1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa

71 685 1
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Tác giả Phạm Hồng Võn, Lý Ngọc Thắng, Hồ Thị Lan Hương, Nguyễn Văn An, Vũ Duy Hựng, Đặng Cụng Kiền
Người hướng dẫn Bộ Công Thương Viện Năng Lượng
Trường học Học viện Năng lượng, Bộ Công Thương
Chuyên ngành Kỹ thuật năng lượng, Phát triển năng lượng tái tạo
Thể loại Nghiên cứu đề xuất
Năm xuất bản 2010
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 71
Dung lượng 2,22 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Đề tài : Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa thuộc công trình nghiên cứu khóa họa cấp bộ

Trang 1

năng l−ợng táI tạo phục vụ NHU CầU

Sử DụNG NĂNG LƯợNG cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa

M∙ Số Đề TàI: I-172

Cơ quan chủ trỡ Đề tài: Viện Năng lượng

Chủ nhiệm Đề tài: Phạm Hồng Võn

8766

Hà Nội - 10/2010

Trang 2

năng l−ợng táI tạo phục vụ NHU CầU

Sử DụNG NĂNG LƯợNG cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa

Trang 3

Danh sách những người thực hiện đề tài

TT Họ và tên Học vị, học hàm chuyên môn Cơ quan

Trang 4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 9

0.1- Cơ sở lý do thực hiện đề tài 9

0.2 - Mục tiêu của đề tài 11

0.3 - Phạm vi nghiên cứu 12

0.4 - Nội dung đề tài 12

CHƯƠNG I – PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC ĐIỂM KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN TIỀM NĂNG NLTT 14

I.1 - Tiêu chí lựa chọn phân loại vị trí điển hình ứng dụng NLTT 14

I.2- Phương pháp nghiên cứu lựa chọn địa điểm, điều tra khảo sát 14

I.2.1- Lựa chọn địa điểm các đơn vị biên phòng để điều tra, khảo sát 14

I.2.2- Phương pháp thu thập và xử lý các số liệu 15

I.3- Phương pháp xác định tiềm năng các nguồn NLTT tại chỗ 16

I.3.1 – Xác định tiềm năng năng lượng mặt trời 16

I.3.2 – Xác định tiềm năng năng lượng gió 17

I.3.3 – Xác định khả năng sản xuất khí sinh học 18

I.3.4 – Xác định khả năng sản xuất điện của thủy điện nhỏ 19

I.4- Phương pháp xác định nhu cầu sử dụng NL của các đồn Biên phòng 20

I.4.1 – Nhu cầu chiếu sáng 20

I.4.2 - Nhu cầu sử dụng nước nóng 21

I.4.3 – Nhu cầu nhiệt cho đun nấu 21

CHƯƠNG II – ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CÁC NGUỒN NLTT VÀ

TÍNH TOÁN NHU CẦU SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TẠI CÁC ĐỒN BIÊN PHÒNG 22

II.1- Đánh giá tiềm năng các nguồn NLTT tại các đồn biên phòng 22

II.1.1 - Khu vực miền núi phía Bắc 22

II.1.2 - Khu vực ven biển phía Bắc 22

II.1.3 - Khu vực Bắc Trung bộ 23

II.1.4 - Khu vực Nam Trung bộ 23

II.1.5 - Khu vực Tây Nguyên 23

II.1.6 - Khu vực phía Nam 24

II.2 – Tính toán nhu cầu sử dụng năng lượng tại các đồn biên phòng 24

CHƯƠNG III - LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG CÁC NGUỒN NLTT ĐỂ ĐÁP ỨNG NHU CẦU SỬ DỤNG NL TẠI CÁC ĐỒN BIÊN PHÒNG 27

III.1- Lựa chọn sơ đồ hệ thống cung cấp năng lượng 27

Trang 5

III.1.1- Hệ thống đun nước nóng bằng NLMT 27

III.1.2- Sơ đồ hệ thống phát điện bằng NLTT 28

III.1.3- Sơ đồ hệ thống công trình thủy điện mini 32

III.1.4- Sơ đồ hệ thống công trình KSH cấp khí cho đun nấu hoặc phát điện 33

III.2 – Giải pháp công nghệ cho các thành phần của hệ thống 34

III.2.1- Hệ thống đun nước nóng NLMT 34

III.2.2- Hệ thống phát điện bằng NLTT 36

III.2.3- Hệ thống công trình khí sinh học cho đun nấu và phát điện 42

III.3 – Tính toán hệ thống NLTT để cung cấp nhu cầu NL cho một số đồn biên phòng đã được khảo sát cụ thể 42

III.3.1- Các đồn biên phòng tỉnh Điện Biên 43

III.3.2- Các đồn Biên phòng Hải Phòng 45

III.3.3- Các đồn Biên phòng tỉnh Thừa Thiên Huế 46

III.3.4- Các đồn Biên phòng tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận 49

III.3.5- Các đồn Biên phòng tỉnh Đăk Lăk 51

III.3.6- Các đồn Biên phòng tỉnh Kon Tum 52

III.3.7- Các đồn Biên phòng tỉnh An Giang 53

III.4 – Giải pháp vận hành và bảo dưỡng các hệ thống NLTT 55

III.4.1- Vận hành và bảo dưỡng hệ thống phát điện NLTT 55

III.4.2- Vận hành và bảo dưỡng công trình khí sinh học 57

CHƯƠNG IV - KHỐI LƯỢNG XÂY DỰNG VÀ VỐN ĐẦU TƯ 59

IV.1- Khối lượng xây dựng 59

IV.1.1 - Các đồn biên phòng ở khu vực miền núi phía Bắc 59

IV.1.2 - Các đồn Biên phòng ở khu vực ven biển phía Bắc 60

IV.1.3 - Các đồn Biên phòng ở khu vực Bắc Trung bộ 61

IV.1.4 - Các đồn Biên phòng ở khu vực duyên hải Nam Trung bộ 62

IV.1.5 - Các đồn Biên phòng ở khu vực Tây Nguyên 63

IV.1.6 - Các đồn biên phòng ở khu vực phía Nam 64

IV.1.7 - Các đơn vị tiểu đoàn huấn luyện và các cơ sở đào tạo thuộc Bộ Tư lệnh biên phòng trên toàn quốc 65

IV.2- Vốn đầu tư xây dựng 66

IV.3- Hiệu quả kinh tế - xã hội của dự án 67

CHƯƠNG V - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

PHỤ LỤC 72

Trang 6

Bảng chữ viết tắt

ĐHBK Đại học Bách Khoa

ĐNNMT Đun nước nóng mặt trời

KH&KT Khoa học và kỹ thuật

KSH Khí sinh học

NL Năng lượng

NLG Năng lượng gió

NLMT Năng lượng mặt trời

NLTT Năng lượng tái tạo

PV Photovotaic – Pin mặt trời

TĐN Thuỷ điện nhỏ

TTNLTT & CCPTS Trung tâm Năng lượng tái tạo và Cơ chế Phát triển sạch VNĐ Đồng tiền Việt Nam

Trang 7

MỞ ĐẦU

0.1- Cơ sở lý do thực hiện đề tài

Đối với các nước phát triển, năng lượng tái tạo (NLTT) là nguồn quan trọng trong cán cân năng lượng và bảo vệ môi trường NLTT cũng là nguồn cung ứng lâu dài Các nước phát triển ở châu Âu và các châu lục khác đã có những bước phát triển ứng dụng công nghệ NLTT đáng ghi nhận

Để phát triển NLTT, nhiều nước đã đặt ra mục tiêu tỷ lệ NLTT trong tổng nhu cầu NL giai đoạn 2010-2012 hoặc dài hơn đến 2020 Ví dụ Châu Âu EU nhắm đến mục tiêu đến 2020 sẽ có 20%, Trung Quốc 15%; Thái Lan đến 2011 sẽ có 8%; Hàn Quốc 7% đến 2010; Indonesia 15% đến 2015; Anh quốc 15% đến 2020; Thuỵ Điển 49% đến 2020; New Zeland 90% đến 2025; Philipine 4.7 GW đến 2013…

Riêng nước Mỹ có 25 tiểu bang đặt mục tiêu 20% đến năm 2017 Năm 2009, tổng thống Mỹ Barack Obama đã ký đạo luật khôi phục và tái đầu tư nước Mỹ (American Recovery and Reinvestment Act) trong đó dành $16.8 tỷ hỗ trợ các dự

án tiết kiệm NL và NLTT (Energy Efficiency and Renewable Energy-EERE) Tổng thống muốn đảm bảo rằng 10% điện của nước Mỹ là NLTT như điện gió và điện mặt trời vào năm 2012 và 25% vào năm 2025, và đặt mục tiêu giảm 80% khí thải hiệu ứng nhà kính vào năm 2050

Tính đến năm 2008, doanh thu từ NLTT của Đức là 30 tỷ euro Bên cạnh đó, việc phát triển NLTT đã cung cấp việc làm cho 278.000 người dân Đức Chính sách phát triển NLTT của Đức nằm trong chính sách chung của EU, tức là đến năm

2020 sẽ giảm 20% những loại NL gây ô nhiễm, tăng 20% các loại NLTT, giảm khí nhà kính xuống 20%, bằng những năm 90 của thập kỷ trước Mục tiêu của Đức là đến năm 2020, NLTT sẽ chiếm tối thiểu 30% tổng nhu cầu năng lượng

Còn Việt Nam đặt mục tiêu đến năm 2020, sản lượng điện NLTT chiếm khoảng 5% tổng nguồn điện, trong đó sẽ ưu tiên phát triển NLTT theo hướng thủy điện nhỏ, điện gió, điện mặt trời… nhằm tăng tỷ lệ các nguồn NLTT khoảng 3% tổng NL thương mại sơ cấp vào năm 2020 và 11% vào năm 2050.1

