trongthanh9285
New Member
Luận văn Điều tra, đánh giá tiềm năng và khả năng đóng góp của các nguồn Năng lượng mới và tái tạo trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên vào lưới điện của Tỉnh
LỜI NÓI ĐẦU
Bước sang thế kỷ 21, cùng với nhịp độ phát triển kinh tế - xã hội ngày một gia tăng trong khuôn khổ của nguồn tài nguyên bị hạn chế, loài người đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt của các nguồn tài nguyên năng lượng cổ điển và phải đương đầu với vấn đề ô mhiễm môi trường sống đã ở mức báo động trong phạm vi toàn cầu gây ra bởi lượng khí thải độc hại trong quá trình sử dụng năng lượng.
Vì vậy, việc tìm kiếm các nguồn năng lượng bổ sung và nghiên cứu sử dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo đang được các quốc gia trên toàn thế giới quan tâm. Năng lượng mới và tái tạo là những nguồn năng lượng sạch, có trữ lượng to lớn và có khả năng tái tạo hầu như vô tận.
Việt Nam nói chung và Thái Nguyên nói riêng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng, nguồn năng lượng truyền thống dần dần không đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng năng lượng cho con người. Do vậy, việc điều tra, đánh giá tiềm năng và khả năng đóng góp của các nguồn năng lượng mới và tái tạo là vấn đề cấp bách và cần thiết.
Đề tài tốt nghiệp “Điều tra, đánh giá tiềm năng và khả năng đóng góp của các nguồn NLM & TT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên vào lưới điện của Tỉnh” được nghiên cứu với mục đích góp phần vào chiến lược phát triển năng lượng chung của Tỉnh và cả nước, hiện tại nguồn năng lượng này có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng điện cho những vùng miền núi xa xôi, hẻo lánh, những nơi chưa có điện lưới quốc gia của Thái Nguyên, phục vụ cho việc phát triển kinh tế, xã hội, xoá đói, giảm cùng kiệt .Trong tương lai, nó có thể dần thay thế các nguồn năng lượng điện hiện nay
Khi nghiên cứu đề tài này, tui đã có được các tài liệu liên quan hiện có về các nguồn năng lượng mới và tái tạo ở Việt Nam và Thái Nguyên. Tuy nhiên, đây là một lĩnh vực hoàn toàn mới do vậy các tài liệu còn rất hạn chế và các số liệu chưa đầy đủ, có sự sai lệch số liệu từ các nguồn khác nhau ( các bài báo, dự án, tạp chí, quy hoạch phát triển .), không phải tất cả các số liệu sử dụng đều cập nhật.
Trong quá trình nghiên cứu đề tài, tui đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của PGS.TS Đặng Đình Thống – Giám đốc trung tâm năng lượng mới
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, các sở Điện lực, Công nghiệp, Nông nghiệp, Tài nguyên môi trường .cùng bạn bè, đồng nghiệp.
tui xin trân trọng cảm ơn!
MỤC LỤC
Nội dung Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHưƠN G 1 . CÁC NGUỒN VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG 3
LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO
1.1. CÁC NGUỒN NĂNG LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO VÀ CÁC 3
ĐẶC TÍNH CỦA CHÚNG
1.1.1. Các nguồn năng lượng mới và tái tạo 3
1.1.2. Các đặc tính của các nguồn năng lượng mới và tái tạo 6
1.2. CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO VÀ 7
CÁC ĐẶC TRưNG CỦA CHÚNG
1.2.1. Công nghệ điện năng lượng mặt trời (NLMT) 7
1.2.2. Công nghệ thuỷ điện nhỏ (TĐN) 11
1.2.3. Công nghệ điện gió 12
1.2.4. Phát điện từ sinh khối 14
1.2.5. Công nghệ địa nhiệt và điện địa nhiệt 15
1.2.6. Phát điện từ nguồn năng lượng đại dương 16
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC NGUỒN ĐIỆN 18
TỪ NLM & TT
1.3.1. Trên thế giới 18
1.3.2. Tại Việt Nam 20
CHưƠNG 2. TIỀM NĂNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NĂNG 24
LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO Ở THÁI NGUYÊN
2.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN – XÃ HỘI 24
2.1.1. Vị trí địa lý. 24
2.1.2. Dân số 24
2.1.3. Địa hình – Khí hậu 26
2.1.4. Tài nguyên 26
