Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN – BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN
CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Giảng viên: TS. Lê Thị Minh
Châu
- 1. MÔ TẢ HỌC
PHẦN
1. Giới thiệu các khái niệm và vai trò của các nguồn NLTT
trong HT năng lượng.
2. Trình bày về nguyên lý biến đổi NL, các phẩn tử chính, đặc
điểm vận hành và ưu điểm, nhược điểm của các HT NLTT.
Khái quát các vấn đề cơ bản khi vận hành và kết nối.
3. Hướng dẫn tính toán sơ bộ công suất phát của hệ thống.
4. Trong các bài giảng có các bài tập và ví dụ ứng dụng, các
giờ trình bày và thảo luận để hướng tới người học có kỹ
năng tư duy, trình bày các chuyên đề kỹ thuật liên quan đến
các nguồn NLTT.
2
- MỤC ĐÍCH MÔN
HỌC
1. Nắm được các lý thuyết chung về các nguồn năng lượng
tái tạo.
2. Trình bày được các quy trình biến đổi năng lượng tái tạo
thành điện năng.
3. Trình bày được các tiềm năng và cơ hội ứng dụng năng
lượng sạch và tái tạo ở Việt Nam.
4. Sau khi học xong học phần này, người học có khái niệm
tổng quát về năng lượng tái tạo và ứng dụng khi có điều
kiện, trong đời sống cũng như công việc. 3
- 2. ĐẶT VẤN ĐỀ
4
- 2. ĐẶT VẤN ĐỀ
Im
Im CChh
ppoo ininaa
rtrt
Pđặt (MW)
frforo
mm
Thủy điện lớn 16,881
Nhiệt điện than 19,258
Tuabin khí 7,260
Nhiệt điện dầu 1,412
Thủy điện nhỏ 3,530
Điện mặt trời 4,438
Điện gió 305 Diesel; 0.04% Im_Lao; 1.06%
Wind; 0.57% Biomass; 0.63%
Solar; 8.25%
Sinh khối 337
Diesel 24 Small HPP; 6.10%
Large HPP; 31.40%
Nhập khẩu Lào 572 Oil; 2.63%
SUM 54,016
Gas; 13.50%
Import
Import from
from
Lao
Lao
Export
Export to
to
Cambodia
Cambodia
Cuu Long
Coal; 35.82%
Nam Con Son Cơ cấu nguồn điện việt nam, 7/2019
PM3-CAA
5
- 2. ĐẶT VẤN ĐỀ
Tổng công suất đặt HTĐ Việt Nam giai đoạn 2001-2019
60,000 20%
18%
54,016
17.2%
50,000 16.7% 16.6%
16%
49,336
14.8%
45,410
Tốc độ tăng trưởng hàng năm (%)
14%
40,000
41,422
13.0% 13.0%
12.6% 12.5% 12.5%
38,642
12%
33,650
(MW)
30,000 10.1% 10%
9.6% 9.5%
29,775
9.2%
8.9%
8.6%
26,475
8%
23,527
7.2%
21,542
20,000
6.2% 6.0% 6%
18,481
15,763
13,512
4%
12,270
11,576
10,000
10,627
10,010
8,893
7,872
2%
0 0%
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
6
- 2. ĐẶT VẤN ĐỀ
Tương quan tổng công suất đặt và phụ tải đỉnh giai đoạn 2001-2019
60,000 100%
90%
54016
50,000
80%
49336
45410
70%
40,000
41422
38642
38219
60%
35126
33650
(MW)
30,000 50%
30931
29775
28109
26475
25809
40%
23527
22210
20,000
21542
20010
30%
18603
18481
16490
15763
15416
13867
20%
13512
12636
12270
10,000
11576
11286
10627
10187
10010
9255
8893
8283
7872
10%
7408
6552
5655
0 0%
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
P_instal (P1) Annual peak load (P2) P2/P1
7
- 2. ĐẶT VẤN ĐỀ
Công suất khả dụng HTĐ QG qua các
tuần
8
- 2. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nguồn:
data.worldbank.org
Tăng trưởng GDP hàng năm
12
10
8
6
Nguồn: Vietnam energy outlook report
%
4
2017
2
0