Ở các nước phát triển thì công nghệ chế tạo thiết bị sử dụng NLTT đã phát triển từ lâu đạt chất lượng rất cao, độ bền tốt, mức độ tự động hoá cao và có thị trường toàn thế giới Không những chế tạo sản phẩm để bán mà các nước này đã và đang xuất các công nghệ chế tạo thiết bị sang các nước theo nhiều hình thức

1 Trong “Quy hoạch tổng thể Phát triển năng lượng tái tạo”, của Viện Năng lượng lập năm 2009

Trang 8

Trung Quốc, trình độ sản xuất thiết bị NLTT cũng đạt tương đối tốt, tự động hoá, tuy nhiên tuổi thọ và độ bền vẫn còn kém hơn so với các nước Tây Âu, nhưng

về giá thành lại rẻ hơn nhiều Thiết bị NLTT của Trung Quốc đã xuất sang các nước khu vực Châu Âu, Châu Phi, Châu Á và hiện tại xuất sang Việt nam cũng rất nhiều Việc ứng dụng công nghệ NLTT để cung cấp nhu cầu sử dụng năng lượng với quy mô nhỏ nhất là ở những khu vực không thể nối được lưới điện ở nhiều nước trên thế giới đã phát triển mạnh và đạt được hiệu quả rất cao

Việc nghiên cứu các giải pháp ứng dụng NLTT sẵn có tại chỗ cho mục đích cung cấp năng lượng như điện thắp sáng, nhu cầu nhiệt cho đun nấu, đun nước nóng, để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt cho cụm dân cư, cho các chiến sỹ các đồn biên phòng vùng núi và hải đảo của Việt Nam, đã được nhiều cơ quan, đơn vị thực hiện Các đơn vị tham gia nghiên cứu lĩnh vực này bao gồm: Viện Năng Lượng -

Bộ Công Thương, Trung tâm NLM trường ĐHBK Hà Nội, Trường ĐHBK TP.HCM, Đã có nhiều đề tài nghiên cứu ứng dụng, nhiều công trình thử nghiệm, trình diễn, được thực hiện ở một số đồn biên phòng trong cả nước, đã góp phần cải thiện đời sống tinh thần cho các chiến sỹ

Đã có một số nghiên cứu, công trình ứng dụng các dạng công nghệ NLTT độc lập hay kết hợp để cung cấp cho nhu cầu sử dụng năng lượng cho một cụm dân cư, trạm y tế xã, trung tâm văn hoá xã, các đồn biên phòng, những nơi quá hẻo lánh không thể đưa điện lưới tới hoặc có thể nối lưới nhưng giá thành quá cao Đối với những vùng này, việc sử dụng các công nghệ NLTT để đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng tại chỗ được coi là giải pháp thích hợp nhất

Điển hình là dự án “Ứng dụng năng lượng mặt trời và gió cung cấp điện cho quần đảo Trường Sa” đã góp phần cải thiện đáng kể đời sống sinh hoạt của dân cư

và chiến sĩ bộ đội trên đảo Trường Sa Lớn Hệ thống điện mặt trời và điện gió đã chính thức đi vào hoạt động từ đầu năm 2009, đã cung cấp gần 100% nhu cầu điện cho hoạt động an ninh quốc phòng và sinh hoạt của đảo Ngoài ra dự án cũng trang

bị 100 đèn NLMT xách tay cho các đảo thuộc quần đảo Trường Sa

Dự án hệ thống phát điện hỗn hợp pin mặt trời – diesel - ắc quy để cung cấp điện cho 102 hộ dân thôn Bãi Hương, Cù Lao Chàm (TP Hội An, Quảng Nam) đã được đóng điện vào ngày 31-12-2009, công suất lắp đặt 28kWp pin mặt trời

Dự án thử nghiệm “Chương trình khí sinh học cho ngành chăn nuôi ở Việt Nam” (giai đoạn 1 từ 2003-2006) do Cục Chăn nuôi - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thực hiện cùng hợp tác với Tổ chức phát triển Hà Lan Mục tiêu của Chương trình là áp dụng hiệu quả công nghệ khí sinh học trong nước, phát triển thị trường khí sinh học, phát triển và bảo vệ môi trường nông thôn thông qua việc cung

Trang 9

cấp nguồn năng lượng sạch cho các hộ gia đình nông thôn, cải thiện điều kiện vệ sinh cộng đồng và sức khoẻ người dân nông thôn, tạo công ăn việc làm cho người dân nông thôn và giảm sự phát thải khí nhà kính Tính đến nay dự án đã xây dựng được 88.000 hệ thống KSH so với mục tiêu đặt ra đến năm 2012 là 166.000 hệ thống

Các dạng công nghệ NLTT thường được áp dụng:

- Điện mặt trời thông qua sử dụng pin mặt trời (PV),

- Dàn đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời,

- Tua bin gió phát điện cỡ nhỏ,

- Hầm KSH đã phát triển mạnh ở quy mô cỡ nhỏ (công trình có thể tích từ

10 ÷ 50m3) trên toàn quốc

Báo cáo Nghiên cứu đề xuất ứng dụng năng lượng tái tạo phục vụ nhu cầu sử dụng năng lượng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa được xây dựng dựa trên các tài liệu và số liệu sau đây:

- Quyết định số 6228/QĐ-BCT ngày 10/12/2009 của Bộ trưởng Bộ Công Thương về việc đặt hàng thực hiện các nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2010

- Các tài liệu và số liệu điều tra hiện trạng và nhu cầu sử dụng năng lượng tại các đồn Biên phòng vùng sâu, vùng xa, theo phiếu điều tra cũng như các chuyến khảo sát thực tế tại các đồn biên phòng điển hình tại các khu vực đặc trưng trên toàn quốc của đoàn khảo sát Viện Năng lượng kết hợp với Phòng Quản lý Kinh tế của

Bộ Tư lệnh Bộ đội Biên phòng

- Các số liệu của Tổng cục khí tượng thuỷ văn về nắng và gió của các khu vực trên toàn quốc

- Góp phần hoàn thiện cơ sở hạ tầng cho một số đồn biên phòng đó

* Mục tiêu kinh tế - xã hội

- Nâng cao điều kiện sinh hoạt, đời sống tinh thần của chiến sỹ Biên phòng, giữ vững an ninh quốc phòng vùng biên

- Tiết kiệm chi phí xăng dầu, điện,…và sử dụng hiệu quả nguồn NLTT

Trang 10

* Mục tiêu khoa học công nghệ: Ứng dụng tiến bộ KHKT nhằm nâng cao chất

lượng cuộc sống của các chiến sỹ biên phòng

0.3 – Phạm vi nghiên cứu

- Xây dựng tiêu chí để lựa chọn phân loại các vị trí điển hình theo đặc trưng các đồn biên phòng và đặc điểm điều kiện tự nhiên tại các vùng mà đồn biên phòng phụ trách

- Xác định tiềm năng các dạng NLTT và nhu cầu sử dụng NL tại các đồn biên phòng điển hình đã lựa chọn,

- Nghiên cứu tại chỗ: Thiết kế mô hình, quy mô hệ thống cấp NL bằng các nguồn NLTT tại chỗ

0.4- Nội dung đề tài

- Nghiên cứu lựa chọn phân loại theo các tiêu chí ứng dụng NLTT cho các đồn biên phòng điển hình vùng sâu, vùng xa ở các khu vực có điều kiện đặc trưng để khảo sát thực tế và lên phương án cấp NLTT tại chỗ đặc trưng cho từng khu vực

- Đánh giá tiềm năng các nguồn NLTT, tính toán nhu cầu sử dụng NL và lựa chọn mô hình, tính toán sơ bộ quy mô hệ thống, các giải pháp vận hành, bảo dưỡng

hệ thống NLTT tại các đồn biên phòng

- Tính tổng mức đầu tư xây dựng công trình

- Phân tích, đánh giá, kiến nghị, viết báo cáo tổng hợp

Theo nội dung trên, các kết quả nghiên cứu của đề tài được tổng hợp thành các chương, mục trong báo cáo KH&KT của đề tài, gồm các nội dung chính sau:

Chương II: Đánh giá tiềm năng các nguồn NLTT, tính toán nhu cầu sử dụng NL

tại các đồn biên phòng

Bao gồm các nội dung như sau:

- Phân loại các đồn biên phòng theo địa điểm, đặc điểm đặc trưng (quy mô đồn: quân số, diện tích có hoặc chưa có điện lưới, có đủ hay thiếu nước, có hoặc không có chăn nuôi, ở đất liền hay ngoài đảo,…);

Trang 11

- Đánh giá tiềm năng các nguồn NLTT tại chỗ ở các đồn biên phòng theo phân loại trên;

- Tính toán nhu cầu sử dụng NL của các đồn biên phòng theo phân loại trên;

Chương III: Lựa chọn các giải pháp công nghệ sử dụng NLTT để cung cấp cho các

đồn biên phòng

Bao gồm các nội dung như sau:

- Lựa chọn mô hình

- Tính toán sơ bộ quy mô hệ thống

- Các giải pháp vận hành, bảo dưỡng hệ thống

Chương IV: Tổng vốn đầu tư xây dựng dự án

Chương V: Các kết luận và kiến nghị

Trang 12

CHƯƠNG I – PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU LỰA

CHỌN CÁC ĐIỂM KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN TIỀM NĂNG NLTT

I.1 - Tiêu chí lựa chọn phân loại vị trí điển hình ứng dụng NLTT

Mục tiêu của Báo cáo này là nghiên cứu đề xuất ứng dụng NLTT phục vụ nhu cầu sử dụng năng lượng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa Chính vì vậy

mà tiêu chí lựa chọn phân loại dựa vào các đặc điểm sau đây:

- Đặc điểm vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, đặc điểm khí hậu tại các vùng mà các đồn biên phòng xây dựng, từ đó ta xác định được tiềm năng các dạng năng lượng thiên nhiên sẵn có như năng lượng gió, mặt trời, thủy điện

