo sát thực địa: các vị trí có thể xây dựng hệ thống hỗn hợp năng lượng gió và mặt trời, thống nhất với các địa phương địa bàn thiết lập trạm

đo Tìm hiểu số liệu kinh tế-xã hội, cơ sở hạ tầng, môi trường, quy hoạch phát triển kinh tế-xã hội địa phương

+ Quan trắc, đo gió: Sử dụng các thiết bị chuyên dùng để đo, lấy số liệu gió theo các cấp độ cao, lưu trữ vào bộ lưu dữ liệu Xử lý, phân tích số liệu thu thập

+ Phương pháp bản đồ GIS, mô phỏng địa hình số (Digital TerrainModel): Xác định các tuyến khảo sát, chồng xếp các loại bản đồ, mô phỏng điều kiện địa hình, hướng gió,…

+ Sử dụng các chương trình và phần mềm chuyên dùng: Chương trìnhHOMER, phần mềm WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) được sử dụng để đánh giá tiềm năng gió, lựa chọn vị trí, tuốc bin, phân tích

số liệu gió Chương trình HOMER dùng để tính toán các hệ thống phát điện hỗn hợp

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu

- Sử dụng phương pháp thống kê, thu thập số liệu từ các nguồn khác nhau có liên quan đến đề tài (đặc điểm kinh tế xã hội Việt Nam, các vùng lựa chọn nghiên cứu, số liệu đo đạc về khí tượng các trạm của Việt Nam, các bản

đồ phục vụ nghiên cứu )

- Nghiên cứu phân tích số liệu thu thập, xây dựng các bản đồ phục vụtra cứu về năng lượng mặt trời, gió

Trang 29

- Thu thập số liệu từ các trạm đo của đề tài.

- Thu thập thêm số liệu đo tự ghi của một số trạm khí tượng bề mặt gầnvới trạm cần tính toán

- Phân tích, xử lý số liệu đo, xác định số liệu đầu vào cho các chươngtrình tính

- Lập các phương án tính toán khác nhau, lựa chọn phương án tối ưu

- Nghiên cứu phân tích, đánh giá tính khả thi của các đề tài năng lượng tái tạo cho các vùng nông thôn và hải đảo không có điện lưới quốc gia

- Trao đổi kinh nghiệm với các chuyên gia Bỉ, trong việc xây dựng vàquản lý đề tài năng lượng tái tạo

Trang 30

Chương 2 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN, ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ MẶT TRỜI TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

2.1 Tổng quan về năng lượng tái tạo

Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ những nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn Nguyên tắc cơbản của việc sử dụng năng lượng tái sinh là tách một phần năng lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường, đưa vào trong các ứng dụng kỹ thuật Hầu hết các năng lượng tái tạo được tạo từ mặt trời

Ngược lại với việc sử dụng các quy trình này là việc khai thác các nguồn năng lượng hữu hạn như than đá hay dầu mỏ, những nguồn năng lượng

mà ngày nay đang cạn kiệt do tiêu dùng, hầu như không tạo được ra thêm

Theo số liệu của Renewable Energy Policy Network for the 21st Century (REN21) (Một mạng chính sách toàn cầu cung cấp một diễn đàn chonhững quốc gia dẫn đầu về sử dụng năng lượng tái tạo), ứng dụng năng lượngtái tạo cho cuộc sống hiện đang phát triển mạnh mẽ Đầu tư hàng năm trên thế giới cho năng lượng tái tạo rất lớn (năm 2005 là 40 tỷ đô la Mỹ, năm 2006 là

55 tỷ $, năm 2007 lên đến khoảng 71 tỷ $)

Bảng 2.1 Thông số chỉ thị đầu tư

Công suất năng lượng tái tạo (trừ thủy điện lớn) 182 207 240 GWCông suất năng lượng tái tạo (có thủy điện lớn) 930 970 1010 GW

Trang 31

Sơ đồ dưới đây biểu diễn tăng trưởng của đầu tư hàng năm cho nănglượng tái tạo xét từ năm 1995 đến 2007.