985 987 989 991 993 995 997 999 001 003 005 007 009 011 013 015 017
1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2
9
- 2. ĐẶT VẤN ĐỀ
4439
4500
Công suất đặt và công suất phát lớn nhất của điện mặt trời (Cập nhật: June 30, 2019)
4110
4000 3570
3323
3500
Pmax P_instal
2834
3000
2231
2500
MW
1780
2000
1500 1097
882
1000 712
559
398
260 260 260 260 260 310
500 174 174 174 211
84 84 84 84
Tuần
Bản đồ bức xạ mặt trời tại Việt Nam (J. Polo et al., 2015). 0 thành phố
Tỉnh, MWac Tỉnh, thành phố MWac Tỉnh, thành phố MWac
1
Ha Tinh 40.3 Quang Tri 40 Ninh Thuan 983.4
Thanh Hoa 29 Hue 35 Binh Thuan 892.3
SUM 69.3 Quang Ngai 57.6 Tay Ninh 628.5
9.35 Phu Yen
Binh Dinh
375.3
80.2
Long An
Ba Ria – Vung Tau
224.5
232.5
Uscents/kWh Khanh Hoa 188.4 An Giang 176
11/2017/QĐ-TTg: Cơ chế khuyến khích phát triển các dự Gia Lai 61 Tra Vinh 140
án điện mặt trời tại Việt Nam (Ngày hết hạn: 30/6/2019) Dak Lak 167.8 SUM 3277.2
Dak Nong 86
SUM 1091.3 10
- 2. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trữ lượng các nguồn năng lượng truyền thống đang ngày càng giảm.
Nhu cầu sử dụng năng lượng của thế giới tiếp tục tăng trong các thập
kỷ qua.
Sau cuộc khủng hoảng dầu lửa đầu tiên 1974, thế giới mới khởi động
cho sự hỗ trợ ngành năng lượng tái tạo
Nguồn năng lượng chủ yếu: nguồn năng lượng truyền thống (than đá,
dầu mỏ, khí đốt,...) => các nguy cơ:
Môi trường (đốt cháy các dạng hóa thạch => CO2, SO2 gây ô nhiễm);
Ảnh hưởng xã hội và sức khỏe con người;
Biến đổi khí hậu, trái đất nóng lên, băng tan làm mực nước biển dâng,…
=> Hiệu ứng nhà kính
- THEO CƠ QUAN THÔNG TIN NĂNG LƯỢNG MỸ (EIA), MỨC TIÊU THỤ NL
CỦA THẾ GIỚI SẼ TĂNG 57% TỪ 2004-2030 (TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG SẼ
TĂNG VỚI TỐC ĐỘ TRUNG BÌNH LÀ 0,46 TỶ GWH/NĂM)
=> Sự gia
tăng rất
mạnh lượng
CO2 (nếu
2004 có
26,9 tỷ m3
khí này thải
vào khí
quyển thì
năm 2015 là
33,9 và
2030 sẽ là
42,9 tỷ m3)
- 2. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiệp định Kyoto liên quan Công ước khung Liên Hiệp Quốc về Biến đổi
Khí hậu
Kể từ tháng 9/2011 đã có khoảng 191 nước
Việt Nam đã phê chuẩn Nghị định thư Kyoto ngày 25/9/2005
Chỉ có Năng lượng tái tạo mới đủ điều kiện giúp nhân loại giải quyết
lâu bền những vấn đề trọng yếu sau đây:
Chống hiệu ứng nhà kính (thay đổi khí hậu).
Phát triển bền vững kinh tế và xã hội (đem lại nhiều công ăn việc làm).
Dành dụm các nguồn hóa thạch.
Tránh những tai biến quan trọng, những cơn khủng hoảng địa lí về dầu,
khí, hạt nhân có thể gây ra chiến tranh.
Hạ mức sản xuất chất thải phóng xạ và sự lan rộng vũ khí nguyên tử.
- 3. GIỚI THIỆU CHUNG
3.1. KHÁINLTT
NIỆM
Các dạng năng lượng có khả năng tái tạo được tức là trữ lượng của
chúng được bổ sung liên tục => còn gọi là năng lượng lựa chọn,
năng lượng thay thế hay năng lượng xanh
NL tái tạo được hiểu là người năng lượng vô hạn. Vô hạn có hai nghĩa:
Năng lượng không cạn kiện vì sự sử dụng của con người.
