Bài báo cáo môn Các nguyên lý khoa học môi trường Lớp cao học Quản lý môi trường K22 Khoa Môi trường - Đại học khoa học tự nhiên TPHCM

2. NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI VÀ NHỮNG
ỨNG DỤNG CỦA NĂNG LƢỢNG MẶT
TRỜI
HVTH: HỒ XUÂN LỊCH
GVHD: PGS-TS VŨ CHÍ HIẾU

3. n
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
1
2
3
4
ĐẶT VẤN ĐỀ
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ

4. 1.ĐẶT VẤN ĐỀ
• Thế giới đang đối mặt với nhiều nguy cơ, trong đó có
nguy cơ suy thoái môi trƣờng, con ngƣời đang gia
tăng khai thác tài nguyên thiên nhiên, làm cho nguồn
tài nguyên không tái tạo ngày càng cạn kiệt.
• Phát triển bền vững đang đƣợc đề cập trên phạm vi
toàn cầu kèm theo những hành động cụ thể, chẳng
hạn phát triển kinh tế xã hội phải gắn liền với bảo vệ
môi trƣờng.
• Mục tiêu của thế giới: thay thế dần năng lƣợng điện
truyền thống bằng nguồn năng lƣợng mới trong đó
có điện mặt trời vào năm 2020.

5. 1.ĐẶT VẤN ĐỀ
Tại Việt Nam, tình hình sản xuất điện còn tồn tại nhiều vấn đề
nhƣ :
 Ngày càng làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên nhƣ:
than, dầu;
 Quá trình sản xuất điện làm cho môi trƣờng ngày càng bị ô
nhiễm;
 Thƣờng xuyên xảy ra thiếu điện;làm ảnh hƣởng đến các hoạt
động sản xuất kinh doanh, các hoạt động xã hội;
 Thời tiết khí hậu ở nƣớc ta thuộc vùng nhiệt đới: Bắc Việt Nam
hằng năm có khoảng 1400-2000 giờ nắng và các vùng miền Trung và
một số vùng miền Nam có từ 2000-3000 giờ nắng thuận lợi cho phát
triển công nghệ sản xuất điện bằng năng lƣợng mặt trời.
 Vì vậy sử dụng năng lƣợng mặt trời góp phần quan trọng giúp
giải quyết cả 2 thách thức lớn là biến đổi khí hậu và an ninh
năng lƣợng.

6. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
 Nêu những ƣu điểm từ việc sử dụng nguồn tài
nguyên”năng lƣợng mặt trời”;
 Chỉ ra những nhƣợc điểm của việc sản xuất, tiêu thụ điện
từ thuỷ điện, nhiệt điện, điện hạt nhân…và những tác
động tiêu cực gây ô nhiễm môi trƣờng,
 Góp tiếng nói chung vào chiến lƣợc phát triển nguồn
năng lƣợng mới của thế giới nói chung và của Việt Nam
nói riêng,
 Tác động vào ngƣời ra quyết định đầu tƣ có cái nhìn mới
về sử dụng năng lƣợng, để từ đó ủng hộ đề xuất sử dụng
nguồn năng lƣợng mặt trời thay cho nguồn điện hiện
nay, nhất là những khu vực nhƣ nhà ga, bến tàu, hộ gia
đình,
 Góp phần khắc phục tình trạng thiếu điện trên quy mô
vùng và cao hơn là quy mô quốc gia,
 Góp phần vào mục tiêu phát triển bền vững.

7. 3. NÔI DUNG NGHIÊN CỨU
 CHƢƠNG I: Tổng quan về năng lƣợng Mặt Trời .
 CHƢƠNG II :Đánh giá việc sản xuất điện truyền thống liên
quan đến vấn đề môi trƣờng.Vấn đề gây ô nhiễm môi
trƣờng.
CHƢƠNG III :Các ứng dụng của năng lƣợng Mặt Trời

8. I.TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI
1.1.ĐỊNH NGHĨA NĂNG LƯỢNG BỨC XẠ MẶT TRỜI
 Mặt trời là một quả cầu khổng lồ có đƣờng kính 1,39
triệu km và cách trái đất 149,5 triệu km. Mặt trời phát ra
một công suất khoảng 3,8 x 1020 MW, nhƣng Trái đất
chỉ nhận đƣợc một phần công suất đó
 Bức xạ Mặt trời là dòng năng lƣợng và vật chất phát
đi từ mặt trời đến trái đất. Bức xạ điện từ có hai dạng
đó là bức xạ trực tiếp và bức xạ khuyếch tán.
 Toàn bộ Trái Đất nhận đƣợc từ Mặt trời 2.4x1018
cal/phút, gồm 48% năng lƣợng thuộc dải phổ ánh sáng
khả kiến (có bƣớc sóng λ =0.4-0.76µm), 7% tia cực tím
(có bƣớc sóng λ <0.4 µm, và 45% thuộc dải phổ hồng
ngoại và sóng vô tuyến ( λ >0.76 µm).