Hình 2.1 Biểu diễn tăng trưởng đầu tư hàng năm

Biểu đồ dưới đây thể hiện công suất năng lượng tái tạo của thế giới, các nước phát triển, châu Âu và 6 nước dẫn đầu

Hình 2.2 Công suất năng lượng tái tạo của thế giới

Trang 32

2.2 Tình hình phát triển và ứng dụng năng lượng gió và MT trên thế giới

2.2.1 Tình hình phát triển và ứng dụng NLMT trên thế giới

Năng lượng Mặt trời (NLMT) thu được trên Trái đất là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt trời đến Trái đất Trái đất sẽ tiếp tục nhận được dòng năng lượng này cho đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, ước tính khoảng 5 tỷ năm nữa

Có thể trực tiếp thu NLMT thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển năng lượng các photon 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 làchuyển thành nhiệt năng, sử dụng cho bình đun nước nóng Mặt trời, hoặc làmsôi nước trong các máy nhiệt điện của tháp Mặt trời hoặc vận hành hệ thống nhiệt như máy điều hòa Mặt trời

Phần năng lượng bức xạ mặt trời truyền tới bề mặt trái đất trong những ngày quang đãng (không có mây) ở thời điểm cao nhất vào khoảng 1000W/m2(bức xạ tiêu chuẩn)

Hình 2.3 Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời qua lớp khí

quyển

Trang 33

Yếu tố cơ bản xác định cường độ của bức xạ mặt trời ở một điểm nào

đó trên Trái đất là quãng đường nó đi qua Sự mất mát năng lượng trên quãngđường đó gắn liền với sự tán xạ, hấp thụ bức xạ và phụ thuộc vào thời gian trong ngày, mùa, vị trí địa lý Các mùa hình thành là do sự nghiêng của trục trái đất đối với mặt phẳng quỹ đạo của nó quanh Mặt trời gây ra Góc nghiêngvào khoảng 66.5o và thực tế xem như không đổi trong không gian Sự định hướng như vậy của trục quay trái đất trong chuyển động của nó đối với Mặt trời gây ra những sự dao động quan trọng về độ dài ngày và đêm trong năm

Theo số liệu của Hiệp hội Công nghiệp Photovoltaic châu Âu (EPIA)cho thấy trong năm 2007 công suất lắp đặt PV toàn cầu 9162 MWp so với năm 2006 là 6770 MWp

Hình 2.4 Khả năng sản xuất pin Mặt trời của thế giới

Hình 2.5 Công suất lắp đặt Pin mặt trời trung bình hàng năm

Trang 34

Bảng 2.2 Năm nước dẫn đầu về tổng công suất lắp đặt đến năm 2007

Bảng 2.3 Năm nước dẫn đầu về công suất lắp đặt trong năm 2007

Hình 2.6 Thị trường Pin Mặt trời năm nước đứng đầu

Theo Viện chính sách trái đất (Earth Policy Institute), sản lượng Pinmặt trời được sản xuất trên thế giới là cứ sau hai năm tăng gấp đôi, tăng trungbình 48% mỗi năm từ năm 2002, làm cho nó trở thành công nghệ năng lượng gia tăng nhanh nhất thế giới Cuối 2007, theo dữ liệu sơ bộ, sự sản xuất toàncầu tích lũy là 12.423 MW

Trang 35

Bảng 2.4 Sản lượng Pin mặt trời trên thế giới năm 2000-2007

Sản xuất Pin mặt trời trên thế giới 2000-2007

Nguồn: Compiled by Earth Policy Institute from Worldwatch Institute;

Worldwatch Institute; Prometheus Institute; REN21

Nhiều nước đã có chính sách tài chính cho điện mặt trời như thuế ưuđãi hỗ trợ lắp đặt, giá điện ưu đãi bán trên lưới (feed-in tariff), chứng chỉ xanh(green certificate), hỗ trợ lắp đặt như: Úc, Đức, Nhật, Mỹ, Bỉ,

2.2.2 Tình hình phát triển và ứng dụng năng lượng gió trên thế giới

Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển trái đất Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưanhất từ môi trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ Cổ đại

Bức xạ Mặt trời chiếu xuống bề mặt Trái đất không đồng đều làm chobầu khí quyển, nước và không khí nóng không đều nhau Một nửa bề mặt của Trái đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận được bức xạ của Mặt trời vàthêm vào đó là bức xạ Mặt trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các cực, do đó có sự khác nhau về nhiệt độ dẫn đến sự khác nhau về áp suất giữakhông khí ở xích đạo và 2 cực cũng như không khí giữa bán cầu ban ngày vàbán cầu ban đêm của Trái đất Sự chênh lệch vè áp suất khí quyển tạo sự dichuyển không khí từ vùng có áp suất cao tới vùng có áp suất thấp tạo thành

Trang 36

gió Trái đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy không khí và vì trục quay của Trái đất nghiêng đi (so với mặt phẳng do quỹ đạo Trái đất tạo thànhkhi quay quanh Mặt trời) nên cũng tạo thành các dòng không khí theo mùa.