2.2. HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN 28
2.2.1. Hiện trạng phụ tải 28
2.2.2.Dự báo nhu cầu điện 29
2.2.3.Các nguồn cung cấp điện năng 35
2.3. TIỀM NĂNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NĂNG LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO Ở THÁI NGUYÊN 36
2.3.1. Vai trò của năng lượng mới và tái tạo 36
2.3.2. Các nguồn năng lượng mới và tái tạo ở Thái Nguyên. 38
2.3.3. Năng lượng thuỷ điện nhỏ. 38
2.3.4.Năng lượng sinh khối 45
2.3.5. Năng lượng mặt trời 50
2.4. HIỆN TRẠNG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG 54
CHưƠNG 3. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC CÔNG NGHỆ PHÁT ĐIỆN 58
NĂNG LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO
3.1. CÁC TIÊU CHÍ LỰA CHỌN 58
3.2. CÁC CÔNG NGHỆ ĐưỢC ĐỀ NGHỊ 58
3.2.1. Năng lượng thuỷ điện nhỏ 59
3.2.2. Năng lượng sinh khối để phát điện 63
3.2.3. Năng lượng mặt trời 67
CHưƠNG 4 . ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRưỜNG 79
4.1. TÁC ĐỘNG TỚI MÔI TRưỜNG TỰ NHIÊN 79
4.2. TÁC ĐỘNG TỚI ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO 84
PHỤ LỤC 85
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Về mặt vật chất thì mặt trời chứa đến 78,4% khí Hydro (H2), Heli (He)
chiếm 19,8%, các nguyên tố kim loại và các nguyên tố khác chỉ chiếm 1,8%.
Năng lượng do mặt trời bức xạ ra vũ trụ là một lượng khổng lồ. Mỗi giây nó phát ra 3,865.1026 J, tương đương với năng lượng đốt cháy hết 1,32.1016 tấn than đá tiêu chuẩn. Nhưng bề mặt quả đất chỉ nhận được một năng lượng rất nhỏ và bằng
17,57.1016J hay tương đương năng lượng đốt cháy của 6.106 tấn than đá.
Năng lượng lớn từ mặt trời được xác định là sản phẩm của các phản ứng nhiệt hạt nhân. Khối lượng của mặt trời xấp xỉ 2.1027 tấn. Để mặt trời chuyển hoá hết khối lượng của nó thành năng lượng cần một khoảng thời gian là 15.1013 năm. Từ đó có thể thấy rằng nguồn năng lượng mặt trời là lớn và lâu dài.
Quả đất có thể xem gần đúng là một quả cầu quay xung quanh mặt trời trên quỹ đạo gần tròn có bán kính trung bình là R=1,495.1011 m. Thời gian cần thiết để quả đất quay được một vòng xung quanh mặt trời là 365 và 1/4 ngày hay một năm. Ngoài chuyển động quay xung quanh mặt trời, quả đất còn tự quay xung quanh trục riêng của nó. Chu kỳ quay của qủa đất xung quanh trục riêng của nó là 24 giờ hay một ngày đêm. Sự định hướng của trục quay riêng của quả đất cùng với sự chuyển động của nó xung quanh mặt trời và xung quanh trục riêng dẫn đến sự thay đổi liên tục của bức xạ mặt trời trên bề mặt quả đất. Vì vậy năng lượng mặt trời có đặc tính không ổn định.
Một đặc tính quan trọng khác của năng lượng mặt trời mà chúng ta cần quan tâm khi sử dụng đó là năng lượng mặt trời có cường độ bức xạ biến đổi theo không gian. Vì vậy định hướng dàn Pin mặt trời phụ thuộc vào địa phương lắp đặt.
2.3.5.2. Đánh giá tiềm năng
Bảng 2.11: Bức xạ tổng cộng trung bình tháng và năm của tỉnh Thái Nguyên
(kcal/cm2)
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
I X
X
XI
XII
năm
3,2
6,4
7,6
10,1
12,3
10,9
11,9
12,1
11,6
8,9
7,3
6,0
110,2
Nguồn: Viện năng lượng – Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2006-
2010, có xét tới 2015
Bảng 2.12: Số giờ nắng trung bình tháng, năm của tỉnh Thái Nguyên (h)
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
I X
X
XI
XII
năm
82,4
93,8
142,3
172,3
191,3
151,9
188,8
170,4
148,9
129,6
126,1
109,6
1707
Nguồn: Viện năng lượng – Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn
2006-2010, có xét tới 2015
Qua số liệu thống kê trên ta thấy Thái Nguyên có điều kiện thiên nhiên rất thuận lợi cho việc ứng dụng năng lượng mặt trời. Hầu hết các tháng đều có nắng trừ tháng 1, 2 và tháng 12 là bức xạ mặt trời hơi yếu. Tống số giờ nắng trong năm
1707h . Mức tổng xạ trung bình 110,2 kCal/cm2/năm. Biến trình năm có tổng xạ cực đại chính vào tháng V, cực đại phụ vào tháng VIII, cực tiểu chính vào tháng I.
