z
Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ

CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG MỚI
Luận văn tốt nghiệp
Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Ths.GVC. Hoàng Xuân Dinh

Mai Thúy Kiều
Mã số SV: 1100220
Lớp: Sư phạm Vật Lý
Khóa: 36

Cần Thơ, năm 2014

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 1

SVTH: Mai Thúy Kiều

Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

MỤC LỤC
Phần MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
2. Mục đích của đề tài
3. Giới hạn của đề tài
4. Phương pháp và phương tiện thực hiện
5. Các bước thực hiện

Phần NỘI DUNG

Trang

Chương 1: NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ................................................................... 3
1.1. Nhiệt mặt trời ............................................................................................................ 3
1.1.1. Máy nước nóng ...................................................................................................... 3
1.1.1.1. Trên thế giới ........................................................................................................ 3
1.1.1.2. Tại Việt Nam....................................................................................................... 4
1.1.2. Hệ thống sưởi ấm, làm mát thông gió .................................................................... 5
1.1.3. Xử lí nước .............................................................................................................. 5
1.1.4. Nấu ăn .................................................................................................................... 6
1.1.5. Nhiệt quy trình ....................................................................................................... 7
1.2. Điện mặt trời ............................................................................................................. 7
1.2.1. Điện mặt trời .......................................................................................................... 7
1.2.2. Pin mặt trời............................................................................................................. 8

1.3. Thuận lợi và khó khăn trong việc ứng dụng năng lượng mặt trời vào thực tế ......... 9
1.3.1. Thuận lợi ................................................................................................................ 9
1.3.2. Khó khăn ................................................................................................................ 9
1.4. Điện mặt trời ở Việt Nam ......................................................................................... 9
1.4.1. Tiềm năng .............................................................................................................. 9
1.4.2. Thành tựu bước đầu ............................................................................................... 10
1.4.3. Chủ trương trong tương lai .................................................................................... 11

Chương 2: NĂNG LƯỢNG GIÓ ................................................................................ 13
2.1. Sự hình thành năng lượng gió ................................................................................... 13
2.2. Sản xuất điện từ năng lượng gió ............................................................................... 13

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 2

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

2.3. Điện gió trên thế giới ................................................................................................ 14
2.4. Thuận lợi và khó khăn trong việc sản xuất điên gió ................................................. 15
2.4.1. Thuận lơi ................................................................................................................ 15
2.4.2. Khó khăn ................................................................................................................ 16
2.5. Năng lượng gió ở Việt Nam...................................................................................... 16
2.5.1. Tiềm năng lớn ........................................................................................................ 16
2.5.2. Khó khăn từ nhiều phía .......................................................................................... 17

2.5.3. Các trạm điện gió ở Việt Nam ............................................................................... 18

Chương 3: NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI .................................................................. 21
3.1. Giới thiệu .................................................................................................................. 21
3.2. Nguồn gốc ................................................................................................................. 22
3.2.1. Chất bã của sinh khối đã qua xử lý ........................................................................ 23
3.2.2. Bột giấy và các chất bã trong quá trình sản xuất giấy .......................................... 23
3.2.3. Bã cây rừng ........................................................................................................... 23
3.2.4. Bã nông nghiệp ...................................................................................................... 24
3.2.5. Chất thải từ gia súc ................................................................................................ 25
3.2.6. Các loại bã thải khác .............................................................................................. 26
3.2.6.1. Chất thải củi gỗ đô thị ........................................................................................ 26
3.2.6.2. Chất thải rắn đô thị .......................................................................................................... 26
3.2.7. Cây trồng năng lượng ............................................................................................. 26