- Đặc điểm đặc trưng của các đơn vị biên phòng bao gồm: quy mô của đơn vị, nhu cầu sử dụng năng lượng, có đủ nước hay không có đủ nước, khả năng chăn nuôi của đồn như thế nào?,…

Tiềm năng NLG, NLMT, thủy điện phụ thuộc rất nhiều vào đặc điểm vị trí địa

lý, điều kiện tự nhiên, đặc điểm khí hậu của từng khu vực, vì vậy đối với từng khu vực sẽ có tiềm năng NLTT khác nhau Dạng NL nào có tiềm năng lớn thì được ưu tiên ứng dụng tất nhiên còn xét đến yếu tố kinh tế Riêng với tiềm năng KSH thì còn phụ thuộc điều kiện và quy mô chăn nuôi của các đơn vị biên phòng

Quy mô nhà ở cho đồn, trạm biên phòng được xây dựng theo mẫu thiết kế chung đối với toàn quốc Còn quy mô quân số thì theo chức năng nhiệm vụ của đồn, trạm mà có sự khác nhau, nhưng đa số các đồn có quân số từ 40 – 50 người và trạm là 8 – 15 người Như vậy trong báo cáo này lựa chọn đồn có quân số từ 40 –

50 người và trạm là 8 – 15 người là đơn vị điển hình để tính nhu cầu sử dụng năng lượng chung cho các đơn vị biên phòng trên toàn quốc

Từ các phân tích trên, việc ứng dụng NLTT phụ thuộc chủ yếu vào trí địa lý, điều kiện tự nhiên, đặc điểm khí hậu mà các đơn vị biên phòng xây dựng Do đó tiêu chí phân loại các đơn vị biên phòng theo khu vực cùng ứng dụng các dạng NLTT

I.2- Phương pháp nghiên cứu lựa chọn địa điểm, điều tra khảo sát I.2.1- Lựa chọn địa điểm các đơn vị biên phòng để điều tra, khảo sát

Theo tiêu chí phân loại trên, việc lựa chọn các đơn vị biên phòng để điều tra, khảo sát được tiến hành theo các vùng miền đặc trưng về vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, cũng có nghĩa là theo khu vực cùng có tiềm năng NLTT như: gió, mặt trời, thủy điện Các khu vực được phân chia như sau:

Trang 13

- Khu vực miền núi phía Bắc: bao gồm 7 tỉnh có đường biên giới: Lạng Sơn,

Cao Bằng, Hà Giang, Lào Cai, Lai Châu, Điện Biên, Sơn La Trong đó đề tài lựa chọn các đồn biên phòng thuộc tỉnh Điện Biên để khảo sát

- Khu vực ven biển phía Bắc: bao gồm 5 tỉnh có đường biên giới biển: Quảng

Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình Các đồn biên phòng thuộc thành phố Hải Phòng được lựa chọn khảo sát

- Khu vực miền Trung: chia thành hai vùng:

+ Bắc Trung bộ: bao gồm 6 tỉnh vừa có đường biên giới đất liền, vừa có biên giới biển: Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế Các đồn biên phòng thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế được lựa chọn khảo sát

+ Duyên hải Nam Trung bộ: bao gồm 8 tỉnh có đường biên giới biển:

Đà Nẵng, Quảng Nam (có cả biên giới đất liền), Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bình Thuận Các đồn biên phòng thuộc các Ninh Thuận, Bình Thuận được lựa chọn khảo sát

- Khu vực Tây Nguyên: bao gồm 4 tỉnh có đường biên giới: Gia Lai, Kon

Tum, Đắc Lắc, Đắc Nông Các đồn biên phòng thuộc các tỉnh Đắc Lắc, Kon Tum được lựa chọn khảo sát

- Khu vực phía Nam: bao gồm 5 tỉnh có đường biên giới đất liền: Bình

Phước, Tây Ninh, Long An, Đồng Tháp Mười, An Giang và 8 tỉnh có đường biên giới biển: Bà Rịa - Vũng Tầu, TP Hồ Chí Minh, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, tỉnh Kiên Giang vừa có đường biên đất liền và biên giới biển Các đồn biên phòng thuộc tỉnh An Giang được lựa chọn khảo sát

I.2.2- Phương pháp thu thập và xử lý các số liệu

I.2.2.1- Xác định số liệu cần thu thập

- Các đặc điểm địa hình, địa vật khu vực các đơn vị biên phòng xây dựng

- Tình hình các nguồn cung cấp điện, nước cũng như nhu cầu sử dụng năng lượng của các đơn vị biên phòng

Trang 14

- Điều tra, khảo sát khả năng, kiểu, quy mô và dự tính tương lai có thể phát triển chăn nuôi của các đơn vị biên phòng

I.2.2.2- Thu thập số liệu

- Nghiên cứu văn phòng và điều tra trực tiếp để thu thập thông tin về kinh tế -

xã hội, địa lý, khí tượng thủy văn và số liệu về các nguồn NLTT tại các tỉnh có đường biên giới

- Kết hợp với đơn vị phối hợp thực hiện đề tài là phòng Kinh tế của Bộ Tư lệnh Bộ đội Biên phòng để thu thập các thông tin về danh sách, đặc điểm chung cũng như chức năng nhiệm vụ của các đơn vị biên phòng

- Điều tra khảo sát trực tiếp bằng cách quan sát thực tế, bằng các cuộc phỏng vấn đưa ra các câu hỏi điều tra đối với các cán bộ chiến sỹ tại các đơn vị biên phòng, các cán bộ quản lý ở Bộ Chỉ huy Bộ đội Biên phòng các tỉnh được lựa chọn khảo sát

I.2.2.3- Tập hợp các số liệu đã thu thập

Các số liệu đã thu thập được tập hợp các bảng dưới dạng phân tích, thống kê, các trang tính toán bằng các công thức liên quan Việc tập hợp các số liệu đã thu thập là nguyên liệu thô cho phân tích và viết báo cáo tổng hợp

I.2.3- Xác định tiềm năng NLTT và nhu cầu sử dụng NL, lựa chọn mô hình hệ thống cung cấp NL

- Xác định tiềm năng của các nguồn NLTT như là NL mặt trời, gió, khí sinh học, thủy điện nhỏ có sẵn tại các vị trí mà các đồn biên phòng xây dựng

- Xác định nhu cầu sử dụng NL của các đồn biên phòng

- Xác định điều kiện phát triển kinh tế của các đồn biên phòng

- Căn cứ vào nhu cầu sử dụng năng lượng và tiềm năng các nguồn NLTT để xác định được cấu hình tối ưu cho hệ thống cung cấp NL (điện, nhiệt) bằng các nguồn NLTT tại chỗ, ưu tiên nguồn có tiềm năng, ổn định và suất đầu tư thấp

- Tính toán các thông số, thiết kế hệ thống, và dự toán kinh phí đầu tư các hệ thống cung cấp NL (điện, nhiệt) bằng các nguồn NLTT tại chỗ cho các đồn biên phòng

I.3- Phương pháp xác định tiềm năng các nguồn NLTT tại chỗ

I.3.1 – Xác định tiềm năng năng lượng mặt trời

I.3.1.1 – Pin mặt trời để phát điện

Để xác định khả năng phát điện của pin mặt trời dựa vào công thức sau:

Trang 15

O

T I

I P

E = η (1.1) Trong đó: P = Công suất của dàn pin mặt trời (kWp)

E = Sản lượng điện trung bình ngày của dàn pin (kWh/ngày)

I0 = 1000 W/m2 = 1 kW/m2, bức xạ mặt trời ở điều kiện tiêu chuẩn

IT = Bức xạ mặt trời trung bình ngày ở từng địa phương (kWh/m2/ngày)

η = Hiệu suất tổng thể của hệ thống bao gồm: bộ điều khiển, bộ biến đổi, hiệu suất phóng nạp điện kho ắc quy, η = 0,75

Trong công thức (1.1) đã không tính đến ảnh hưởng của góc nghiêng dàn pin mặt trời và hiệu ứng nhiệt độ

Như vậy từ công thức (1.1) sẽ xác định được công suất lắp đặt dàn pin mặt trời

để đáp ứng nhu cầu điện năng trung bình ngày của các đồn biên phòng nơi không

có điện lưới

I.3.1.2 – Dàn đun nước nóng mặt trời để cung cấp nước nóng

Để xác định khả năng đun nước nóng của thiết bị đun nước nóng mặt trời dựa vào công thức sau: (t t ) S

S = Diện tích bề mặt hấp thụ của thiết bị đun nước nóng mặt trời (m2)

t0 = Nhiệt độ nước đầu vào (0C)

t1 = Nhiệt độ nước nóng lấy ra (0C)

IT = Bức xạ mặt trời trung bình ngày ở từng địa phương (kWh/m2/ngày)

η = Hiệu suất của thiết bị, η = 0,3 ÷ 0,6

Từ công thức (1.2) sẽ xác định được công suất của thiết bị ĐNNMT để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước nóng trung bình ngày của các đồn biên phòng

I.3.2 – Xác định tiềm năng năng lượng gió

Để xác định gần đúng sản lượng điện hàng năm của một tua bin gió cỡ nhỏ hơn 10kW có thể sử dụng công thức đơn giản sau:

E = 1,60003 x D 2 x V3 (1.3) Trong đó: E = Sản lượng điện ra của tua bin gió (kWh/năm)

D = Đường kính rotor (m)

Trang 16

V = Vận tốc gió trung bình năm tại vị trí lắp đặt (m/s)

Theo công thức (1.3) thì có hai yếu tố có tác động đáng kể đến sản lượng điện

ra của tuabin gió đó là đường kính rotor và tốc độ gió Tăng đường kính rotor thì sản lượng điện tăng theo tỉ lệ bình phương Ví dụ, nếu tăng đường kính lên 2 lần thì sản lượng điện sẽ tăng lên 4 lần

