Link tải luận văn miễn phí cho ae Ket-noi
Mục lục
Trang
3
11 27 51 52
2.1. Gió và tài nguyên gió 59
2.2. Ứng dụng năng lượng gió 2.3. Cấu tạo tua bin điện gió 2.4. Tính toán tua bin điện gió 2.5. Nhà máy điện gió
2.6. Năng lượng gió và Việt Nam
2.7. Ảnh hưởng điện gió đến môi trường
Chương 3: Năng Lương Sinh Khối
64
68
84
96
106
116
3.1 Sinh khối 118
3.2 Các nguồn sinh khối
3.3 Sử dụng năng lượng sinh khối truyền thống sản xuất điện và nhiệt năng
3.4 Sử dụng sinh khối để sản xuất nhiên liệu sinh học 3.5 Năng lượng sinh khối và Việt nam
3.6 Các tác động về môi trường
3.7 Giá thành sản xuất
Chương 4: Năng Lương Địa Nhiệt
4.1 Các nguồn năng lượng địa nhiệt
4.2 Sử dụng các nguồn năng lượng địa nhiệt sản xuất Điện năng 4.3 Nguồn năng lượng địa nhiệt tầng nông
4.4 Năng lượng địa nhiệt tại Việt Nam
4.5 Ảnh hưởng về môi trường
4.6 Giá thành sản xuất
Chương 5: Năng Lương Nước
5.1Thủy điện
120 127
131
140
144
146
148
156
163
168
169
171
175
1
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
5.2 Năng lượng sóng biển 178
5.3 Năng lượng thủy triều.
54.Tiềm năng năng lượng của biển và Việt Nam
Chương 6 : Hydro và Tích trữ Năng Lương Tái Tạo
183
199
201
202
203
204
211
211
6.1 Các phương pháp tích trử năng lượng tái tạo
6.2 Hydro chất mang năng lượng đặc biệt 199
6.3 Tích trử, cung cấp và vận chuyển hydro
6.4 Sản xuất hydro từ nước bằng NLTT
6.5 Thiết bị và công nghệ sản xuất hydro
6.6 Một số ứng dụng sản xuất điện năng bằng hydro 6.7 Triễn vọng sản xuất hydro bằng NLTT
6.8 Các dạng trích trử năng lượng khác
2
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
BÀI MỞ ĐẦU
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
1.Khái niệm về năng lượng tái tạo (NLTT)
Tổng tiêu thụ năng lượng của con người trên thế giới hiện tại (tính tổng cộng
tất cả các loại năng lượng như dầu hỏa, than đá, thủy điện, v.v.) khoảng 15 nghìn tỷ
Watt. Trong số 15 nghìn tỷ Watt công suất năng lượng mà con người đang dùng, thì
có đến 37% là từ dầu hỏa, 25% là than đá, và 23% là khí đốt (tổng cộng ba thứ này
đã đến 85%), là những nguồn năng lượng cạn kiệt nhanh chóng và không phục hồi
lại được. Với tốc độ khai thác hiện tại, thì các nguồn năng lượng hóa thạch sẽ gần
như hết đi trong thế kỷ 21. Tương lai năng lượng của thế giới không thể nằm ở những
nguồn này, mà phải nằm ở những nguồn năng lượng tái tạo (renewable energy).
Với sự phân tích đó cho thấy năng lượng tái tạo chính là nguồn năng lượng mới có tiềm năng phát triển to lớn, đảm bảo cho sự ổn định về cung ứng cho nhu cầu, cho sự phát triển bền vửng, không phá hoại môi trường và không gây ra việc biến đổi khí hậu. Khai thác nguồn năng lượng tái tạo là giải pháp cứu cánh cho thách thức khủng
hoảng năng lượng và biến đổi khí hậu.
Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh:là năng lượng thu được từ những nguồn liên tục được xem là vô hạn.
Các nguồn năng lượng tái tạo được chú ý nhất hiện nay bao gồm:
-Năng lượng mặt trời: là nguồn năng lượng do bức xạ mặt trời chiếu đến mặt đất, có thể thu lại và chuyển hóa dưới dạng nhiệt năng hay điện năng.
-Năng lượng gió: là năng lượng của gió thổi trong khí quyển mà người ta có thể chuyển háo thành cơ năng, điện năng nhờ vào tua-bin gió;
-Năng lượng sinh khối: là năng lượng thu được từ việc đốt cháy các vật thể sống ,các chất thải trong nông nghiệp, phế thải chưn nuôi, rác thải sinh hoạt, rác thải đô thị...Ngoài việc đốt người ta còn có thể chuyển hóa chúng thành nhiên liệu khí, lỏng để thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch.