3.2.7.1. Các giống cây cỏ (thảo mộc) năng lượng .......................................................... 26
3.2.7.2. Các giống cây gỗ năng lượng ............................................................................ 27
3.2.7.3. Các giống cây công nghiệp ................................................................................. 27
3.2.7.4. Các giống cây nông nghiệp ................................................................................. 27
3.2.7.5. Các giống cây dưới nước ................................................................................... 27
3.3. Điện sinh khối trên thế giới....................................................................................... 28
3.4. Điện sinh khối ở Việt Nam ....................................................................................... 29
3.4.1. Cơ hội ..................................................................................................................... 29
3.4.1.1. Tiềm năng ........................................................................................................... 29
3.4.1.2. Nhu cầu ngày càng phát triển.............................................................................. 30
3.4.1.3. Các chính sách thuận lợi ..................................................................................... 30
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 3


SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

3.4.2. Thách thức.............................................................................................................. 31
3.4.2.1. Trở ngại về môi trường ....................................................................................... 31
3.4.2.2. Sự cạnh tranh về chi phí của các công nghệ ....................................................... 31
3.4.2.3. Thiếu nhận thức xã hội về năng lượng sinh khối................................................ 31
3.4.3. Một số nhà máy điện sinh khối tại Việt Nam ........................................................ 31
3.4.4. Kết luận .................................................................................................................. 32

Chương 4: NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT .................................................................. 34
4.1. Tổng quan ................................................................................................................. 34
4.2. Phân loại các nguồn địa nhiệt ................................................................................... 35
4.2.1. Các nguồn địa nhiệt dạng thủy nhiệt ..................................................................... 35
4.2.2. Các nguồn địa nhiệt dạng HDR (dạng đá khô nóng) ............................................. 36
4.3. Thuận lợi và thách thức ............................................................................................ 37
4.3.1. Thuận lợi ................................................................................................................ 37
4.3.2. Thách thức.............................................................................................................. 37
4.4. Khai thác địa nhiệt trên thế giới hiện nay ................................................................. 38
4.5. Tiềm năng và giải pháp khai thác địa nhiệt ở Việt Nam .......................................... 39
4.5.1. Tiềm năng .............................................................................................................. 39
4.5.2. Khai thác ................................................................................................................ 40

Chương 5: NĂNG LƯỢNG ĐẠI DƯƠNG................................................................ 43
5.1. Năng lượng thủy triều ............................................................................................... 44
5.2. Năng lượng của sóng biển ........................................................................................ 45

5.3. Năng lượng nhiệt của đại dương ............................................................................... 48
5.4. Tiềm năng ở Việt Nam.............................................................................................. 49

Phần KẾT LUẬN ................................................................................................ 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 4

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

Phần MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Năng lượng là một trong những yếu tố cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của xã hội
loài người, đồng thời cũng là cũng là yếu tố duy trì sự sống trên trái đất. 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 nhiễm 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 là xu hướng chung của nhiều quốc gia, trong đó có Việt
Nam. 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 ví dụ như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng

lượng sinh học, năng lượng địa nhiệt,…
Tìm hiểu về nguồn năng lượng mới và sử dụng chúng một cách có hiệu quả cũng là
góp phần cải thiện môi trường, thúc đẩy sự phát triển về kinh tế và xã hội. Đó cũng là lý
do để tôi chọn đề tài “Các nguồn năng lượng mới”.

2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Tìm hiểu các nguồn năng lượng mới cũng như cách sử dụng các nguồn năng lượng này
sao cho mang lại hiệu quả kinh tế cao và bền vững nhất.

3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Ở đây chỉ nghiên cứu đề tài qua các tài liệu và tổng hợp những kiến thức liên quan,
chưa đi vào các cơ sở thực tế.

4. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN
Để hoàn thành đề tài này tôi đã thực hiện các phương pháp sau:
 Tra cứu tài liệu trên Internet, sách và các giáo trình có liên quan đến nội dung của
đề tài.
 Phân tích, tổng hợp các nội dung có liên quan để viết luận văn.

5. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 5

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới


- Bước 1: Nhận đề tài.
- Bước 2: Tìm các tài liệu liên quan đến đề tài và lập đề cương.
- Bước 3: Tổng hợp tài liệu tiến hành viết bản thảo và trao đổi với giáo viên hướng dẫn.
- Bước 4: Nộp bản thảo cho giáo viên hướng dẫn, tham khảo ý kiến và chỉnh sửa.
- Bước 5: Hoàn thành luận văn.
- Bước 6: Báo cáo luận văn

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 6

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

Phần NỘI DUNG
Chương 1: NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Mặt trời là một quả cầu khí nóng khổng lồ đường kính gần một triệu rưỡi km, tức là
gấp hơn 100 lần trái đất. Trong lòng mặt trời có thể bỏ lọt hơn một vạn thiên thể lớn như
Trái đất. Mặt trời ở cách xa Trái đất khoảng 150 triệu km. Công suất bức xạ của Mặt trời
vào khoảng 38 vạn tỷ tỷ kilôoát (3,8 x 1023 kw). Chỉ một phần nhỏ của năng lượng khổng
lồ này đến Trái đất. Tính ra mỗi năm Trái đất nhận được của Mặt trời một năng lượng
tương đương, với 115.000 tỷ tấn than, tức là hơn toàn bộ nguồn trữ lượng than đá, dầu
mỏ, khí thiên nhiên có trong lòng đất. Bình quân mỗi mét vuông trên mặt đất nhận được
một công suất khoảng 1kw, ở bên ngoài khí quyển công suất bức xạ Mặt trời khoảng 1,4
kw/m2.

Năng lượng Mặt Trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời,
cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt nguyên tử khác phóng ra từ ngôi
sao này. Dòng năng lượng này sẽ tiếp tục phát ra cho đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt
Trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm nữa.
Hiện nay, việc sử dụng năng lượng mặt trời trên thế giới theo nhiều phương hướng, có
phương hướng đơn giản và rẻ tiền, có phương hướng tương đối phức tạp và tốn kém hơn.

1.1. NHIỆT MẶT TRỜI
1.1.1. Máy nước nóng
1.1.1.1. Trên thế giới
Hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để làm nóng nước.
Trong vĩ độ địa lý thấp (dưới 400C) 60-70% sử dụng nước nóng với nhiệt độ lên đến 60
°C có thể được cung cấp bởi hệ thống sưởi ấm mặt trời. Các loại phổ biến nhất của máy
nước nóng năng lượng mặt trời được sơ tán thu ống (44%) và thu gom tấm kính phẳng
(34%) thường được sử dụng nước nóng trong nước; và các nhà sưu tập không tráng nhựa
(21%) sử dụng chủ yếu để làm nóng bể bơi.
Ở thế kỷ 19, phương Tây vẫn chưa có khái niệm về giữ nhiệt cho nước. Người ta chứa
nước trong một thùng giống thùng phuy. Nhiệt độ của nước được tăng lên bằng phương
pháp thủ công: dùng gỗ hoặc than đá để đốt thùng phuy. Phương pháp này rất tốn kém và
bất tiện khi có nhu cầu sử dụng nước nóng. Ở các vùng nông thôn có nhiều nắng hơn thì