Mặc dù đường kính cánh có tác động đáng kể về sản lượng điện, nhưng tốc độ gió thậm chí còn quan trọng hơn Năng lượng tỉ lệ luỹ thừa 3 tốc độ gió Ví dụ, nếu tốc độ gió tăng gấp đôi, sản lượng điện sẽ tăng lên 23 = 8 lần Như vậy, tốc độ gió là yếu tố quan trọng nhất để quyết định sản lượng điện của tuabin gió

I.3.3 – Xác định khả năng sản xuất khí sinh học

Khí sinh học (KSH) là một hỗn hợp khí sinh ra từ quá trình phân huỷ của các hợp chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí KSH là loại khí cháy được vì thế nó được dùng như một loại nhiên liệu thay thế các nhiên liệu truyền thống khác như xăng, dầu chạy động cơ đốt trong hoặc thay thế củi, gỗ và các loại sinh khối khác trong đun nấu và thắp sáng Phản ứng cháy của KSH được biểu diễn như sau:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Q (kcal)

Về mặt năng lượng KSH có nhiệt trị 4700 ÷ 6500kcal/m3 (nhiệt trị của mêtan

là 9100kcal/m3) Sau đây là bảng so sánh nhiệt lượng hữu ích khi đun nấu của 1m3

KSH so với một số loại nhiên liệu thông dụng khác

Bảng 1.1- So sánh nhiệt lượng hữu ích khi đun nấu của 1m 3 KSH so với một số

loại nhiên liệu

TT Loại nhiên

liệu

Hiệu suất bếp sử dụng

Nhiệt trị lượng hữu Nhiệt

ích (kcal)

Qui đổi tương đương 1m 3 KSH

Tuỳ thuộc vào nguồn nguyên liệu nạp và khả năng thu gom nguyên liệu nạp người ta quyết định được quy mô công trình Thông thường nếu nguyên liệu nạp thuần tuý là chất thải chăn nuôi thì quy mô công trình được quyết định bởi số lượng

gia súc mà đơn vị có được, sản lượng khí sinh ra được tính theo Bảng 1.2 dưới

đây

Trang 17

Bảng 1.2 - Sản lượng khí của một số loại nguyên liệu thường gặp

Hiệu suất sinh khí (lít/kg/ngày)

nêu trong Bảng 1.3 như sau Thiết bị sử dụng KSH ở đây sẽ là các đèn mạng KSH

có suất tiêu thụ khí 80 -100lít khí/giờ, các bếp đun KSH suất tiêu thụ 500 – 1500lít khí/giờ, máy phát điện 3 – 5 kW

Bảng 1.3 - Lựa chọn quy mô công trình

TT Số lợn nuôi

(con)

Lượng phân (kg/ngày)

Qui mô bể KSH (m 3 )

Lượng KSH (m 3 /ngày)

Thời gian đun nấu (giờ/ngày)

4 > 30 100 20 - 25 10 - 12 > 12

I.3.4 – Xác định khả năng sản xuất điện của thủy điện nhỏ

Năng lượng thuỷ điện là một dạng năng lượng sạch, tái tạo, dễ khai thác với giá thành rẻ Tuy nhiên với trạm thuỷ điện cực nhỏ không có hồ chứa, năng lượng thường thay đổi theo lượng nước đến theo mùa Khu vực miền núi phía Bắc, miền Trung và Tây Nguyên là những khu vực thường có tiềm năng thuỷ điện nhỏ dồi dào

Trang 18

Q - lưu lượng dòng chảy qua thiết bị (m3/s)

H - chênh lệch cột nước ở trước và sau thiết bị (m)

K - là hệ số xét đến hiệu suất sử dụng năng lượng nước và hiệu suất của thiết bị Với các tổ máy cực nhỏ, K thường lấy chỉ từ 5 ÷ 6

Xem các thông số được minh hoạ trên sơ đồ công nghệ khai thác thuỷ điện ở hình 3.1 Như vậy, muốn có được công suất 1 kW với cột nước H = 1,0m chỉ cần lưu lượng là Q= 0,2 m3/s (hay 200 l/s)

Sau đây là công thức ước tính tiềm năng sản xuất điện của thủy điện nhỏ:

E = 8760 x N x η (1.5) Trong đó: E = Sản lượng điện ra của tổ máy thuỷ điện nhỏ (kWh/năm)

N = Công suất dòng nước (kW)

η = hệ số phụ tải (0,30 ÷ 0,52)

Gam công suất từ 1 ÷ 3 kW rất thích hợp cho phát triển quy mô lưới mini hoặc cụm/hộ gia đình Những khe suối với cột nước tự nhiên hoặc nhân tạo >0,7 m đều

có khả năng phát điện ở dạng này

I.4- Phương pháp xác định nhu cầu sử dụng NL của các đồn Biên phòng I.4.1 – Nhu cầu chiếu sáng

Trong mục này chỉ nghiên cứu xác định nhu cầu chiếu sáng đối với các đơn vị biên phòng không có điện lưới quốc gia, mà phải sử dụng các nguồn NLTT tại chỗ

có tiềm năng để làm nguồn cung cấp chiếu sáng Những nguồn NLTT có thể khai thác sử dụng như: nguồn thuỷ điện nhỏ, pin mặt trời, tua bin gió cỡ nhỏ phát điện, đèn khí sinh học, có thể sử dụng độc lập hoặc kết hợp các nguồn để tạo hệ thống cung cấp năng lượng

Nhu cầu chiếu sáng của các đơn vị biên phòng được xác định dựa vào số phòng và diện tích phòng Chiếu sáng cần phân làm 2 loại là chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ Tuỳ theo nhu cầu ở không gian chiếu sáng, có nơi kết hợp chiếu sáng chung với chiếu sáng cục bộ để đáp ứng tốt công việc và tiết kiệm điện Chiếu sáng chung chỉ cần đủ ánh sáng cho đi lại, quan sát và tiếp khách; chiếu sáng cục bộ phối hợp với chiếu sáng chung để đảm bảo ánh sáng cho làm việc với đặc điểm khác nhau và chỉ dùng khi làm việc

Chiếu sáng chung dùng đèn huỳnh quang ống T8 - 36W, có quang thông 3.350 lumen và hiệu suất năng lượng phát quang dao động trong khoảng 80- 90lm/W, kèm theo chấn lưu điện tử loại có chất lượng cao Chiếu sáng cục bộ dùng

Trang 19

loại đèn sợi đốt Halogen công suất 20W và 35W tại bàn làm việc, có điều chỉnh độ sáng vô cấp Có thể sử dụng đèn mạng KSH nếu đồn có tiềm năng chăn nuôi

Tuỳ theo tiềm năng các nguồn NLTT sẵn có tại các đơn vị biên phòng không

có điện lưới mà nhu cầu chiếu sáng có thể khác nhau vì suất đầu tư của các nguồn rất khác nhau

I.4.2 - Nhu cầu sử dụng nước nóng

Theo đặc tính khí hậu vùng miền, nhu cầu sử dụng nước nóng để tắm rửa trong mùa đông của các cán bộ chiến sỹ các đồn biên phòng thuộc các tỉnh từ Thừa Thiên Huế trở ra Bắc được Bộ Tư lệnh Bộ đội Biên phòng quan tâm Còn đối các đồn biên phòng thuộc các tỉnh phía Nam, khí hậu quanh năm nóng ấm, thì nhu cầu nước nóng chủ yếu là ăn uống

Để đáp ứng cho nhu cầu nước uống, nấu nướng, tắm hàng ngày, mỗi người cần từ 30 ÷ 50 lít nước sạch, trong đó nhu cầu cho tắm sẽ là 20 ÷ 35 lít/người /ngày Như vậy, mùa đông mỗi người sẽ cần 20 ÷ 35 lít nước nóng ở nhiệt độ 350C để tắm hàng ngày 2

I.4.3 – Nhu cầu nhiệt cho đun nấu

Nhu cầu nhiệt cho đun nấu chủ yếu là phục vụ các bữa ăn hàng ngày của các các bộ chiến sỹ đồn biên phòng Nhiệt cho đun nấu được cấp từ nguồn năng lượng KSH có thể cấp đủ hoặc chỉ một phần tuỳ thuộc vào quy mô chăn nuôi và quy mô đơn vị

Nhu cầu nhiệt để nấu ăn hàng ngày đối với mỗi người cần 550kcal/người/ngày, như vậy hàng ngày mỗi người cần 0,7 kg củi để đun nấu (nếu hiệu suất bếp đun khoảng 23%) Đối với một đồn có quân số khoảng 50 người thì hàng ngày cần 35kg củi và một năm cần 12 tấn củi cho nấu ăn

Nhiệt lượng hữu ích được tính theo công thức sau:

Qhi = Bnl x Qtlv x η (1.5)

Trong đó : Qhi - Nhiệt lượng hữu ích (kcal/người)

Bnl - Khối lượng chất đốt (kg/người/ngày)

Qtlv - Nhiệt lượng của chất đốt (kcal/kg)

η - Hiệu suất bếp (%)

2 Theo nguồn dwrm.gov

Trang 20

CHƯƠNG II – ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CÁC NGUỒN NLTT VÀ

TÍNH TOÁN NHU CẦU SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TẠI CÁC ĐỒN BIÊN PHÒNG