-Năng lượng địa nhiệt: là năng lượng có được từ việc khai thác và chuyển hóa các các vùng có nhiệt độ cao trong các địa tầng trong lòng đất. Nhiệt lượng đó là kết quả của các phản ứng hạt nhân xẩy ra thường xuyên trong lòng trái đất.
3
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
-Năng lượng nước: là năng lượng có thể chuyển hóa được từ động năng chuyển động của nước thành điện năng. Năng lượng nước gồm có :
Năng lượng nước sông, sự chuyển hóa là dựa vào thế năng của nước dự trữ trong các hồ chứa khi nước chảy qua tua-bin ,thế năng của nước tạo ra động năng, điện năng.
Năng lượng nước đại dương: là năng lượng của sóng biển, thủy triều, hải lưu được chuyển hóa thành điện năng nhờ hệ thống thu và chuyển hóa năng lượng.
2. Đặc điểm chung của các nguồn NLTT
a) Tính ổn định, bền vững
Nguồn năng lượng hóa thạch phân bố không đều, một số vùng có nhiều dầu khí như Trung đông, các nước Ả rập... trong khi nhiều nước không có nguồn năng lượng này. Năng lượng tái tạo như mặt trời, gió có mặt trên khắp trái đất. Khi quả đất còn tồn tại thì nguồn năng lượng tái tạo còn tồn tại. Do đó tạo ra sự ổn định năng lượng cho con người và đồng đều khắp trái đất.
b) Tính sạch không gây ô nhiễm môi trường
Trong các loại năng lượng tái tạo, thì chỉ có năng lượng sinh khối là có phát thải khí CO2, tuy nhiên các nguồn nhiên liệu sinh học đều có gốc từ thực vật, nên trong quá trình phát triển của nó đã sử dung khí CO2 trong khí quyển để quang hợp, vì vậycóthểcoilàcósựcânbằngCO2 vàkhôngcósựbổsungCO2 vàobầukhí quyển.
c) Tích trữ, chuyển hóa
Ngoài năng lượng địa nhiệt thì các dang năng lượng tái tạo còn lại đều có tính không đều và phân tán, vì vậy cần thiết phải có sự tích trữ để đảm bảo sử dụng có hiệu quả vào sản xuất và đời sống.
d) Giá thành
Ngoài năng lượng nước sông và năng lượng sinh khối thì các dạng năng lượng tái tạo khác tuy không mất tiền mua nhưng có tính phân tán cao, vì vậy việc tập trung và chuyển hóa đòi hỏi phải có sự đầu tư cao về kinh phí, công nghệ, vật liệu, thiết bị thu gom và chuyển hóa. Do đó giá thành đầu tư và giá thành sản phẩm cao.
3. Phát triển nguồn NLTT: xu thế tất yếu ở thế kỷ 21
4
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
a) Dự báo
Hình 0.1: Mô hình mạng điện trong thế kỹ 21
Đối với thế giới: Hiện nay thị phần năng lượng tái tạo tăng lên đáng kể, dự báo đến năm 2040-2050 sẻ có sản lượng gấp đôi (kể cả năng lượng nước) các dạng năng lượng khác như năng lượng hóa thạch cộng với năng lượng nguyên tử.
Dự báo về sự phát triễn năng lượng tái tạo và năng lượng hóa thạch thế giới trong 20 năm từ 2010-2030 thể hiện qua biểu đồ 0.2 . Qua đấy ta thấy sự phát triển vượt trội của năng lượng tái tạo trong thế kỹ 21.
Hình 0.2: Biểu đồ dự báo tĩ lệ phát triển năng lượng trong giai đoạn 2010-2030( nguồn Bloomberg 15/4/2015); đơn vị tĩ MWh
5
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
b) Sự phát triễn năng lượng tái tạo ở Việt nam
-Về thiết bị NLTT: Việt Nam cũng như trên thế giới thì các thiết bị năng lượng tái tạo có năng lượng gió ,thủy điện và năng lượng sinh khối đã xem như công nghệ đã hoàn thiện, giá thành điện thương phẩm đã có thể cạnh tranh với năng lượng hóa thạch. Các dạng năng lượng còn phải cần phát triển công nghệ hơn nữa.
-Về tác động của nhà nước: Trong quá trình phát triển NLTT cần thiết có sự hổ trợ của nhà nước về chính sách ưu đãi, và các chỉ tiêu phát triển ngắn, dài hạn. Trong đó việc ưu đãi để phát triển thiết bị, công nghệ, việc đánh thuế phát thải cacbon cho nhiên liệu hóa thạch cũng là biện pháp khuyến khích phát triển NLTT.