Từ các số liệu trên ta thấy tiềm năng của nguồn năng lượng mặt trời khá lớn và việc ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời để phát điện là hoàn toàn khả thi.
Tiềm năng của nguồn năng lượng mặt trời được đánh giá theo phương pháp trực tiếp như sau:
a. Tiềm năng lý thuyết
Căn cứ vào các số liệu về diện tích tự nhiên của tỉnh và bảng số liệu bức xạ tổng cộng trung bình tháng và năm của tỉnh Thái Nguyên ta có thể tính toán sơ bộ tổng tiềm năng lý thuyết của nguồn năng lượng mặt trời như sau:
Tổng bức xạ trung bình của Thái Nguyên: 110,2 kcal/cm2.năm. Diện tích của
tỉnh 3541,5 Km2 = 3541,5.1010 cm2
Từ hai số liệu trên ta sẽ xác định được sơ bộ tổng tiềm năng lý thuyết trung bình của tỉnh:
Trong đó:
ALT = QTB. STN
ATL: Tổng tiềm năng lý thuyết trung bình
QTB: Tổng bức xạ trung bình
STN : Diện tích tỉnh Thái Nguyên
ALT = 110,2.3541,5.1010 = 390273,3.1010 Kcal/năm
= 1626138,75.1010 KJ/năm
= 451,7.1010 KWh/năm = 4517 tỷ kWh/năm
Toàn bộ tiềm năng lý thuyết trên nếu ta dùng để sản xuất điện và sử dụng công nghệ Pin mặt trời, hiệu suất 10% ta sẽ tính được tiềm năng phát điện của năng lượng mặt trời:
ALTĐ = ALT. PMT
Trong đó:
ATLĐ: Tiềm năng phát điện của năng lượng mặt trời
ATL: Tổng tiềm năng lý thuyết trung bình
PMT : Hiệu suất của Pin mặt trời
ALTĐ = 451,7.1010. 10% = 45,17.1010 KWh/năm = 451,7 tỷ kWh/năm
Hiện nay tổng tiêu thụ điện cả nước ta là khoảng 50 – 55 tỷ kWh/năm. Tiềm năng phát điện lý thuyết của NLMT trên địa bàn tỉnh ước tính khoảng 451,7 tỷ kWh/năm. Như vậy NLMT ở TN có tiềm năng lớn gấp 8 -9 lần tiêu thụ điện cả nước hiện nay.
Nếu dùng để sản xuất nhiệt với công nghệ hiệu ứng nhà kính, hiệu suất 40% . Ta có tiềm năng nhiệt của năng lượng mặt trời:
QLTN = ALT. BTP
Trong đó:
QLTN: Tiềm năng nhiệt của năng lượng mặt trời
ATL: Tổng tiềm năng lý thuyết trung bình
BTP : Hiệu suất của bộ thu phẳng
QLTN = 1626138,75.1010. 40% = 651255,5.1010 KJ/năm
b. Tiềm năng kinh tế kỹ thuật
Tương tự như việc đánh giá tiềm năng kinh tế kỹ thuật của thuỷ điện, khi đánh giá tiềm năng kinh tế kỹ thuật của năng lượng mặt trời ta cũng cần quan tâm đến những hạn chế của điều kiện địa hình, điều kiện thi công, lắp đặt, cơ sở hạ tầng, trình độ công nghệ…người ta chỉ có thể khai thác được một phần của tiềm năng lý thuyết. Đồng thời khi khai thác phải đem lại hiệu quả kinh tế.
Với đặc điểm của tỉnh là một vùng trung du miền núi, nên diện tích có dân cư và các cơ sở sản xuất chỉ chiếm 11,21% diện tích tỉnh. Nguồn năng lượng mặt trời chỉ đem lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật khi được ứng dụng ở những nơi có dân cư sinh sống.