II.1- Đánh giá tiềm năng các nguồn NLTT tại các đồn biên phòng

Tiềm năng các nguồn NLTT như NL mặt trời và gió phụ thuộc rất nhiều vào

điều kiện về khí hậu của các vùng miền Tiềm năng KSH phụ thuộc vào quy mô

chăn nuôi tập trung của các đồn biên phòng và phải có sẵn nguồn nước, không phụ

thuộc vào điều kiện khí hậu của vùng Trong báo cáo này sẽ đánh giá tiềm năng các

nguồn NLTT theo vùng miền mà các đơn vị biên phòng xây dựng Nguồn dữ liệu

làm cơ sở tính toán được thu thập từ Trung tâm Dữ liệu Khoa học Khí quyển của

NASA (Atmospheric Science data Center) đã qua xử lý và tổng hợp lại bởi các

thành viên tham gia thực hiện đề tài

II.1.1 - Khu vực miền núi phía Bắc

Đối với khu vực miền núi phía Bắc, bức xạ mặt trời tổng cộng trung bình ngày

dao động trong khoảng từ 3,73 ÷ 4,29 kWh/m2/ngày Tính toán sơ bộ như sau:

- Với 1kWp lắp đặt pin mặt trời sẽ thu được lượng điện năng trung bình 2,8 ÷

3,2 kWh/ngày

- Với 1m2 diện tích bề mặt hấp thụ của thiết bị đun nước nóng mặt trời sẽ thu

được lượng nước nóng trung bình ngày ở nhiệt độ 700C là 29 ÷ 33lít/m2/ngày

Tiềm năng năng lượng gió ở khu vực miền núi phía Bắc là rất thấp, nhưng có

một số địa điểm do đặc trưng về địa hình nên có tiềm năng về gió Với giả thiết ở

những nơi đó có vận tốc gió trung bình năm là 3,5m/s, lắp đặt tua bin gió công suất

2kW có đường kính cánh 3,6m thì sản lượng điện năng trung bình năm sẽ vào

khoảng 890kWh/năm

II.1.2 - Khu vực ven biển phía Bắc

Đối với khu vực ven biển phía Bắc, bức xạ mặt trời tổng cộng trung bình ngày

dao động trong khoảng từ 3,83 ÷ 4,32 kWh/m2/ngày Tính toán sơ bộ như sau:

- Với 1kWp lắp đặt pin mặt trời sẽ thu được lượng điện năng trung bình 2,9 ÷

3,2 kWh/ngày

- Với 1m2 diện tích bề mặt hấp thụ của thiết bị đun nước nóng mặt trời sẽ thu

được lượng nước nóng trung bình ngày ở nhiệt độ 700C là 29 ÷ 33 lít/m2/ngày

Tiềm năng năng lượng gió ở khu vực ven biển phía Bắc nói chung là không

cao, nhưng một số đảo ngoài khơi có tiềm năng gió tương đối tốt Với giả thiết ở

Trang 21

những nơi đó có vận tốc gió trung bình năm là 4,2m/s, lắp đặt tua bin gió công suất 2kW có đường kính cánh 3,6m thì sản lượng điện năng trung bình năm sẽ vào khoảng 1540kWh/năm

II.1.3 - Khu vực Bắc Trung bộ

Đối với khu vực Bắc Trung bộ bức xạ mặt trời tổng cộng trung bình ngày dao động trong khoảng từ 4,08 ÷ 4,75 kWh/m2/ngày Tính toán sơ bộ như sau:

- Với 1kWp lắp đặt pin mặt trời sẽ thu được lượng điện năng trung bình 3,1 ÷ 3,5 kWh/ngày

- Với 1m2 diện tích bề mặt hấp thụ của thiết bị đun nước nóng mặt trời sẽ thu được lượng nước nóng trung bình ngày ở nhiệt độ 700C là 31 ÷ 36 lít/m2/ngày Tiềm năng năng lượng gió ở khu vực Bắc Trung bộ không cao, nhưng một số địa điểm ở vùng núi có gió địa hình và đảo ngoài khơi có tiềm năng gió tương đối tốt Với giả thiết ở những nơi đó có vận tốc gió trung bình năm là 3,5m/s, lắp đặt tua bin gió công suất 2kWp có đường kính cánh 3,6m thì sản lượng điện năng trung bình năm sẽ vào khoảng 890kWh/năm

II.1.4 - Khu vực Nam Trung bộ

Đối với khu vực Nam Trung bộ bức xạ mặt trời tổng cộng trung bình ngày dao động trong khoảng từ 4,89 ÷ 5,21 kWh/m2/ngày Tính toán sơ bộ như sau:

- Với 1kWp lắp đặt pin mặt trời sẽ thu được lượng điện năng trung bình 3,7 ÷ 3,9 kWh/ngày

- Với 1m2 diện tích bề mặt hấp thụ của thiết bị đun nước nóng mặt trời sẽ thu được lượng nước nóng trung bình ngày ở nhiệt độ 700C là 36 ÷ 40 lít/m2/ngày Năng lượng gió ở khu vực ven biển Nam Trung bộ có tiềm năng cao nhất so với cả nước, đặc biệt một số đảo ngoài khơi như đảo Lý Sơn, đảo Phú Quý có tiềm năng gió rất tốt với vận tốc gió trung bình năm vào khoảng 4,5 ÷ 5,9m/s ở độ cao 12m Nếu lắp đặt tua bin gió công suất 5kW có đường kính cánh 6,4m thì sản lượng điện năng trung bình năm sẽ vào khoảng 5.970 ÷ 13.460kWh/năm

II.1.5 - Khu vực Tây Nguyên

Đối với khu vực Tây Nguyên có bức xạ mặt trời tổng cộng trung bình ngày dao động trong khoảng từ 4,71 ÷ 5,12 kWh/m2/ngày Tính toán sơ bộ như sau:

- Với 1kWp lắp đặt pin mặt trời sẽ thu được lượng điện năng trung bình 3,5 ÷ 3,8 kWh/ngày (với hiệu suất hệ thống η = 0,75)

- Với 1m2 diện tích bề mặt hấp thụ của thiết bị đun nước nóng mặt trời sẽ thu được lượng nước nóng trung bình ngày ở nhiệt độ 700C là 36 ÷ 39 lít/m2/ngày

Trang 22

Năng lượng gió ở khu vực Tây Nguyên có tiềm năng không cao, nhưng một

số địa điểm có gió địa hình nên có tiềm năng khá tốt Theo như tài liệu thống kê của

Bộ Tư lệnh Bộ đội Biên phòng, có nhiều đồn Biên phòng khu vực Tây Nguyên chưa có nguồn điện lưới, vì vậy tại các đồn chưa có điện lưới mà nằm ở vùng có tiềm năng gió thì có thể lắp đặt hệ thống kết hợp các dạng NLTT để cung cấp năng lượng Nếu lắp đặt tua bin gió công suất 2kW có đường kính cánh 3,6m với vận tốc gió trung bình năm vào khoảng 3,0 ÷ 3,5m/s ở độ cao 12m thì sản lượng điện năng trung bình năm sẽ vào khoảng 560 ÷ 890kWh/năm

II.1.6 - Khu vực phía Nam

Đối với khu vực phía Nam có tiềm năng về NLMT cao nhất trong cả nước, bức xạ mặt trời tổng cộng trung bình ngày dao động trong khoảng từ 4,92 ÷ 5,23kWh/m2/ngày Tính toán sơ bộ như sau:

- Với 1kWp lắp đặt pin mặt trời sẽ thu được lượng điện năng trung bình 3,7 ÷ 3,9 kWh/ngày (với hiệu suất hệ thống η = 0,75)

- Với 1m2 diện tích bề mặt hấp thụ của thiết bị đun nước nóng mặt trời sẽ thu được lượng nước nóng trung bình ngày ở nhiệt độ 700C là 38 ÷ 40 lít/m2/ngày

Năng lượng gió ở khu vực phía Nam có tiềm năng không cao, ngay cả một số đảo ngoài khơi như Côn Đảo, đảo Phú Quốc tiềm năng gió cũng không tốt vì vậy đối với khu vực này không nên ứng dụng năng lượng gió

Bảng 2.1- Tổng hợp tiềm năng các nguồn NLTT tại các khu vực

II.2 – Tính toán nhu cầu sử dụng năng lượng tại các đồn biên phòng

* Nhu cầu sử dụng nước nóng

Khu vực Bức xạ mặt trời (kWh/m 2 /ngày) (Lít/m ĐNNMT 2 /ngày) (kWh/ngày/kWp) Pin MT

Tua bin gió 2kW (kWh/ngày)

TĐ mini 1kW (kWh/ngày) Miền núi phía

Bắc 3,73 ÷ 4,29 29 ÷ 33 2,8 ÷ 3,2 2.44 5.76 Ven biển phía

Trang 23

Nhu cầu sử dụng nước nóng để tắm và ăn uống của cán bộ chiến sỹ các đồn

biên phòng được tính dựa trên cơ sở quân số của đồn và theo nhu cầu cần nước

nóng ở nhiệt độ 350C để tắm sẽ là 20 ÷ 35 lít nước và 3 ÷ 5 lít nước đun sôi để ăn

uống cho một người /ngày Với quân số của đồn biên phòng điển hình là 40 ÷ 50

người, nhu cầu cần nước nóng ở nhiệt độ 350C để tắm sẽ vào khoảng 800 ÷ 1750

lít/ngày, hay là cần nước nóng ở nhiệt độ 700C khoảng 270 ÷ 580 lít/ngày cho tắm

rửa và khoảng 120 ÷ 250 lít/ngày cho ăn uống

* Điện năng tiêu thụ

Điện năng tiêu thụ bao gồm: chiếu sáng, thông tin liên lạc, xem ti vi, chạy

quạt,…và chỉ tính cho các đồn biên phòng không được sử dụng điện lưới trên địa

bàn toàn quốc Do sử dụng nguồn NLTT là nguồn cung cấp nên nhu cầu tiêu thụ

điện sẽ tính thấp hơn so với sử dụng điện lưới

Sau đây là kết quả tính toán nhu cầu tiêu thụ điện và nước nóng cho các đồn

và trạm biên phòng điển hình được thể hiện trong bảng 2.2 và bảng 2.3

Bảng 2.2- Nhu cầu tiêu thụ điện năng và nước nóng của các đồn biên phòng có

qui mô quân số từ 40 ÷ 50 người

(kW)