-Tăng dần tĩ lệ NLTT trong sản xuất điện, nhiệt năng.
-Tăng việc sử dụng nhiên liệu sinh học cho các phương tiện giao thông vận tải.
Theo các nghiên cứu, đánh giá, các nguồn năng lượng tái tạo có nguồn tài nguyên lớn nhất và tiềm năng phát triển ở Việt Nam là thủy điện, năng lượng gió, mặt trời và địa nhiệt.
Tổng tiềm năng kỹ thuật thủy điện vào khoảng 120 tỉ kWh, với công suất tương ứng khoảng 25.000-30.000 MW; năng lượng sinh khối (chất thải nông nghiệp, chăn nuôi...) có tiềm năng khoảng 58 triệu Toe; năng lượng gió có thể phát triển khoảng 20.000 - 40.000 MW; năng lượng mặt trời ở hầu hết lãnh thổ có thời gian trên 2.000 giờ nắng mỗi năm, đạt khoãng 4 kWh/m2- ngày.
Hiện trạng, tổng nguồn năng lượng tái tạo của Việt Nam hiện đạt khoảng 15,6 triệu Toe, chiếm 25% tổng tiêu thụ năng lượng sơ cấp. Trong đó chủ yếu là thủy điện với 16% tổng nhu cầu năng lượng sơ cấp.
Việc phát triển và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo, giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch là xu hướng rõ rệt trên thế giới. Ở Việt Nam, chủ trương này đã được Chính phủ khẳng định từ lâu và việc hình thành các cơ chế, chính sách phục vụ cho thị trường năng lượng tái tạo cũng đang được đẩy nhanh tiến độ triển khai.
Tình hình phát triển NLTT ở Việt Nam đang trong giai đoạn bước đầu, kế hoạch phát triển NLTT trong tầm nhìn đến năm 2020 chiếm 4,5% và năm 2030 là 6% tổng sản lượng điện năng sản xuất trong nước. Biểu đồ các thành phần phát điện của Việt Nam đến năm 2020 như hình vẻ sau:
6
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
Giá thành một số loại năng lượng ở Việt nam (tham khảo)
4. Bảng chuyễn đỗi một số đơn vị năng lượng
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Mục lục
Trang
3
11 27 51 52
2.1. Gió và tài nguyên gió 59
2.2. Ứng dụng năng lượng gió 2.3. Cấu tạo tua bin điện gió 2.4. Tính toán tua bin điện gió 2.5. Nhà máy điện gió