9. I.TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI
1.2.NGUỒN SINH RA NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
 Phản ứng nhiệt hạch
 Khi tạo ra Heli bằng cách kết hợp 2 đơtoron, cứ mỗi
giây có khoảng 8.9x1037 proton (hạt nhân hyđrô) đƣợc
chuyển hoá thành hạt nhân Hêli. Nó giải phóng năng
lƣợng theo tỷ lệ chuyển hoá khối lƣợng –năng lƣợng
của 4,26 triệu tấn/giây thoát ra khỏi bề mặt của Mặt trời
trong dạng các bức xạ điện từ trƣờng và nơtrino.

10. CÂN BẰNG BỨC XẠ MẶT TRỜI
C¢N B»NG BøC
X¹ MÆT TRêI

11. I.TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI
1.3 PHÂN LOẠI : NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI CÓ THỂ CHIA LÀM 2
LOẠI CƠ BẢN.
Quang
năng
• Quang hợp
• Sản xuất điện : pin mặt trời
• Điều tiết khí hậu trái đất.
Nhiệt Năng
• Bình nƣớc nóng NLMT
• Bếp năng lượng Mặt Trời

12. QUANG NĂNG- QUANG HỢP

13. II. ĐÁNH GIÁ VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TRUYỀN THỐNG LIÊN QUAN
ĐẾN VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG.VẤN ĐỀ GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG
1.Nhiệt điện:
 Sử dụng nhiên liệu đầu vào là than, dầu FO, Do… ngay tại
cảng cung cấp than, dầu cho nhà máy đã gây ô nhiễm
nguồn nƣớc.
 khi đốt nhiên liệu sẽ thải ra khí, chất thải rắn, tiếng ồn tác
động đến sức khoẻ dân cƣ, bốc phát CO2 gây hiệu ứng
nhà kính, SOx, NOx gây mƣa axit, nƣớc làm mát nóng lên
thải ra gây ảnh hƣởng tới thuỷ sinh, đặc biệt trong nhiên
liệu than còn chứa thuỷ ngân là chất thải nguy hại.

14. II. ĐÁNH GIÁ VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TRUYỀN THỐNG LIÊN QUAN
ĐẾN VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG.VẤN ĐỀ GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG
2.Thuỷ điện:
 - Lƣợng Cacbon rất lớn giải phóng ra khi thực vật phân
huỷ trong lòng hồ thuỷ điện. Sau đó, thực vật ở đáy hồ
lại tiếp tục phân huỷ trong điều kiện không có oxy, tạo ra
methane. Cuối cùng, methane đƣợc giải phóng vào khí
quyển khi nƣớc đi qua các tuốc bin của đập. Tác động
của methane tới ấm hoá toàn cầu mạnh gấp 21 lần so với
CO2,
 - Ngoài ra còn gây tác động khác tới môi trƣờng xung
quanh nhƣ đập chứa nƣớc làm ngập úng cả khu vực
rộng lớn, dân cƣ phải di dời….

15. II. ĐÁNH GIÁ VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN TRUYỀN THỐNG LIÊN QUAN
ĐẾN VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG.VẤN ĐỀ GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG
3. Vấn đề truyền tải điện :
Một vấn đề rất khó khăn hiện nay là
ngay khi phải giải quyết việc thiếu
điện thì công việc dẫn điện tới
những vùng sâu vùng xa, miền
núi, hải đảo cũng gặp rất nhiều khó
khăn. Ta biết rằng để đƣa điện tới
đƣợc những vùng này, Nhà nƣớc
phải đầu tƣ một nguồn vốn khổng lồ
để thiết lập đƣờng dây, trạm biến
thế…ngoài ra tính hiệu quả của đầu
tƣ lại không cao do tổn hao trên
đƣờng truyền dài, những nơi nhƣ
miền núi, hải đảo dân cƣ sống thƣa
thớt.