Số lượng

Hệ số đồng thời (%)

Công suất sử dụng (kW)

Số giờ sử dụng (giờ/ngày)

Điện năng tiêu thụ (kWh/ngày)

Công suất lớn nhất Pmax (kW) 3.5

Tổng tiêu thụ điện năng (kWh/ngày) 11.539

Nhu cầu cần nước nóng ở nhiệt độ 35 0 C để tắm (lít/ngày) `800 ÷ 1750

Nhu cầu cần nước nóng ở nhiệt độ 70 0 C để ăn uống (lít/ngày) 120 ÷ 250

Trang 24

Như vậy nhu cầu tiêu thụ điện năng tính cho các đồn biên phòng không được

sử dụng điện lưới, có qui mô quân số từ 40 ÷ 50 người vào khoảng 11,5kWh/ngày

Bảng 2.3- Nhu cầu tiêu thụ điện năng và nước nóng của các trạm biên phòng có

qui mô quân số từ 8 ÷ 15 người

(kW)

Số lượng

Hệ số đồng thời (%)

Công suất sử dụng (kW)

Số giờ sử dụng (giờ/ngày)

Điện năng tiêu thụ (kWh/ngày)

Công suất lớn nhất Pmax (kW) 1.6

Tổng tiêu thụ điện năng (kWh/ngày) 5.016

Nhu cầu cần nước nóng ở nhiệt độ 35 0 C để tắm (lít/ngày) 160 ÷ 350

Nhu cầu cần nước nóng ở nhiệt độ 70 0 C để ăn uống (lít/ngày) 25 ÷ 50

Nhu cầu tiêu thụ điện năng tính cho các trạm biên phòng không được sử dụng điện lưới, có qui mô quân số từ 8 ÷ 15 người vào khoảng 5,0 kWh/ngày

Trang 25

CHƯƠNG III - LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ SỬ

DỤNG CÁC NGUỒN NLTT ĐỂ ĐÁP ỨNG NHU CẦU SỬ DỤNG NL TẠI CÁC ĐỒN BIÊN PHÒNGIII.1- Lựa chọn sơ đồ hệ thống cung cấp năng lượng

III.1.1- Hệ thống đun nước nóng bằng NLMT

Theo đặc trưng khí hậu của nước ta, các khu vực từ tỉnh Thừa Thiên Huế trở ra Bắc có hai mùa nóng và lạnh rõ rệt Vì vậy, đối với khu vực miền Bắc, ngoài nhu cầu nước nóng cho ăn uống, về mùa đông, cần phải có nước nóng để tắm rửa của các cán bộ chiến sỹ đồn biên phòng Còn đối với khu vực phía Nam nước nóng chủ yếu phục vụ cho ăn uống Để có thể tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu khí phát thải CO2 trong lĩnh vực cấp nước nóng cho các đồn biên phòng, thì giải pháp dùng NLMT thông qua các thiết bị ĐNNMT là tốt nhất có thể giải quyết được và mang lại hiệu quả về mặt kinh tế

Các thiết bị đun nước nóng mặt trời được chế tạo trong nước hoặc nhập ngoại đều theo nguyên tắc chung là hấp thụ bức xạ kiểu lồng kính và tuần hoàn đối lưu nhiệt tự nhiên Bộ thu bức xạ của các thiết bị có thể là một trong các loại: bộ thu phẳng, bộ thu ống có gắn cánh truyền nhiệt phẳng, bộ thu kiểu ống chân không bình

tự tạo đối lưu Sau đây là nguyên lý hoạt động của hê thống đun nước nóng bằng NLMT có bộ thu là kiểu ống chân không bình tự tạo đối lưu, hiện đang lưu hành nhiều trên thị trường ở Việt Nam

Trang 26

Theo tính toán ở phần trên, thì nhu cầu sử dụng nước nóng ở nhiệt độ 700C đối với các khu vực như sau:

* Từ Thừa Thiên Huế trở ra Bắc: nhu cầu nước nóng cho tắm rửa và ăn uống:

- Các đồn có quân số khoảng 40 ÷ 50 người sẽ vào khoảng 390 ÷ 830 lít/ngày

- Các trạm, chốt quân số khoảng 8 ÷ 15 người sẽ vào khoảng 80 ÷ 200 lít/ngày

* Từ Thừa Thiên Huế trở vào Nam: nhu cầu nước nóng cho ăn uống

- Các đồn có quân số khoảng 40 ÷ 50 người sẽ vào khoảng 120 ÷ 250 lít/ngày

- Các trạm, chốt quân số khoảng 8 ÷ 15 người sẽ vào khoảng 25 ÷ 50 lít/ngày Nếu như sử dụng thiết bị đun nước nóng bằng NLMT có bộ thu là kiểu ống chân không bình tự tạo đối lưu, thì mỗi đồn biên phòng cần đầu tư 03 bộ thiết bị có dung tích 500lít (phía Bắc) và 02 bộ 300 lít (phía Nam), còn đối với các trạm chốt nhỏ thì cần đầu tư 01 bộ thiết bị dung tích 300 lít, một số trạm ở phía Bắc cần đầu

tư 02 bộ 300 lít

III.1.2- Sơ đồ hệ thống phát điện bằng NLTT

Hiện tại, đa số các đồn biên phòng trong cả nước đã được sử dụng điện lưới quốc gia, chỉ có một số ít đồn hay trạm ở vùng sâu, vùng xa điện lưới chưa kéo tới được Như đã tính toán ở trên, nhu cầu tiêu thụ điện của các đơn vị biên phòng hàng ngày không lớn, khoảng 11,5 kWh/ngày đối với đơn vị đồn, 5,0kWh/ngày đối với đơn vị trạm Vì vậy đối với các đơn vị biên phòng chưa có điện lưới thì tuỳ thuộc vào tiềm năng các nguồn NLTT tại các khu vực đồn đóng quân mà đưa ra sự lựa chọn sơ đồ hệ thống phát điện bằng việc kết hợp các nguồn NLTT thích hợp nhất

để cung cấp điện sinh hoạt cho các cán bộ chiến sỹ đồn biên phòng

Quy mô của các hệ thống phát điện NLTT này không lớn, nên năng lượng sinh khối không được lựa chọn để ứng dụng, các thiết bị thủy điện 1-3 kW và tua bin gió cỡ nhỏ 2 -5 kW được ứng dụng trong các hệ thống này Việc sử dụng kết hợp các dạng NLTT sẽ có kết quả tốt cho hầu hết các ngày trong năm, vì các dạng

NL này có thể hỗ trợ nhau trong quá trình sản xuất năng lượng Ví dụ, các tấm pin mặt trời (PV) chỉ có thể có ích vào ban ngày và dưới một bức xạ mặt trời xác định nào đó, tua bin gió có thể sản xuất năng lượng chỉ khi vận tốc gió trên một giá trị nào đó, tua bin thủy điện chỉ hoạt động khi có đủ nước,… Vì vậy, hệ thống kết hợp các dạng NLTT có thể hiệu quả khi PV cho những ngày nắng và tua bin gió cho những đêm có gió hoặc những ngày nhiều mây, tua bin thủy điện cho những tháng mùa mưa Cũng như vậy, suốt mùa đông, bức xạ mặt trời nhìn chung ở giá trị thấp,

hệ thống PV không thể đạt đủ các thông số trong khi đó tua bin gió có thể cung cấp nhiều năng lượng Trong suốt các tháng mùa hè, hệ thống PV có kết quả hấp dẫn, ở

Trang 27

mức độ nào đó nó có thể bù đắp cho sự hoạt động không ổn định của tua bin gió

Hệ thống điện kết hợp các dạng NLTT có thể giảm chi phí và tạo ra chi phí dễ chấp nhận hơn hệ thống chỉ riêng điện mặt trời

Sau đây là lựa chọn các giải pháp sử dụng công nghệ NLTT hợp lý để cấp điện cho các đơn vị biên phòng chưa được sử dụng điện lưới theo từng khu vực có tiềm năng các dạng NLTT giống nhau đã được phân chia ở phần trên

III.1.2.1- Đối với khu vực miền núi phía Bắc

Đối với khu vực miền núi phía Bắc, nhiều vị trí mà đồn biên phòng đóng quân

có tiềm năng về nguồn thuỷ điện mini, NLMT có tiềm năng nhưng không cao, nguồn năng lượng gió không có tiềm năng, chỉ một số địa điểm có gió địa hình để ứng dụng các động cơ gió phát điện cỡ nhỏ, vì tua bin gió cỡ nhỏ dễ nhạy cảm với dải tốc độ gió thấp hơn

Do đó sơ đồ hệ thống phát điện thích hợp nhất và được lựa chọn cho các đơn

vị biên phòng không được sử dụng điện lưới ở khu vực này là hệ thống phát điện kết hợp thuỷ điện mini - pin mặt trời - tua bin gió - ắc quy; hoặc thuỷ điện mini - pin mặt trời - ắc quy; hoặc pin mặt trời - tua bin gió - diesel - ắc quy; hoặc pin mặt trời - diesel -ắc quy