2.6. Năng lượng gió và Việt Nam
2.7. Ảnh hưởng điện gió đến môi trường
Chương 3: Năng Lương Sinh Khối
64
68
84
96
106
116
3.1 Sinh khối 118
3.2 Các nguồn sinh khối
3.3 Sử dụng năng lượng sinh khối truyền thống sản xuất điện và nhiệt năng
3.4 Sử dụng sinh khối để sản xuất nhiên liệu sinh học 3.5 Năng lượng sinh khối và Việt nam
3.6 Các tác động về môi trường
3.7 Giá thành sản xuất
Chương 4: Năng Lương Địa Nhiệt
4.1 Các nguồn năng lượng địa nhiệt
4.2 Sử dụng các nguồn năng lượng địa nhiệt sản xuất Điện năng 4.3 Nguồn năng lượng địa nhiệt tầng nông
4.4 Năng lượng địa nhiệt tại Việt Nam
4.5 Ảnh hưởng về môi trường
4.6 Giá thành sản xuất
Chương 5: Năng Lương Nước
5.1Thủy điện
120 127
131
140
144
146
148
156
163
168
169
171
175
1
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
5.2 Năng lượng sóng biển 178
5.3 Năng lượng thủy triều.
54.Tiềm năng năng lượng của biển và Việt Nam
Chương 6 : Hydro và Tích trữ Năng Lương Tái Tạo
183
199
201
202
203
204
211
211
6.1 Các phương pháp tích trử năng lượng tái tạo
6.2 Hydro chất mang năng lượng đặc biệt 199
6.3 Tích trử, cung cấp và vận chuyển hydro
6.4 Sản xuất hydro từ nước bằng NLTT
6.5 Thiết bị và công nghệ sản xuất hydro
6.6 Một số ứng dụng sản xuất điện năng bằng hydro 6.7 Triễn vọng sản xuất hydro bằng NLTT
6.8 Các dạng trích trử năng lượng khác
2
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
BÀI MỞ ĐẦU
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
1.Khái niệm về năng lượng tái tạo (NLTT)
Tổng tiêu thụ năng lượng của con người trên thế giới hiện tại (tính tổng cộng
tất cả các loại năng lượng như dầu hỏa, than đá, thủy điện, v.v.) khoảng 15 nghìn tỷ
Watt. Trong số 15 nghìn tỷ Watt công suất năng lượng mà con người đang dùng, thì
có đến 37% là từ dầu hỏa, 25% là than đá, và 23% là khí đốt (tổng cộng ba thứ này
đã đến 85%), là những nguồn năng lượng cạn kiệt nhanh chóng và không phục hồi
lại được. Với tốc độ khai thác hiện tại, thì các nguồn năng lượng hóa thạch sẽ gần
như hết đi trong thế kỷ 21. Tương lai năng lượng của thế giới không thể nằm ở những
nguồn này, mà phải nằm ở những nguồn năng lượng tái tạo (renewable energy).
Với sự phân tích đó cho thấy năng lượng tái tạo chính là nguồn năng lượng mới có tiềm năng phát triển to lớn, đảm bảo cho sự ổn định về cung ứng cho nhu cầu, cho sự phát triển bền vửng, không phá hoại môi trường và không gây ra việc biến đổi khí hậu. Khai thác nguồn năng lượng tái tạo là giải pháp cứu cánh cho thách thức khủng
hoảng năng lượng và biến đổi khí hậu.
Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh:là năng lượng thu được từ những nguồn liên tục được xem là vô hạn.
Các nguồn năng lượng tái tạo được chú ý nhất hiện nay bao gồm:
-Năng lượng mặt trời: là nguồn năng lượng do bức xạ mặt trời chiếu đến mặt đất, có thể thu lại và chuyển hóa dưới dạng nhiệt năng hay điện năng.
-Năng lượng gió: là năng lượng của gió thổi trong khí quyển mà người ta có thể chuyển háo thành cơ năng, điện năng nhờ vào tua-bin gió;
-Năng lượng sinh khối: là năng lượng thu được từ việc đốt cháy các vật thể sống ,các chất thải trong nông nghiệp, phế thải chưn nuôi, rác thải sinh hoạt, rác thải đô thị...Ngoài việc đốt người ta còn có thể chuyển hóa chúng thành nhiên liệu khí, lỏng để thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch.
-Năng lượng địa nhiệt: là năng lượng có được từ việc khai thác và chuyển hóa các các vùng có nhiệt độ cao trong các địa tầng trong lòng đất. Nhiệt lượng đó là kết quả của các phản ứng hạt nhân xẩy ra thường xuyên trong lòng trái đất.
3
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
-Năng lượng nước: là năng lượng có thể chuyển hóa được từ động năng chuyển động của nước thành điện năng. Năng lượng nước gồm có :
Năng lượng nước sông, sự chuyển hóa là dựa vào thế năng của nước dự trữ trong các hồ chứa khi nước chảy qua tua-bin ,thế năng của nước tạo ra động năng, điện năng.
Năng lượng nước đại dương: là năng lượng của sóng biển, thủy triều, hải lưu được chuyển hóa thành điện năng nhờ hệ thống thu và chuyển hóa năng lượng.
2. Đặc điểm chung của các nguồn NLTT
a) Tính ổn định, bền vững
Nguồn năng lượng hóa thạch phân bố không đều, một số vùng có nhiều dầu khí như Trung đông, các nước Ả rập... trong khi nhiều nước không có nguồn năng lượng này. Năng lượng tái tạo như mặt trời, gió có mặt trên khắp trái đất. Khi quả đất còn tồn tại thì nguồn năng lượng tái tạo còn tồn tại. Do đó tạo ra sự ổn định năng lượng cho con người và đồng đều khắp trái đất.
b) Tính sạch không gây ô nhiễm môi trường
Trong các loại năng lượng tái tạo, thì chỉ có năng lượng sinh khối là có phát thải khí CO2, tuy nhiên các nguồn nhiên liệu sinh học đều có gốc từ thực vật, nên trong quá trình phát triển của nó đã sử dung khí CO2 trong khí quyển để quang hợp, vì vậycóthểcoilàcósựcânbằngCO2 vàkhôngcósựbổsungCO2 vàobầukhí quyển.
c) Tích trữ, chuyển hóa
Ngoài năng lượng địa nhiệt thì các dang năng lượng tái tạo còn lại đều có tính không đều và phân tán, vì vậy cần thiết phải có sự tích trữ để đảm bảo sử dụng có hiệu quả vào sản xuất và đời sống.
d) Giá thành
Ngoài năng lượng nước sông và năng lượng sinh khối thì các dạng năng lượng tái tạo khác tuy không mất tiền mua nhưng có tính phân tán cao, vì vậy việc tập trung và chuyển hóa đòi hỏi phải có sự đầu tư cao về kinh phí, công nghệ, vật liệu, thiết bị thu gom và chuyển hóa. Do đó giá thành đầu tư và giá thành sản phẩm cao.