Từ những phân tích trên ta có thể tính toán sơ bộ tiềm năng Kinh tế - Kỹ thuật sản xuất điện của NLMT :
AĐ = ALTĐ. Sdc
Trong đó:
AĐ: tiềm năng Kinh tế - Kỹ thuật sản xuất điện ATLĐ: Tiềm năng phát điện của năng lượng mặt trời Sdc: Diện tích có dân cư và các cơ sở sản xuất
AĐ = 45,17.1010 . 11,21% = 5,064. 1010 KWh/năm
Tiềm năng Kinh tế - Kỹ thuật sản xuất nhiệt:
QN = QLTN. Sdc
Trong đó:
QN: Tiềm năng Kinh tế - Kỹ thuật sản xuất nhiệt QLTN: Tiềm năng nhiệt của năng lượng mặt trời Sdc: Diện tích có dân cư và các cơ sở sản xuất
QN = 651255,5.1010. 11,21% = 73005,74.1010 KJ/năm
So với nhu cầu tiêu thụ điện của tỉnh( đã được tính toán trong mục 2.2 chương 2) năm 2005 là 855,8.106kWh và trong những năm tới năm 2010 là 1598 kWH; đến năm 2015 là 2850,5.106kWh. Tiềm năng kinh tế kỹ thuật sản xuất điện của NLMT gấp 60 lần lượng điện tiêu thụ năm 2005 và gấp 18 lần lượng điện tiêu thụ năm 2015. Qua các số liệu trên ta thấy Thái Nguyên có tiềm năng NLMT tương đối lớn. Việc ứng dụng NLMT có thể khắc phục được tình trạng thiếu điện hiện
nay, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trong tương lai.
2.4. Hiện trạng nghiên cứu, ứng dụng
Hiện nay trên địa bàn t
Download miễn phí Luận văn Điều tra, đánh giá tiềm năng và khả năng đóng góp của các nguồn Năng lượng mới và tái tạo trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên vào lưới điện của Tỉnh
LỜI NÓI ĐẦU
Bước sang thế kỷ 21, cùng với nhịp độ phát triển kinh tế - xã hội ngày một gia tăng trong khuôn khổ của nguồn tài nguyên bị hạn chế, loài người đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt của các nguồn tài nguyên năng lượng cổ điển và phải đương đầu với vấn đề ô mhiễm môi trường sống đã ở mức báo động trong phạm vi toàn cầu gây ra bởi lượng khí thải độc hại trong quá trình sử dụng năng lượng.
Vì vậy, việc tìm kiếm các nguồn năng lượng bổ sung và nghiên cứu sử dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo đang được các quốc gia trên toàn thế giới quan tâm. Năng lượng mới và tái tạo là những nguồn năng lượng sạch, có trữ lượng to lớn và có khả năng tái tạo hầu như vô tận.
Việt Nam nói chung và Thái Nguyên nói riêng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng, nguồn năng lượng truyền thống dần dần không đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng năng lượng cho con người. Do vậy, việc điều tra, đánh giá tiềm năng và khả năng đóng góp của các nguồn năng lượng mới và tái tạo là vấn đề cấp bách và cần thiết.
Đề tài tốt nghiệp “Điều tra, đánh giá tiềm năng và khả năng đóng góp của các nguồn NLM & TT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên vào lưới điện của Tỉnh” được nghiên cứu với mục đích góp phần vào chiến lược phát triển năng lượng chung của Tỉnh và cả nước, hiện tại nguồn năng lượng này có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng điện cho những vùng miền núi xa xôi, hẻo lánh, những nơi chưa có điện lưới quốc gia của Thái Nguyên, phục vụ cho việc phát triển kinh tế, xã hội, xoá đói, giảm cùng kiệt .Trong tương lai, nó có thể dần thay thế các nguồn năng lượng điện hiện nay
Khi nghiên cứu đề tài này, tui đã có được các tài liệu liên quan hiện có về các nguồn năng lượng mới và tái tạo ở Việt Nam và Thái Nguyên. Tuy nhiên, đây là một lĩnh vực hoàn toàn mới do vậy các tài liệu còn rất hạn chế và các số liệu chưa đầy đủ, có sự sai lệch số liệu từ các nguồn khác nhau ( các bài báo, dự án, tạp chí, quy hoạch phát triển .), không phải tất cả các số liệu sử dụng đều cập nhật.