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 7

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học


Các nguồn năng lượng mới

nông dân đã dùng một phương pháp khác. Họ chứa nước trong một thùng phuy sơn đen
bên ngoài và đậy nắp. Sau đó đem phơi dưới ánh nắng mặt trời suốt cả ngày. Phương
pháp đó có vẻ khá hơn.
Tại Baltimore, bang Maryland (Mỹ), Clarence Kemp là người đầu tiên phát hiện ra
những hạn chế của những thùng chứa nước nóng từ năng lượng mặt trời. Năm 1891,
Kemp đã chế ra một loại bồn hộp kim loại giữ được nhiệt của nước từ năng lượng mặt
trời. Ông đã đặt tên cho sản phẩm của mình là Climax – đây là sản phẩm đầu tiên trên thế
giới được thương mại. Từ năm 1909, Bailey đã tung sản phẩm của mình ra thị trường và
loại Climax ra khỏi cuộc chơi với những ưu điểm nổi trội. Từ năm 1909 đến năm 1918,
ông đã bán ra thị trường hơn 4000 máy hiệu Solar Day-Night.
Ngay từ năm 1930, tại bang Florida (Mỹ), những tiệm giặt ủi đã ứng dụng hệ thống
máy nước nóng năng lượng mặt trời. Từ năm 1920 – 1930, những khám phá lớn về khí
đốt tại Los Angeles đã làm đình trệ sự phát triển ứng dụng của năng lượng mặt trời. Sau
năm 1930, Heater là người kế nghiệp Baily đã phát triển dòng máy Solar Day – Night
Heater rất phổ biến. Sau chiến tranh thế giới thứ II, có những nước mà cả nửa số dân đã
dùng máy nước nóng năng lượng mặt trời, góp phần tiết kiệm được điện cho các ngành
công nghiệp sản xuất khác.
1.1.1.2. Tại Việt Nam
Từ đầu những năm 90 của thế kỷ 20, máy nước nóng năng lượng mặt trời nói riêng và
các thiết bị dùng năng lượng mặt trời nói chung đã nhen nhóm xuất hiện tại Việt Nam
nhưng mới chỉ ở dạng nghiên cứu của các trường đại học hoặc viện nghiên cứu. Cuối
những năm 90 và đầu năm 2000, máy nước nóng năng lượng mặt trời đã có hình thức
thương mại. So với các nước phát triển khác trên thế giới thì máy nước nóng năng lượng
mặt trời xuất hiện ở Việt Nam khá muộn. Nhưng với tình hình phát triển kinh tế hiện nay,
đặc biệt sự suy thoái kinh tế tại thời điểm hiện tại, thì máy nước nóng năng lượng mặt
trời được coi là một trong những giải pháp tiết kiệm hàng đầu trong đầu tư.
Sản phẩm máy nước nóng năng lượng mặt trời tại Việt Nam đa phần là nhập ngoại.
Những nhà sản xuất như Trung Quốc, Malaysia, Úc, Thái Lan… được các công ty tại

Việt Nam ưa chuộng vì tính hợp lý về giá cả. Một số thương hiệu mà người tiêu dùng có
thể nhận biết ngay đó là Solarhart (Úc), Solar Meru (Malaysia), Solar Heps (Israel),
Edwards (Úc)... Việt Nam hiện có khoảng 83 công ty chuyên kinh doanh về máy nước
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 8

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

nóng năng lượng mặt trời và các sản phẩm, thiết bị dùng năng lượng mặt trời. Điều đó
cho thấy, tuy xuất hiện trễ nhưng do những ưu điểm nổi trội như tính an toàn, hiệu quả
kinh tế cao và tính thân thiện với môi trường mà máy nước nóng năng lượng mặt trời đã
dễ dàng dành được sự đón nhận của nhiều người tiêu dùng Việt Nam.
1.1.2. Hệ thống sưởi ấm, làm mát thông gió
Nhiệt khối là vật liệu bất kỳ phổ biến bao gồm đá, xi măng và nước. Chúng đã được sử
dụng trong lịch sử ở vùng khí hậu khô hạn và khu vực ôn đới ấm để giữ mát các tòa nhà
bằng cách hấp thụ năng lượng mặt trời vào ban ngày và bức xạ nhiệt đã lưu trữ để không
khí mát vào ban đêm. Ngoài ra, chúng cũng có thể được sử dụng trong khu vực ôn đới
lạnh để duy trì sự ấm áp
1.1.3. Xử lý nước