3. Phát triển nguồn NLTT: xu thế tất yếu ở thế kỷ 21
4
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
a) Dự báo
Hình 0.1: Mô hình mạng điện trong thế kỹ 21
Đối với thế giới: Hiện nay thị phần năng lượng tái tạo tăng lên đáng kể, dự báo đến năm 2040-2050 sẻ có sản lượng gấp đôi (kể cả năng lượng nước) các dạng năng lượng khác như năng lượng hóa thạch cộng với năng lượng nguyên tử.
Dự báo về sự phát triễn năng lượng tái tạo và năng lượng hóa thạch thế giới trong 20 năm từ 2010-2030 thể hiện qua biểu đồ 0.2 . Qua đấy ta thấy sự phát triển vượt trội của năng lượng tái tạo trong thế kỹ 21.
Hình 0.2: Biểu đồ dự báo tĩ lệ phát triển năng lượng trong giai đoạn 2010-2030( nguồn Bloomberg 15/4/2015); đơn vị tĩ MWh
5
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
b) Sự phát triễn năng lượng tái tạo ở Việt nam
-Về thiết bị NLTT: Việt Nam cũng như trên thế giới thì các thiết bị năng lượng tái tạo có năng lượng gió ,thủy điện và năng lượng sinh khối đã xem như công nghệ đã hoàn thiện, giá thành điện thương phẩm đã có thể cạnh tranh với năng lượng hóa thạch. Các dạng năng lượng còn phải cần phát triển công nghệ hơn nữa.
-Về tác động của nhà nước: Trong quá trình phát triển NLTT cần thiết có sự hổ trợ của nhà nước về chính sách ưu đãi, và các chỉ tiêu phát triển ngắn, dài hạn. Trong đó việc ưu đãi để phát triển thiết bị, công nghệ, việc đánh thuế phát thải cacbon cho nhiên liệu hóa thạch cũng là biện pháp khuyến khích phát triển NLTT.
-Tăng dần tĩ lệ NLTT trong sản xuất điện, nhiệt năng.
-Tăng việc sử dụng nhiên liệu sinh học cho các phương tiện giao thông vận tải.
Theo các nghiên cứu, đánh giá, các nguồn năng lượng tái tạo có nguồn tài nguyên lớn nhất và tiềm năng phát triển ở Việt Nam là thủy điện, năng lượng gió, mặt trời và địa nhiệt.
Tổng tiềm năng kỹ thuật thủy điện vào khoảng 120 tỉ kWh, với công suất tương ứng khoảng 25.000-30.000 MW; năng lượng sinh khối (chất thải nông nghiệp, chăn nuôi...) có tiềm năng khoảng 58 triệu Toe; năng lượng gió có thể phát triển khoảng 20.000 - 40.000 MW; năng lượng mặt trời ở hầu hết lãnh thổ có thời gian trên 2.000 giờ nắng mỗi năm, đạt khoãng 4 kWh/m2- ngày.
Hiện trạng, tổng nguồn năng lượng tái tạo của Việt Nam hiện đạt khoảng 15,6 triệu Toe, chiếm 25% tổng tiêu thụ năng lượng sơ cấp. Trong đó chủ yếu là thủy điện với 16% tổng nhu cầu năng lượng sơ cấp.
Việc phát triển và sử dụng nguồn năng lượng tái tạo, giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch là xu hướng rõ rệt trên thế giới. Ở Việt Nam, chủ trương này đã được Chính phủ khẳng định từ lâu và việc hình thành các cơ chế, chính sách phục vụ cho thị trường năng lượng tái tạo cũng đang được đẩy nhanh tiến độ triển khai.
Tình hình phát triển NLTT ở Việt Nam đang trong giai đoạn bước đầu, kế hoạch phát triển NLTT trong tầm nhìn đến năm 2020 chiếm 4,5% và năm 2030 là 6% tổng sản lượng điện năng sản xuất trong nước. Biểu đồ các thành phần phát điện của Việt Nam đến năm 2020 như hình vẻ sau:
6
GIÁO TRÌNH NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
TS. NGUYỄN DÁO
Giá thành một số loại năng lượng ở Việt nam (tham khảo)
4. Bảng chuyễn đỗi một số đơn vị năng lượng
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links