Do bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Coriolis được tạo thành từ sự quay quanh trục của Trái đất nên không khí đi từ vùng áp cao đến vùng áp thấp không chuyển động thẳng mà tạo thành các cơn gió xoáy có chiều xoáy khác nhau giữa Bắc bán cầu và Nam bán cầu Nếu nhìn từ vũ trụ thì trên Bắc bán cầu không khí di chuyển vào một vùng áp thấp ngược với chiều kim đồng hồ

và ra khỏi một vùng áp cao theo chiều kim đồng hồ Trên Nam bán cầu chiều hướng ngược lại

Ngoài các yếu tố có tính toàn cầu trên, gió cũng bị ảnh hưởng bởi địa hình tại từng địa phương Do nước và đất có nhiệt dung khác nhau nên banngày đất nóng lên nhanh hơn nước, tạo nên khác biệt về áp suất và vì thế có gió thổi từ biển hay hồ vào đất liền Vào ban đêm đất liền nguội đi nhanh hơnnước và hiệu ứng này xảy ra theo chiều ngược lại

Theo số liệu của Earth Policy Institute, năng lượng điện gió phát triển mạnh nhất trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, tính đến năm 2007 đạt hơn 94

GW lắp đặt trên thế giới

Hình 2.7 Tổng công suất đã lắp đặt turbine gió phát điện trên thế giới

Trang 37

Bảng 2.5 Tổng công suất lắp đặt, lắp đặt thêm hàng năm của thế giới

Tổng công suất lắp đặt, lắp đặt thêm hàng năm của thế giới, 1980-2007

Năm Tổng công suất tích lũy Lắp mới hàng năm Tỷ lệ tăng trưởng

Source: Earth Policy Institute

Dưới đây là bảng thống kê một số nước dẫn đầu về phát triển công suất lắp đặt điện gió và tổng công suất lắp đặt từng năm trên thế giới

Bảng 2.6 Tổng công suất lắp đặt điện gió trên thế giới 2000-2007

Tổng công suất lắp đặt điện gió ở một số nước và toàn thế giới 2000-2007

Trang 38

Bảng 2.7 Công suất lắp đặt thêm điện gió năm 2007 ở 10 nước đứng đầu

Tổng công suất lắp đặt thêm điện gió năm 2007 ở 10 nước đứng đầu

Source: Global Wind Energy Council.

2.3 Tình hình phát triển và ứng dụng năng lượng gió & MT tại Việt Nam

Mạng lưới điện quốc gia Việt Nam tuy phát triển nhanh trong những năm gần đây nhưng cũng chưa thể phủ kín tới các vùng xa xôi hẻo lánh, các vùng đảo Khai thác sử dụng các nguồn năng lượng tại chỗ như năng lượng gió và mặt trời cho các đảo và các vùng nông thôn xa xôi là rất hợp lý, góp phần phát triển kinh tế - văn hoá, cải thiện đời sống người dân các vùng này;đồng thời thực hiện chính sách phát triển nông thôn, miền núi, hải đảo của Nhà nước ta hiện nay

Lãnh thổ Việt Nam có một tiềm năng gió phong phú tại vùng duyên hải

và hải đảo, tổng lượng bức xạ mặt trời trên cả nước tương đối tốt Do vậy, gió

và bức xạ mặt trời là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô tận cần quan tâm khai thác, đặc biệt là trên các hải đảo

Trang 39

Việt Nam có thể khai thác hai nguồn năng lượng này trong nhiều lĩnh vực phát triển kinh tế, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất điện năng.