16. III.HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT ĐIỆN Ở VN VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1.SẢN XUẤT ĐIỆN TRUYỀN THỐNG Ở VIỆT NAM
 Gần 50% công suất điện của Việt Nam dựa vào thuỷ điện,các
nhà máy thuỷ điện lớn nhƣ Hoà Bình, Sơn La, Thác Mơ, Trị An,
Yaly, Sông Hinh…các nhà máy sản xuất điện từ nhiệt điện nhƣ
nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Ninh Bình, Hiệp Phƣớc… song tình
trạng thiếu điện vẫn xảy ra trầm trọng.
 Theo theo tập đoàn điện lực (EVN), những thời điểm nắng nóng
nhƣ tháng 7, hệ thống điện trên cả nƣớc vẫn thiếu từ
1.500MWh đến 2.500MWh tại thời điểm từ 7 đến 21h
 Cũng theo EVN công suất khả dụng của toàn hệ thống chỉ
khoảng 10.200MWh, trong khi nhu cầu sử dụng điện vẫn lên tới
11.000-12.000MWh, thiếu từ 800 -1.800MWh/ngày.
 Từ nhu cầu tiêu thụ ngày càng tăng nhƣ vậy, nhƣng sản xuất
điện không đáp ứng kịp, nên đã dẫn đến tình trạng thiếu điện.
 Hiện nay 37% lƣợng điện là mua từ bên ngoài;

17. III.HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT ĐIỆN Ở VN VÀ TRÊN THẾ GIỚI
2.SẢN XUẤT ĐIỆN TRUYỀN THỐNG TRÊN THẾ GIỚI.
 Để sản xuất ra điện, trên phạm vi toàn cầu sử dụng
nguyên liệu hoá thạch chiếm 64%, thuỷ điện chiếm 18%,
năng lƣợng hạt nhân chiếm 17%, năng lƣợng tái tạo
chiếm 1%.
 Những nguồn cung cấp chính vẫn là sản xuất điện từ
thuỷ điện và nhiệt điện, một số nƣớc có triển khai sản
xuất điện hạt nhân.
 Điều mà chúng ta cần quan tâm đó là sản xuất điện
truyền thống dần dần sẽ làm cạn kiệt nguồn tài nguyên,
theo dự báo, với tốc độ khai thác sử dụng khoáng sản
nhƣ hiện nay sẽ bị cạn kiệt trong tƣơng lai gần:
 - Khí đốt: khoảng 30 năm;
 - Dầu mỏ khoảng 50 năm;
 -Than đá khoảng 150-200 năm

18. ĐIỀU KIỆN THUẬN LỢI SỬ DỤNG NLMT Ở VN
 Nguồn bức xạ dồi dào, đặc biệt tại miền Trung và
miền Nam của nƣớc ta.
 Cấp điện ổn định cho các vùng sâu, xa.
 Góp phần phát triển vùng sâu, vùng xa.
 Có thể cấp nguồn điện từ cực nhỏ đến lớn đúng theo
yêu cầu.
 Đẩy mạnh công nghệ tiết kiệm điện đi kèm

19. NHỮNG KHÓ KHĂN CỦA NLMT Ở VN
 Nguồn vốn đầu tƣ và giá thành cho 1kWh điện mặt trời còn
cao (cho một hộ gia đình để thắp sáng, nghe đài cần đầu tƣ
khoảng 5 triệu VND)
 Chƣa có chính sách khuyến khích nên chƣa đƣa đƣợc vào
thƣơng mại hoá rộng, tính cạnh tranh thấp, do đó giá thành
chƣa giảm nhanh.
 Nguồn thông tin tin cậy về khả năng phát triển điện mặt trời
đến các nhà hoạch định chính sách còn thiếu.