Tự tái tạo trong thời gian ngắn và liên tục.
Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng NLTT là tách một phần năng
lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa
vào sử dụng. Các quy trình này được thúc đẩy đặc biệt là từ Mặt trời.
- 3.2. NGUỒN GỐC CÁC NGUỒN NLTT
Phân loại theo nguồn gốc sinh ra
Nguồn gốc từ bức xạ của mặt trời
Nguồn gốc từ nhiệt năng của trái đất
Nguồn gốc từ động năng hệ Trái Đất – Mặt trăng
Nguồn gốc từ bức xạ của Mặt trời
NL mặt trời thu được trên Trái đất là NL của dòng bức xạ điện từ. Có
thể trực tiếp thu lấy NL này thông qua:
Hiệu ứng quang điện, chuyển NL các photon của Mặt trời thành điện
năng (pin mặt trời)
NL photon cũng có thể được hấp thụ để làm nóng vật thể - nhiệt năng
(bình đun nước nóng MT, làm sôi nước trong tháp MT của NM điện MT
- 3. GIỚI THIỆU CHUNG
NLTT
Nguồn gốc từ bức xạ của Mặt trời
Hạt photon hấp thụ và chuyển hóa thành NL trong các liên kết hóa học
của các phản ứng quang hóa => Quá trình quang hợp => quá trình
này được cho là dự trữ NLMT vào các nguồn nhiên liệu hóa thạch.
NL MT được hấp thụ bởi thủy quyển và khí quyển TĐ để sinh ra các
hiện tượng khí tượng học chứa các dạng dự trữ NL có thể khai thác
được (Dòng chảy của gió, khí là quay tuabin gió - cối xay gió, chuyển
động sóng biển)
Thế năng của nước mưa được dự trữ ở các đập nước và chạy máy phát
điện (cối xay nước, nhà máy điện dùng dòng hải lưu)=> thủy điện.
Đại dương nóng hơn không khí vào ban đêm và lạnh hơn không khí vào
ban ngày => khai thác chện lệch nhiệt độ để chạy các động cơ nhiệt
trong các nhà máy điện dung nhiệt lượng của biển.
- 3.2. NGUỒN GỐC CÁC NGUỒN NLTT
Khí nhiệt năng hấp thụ từ photon của MT làm bốc hơi nước biển, một
phần NL đó được dự trữ sử dụng tách muối ra khỏi nước biển. Nhà máy
nhiệt điện dùng phản ứng nước ngọt – nước mặn thu lại phần NL này
khi đưa nước ngọt của dòng sông trở về biển
Nguồn gốc từ nhiệt năng của trái
đất
Địa nhiệt: năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng Trái Đất.
Nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của hành tinh, từ hoạt động
phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời
được hấp thụ tại bề mặt Trái Đất.
Năng lượng nhiệt có được thông qua các phản ứng phân rã hạt nhân
âm ỉ trong lòng đất => nhà máy nhiệt địa nhiệt và sưởi ấm địa nhiệt
- 3.2. NGUỒN GỐC CÁC NGUỒN NLTT
Nguồn gốc từ động năng hệ Trái Đất – Mặt
Trăng
Trường hấp dẫn không đều trên Trái Đất không đều gây ra bởi
Mặt trăng + trường lực quán tính ly tâm không đều trên bề mặt
thủy quyển của Trái đất + Trái Đất quay quanh Mặt Trăng =>
mực nước biển tại một điểm trên TĐ dâng lên hạ xuống trong
ngày => hiện tượng thủy triều
Sự nâng hạ của nước biển -> chuyển động các NMĐ trong các
NM thủy triều
- 3.3. CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI
TẠO
1. Năng lượng Gió
2. Năng lượng Mặt Trời
3. Năng lượng Thủy điện nhỏ
4. Năng lượng Sinh khối
5. Năng lượng Địa nhiệt
6. Năng lượng Đại dương
nguon tai.lieu . vn