Trong quá trình nghiên cứu đề tài, tui đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của PGS.TS Đặng Đình Thống – Giám đốc trung tâm năng lượng mới
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, các sở Điện lực, Công nghiệp, Nông nghiệp, Tài nguyên môi trường .cùng bạn bè, đồng nghiệp.
tui xin trân trọng cảm ơn!
MỤC LỤC
Nội dung Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHưƠN G 1 . CÁC NGUỒN VÀ CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG 3
LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO
1.1. CÁC NGUỒN NĂNG LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO VÀ CÁC 3
ĐẶC TÍNH CỦA CHÚNG
1.1.1. Các nguồn năng lượng mới và tái tạo 3
1.1.2. Các đặc tính của các nguồn năng lượng mới và tái tạo 6
1.2. CÁC CÔNG NGHỆ NĂNG LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO VÀ 7
CÁC ĐẶC TRưNG CỦA CHÚNG
1.2.1. Công nghệ điện năng lượng mặt trời (NLMT) 7
1.2.2. Công nghệ thuỷ điện nhỏ (TĐN) 11
1.2.3. Công nghệ điện gió 12
1.2.4. Phát điện từ sinh khối 14
1.2.5. Công nghệ địa nhiệt và điện địa nhiệt 15
1.2.6. Phát điện từ nguồn năng lượng đại dương 16
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC NGUỒN ĐIỆN 18
TỪ NLM & TT
1.3.1. Trên thế giới 18
1.3.2. Tại Việt Nam 20
CHưƠNG 2. TIỀM NĂNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NĂNG 24
LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO Ở THÁI NGUYÊN
2.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN – XÃ HỘI 24
2.1.1. Vị trí địa lý. 24
2.1.2. Dân số 24
2.1.3. Địa hình – Khí hậu 26
2.1.4. Tài nguyên 26
2.2. HIỆN TRẠNG VÀ DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN 28
2.2.1. Hiện trạng phụ tải 28
2.2.2.Dự báo nhu cầu điện 29
2.2.3.Các nguồn cung cấp điện năng 35
2.3. TIỀM NĂNG VÀ KHẢ NĂNG KHAI THÁC NĂNG LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO Ở THÁI NGUYÊN 36
2.3.1. Vai trò của năng lượng mới và tái tạo 36
2.3.2. Các nguồn năng lượng mới và tái tạo ở Thái Nguyên. 38
2.3.3. Năng lượng thuỷ điện nhỏ. 38
2.3.4.Năng lượng sinh khối 45
2.3.5. Năng lượng mặt trời 50
2.4. HIỆN TRẠNG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG 54
CHưƠNG 3. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC CÔNG NGHỆ PHÁT ĐIỆN 58
NĂNG LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO
3.1. CÁC TIÊU CHÍ LỰA CHỌN 58
3.2. CÁC CÔNG NGHỆ ĐưỢC ĐỀ NGHỊ 58
3.2.1. Năng lượng thuỷ điện nhỏ 59
3.2.2. Năng lượng sinh khối để phát điện 63
3.2.3. Năng lượng mặt trời 67
CHưƠNG 4 . ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRưỜNG 79
4.1. TÁC ĐỘNG TỚI MÔI TRưỜNG TỰ NHIÊN 79
4.2. TÁC ĐỘNG TỚI ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO 84
PHỤ LỤC 85
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
uồn năng lượng tái tạo quan trọng nhất mà thiên nhiên ban tặng cho hành tinh chúng ta. Đồng thời nó cũng là nguồn gốc của các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng gió, năng lượng sinh khối, năng lượng các dòng sông,… Năng lượng mặt trời có thể nói là vô tận và nó là một nguồn năng lượng sạch.Trong quá trình sử dụng, nguồn năng lượng này không sinh ra khí nhà kính hay gây ra các hiệu ứng tiêu cực tới khí hậu toàn cầu.Về mặt vật chất thì mặt trời chứa đến 78,4% khí Hydro (H2), Heli (He)
chiếm 19,8%, các nguyên tố kim loại và các nguyên tố khác chỉ chiếm 1,8%.
Năng lượng do mặt trời bức xạ ra vũ trụ là một lượng khổng lồ. Mỗi giây nó phát ra 3,865.1026 J, tương đương với năng lượng đốt cháy hết 1,32.1016 tấn than đá tiêu chuẩn. Nhưng bề mặt quả đất chỉ nhận được một năng lượng rất nhỏ và bằng
17,57.1016J hay tương đương năng lượng đốt cháy của 6.106 tấn than đá.