Sơ đồ hệ thống (xem Hình 3-1) bao gồm một trục đường tải một pha 220V,

50Hz; Nguồn thuỷ điện có thể đấu nối trực tiếp vào đường trục 220V, 50Hz Các nguồn điện một chiều từ Pin mặt trời, tua bin gió, ắc quy, được biến đổi thành điện xoay chiều 220V÷ 240V, 50Hz nhờ bộ biến đổi điện và sau đó được đưa vào đường trục 220V, 50Hz để hoà mạng đồng bộ Các bộ biến đổi cũng có thể hoạt động theo chiều ngược lại Ví dụ khi ắc qui đói, điện từ pin mặt trời, tua bin gió, thuỷ điện mini có thể nạp cho ắc quy Tất cả các thiết bị sử dụng điện đều được cấp điện từ trục đường 220V, 50Hz một cách bình thường Sơ đồ này đặc biệt thích hợp đối với việc cấp điện cho các hộ tiêu thụ biệt lập như các đồn biên phòng Ngoài ra,

sơ đồ này cho phép mở rộng công suất của nguồn phát theo từng bước phụ thuộc vào khả năng kinh phí đầu tư, vào nhu cầu phụ tải và dễ dàng nối vào lưới điện quốc gia khi có điều kiện

Ắc quy được sử dụng trong hệ thống để tích trữ năng lượng khi sản lượng của

hệ thống vượt quá nhu cầu cần thiết và bảo đảm việc cấp điện được ổn định hơn Ở những vùng có điều kiện ứng dụng cả thuỷ điện, mặt trời, gió, thì việc sử dụng kết hợp sẽ có kết quả rất tốt hầu hết các ngày trong năm và có thể giảm chi phí đầu tư

Trang 28

Hình 3-1 Sơ đồ hệ thống phát điện hỗn hợp đề nghị ứng dụng cho các đồn Biên phòng

Để đảm bảo tính đồng bộ của hệ thống người ta phải sử dụng thêm các thiết bị đồng bộ RS-485 để truyền thông tin đến bộ Sunny Web Box, có thể lắp cùng với các bộ biến đổi điện

III.1.2.2- Đối với khu vực ven biển phía Bắc

Đối với khu vực ven biển phía Bắc, nhiều vị trí mà đồn Biên phòng đóng quân

có tiềm năng về năng lượng gió có thể ứng dụng các động cơ gió phát điện cỡ nhỏ, NLMT có tiềm năng tương đối tốt Vì vậy, sơ đồ hệ thống phát điện thích hợp nhất

và được lựa chọn cho các đơn vị biên phòng không được sử dụng điện lưới ở khu vực ven biển phía Bắc (chủ yếu là các đồn đóng quân ở các đảo xa đất liền) là hệ thống phát điện kết hợp pin mặt trời - tua bin gió - diesel- ắc quy; hoặc pin mặt trời

- diesel- ắc quy

Sơ đồ hệ thống giống như sơ đồ Hình 3-1, chỉ có thay nguồn thuỷ điện nhỏ

bằng nguồn diesel là nguồn dự phòng, thường được sử dụng khi mà nhu cầu năng

Máy phát thuỷ

điện mini,

Diesel, KSH

Bộ cảm biến nhiệt độ ắc quy

Kho Ắc quy

Bộ cảm biến dòng điện ắc quy

Tải AC

Sunny Web Box

Trang 29

lượng cần được đáp ứng trong trường hợp điều kiện khí tượng không đủ, và có thể đấu nối trực tiếp vào đường trục 220V, 50Hz

III.1.2.3- Đối với khu vực Bắc Trung bộ

Đối với khu vực Bắc Trung bộ, nhiều vị trí đồn biên phòng đóng quân ở vùng núi và ngoài đảo xa đất liền là không thể kéo điện lưới quốc gia Khu vực này, NLMT có tiềm năng tốt, ở vùng núi có tiềm năng về thuỷ điện mini, vùng ven biển

có tiềm năng về năng lượng gió có thể ứng dụng các động cơ gió phát điện cỡ nhỏ

Vì vậy, sơ đồ hệ thống phát điện thích hợp nhất và được lựa chọn cho các đơn vị biên phòng không được sử dụng điện lưới ở khu vực Bắc Trung bộ là hệ thống phát điện kết hợp thuỷ điện mini - pin mặt trời - ắc quy; hoặc pin mặt trời - tua bin gió - diesel- ắc quy; hoặc pin mặt trời - diesel- ắc quy Sơ đồ hệ thống giống như sơ đồ

Hình 3-1

III.1.2.4- Đối với khu vực Nam Trung bộ

Đối với khu vực Nam Trung bộ, hầu hết các đồn biên phòng được sử dụng điện lưới, trừ các đồn hay trạm đóng quân ở ngoài đảo xa Những đảo ở khu vực này có tiềm năng năng lượng gió và mặt trời cao Vì vậy, sơ đồ hệ thống phát điện thích hợp nhất và được lựa chọn cho các đồn biên phòng khu vực này (chủ yếu là các đồn đóng quân ở các đảo xa đất liền) là hệ thống phát điện kết hợp pin mặt trời - tua bin gió - diesel- ắc quy

Sơ đồ hệ thống giống như sơ đồ Hình 3-1, chỉ có thay nguồn thuỷ điện nhỏ

bằng nguồn diesel là nguồn dự phòng, thường được sử dụng khi mà nhu cầu năng lượng cần được đáp ứng trong trường hợp điều kiện khí tượng không đủ, và có thể đấu nối trực tiếp vào đường trục 220V, 50Hz

III.1.2.5- Đối với khu vực Tây nguyên

Đối với khu vực Tây nguyên, tiềm năng NLMT cao, nhiều vị trí mà đồn biên phòng đóng quân có tiềm năng về NLG và thuỷ điện mini Vì vậy, sơ đồ hệ thống phát điện thích hợp nhất và được lựa chọn cho các đồn Biên phòng không được sử dụng điện lưới ở khu vực Tây Nguyên là hệ thống phát điện kết hợp thuỷ điện mini

- pin mặt trời - ắc quy; hoặc pin mặt trời - diesel- ắc quy Sơ đồ hệ thống giống như

sơ đồ Hình 3-1

III.1.2.6- Đối với khu vực phía Nam

Đối với khu vực phía Nam, đại đa số đơn vị biên phòng ở trong đất liền đã được sử dụng điện lưới, chỉ có một số ít đồn hay một số chốt, trạm thuộc đồn và các đồn tại các đảo là không được sử dụng điện lưới Đối với khu vực này, chỉ có tiềm năng NLMT, vì vậy, sơ đồ hệ thống phát điện thích hợp nhất và được lựa chọn cho

Trang 30

các đồn, trạm biên phòng không được sử dụng điện lưới là hệ thống phát điện kết

hợp pin mặt trời - diesel - ắc quy Sơ đồ hệ thống giống như sơ đồ Hình 3-1, nhưng

không có các nguồn thuỷ điện mini và tua gió Nguồn diesel là nguồn dự phòng, thường được sử dụng khi bức xạ mặt trời không đủ để đáp ứng nhu cầu năng lượng

và có thể đấu nối trực tiếp vào đường trục 220V, 50Hz

Bảng 3.1- Tổng hợp hệ thống cấp điện NLTT được lựa chọn cho các khu vực

III.1.3- Sơ đồ hệ thống công trình thủy điện mini

Sơ đồ công nghệ khai thác thuỷ điện như ở hình 3.2 là sơ đồ đơn giản và đang được sử dụng rộng rãi ở các tỉnh miền núi Các tổ máy thuỷ điện thường có các gam công suất 100W, 200W, 300W, 500W và 1000W Với các tổ máy thuỷ điện cực nhỏ do Trung Quốc chế tạo thường có giá thành rẻ hơn nhưng thường không đảm bảo về hiệu suất và độ bền Các tổ máy do Việt Nam chế tạo tuy có đắt hơn nhưng chất lượng tốt hơn và hiệu suất cũng cao hơn thiết bị cùng loại của Trung Quốc

Các loại vật liệu xây dựng theo sơ đồ công nghệ này đều là các vật liệu địa phương, dễ kiếm và dễ chế tạo lắp đặt: Đập chắn có thể là đá xây hoặc đá xếp hoặc chắn bằng gỗ Ống hút có thể bằng tôn gò hoặc ghép bằng gỗ, kênh dẫn nước bằng đất hoặc đá xây hoặc bằng gỗ, cột điện có thể bằng tre hoặc gỗ, Trên một đoạn suối có thể lắp liên tiếp các tổ máy loại này

Ngoài sơ đồ khai thác như ở hình 3-2, ở những nơi lưu lượng dòng chảy nhỏ nhưng lại có thể tạo cột nước địa hình cao (H ≥ 10m) có thể dùng sơ đồ khai thác bằng tua bin xung kích 2 lần

Miền núi phía Bắc

* Thuỷ điện mini – pin mặt trời – tua bin gió - ắc quy;

* Thuỷ điện mini – pin mặt trời - ắc quy;

* Pin mặt trời – tua bin gió – diesel - ắc quy;

* Pin mặt trời - diesel -ắc quy

- Diesel chạy dự phòng

- Máy phát KSH có thể kết nối vào hệ thống

Ven biển phía Bắc * pin mặt trời - tua bin gió - diesel- ắc quy;

* Pin mặt trời - diesel- ắc quy Diesel chạy dự phòng

Bắc Trung bộ

* Thuỷ điện mini – pin mặt trời - ắc quy;

* Pin mặt trời – tua bin gió – diesel - ắc quy;

* Pin mặt trời - diesel -ắc quy

- Diesel chạy dự phòng

- Máy phát KSH có thể kết nối vào hệ thống

Nam Trung bộ * Pin mặt trời - tua bin gió - diesel- ắc quy Diesel chạy dự phòng

Tây Nguyên * Thuỷ điện mini - pin mặt trời - ắc quy;