Vấn đề đánh giá tính khả thi khai thác năng lượng gió và mặt trời tại các đảo và vùng nông thôn Việt Nam được đặt ra nhằm đưa ra các giải pháp khai thác hợp lý năng lượng sạch phục vụ đồng bào và chiến sỹ vùng không

có điện lưới quốc gia đồng thời bảo vệ chủ quyền lãnh thổ một số đảo của Việt Nam

2.3.1 Tình hình phát triển và ứng dụng năng lượng mặt trời tại Việt Nam

Việt nam là nước nằm gần xích đạo, có nguồn năng lượng mặt trời khá dồi dào thích hợp cho việc ứng dụng các thiết bị năng lượng mặt trời Cường

độ bức xạ bình quân năm từ 2,74 kWh/m2

ngày đến 5,37 kWh/m2 ngày và số giờ nắng trung bình năm từ 1400 giờ đến 2800 giờ, càng về phía Nam thìcường độ bức xạ và số giờ nắng càng cao

Tổng kết hiện trạng ứng dụng công nghệ năng lượng mặt trời ở Việt nam, ta thấy có các dạng thiết bị được ứng dụng như: Pin mặt trời, dàn đunnước nóng, thiết bị sấy, hệ thống chưng cất nước

Thiết bị pin Mặt trời được nghiên cứu và triển khai ứng dụng ở Việt Nam là khá muộn, vào đầu những năm 90 thế kỷ trước mới được ứng dụng nhiều ở nước ta Pin mặt trời vẫn là thiết bị phải nhập ngoại, trong nước chưasản xuất được Một số thiết bị như: bộ điều khiển và bộ biến đổi điện DC/AC,

ắc quy, các loại đèn chiếu sáng thì trong nước tự chế tạo được và đang được

sử dụng

Các mô hình ứng dụng PMT như sau:

- Hệ thống cho hộ gia đình

- Hệ thống cho trung tâm xã

- Hệ thống pin mặt trời kết hợp máy phát điện Diesel

- Hệ thống pin mặt trời kết hợp các nguồn khác, nối lưới độc lập

Trang 40

Một số hệ thống PMT đã được lắp đặt:

- Pin mặt trời cho các trạm Viba

- Pin mặt trời cho các trạm cáp quang đường dây 500kV

- Dự án hỗn hợp PMT (100kW) + thuỷ điện nhỏ (25 kW) được lắp đặt tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia lai

- Dự án hỗn hợp PMT (6,7kWp) + động cơ gió phát điện (1,8 kW), được lắp đặt tại làng Kongu 2, huyện Đak Hà, tỉnh Kon Tum

- Dự án pin mặt trời nối lưới điện Quốc gia phục vụ cho Trung tâm hội nghị quốc gia công suất 154 kWp

Tính đến tháng 10 năm 2008, tổng công suất pin Mặt trời đã được lắp đặt ứng dụng ở Việt Nam khoảng 1.500 kWp

2.3.2 Tình hình phát triển và ứng dụng năng lượng gió tại Việt Nam

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa một năm có 2 mùa gió

rõ rệt, những tháng giao mùa thường gió yếu Hàng năm có nhiều cơn bão điqua, chế độ gió thay đổi thường xuyên nên việc ứng dụng năng lượng gió phát điện có nhiều hạn chế

Năng lượng gió phát điện ở Việt Nam nước ta chưa phát triển do còngặp nhiều khó khăn, cản trở: Chính sách, vốn đầu tư nghiên cứu, điều kiện khí hậu, công nghệ, nhân lực

Có nhiều cơ quan trong nước cùng nghiên cứu phát triển năng lượng gió trong điều kiện kinh phí hạn hẹp, thiếu cơ sở thực nghiệm, phòng thínghiệm tạo ra sự manh mún, chồng chéo và lặp lại Nhân lực phần lớn không được đào tạo cơ bản, không nắm được lý thuyết chuyên sâu, không có kinhnghiệm thực tế Nhà nước chưa đầu tư thích đáng cho nghiên cứu và chưa cóchính sách cụ thể để ưu đãi phát triển năng lượng gió

Thực tế kết quả ứng dụng động cơ gió phát điện chỉ mới lắp đặt được khoảng 1000 thiết bị, chủ yếu là cỡ công suất < 200W và khoảng 120 động cơgió bơm nước các loại Hiện nay số còn hoạt động không nhiều

Tiêu đề	Đánh giá tính khả thi của các hệ thống hỗn hợp năng lượng tái tạo gió và mặt trời cho các đảo và các vùng nông thôn Việt Nam
Trường học	Viện Năng lượng
Chuyên ngành	Khoa học và công nghệ
Thể loại	Đề tài khoa học và công nghệ
Năm xuất bản	2009
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	306
Dung lượng	21,08 MB