20. IV.CÁC ỨNG DỤNG CỦA NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI.
 4.1.Pin mặt trời
 4.2.Bình nƣớc nóng NLMT
 4.3. Bếp năng lượng Mặt Trời

21. 4.1.PIN MẶT TRỜI
1 Định nghĩa :
 Pin năng lƣợng mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang
điện), là thiết bị bán dẫn chứa lƣợng lớn các diod p-n (p:
năng lƣợng chủ yếu mang điện tích dƣơng –positive,
n:năng lƣợng chủ yếu mang điện tích âm –negative). Dƣới
sự hiện diện của ánh sáng mặt trời có khả năng tạo ra dòng
điện sử dụng đƣợc. Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng
quang điện.
 Hiệu ứng quang điện đƣợc nhà vật lý ngƣời Pháp
Alexandre Edmond Becquerel phát hiện năm 1839, năm
1946 Russell Ohl đƣợc xem là ngƣời tạo ra pin năng lƣợng
đầu tiên

22. 4.1.PIN MẶT TRỜI

23. 4.1.PIN MẶT TRỜI
MÔ HÌNH PIN MẶT TRỜI CUNG CẤP ĐIỆN SINH HOẠT

24. HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI NHÀ MÁY CỦA INTEL VIỆT
NAM Ở KHU CÔNG NGHỆ CAO TPHCM

25. 4.1.PIN MẶT TRỜI
MÔ HÌNH NHÀ SỬ DỤNG PIN MẶT TRỜI

26. 4.2.BÌNH NƢỚC NÓNG NLMT

27. 4.2.BÌNH NƢỚC NÓNG NLMT
MÔ HÌNH NHÀ SỬ DỤNG BÌNH NƢỚC NÓNG NLMT MẶT TRỜI

28. 4.2.BÌNH NƢỚC NÓNG NLMT
PHẠM VI ÁP DỤNG
 1. Căn hộ, nhà nghỉ có nhu cầu sử dụng nƣớc nóng > 500 Lít/ngày
 2. Khách sạn, Resort, Bệnh viện, Nhà điều dƣỡng…
 3. Trƣờng học có nhu cầu sử dụng nƣớc nóng lớn & an toàn.
 4. Hồ bơi (duy trì nƣớc hồ bơi theo nhiệt độ yêu cầu ).
 5. Nhà hàng ( sử dụng nƣớc nóng để rửa hoặc phục vụ nấu ăn …hạn chế tối
đa lƣợng Gas đốt và các chi phí khác …)
 6. Các cơ sở giặt, ủi & hấp có công suất lớn…
 7. Các ngành công nghiệp liên quan…

29. 4.2.BÌNH NƢỚC NÓNG NLMT
NGUYÊN LÝ HOẠT NG.

30. 4.2.BÌNH NƢỚC NÓNG NLMT
MÁY NƢỚC NÓNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI GREENSOLAR

31. 4.2.BÌNH NƢỚC NÓNG NLMT
MÁY NƢỚC NÓNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI DÙNG ỐNG SIÊU DẪN

32. 4.3. BẾP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

33. CÁC ỨNG DỤNG KHÁC CỦA NLMT
 Ngoài ra chúng ta còn có các thiết bị khác đƣợc tạo ra
từ năng lƣợng măt trời nhƣ: máy bay sử dụng năng
lƣợng mặt trời, Điện thoại di động, ô tô chạy bằng năng
lƣợng mặt trời… Trong tƣơng lai, đây có thể sẽ là
nguồn năng lƣợng của nhiều thiết bị di động chẳng hạn
nhƣ: máy tính xách tay, camera, ipod hay thậm chí cả
ngƣời máy. ..

34. 1.SIÊU KHÁCH SẠN CHO ĐẠI GIA SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT
TRỜI
 Toàn bộ khu nghỉ dưỡng sẽ sử dụng những mái lợp bằng tế bào quang
năng, từ đó sản sinh ra điện. Chính vì lý do này mà dự án được đánh
giá rất cao về tính thân thiện với môi trường.

35. 2.TÒA NHÀ SUN AND THE MOON ALTAR (TRUNG
QUỐC) LÀ MỘT TRONG NHỮNG TÒA NHÀ SỬ DỤNG
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LỚN NHẤT THẾ GIỚI.

36. 3.SÂN VẬN ĐỘNG WORLD GAMES (ĐÀI LOAN) LÀ
NIỀM TỰ HÀO CỦA ĐÀI LOAN VỚI THIẾT KẾ SỬ DỤNG
CÁC TẤM PIN MẶT TRỜI PHỦ KÍN MÁI SÂN.