* Pin mặt trời - diesel- ắc quy

- Diesel chạy dự phòng

- Máy phát KSH có thể kết nối vào hệ thống

Phía Nam * Pin mặt trời - diesel- ắc quy Diesel chạy dự phòng

Trang 31

Hình 3-2 Sơ đồ công nghệ khai thác thuỷ điện mini

III.1.4- Sơ đồ hệ thống công trình KSH cấp khí cho đun nấu hoặc phát điện

Đối với tất cả các đồn biên phòng có điều kiện chăn nuôi tập trung và có sẵn nguồn nước thì tuỳ thuộc vào quy mô chăn nuôi mà ứng dụng công nghệ khí sinh học để cấp nhiệt trực tiếp cho đun nấu hoặc có thể thắp sáng bằng đèn mạng Nếu quy mô chăn nuôi lớn thì có thể dùng KSH để chạy máy phát điện, tiết kiệm chi phí

sử dụng điện lưới

Hình 3- 3 là sơ đồ hệ thống công trình KSH cấp khí cho đun nấu cho đồn biên

phòng có quy mô chăn nuôi tập trung từ 10 ÷ 25 con lợn và 1 ÷ 10 con bò

Hình 3- 4 là sơ đồ hệ thống công trình KSH cấp khí cho đun nấu hoặc phát

điện cho đồn biên phòng có quy mô chăn nuôi tập trung từ 25 con lợn trở lên và trên 10 con bò

Hình 3-3 Sơ đồ hệ thống công trình KSH cấp khí cho đun nấu

Trang 32

Hình 3-4 Sơ đồ hệ thống công trình KSH cấp khí cho đun nấu và phát điện

III.2 – Giải pháp công nghệ cho các thành phần của hệ thống

III.2.1- Hệ thống đun nước nóng NLMT

Hiện nay, các thiết bị đun nước nóng NLMT kiểu ống chân không có bình tự tạo đối lưu do các doanh nghiệp trong nước chế tạo, lắp ráp và lắp đặt như: Thái dương năng, Ánh Dương, Sunflower,…Các sản phẩm này đang được nhiều người tiêu dùng lựa chọn, hiệu suất cao, chất lượng đảm bảo và phù hợp với điều kiện địa

lý của Việt Nam, giá cả được người tiêu dùng chấp nhận, chế độ bảo hành, bảo dưỡng chu đáo

Trong hệ thống đun nước nóng NLMT, cần phải có bình cấp nước lạnh vào thiết bị đun nước được đặt ở vị trí phù hợp nhưng phải cao hơn bình tích của thiết bị

từ (0,6 ÷ 1) m, để bảo đảm bộ phận hấp thụ của thiết bị luôn có nước Đối với bình cấp nước lạnh cao hơn 1,5m thì cần phải lắp thêm bình nước phụ giảm áp suất cho

hệ thống thiết bị

Ngoài ra, trong hệ thống còn có các đường nước nóng, lạnh, các van khoá, van phao, các cút nối, ống thoát khí Các đường nước nóng có thể được bảo ôn để nâng cao hiệu quả của thiết bị

Sau đây là các sơ đồ hệ thống thiết bị ĐNNMT quy mô nhỏ

Trang 33

Hình 3-5: Sơ đồ đấu nối hệ thống ĐNNMT với bể nước cấp ở dưới thấp

Hình 3-6: Sơ đồ đấu nối hệ thống ĐNNMT với bể nước cấp ở trên cao

Trang 34

Tùy theo tiềm năng các nguồn NLTT ở vị trí các đơn vị biên phòng đóng quân

và nhu cầu tiêu thụ điện hàng ngày của đồn mà lựa chọn sơ đồ hệ thống phát điện bằng NLTT cho hợp lý Theo tính toán ở trên, nhu cầu tiêu thụ điện hàng ngày của đồn biên phòng điển hình (40-50 người) vào khoảng 11,5kWh/ngày

III.2.2.1- Hệ thống phát điện kết hợp thuỷ điện mini - Gió - Mặt trời - Ắc quy cho các đồn biên phòng vùng núi phía Bắc

Sau đây là giải pháp công nghệ cho thành phần hệ thống phát điện kết hợp thuỷ điện mini - tua bin gió - PV - ắc quy cho một đồn biên phòng điển hình ở miền núi phía Bắc, và có đủ tiềm năng các nguồn NLTT như thuỷ điện mini, gió, mặt trời

Hệ thống kết hợp thuỷ điện mini - tua bin gió - PV - ắc quy có thể định dạng hợp lý dựa trên phụ tải và điều kiện tiềm năng các nguồn NL thuỷ điện, mặt trời và gió, để có thể bảo đảm độ tin cậy của nguồn cấp và giảm chi phí của hệ thống Bất kể môi trường hay mô hình phụ tải như thế nào, thì hệ thống kết hợp thuỷ điện mini - tua bin gió - PV cũng có thể tối ưu hóa thiết kế để đáp ứng nhu cầu của đơn vị sử dụng Đối với khu vực miền núi phía Bắc, nguồn NL thuỷ điện thì không ổn định lắm, NLG thì không cao và không đều, NLMT có tiềm năng không cao và không đều các tháng trong năm Vì vậy trong hệ thống này, sau khi cân bằng với phụ tải cùng với tiềm năng của từng nguồn NL của khu vực, chúng tôi lựa chọn lắp đặt:

E N C

b .

= (3.1)

Trang 35

Trong đó: N = số ngày dự trữ điện của bộ ắc quy, N = 1,5

E = nhu cầu điện năng trung bình ngày của phụ tải (11.500 Wh/ngày)

V = 12V là hiệu điện thế bộ ắc quy lựa chọn theo thông số đầu vào của

Hình 3-7 Sơ đồ đấu nối hệ thống ắc quy trong hệ thống cấp điện NLTT

b, Hệ thống biến đổi điên DC-AC và điều khiển

- Bộ điều khiển và Bộ biến đổi của tua bin gió: Theo đặc tính của tua bin gió,

điện đầu ra là điện một chiều, vì thế cần có bộ biến đổi điện thành điện xoay chiều

để nối vào đường trục tải điện chính 220VAC Bộ biến đổi được lựa chọn phải phù hợp với động cơ gió đã lựa chọn

- Bộ biến đổi điện mặt trời: Hệ thống pin mặt trời biến đổi năng lượng mặt trời thành điện một chiều, vì vậy cần phải có các bộ biến đổi điện một chiều từ pin mặt trời thành điện xoay chiều 220V để nối vào đường trục tải điện chính 220VAC

6 Ắc quy 800Ah/2V đấu nối tiếp

Ngày đăng: 15/04/2014, 18:13

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Bảng 2.1- Tổng hợp tiềm năng các nguồn NLTT tại các khu vực - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Bảng 2.1 Tổng hợp tiềm năng các nguồn NLTT tại các khu vực (Trang 22)
Hình 3-1. Sơ đồ hệ thống phát điện hỗn hợp đề nghị ứng dụng cho các đồn Biên phòng - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Hình 3 1. Sơ đồ hệ thống phát điện hỗn hợp đề nghị ứng dụng cho các đồn Biên phòng (Trang 28)
Hình 3-2.  Sơ đồ công nghệ khai thác thuỷ điện mini - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Hình 3 2. Sơ đồ công nghệ khai thác thuỷ điện mini (Trang 31)
III.1.4- Sơ đồ hệ thống công trình KSH cấp khí cho đun nấu hoặc phát điện - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
1.4 Sơ đồ hệ thống công trình KSH cấp khí cho đun nấu hoặc phát điện (Trang 31)
Hình 3-4.  Sơ đồ hệ thống công trình KSH cấp khí cho đun nấu và phát điện - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Hình 3 4. Sơ đồ hệ thống công trình KSH cấp khí cho đun nấu và phát điện (Trang 32)
Hình 3-6: Sơ đồ đấu nối hệ thống ĐNNMT với bể nước cấp ở trên cao - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Hình 3 6: Sơ đồ đấu nối hệ thống ĐNNMT với bể nước cấp ở trên cao (Trang 33)
Hình 3-7.  Sơ đồ đấu nối hệ thống ắc quy trong hệ thống cấp điện NLTT - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Hình 3 7. Sơ đồ đấu nối hệ thống ắc quy trong hệ thống cấp điện NLTT (Trang 35)
Bảng 3.2- Tổng hợp lựa chọn hệ thống phát điện NLTT tại từng khu vực cho một - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Bảng 3.2 Tổng hợp lựa chọn hệ thống phát điện NLTT tại từng khu vực cho một (Trang 39)
Bảng 4.13- Đề xuất quy mô công trình KSH  cho các đồn biên phòng có quy mô - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Bảng 4.13 Đề xuất quy mô công trình KSH cho các đồn biên phòng có quy mô (Trang 47)
Bảng 3.14- Đề xuất quy mô và số lượng thiết bị ĐNNMT cho các đồn biên phòng - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Bảng 3.14 Đề xuất quy mô và số lượng thiết bị ĐNNMT cho các đồn biên phòng (Trang 48)
Bảng 3.18- Đề xuất các hệ thống kết hợp các dạng NLTT để cấp điện cho các - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Bảng 3.18 Đề xuất các hệ thống kết hợp các dạng NLTT để cấp điện cho các (Trang 51)
Bảng 3.21- Đề xuất quy mô và số lượng thiết bị ĐNNMT cho các đồn biên phòng - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Bảng 3.21 Đề xuất quy mô và số lượng thiết bị ĐNNMT cho các đồn biên phòng (Trang 53)
Bảng 3.22- Lịch trình bảo dưỡng hệ thống phát điện hỗn hợp các dạng NLTT - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Bảng 3.22 Lịch trình bảo dưỡng hệ thống phát điện hỗn hợp các dạng NLTT (Trang 54)
Bảng 4.3-  Tổng hợp khối lượng xây dựng hệ thống NLTT cho khu vực Bắc - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Bảng 4.3 Tổng hợp khối lượng xây dựng hệ thống NLTT cho khu vực Bắc (Trang 60)
Bảng 4.8- Tổng hợp vốn đầu tư xây dựng - Nghiên cứu đề xuất năng lượng tái tạo phục vụ cấp điện chiếu sáng và nước nóng cho các đồn biên phòng vùng sâu, vùng xa
Bảng 4.8 Tổng hợp vốn đầu tư xây dựng (Trang 65)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w