Đề tài :”Năng lượng Mặt Trời đun nước nóng trực tiếp” Nhu cầu về năng lượng của con người trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển ngày càng tăng cao trong khi các nguồn nguyên liệu dự trữ như than đá,dầu mỏ,khí thiên nhiên và ngay cả thủy điện đều có hạn khiến cho nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng.Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt nhân,năng lượng gió,năng lượng địa nhiệt, năng lượng Mặt Trời…là những bước đi quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng Việc nghiên cứu sử dụng năng lượng Mặt Trời ngày càng được quan tâm, nhất là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay.Năng lượng Mặt Trời được xem như nguồn năng lượng ưu việt trong tương lai,đó là nguồn năng lượng vô tận,sẵn có và đặc biệt là không gây ô nhiễm môi trường. Hiện nay ở nước ta việc sử dụng nước nóng phần lớn được cung cấp từ nguồn điện năng qua các bình nóng lạnh được sản xuất từ nhiều nước khác nhau như ITALIA , MỸ , NHẬT , HÀN QUỐC….với công suất định mức tiêu thụ điện là N = 2.5KW.Thói quen của người Việt Nam là sử dụng bình đun nước nóng vào giờ đi làm về (từ 18h – 22h)lại trùng hợp với giờ cao điểm của phụ tải.Do vậy đã góp phần làm tăng công xuất đỉnh tại giờ cao điểm buổi tối.Qua phân tích quá trình sử dụng điện vì mục đích đun nước nóng cho thấy đây là phương án kém hiệu quả về kinh tế.Vì vậy việc tìm kiếm một nguồn năng lượng sạch,dễ sử dụng,nhằm cung cấp nước nóng,phục vụ cho các mục đích công nghiệp,sinh hoạt và dịch vụ trong xã hội là một vấn đề hết sức cấp bách.Nguồn năng lượng này đòi hỏi: Có thể thay thế các nguồn năng lượng đang sử dụng. Là nguồn năng lượng sẵn có và giàu tiềm năng ở Việt Nam. Là nguồn năng lượng sạch không gây ô nhiễm môi trường. Dễ sử dụng và khai thác. Máy nước nóng năng lượng Mặt Trời được nghiên cứu thử nghiệm và đưa vào sử dụng thực tế đã đáp ứng được tất cả các đòi hỏi trên.Ngoài ra nó còn có ưu điểm rất lớn nữa là tuyệt đối an toàn cho người sử dụng,không hao tốn điện năng và hoàn toàn thân thiện với môi trường.
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
TIỂU LUẬN
Giảng viên hướng dẫn: ThS HOÀNG TRÍ
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HẢI BÌNH
Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2014
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Nhà trường và bộ môn đã cho tôi cơ hội được học môn “Năng lượng và quản lí năng lượng”, một môn học mang tính thực tiễn cao, có thể giúp tôi hiểu biết sâu rộng và vững vàng hơn trong cuộc sống cũng như công việc của tôi sau này Và cũng xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến thầy Hoàng Trí - giáo viên bộ môn, người thầy đã tận tình chỉ bảo, giảng dạy truyền đạt những kiến thức bổ ích của môn học cũng như trong thực tế cuộc sống và luôn giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn
thành bài viết tiểu luận về đề tài “Năng lượng Mặt Trời đun nước nóng trực tiếp” này.