37. 4.NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI PS20 (TBN) LÀ NHÀ
MÁY SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LỚN NHẤT
TG
 Nhà máy điện mặt trời PS20
đƣợc xây dựng từ năm 2006,
hoàn thành và đi vào hoạt
động trong năm 2009.
 PS20 có thể sản xuất đƣợc
48.000 MWh/năm, cung cấp
cho 10.000 hộ gia đình trong
khu vực.
 giúp giảm khoảng 12.000 tấn
CO2 vào khí quyển (giảm 2
lần so với tòa nhà PS10 đƣợc
xây dựng trƣớc đó).

38. 5.THUYỀN PLANET SOLAR LÀ DU THUYỀN ĐẦU TIÊN
ĐI VÒNG QUANH THẾ GIỚI BẰNG NĂNG LƢỢNG MẶT
TRỜI VÀ CŨNG LÀ DU THUYỀN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI
LỚN NHẤT THẾ GIỚI.
 Nặng 95 tấn, dài 31
m, rộng gần 16 m.
 Con thuyền đƣợc
trang bị các tấm pin
năng lƣợng mặt trời
với tổng diện tích 537
m2
 Thuyền có thể đạt tốc
độ tối đa khoảng 25
km/giờ.

39. 6.BỂ BƠI CÔNG CỘNG CỔ XƢA NHẤT VÀ LỚN NHẤT TRONG
VÙNG VỊNH MỸ (BAY AREA)

40. 7.PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI ĐẦU TIÊN TẠI
VIỆT NAM,
 Khuôn viên nhà máy sản xuất panel pin mặt trời
đầu tiên tại VN ở cụm công nghiệp nhựa Hòa Đức
(Long An)

41. 4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
 Nguồn điện năng hiện nay vẫn sản xuất theo truyền thống
(thuỷ điện, nhiệt điện) là chính.
 Nhu cầu tiêu thụ điện ngày một tăng, nhiều quốc gia trên
thế giới lâm vào tình trạng thiếu điện trầm trọng.
 Sản xuất điện truyền thống gây ô nhiễm môi trƣờng, tham
gia vào khai thác tiêu thụ nguồn tài nguyên không tái tạo
nhƣ than đá, dầu mỏ làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên.
 Chuyển năng lƣợng mặt trời thành điện năng là giải pháp
tích cực vì đây là nguồn năng lƣợng sạch. Tuy nhiên sản
xuất pin năng lƣợng mặt trời còn gặp khó khăn vì giá thành
phẩm rất cao,

42. 4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
 Pin năng lƣợng mặt trời bị hạn chế bởi những thiết bị điện
có công suất tiêu thụ điện cao thì pin năng lƣợng không
đáp ứng đƣợc.
 Sử dụng pin năng lƣợng mặt trời rất thích hợp cho những
vùng núi, hải đảo, hộ gia đình, trang trại, các khu công
cộng nhƣ nhà ga, bến tàu..
 Về lâu dài, cần thay thế dần sử dụng điện truyền thống
bằng sử dụng năng lƣợng mặt trời nhƣ phong điện, chuyển
đổi năng lƣợng mặt trời thành nhiệt(máy nƣớc nóng), pin
mặt trời… sẽ khắc phục đƣợc dần tình trạng thiếu điện,
nhất là vùng sâu, vùng xa, những vùng có nguồn bức xạ
dồi dào nhƣng lại khó khăn trong việc truyền tải điện bằng
dây nhƣ hiện nay. Mặt khác sau khi đã khấu hao vốn đầu tƣ
thì việc sử dụng từ nguồn năng lƣợng mặt trời rất rẻ.

43. 4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Nhà nước tăng cường đầu tư cho NLMT hiện đại và có
chính sách khuyến khích, hổ trợ phát triển NLMT.
Chính sách pháp luật liên quan tới việc sử
dụng NLMT
Các nƣớc cần tạo đƣợc các khuôn
khổ chính sách dài hạn ổn định để
phát triển những công nghệ tạo nhiệt
và làm lạnh bằng năng lƣợng mặt trời
Việt Nam cần quan tâm hơn nữa về
mọi mặt nhằm tạo ra sự phát triển
mạnh mẽ từ nguồn năng lƣợng Mặt
Trời.
Vận động cộng đồng nâng cao nhận
thức, thúc đẩy sử dụng năng lƣợng
tiết kiệm và hiệu quả

44. 4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Ở Việt Nam, trƣớc mắt nên tập trung sản xuất
thiết bị thu nhiệt (máy làm nƣớc nóng),
.

45. Cảm ơn thầy
và các bạn đã theo dõi.