Năng lượng lớn từ mặt trời được xác định là sản phẩm của các phản ứng nhiệt hạt nhân. Khối lượng của mặt trời xấp xỉ 2.1027 tấn. Để mặt trời chuyển hoá hết khối lượng của nó thành năng lượng cần một khoảng thời gian là 15.1013 năm. Từ đó có thể thấy rằng nguồn năng lượng mặt trời là lớn và lâu dài.
Quả đất có thể xem gần đúng là một quả cầu quay xung quanh mặt trời trên quỹ đạo gần tròn có bán kính trung bình là R=1,495.1011 m. Thời gian cần thiết để quả đất quay được một vòng xung quanh mặt trời là 365 và 1/4 ngày hay một năm. Ngoài chuyển động quay xung quanh mặt trời, quả đất còn tự quay xung quanh trục riêng của nó. Chu kỳ quay của qủa đất xung quanh trục riêng của nó là 24 giờ hay một ngày đêm. Sự định hướng của trục quay riêng của quả đất cùng với sự chuyển động của nó xung quanh mặt trời và xung quanh trục riêng dẫn đến sự thay đổi liên tục của bức xạ mặt trời trên bề mặt quả đất. Vì vậy năng lượng mặt trời có đặc tính không ổn định.
Một đặc tính quan trọng khác của năng lượng mặt trời mà chúng ta cần quan tâm khi sử dụng đó là năng lượng mặt trời có cường độ bức xạ biến đổi theo không gian. Vì vậy định hướng dàn Pin mặt trời phụ thuộc vào địa phương lắp đặt.
2.3.5.2. Đánh giá tiềm năng
Bảng 2.11: Bức xạ tổng cộng trung bình tháng và năm của tỉnh Thái Nguyên
(kcal/cm2)
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
I X
X
XI
XII
năm
3,2
6,4
7,6
10,1
12,3
10,9
11,9
12,1
11,6
8,9
7,3
6,0
110,2
Nguồn: Viện năng lượng – Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2006-
2010, có xét tới 2015
Bảng 2.12: Số giờ nắng trung bình tháng, năm của tỉnh Thái Nguyên (h)
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
I X
X
XI
XII
năm
82,4
93,8
142,3
172,3
191,3
151,9
188,8
170,4
148,9
129,6
126,1
109,6
1707
Nguồn: Viện năng lượng – Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn
2006-2010, có xét tới 2015
Qua số liệu thống kê trên ta thấy Thái Nguyên có điều kiện thiên nhiên rất thuận lợi cho việc ứng dụng năng lượng mặt trời. Hầu hết các tháng đều có nắng trừ tháng 1, 2 và tháng 12 là bức xạ mặt trời hơi yếu. Tống số giờ nắng trong năm
1707h . Mức tổng xạ trung bình 110,2 kCal/cm2/năm. Biến trình năm có tổng xạ cực đại chính vào tháng V, cực đại phụ vào tháng VIII, cực tiểu chính vào tháng I.
Từ các số liệu trên ta thấy tiềm năng của nguồn năng lượng mặt trời khá lớn và việc ứng dụng nguồn năng lượng mặt trời để phát điện là hoàn toàn khả thi.