Dù đã cố gắng để làm bài tiểu luận này thật tốt, nhưng vì kiến thức vẫn còn hạn chế nên
sẽ có những thiếu sót, rất mong sự góp ý của Thầy và các bạn
Xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện Nguyễn Hải Bình
Trang 3TÓM TẮT TIỂU LUẬN
Đề tài :”Năng lượng Mặt Trời đun nước nóng trực tiếp”
Nhu cầu về năng lượng của con người trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển ngày càng tăng cao trong khi các nguồn nguyên liệu dự trữ như than đá,dầu mỏ,khí thiên nhiên
và ngay cả thủy điện đều có hạn khiến cho nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng.Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt
nhân,năng lượng gió,năng lượng địa nhiệt, năng lượng Mặt Trời…là những bước đi quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng
Việc nghiên cứu sử dụng năng lượng Mặt Trời ngày càng được quan tâm, nhất là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay.Năng lượng Mặt Trời được xem như nguồn năng lượng ưu việt trong tương lai,đó là nguồn năng lượng vô tận,sẵn có và đặc biệt là không gây ô nhiễm môi trường
Hiện nay ở nước ta việc sử dụng nước nóng phần lớn được cung cấp từ nguồn điện năng qua các bình nóng lạnh được sản xuất từ nhiều nước khác nhau như ITALIA , MỸ , NHẬT , HÀN QUỐC….với công suất định mức tiêu thụ điện là N = 2.5KW.Thói quen của người Việt Nam là sử dụng bình đun nước nóng vào giờ đi làm về (từ 18h – 22h)lại trùng hợp với giờ cao điểm của phụ tải.Do vậy đã góp phần làm tăng công xuất đỉnh tại giờ cao điểm buổi tối.Qua phân tích quá trình sử dụng điện vì mục đích đun nước nóng cho thấy đây là phương án kém hiệu quả về kinh tế.Vì vậy việc tìm kiếm một nguồn năng lượng sạch,dễ sử dụng,nhằm cung cấp nước nóng,phục vụ cho các mục đích công
nghiệp,sinh hoạt và dịch vụ trong xã hội là một vấn đề hết sức cấp bách.Nguồn năng lượng này đòi hỏi:
-Có thể thay thế các nguồn năng lượng đang sử dụng
-Là nguồn năng lượng sẵn có và giàu tiềm năng ở Việt Nam
-Là nguồn năng lượng sạch không gây ô nhiễm môi trường
-Dễ sử dụng và khai thác
Máy nước nóng năng lượng Mặt Trời được nghiên cứu thử nghiệm và đưa vào sử dụng thực tế đã đáp ứng được tất cả các đòi hỏi trên.Ngoài ra nó còn có ưu điểm rất lớn nữa là tuyệt đối an toàn cho người sử dụng,không hao tốn điện năng và hoàn toàn thân thiện với môi trường
<Sinh viên thực hiện>
Nguyễn Hải Bình
Trang 4Phần 1:Cở sở lý thuyết.
Như chúng ta đã biết ánh sáng mặt trời mang theo một nguồn năng lượng rất lớn và một phần năng lượng này sẽ biến đổi thành nhiệt năng khi gặp các vật có thể hấp thụ và phát sinh nhiệt lượng
Phần 2:Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Việt Nam là một trong những nước có
vị trí nhận giải phân bổ ánh nắng Mặt
Trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ
bức xạ mặt trời của thế giới, vì vậy Việt
Nam có tiềm năng rất lớn về năng lượng
mặt trời Việc sử dụng tốt và có hiệu
quả nguồn năng lượng đó sẽ mang lại
lợi ích to lớn cho đất nước Nước ta hiện
đã có nhiều công trình nghiên cứu để
tận dụng nguồn năng lượng này, thú vị
hơn hết có thể kể đến là bộ sản phẩm
“Bình đun nước nóng trực tiếp bằng
năng lượng Mặt Trời”
Bộ sản phẩm bình nước nóng năng lượng Mặt Trời
Trang 5A.Cấu tạo
Cấu tạo rất đơn giản gồm 3 phần chính:
a)Hai lớp thủy tinh 1 và 5 chịu va đập cao,ở giữa là chân không
b) Bề mặt ống tráng màng đặc biệt bằng 3 lớp
- Lớp 2 truyền dẫn nhiệt hấp thụ làm nóng nước bên trong (ALN/AIN)
- Lớp 3 hấp thụ nhiệt (SS) có hệ số > 93%
- Lớp 4 chống tản nhiệt(CU) có hệ số <0.060%
II.Bình chứa nước nóng
Cấu tạo gồm 3 phần chính:
+ Ruột bình: Thường được chế tạo bằng thép không gỉ hoặc cao cấp hơp là bình tráng men dùng trong công nghệ thực phẩm
Lớp1 lớp2 lớp3 lớp4 lớp5
I.Bộ phận thu nhiệt
gồm