Tiềm năng của nguồn năng lượng mặt trời được đánh giá theo phương pháp trực tiếp như sau:
a. Tiềm năng lý thuyết
Căn cứ vào các số liệu về diện tích tự nhiên của tỉnh và bảng số liệu bức xạ tổng cộng trung bình tháng và năm của tỉnh Thái Nguyên ta có thể tính toán sơ bộ tổng tiềm năng lý thuyết của nguồn năng lượng mặt trời như sau:
Tổng bức xạ trung bình của Thái Nguyên: 110,2 kcal/cm2.năm. Diện tích của
tỉnh 3541,5 Km2 = 3541,5.1010 cm2
Từ hai số liệu trên ta sẽ xác định được sơ bộ tổng tiềm năng lý thuyết trung bình của tỉnh:
Trong đó:
ALT = QTB. STN
ATL: Tổng tiềm năng lý thuyết trung bình
QTB: Tổng bức xạ trung bình
STN : Diện tích tỉnh Thái Nguyên
ALT = 110,2.3541,5.1010 = 390273,3.1010 Kcal/năm
= 1626138,75.1010 KJ/năm
= 451,7.1010 KWh/năm = 4517 tỷ kWh/năm
Toàn bộ tiềm năng lý thuyết trên nếu ta dùng để sản xuất điện và sử dụng công nghệ Pin mặt trời, hiệu suất 10% ta sẽ tính được tiềm năng phát điện của năng lượng mặt trời:
ALTĐ = ALT. PMT
Trong đó:
ATLĐ: Tiềm năng phát điện của năng lượng mặt trời
ATL: Tổng tiềm năng lý thuyết trung bình
PMT : Hiệu suất của Pin mặt trời
ALTĐ = 451,7.1010. 10% = 45,17.1010 KWh/năm = 451,7 tỷ kWh/năm
Hiện nay tổng tiêu thụ điện cả nước ta là khoảng 50 – 55 tỷ kWh/năm. Tiềm năng phát điện lý thuyết của NLMT trên địa bàn tỉnh ước tính khoảng 451,7 tỷ kWh/năm. Như vậy NLMT ở TN có tiềm năng lớn gấp 8 -9 lần tiêu thụ điện cả nước hiện nay.
Nếu dùng để sản xuất nhiệt với công nghệ hiệu ứng nhà kính, hiệu suất 40% . Ta có tiềm năng nhiệt của năng lượng mặt trời:
QLTN = ALT. BTP
Trong đó:
QLTN: Tiềm năng nhiệt của năng lượng mặt trời
ATL: Tổng tiềm năng lý thuyết trung bình
BTP : Hiệu suất của bộ thu phẳng
QLTN = 1626138,75.1010. 40% = 651255,5.1010 KJ/năm
b. Tiềm năng kinh tế kỹ thuật
Tương tự như việc đánh giá tiềm năng kinh tế kỹ thuật của thuỷ điện, khi đánh giá tiềm năng kinh tế kỹ thuật của năng lượng mặt trời ta cũng cần quan tâm đến những hạn chế của điều kiện địa hình, điều kiện thi công, lắp đặt, cơ sở hạ tầng, trình độ công nghệ…người ta chỉ có thể khai thác được một phần của tiềm năng lý thuyết. Đồng thời khi khai thác phải đem lại hiệu quả kinh tế.
Với đặc điểm của tỉnh là một vùng trung du miền núi, nên diện tích có dân cư và các cơ sở sản xuất chỉ chiếm 11,21% diện tích tỉnh. Nguồn năng lượng mặt trời chỉ đem lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật khi được ứng dụng ở những nơi có dân cư sinh sống.
Từ những phân tích trên ta có thể tính toán sơ bộ tiềm năng Kinh tế - Kỹ thuật sản xuất điện của NLMT :
AĐ = ALTĐ. Sdc
Trong đó:
AĐ: tiềm năng Kinh tế - Kỹ thuật sản xuất điện ATLĐ: Tiềm năng phát điện của năng lượng mặt trời Sdc: Diện tích có dân cư và các cơ sở sản xuất
AĐ = 45,17.1010 . 11,21% = 5,064. 1010 KWh/năm
Tiềm năng Kinh tế - Kỹ thuật sản xuất nhiệt:
QN = QLTN. Sdc
Trong đó:
QN: Tiềm năng Kinh tế - Kỹ thuật sản xuất nhiệt QLTN: Tiềm năng nhiệt của năng lượng mặt trời Sdc: Diện tích có dân cư và các cơ sở sản xuất
QN = 651255,5.1010. 11,21% = 73005,74.1010 KJ/năm
So với nhu cầu tiêu thụ điện của tỉnh( đã được tính toán trong mục 2.2 chương 2) năm 2005 là 855,8.106kWh và trong những năm tới năm 2010 là 1598 kWH; đến năm 2015 là 2850,5.106kWh. Tiềm năng kinh tế kỹ thuật sản xuất điện của NLMT gấp 60 lần lượng điện tiêu thụ năm 2005 và gấp 18 lần lượng điện tiêu thụ năm 2015. Qua các số liệu trên ta thấy Thái Nguyên có tiềm năng NLMT tương đối lớn. Việc ứng dụng NLMT có thể khắc phục được tình trạng thiếu điện hiện
nay, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trong tương lai.
2.4. Hiện trạng nghiên cứu, ứng dụng
Hiện nay trên địa bàn t