Trang 6+ Lớp bảo ôn: Thường được làm từ hợp chất PolyUrethane bọt PU cách ly khoảng 55
mm phun đẩy áp lực cao,cho phép cách nhiệt rất tốt
+ Vỏ bình: Làm bằng thép không gỉ hoặc sơn tĩnh điện
III.Gía đỡ và các phụ kiện khác
Thông thường giá đỡ máy được làm bằng chất liệu inox có độ bền độ cứng vững cao Tùy thuộc vào yêu cầu khách hàng mà nhà sản xuất sẽ lựa chọn những vật liệu thích hợp
từ khung cho đến các phụ kiện đi kèm
B.Nguyên lý hoạt động
Hệ thống hoạt động theo nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên và hiện tượng hiệu ứng lồng kính, giúp biến đổi quang năng thành nhiệt năng và bẫy nhiệt lượng này
Năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt thiết bị sẽ bị đun nóng nước, do quá trình đối lưu nhiệt, nước tại bình bảo ôn sẽ tăng lên, quá trình này diễn ra liên tục cho đến khi nhiệt độ trong bình bằng nhiệt độ của nước tại thiết bị hấp thụ
Trang 7Phần 3:Tính kinh tế của thiết bị
Ưu điểm:
Bình nước nóng NLMT khiến người tiêu dùng an tâm vì:
An toàn không lo bị điện giật, thân thiện với môi trường, độ bền cao
Chi phí bảo trì thấp; không tốn diện tích trong nhà vì bình nước nóng được lắp đặt ngoài trời; có tác dụng chống nóng cho các ngôi
Không chỉ cung cấp được nước nóng khi trời nắng vào ban ngày mà còn có bồn dự trữ nên cung cấp đủ nước nóng vào ban đêm, thậm chí đến 48h sau vẫn còn có nước nóng,
do các bình NLMT hiện nay có chế độ bảo ôn rất tốt…
Nhược điểm:
Sản phẩm này khá kén vị trí lắp đặt Theo đó,máy cần được đặt ở vị trí sân hoặc mái thoáng đãng không bị khuất nắng
Hiện nay do đặc tính công nghệ nên bình NLMT không chịu được áp lực nước chung của hệ thống mà phải qua bình giảm áp nên áp lực nước nóng phía sau bình NLMT là
áp suất của chiều cao cột nước
Một nhược điểm nữa của dòng sản phẩm này là chiếm nhiều diện tích lắp đặt, do bình nước nóng năng lượng mặt trời có cấu tạo lớn Vì vậy, để chọn được sản phẩm phù hợp người sử dụng cần nên tính toán đến số thành viên trong gia đình…
Phần 4:Kết luận
Qua những vấn đề vừa trình bày ở trên cho ta thấy được không những cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nước nóng sử dụng NLMT mà hơn thế nó cho ta thấy được tính hiệu quả của việc sử dụng máy nước nóng NLMT,không những đem lại những lợi ích cho mọi người nói chung và chúng ta nói riêng nó còn đóng góp một phần rất lớn trong việc phổ biến cho mọi người thấy được lợi ích của việc sử dụng năng lượng tự tái tạo nói chung và Năng Lượng Mặt Trời nói riêng.Đồng thời nỗ lực giảm mạnh sự phát thải khí "nhà kính" CO2 nhằm ngăn chặn mối hiểm họa biến đổi khí hậu toàn cầu.Qua đó cho ta thấy rằng chúng,Máy nước nóng sử dụng NLMT cần phải được phát triển hơn nữa
để giảm giá thành góp phần đưa chúng được sử dụng phổ biến hơn nữa từ nông thôn cho
Theo khảo sát của Trung tâm Tiết kiệm
năng lượng TP.HCM, chi phí điện cho các
máy nước nóng điện trong các gia đình có
thể chiếm đến 25% tổng chi phí điện hằng
tháng.So với việc dùng máy điện, máy
nước nóng năng lượng mặt trời này có thể
giúp tiết kiệm khoảng 2 triệu đồng chi phí
điện một năm, thời gian hoàn vốn đầu tư
dựa trên chênh lệch chi phí đầu tư giữa
máy điện và máy nước nóng năng lượng
mặt trời dưới ba năm
Trang 8tới thành phố,cố gắng 100% người dân VIỆT NAM đều sử dụng thiết bị NLMT đặc biệt
là máy nước nóng NLMT.Góp phần đưa VIỆT NAM trở thành một quốc gia đi đầu về việc sử dụng năng lượng tái tạo một “VIỆT NAM XANH”
Trang 9TÀI LIỆU THAM KHẢO
Lê Chí Hiệp, Máy lạnh hấp thụ trong kỹ thuật điều hoà không khí, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2004
Trần Ngọc Lân, Nghiên cứu ứng dụng năng lưọng mặt trời để làm lạnh, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật, 2006
Website: http://nlsh.khcn-moit.gov.vn/default.aspx?
page=news&do=detail&category_id=115&news_id=9762