Hình 1.1: Khử trùng nước năng lượng mặt trời tại Indonesia
Chưng cất năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để làm cho mặn hoặc nước lợ
uống được. Ví dụ đầu tiên trong số này là bởi nhà giả kim thuật thế kỷ 16 Ả Rập. Dự án
chưng cất năng lượng mặt trời quy mô lớn lần đầu tiên được xây dựng vào năm 1872 tại

thị trấn khai thác mỏ Las Salinas của Chile Nhà máy, trong đó có khu vực thu năng lượng
mặt trời 4.700 m2, có thể sản xuất lên đến 22.700 lít mỗi ngày và hoạt động 40 năm. Các
thiết kế chưng cất cụ thể bao gồm dốc đơn, dốc đôi (hay kiểu nhà kính), thẳng đứng, hình
nón, hấp thụ ngược, bấc nhiều.
Khử trùng nước năng lượng mặt trời (hình 1.1) liên quan đến việc phơi sáng các chai
nhựa polyethylene terephthalate (PET) đổ đầy nước dưới ánh sáng mặt trời trong vài giờ.

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 9

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

Thời gian phơi sáng khác nhau tùy thuộc vào thời tiết và khí hậu từ tối thiểu là sáu giờ
đến hai ngày trong điều kiện hoàn toàn u ám. Đó là khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế
giới như là một phương pháp khả thi cho xử lý nước hộ gia đình và lưu trữ an toàn. Hơn
hai triệu người ở các nước đang phát triển sử dụng phương pháp này đối với nước uống
hàng ngày của họ.
Ngoài ra, năng lượng mặt trời có thể dùng để điều trị nước thải mà không cần hóa chất
hoặc điện.
1.1.4. Nấu ăn
Bếp năng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để nấu nướng, làm khô và khử
trùng. Chúng có thể được nhóm lại thành ba loại lớn: bếp hộp, bếp tấm và bếp phản xạ.
+ Bếp hộp cơ bản bao gồm một thùng cách nhiệt có nắp đậy trong suốt. Nó có thể
được sử dụng hiệu quả với bầu trời u ám một phần và thường sẽ đạt đến nhiệt độ 90 0C150°C.

+ Bếp tấm sử dụng một tấm phản chiếu ánh sáng mặt trời trực tiếp vào một thùng
chứa cách nhiệt và đạt đến nhiệt độ so sánh với bếp hộp.
+ Bếp phản xạ sử dụng các hình học khác nhau tập trung (đĩa, máng, gương Fresnel)
để tập trung ánh sáng vào một bộ chứa nấu ăn. Các bếp này đạt đến nhiệt độ 315° C và
cao hơn nhưng yêu cầu ánh sáng trực tiếp để hoạt động đúng và phải được thay đổi vị trí
để theo dõi mặt trời.
Bếp năng lượng mặt trời đem lại nhiều lợi ích về môi sinh, kinh tế, và sức khỏe như
sau:


Dùng ánh nắng đun nấu thay củi, trấu, than, dầu lửa, hơi đốt, ... giúp giữ được
ôxy và tránh thải ra thêm điôxít cacbon vào khí quyển. Bếp điện đôi khi cũng dùng
điện sản xuất từ các nhà máy nhiệt điện đốt than đá hoặc dầu hỏa, do đó vẫn góp
phần làm ô nhiễm khí quyển và làm quả đất nóng thêm.



Nếu loại bếp này thay được đa số bếp củi, thì chặn được phần nào nạn phá rừng,
và tiến trình sa mạc hóa ở nhiều vùng đất.



Ánh nắng là nguồn sức nóng miễn phí. Có được một hay vài cái bếp năng lượng
mặt trời trong nhà thì nhẹ được khoản chi tiêu dành để mua nhiên liệu, để trả tiền
điện, hoặc thời gian đi kiếm củi hàng ngày.

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 10


SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học


Các nguồn năng lượng mới

Các tổ chức hoạt động từ thiện và các tổ chức bảo vệ môi sinh đang đẩy mạnh cố
gắng để giới thiệu và chỉ dẫn cách làm, cách dùng bếp năng lượng mặt trời khắp
nơi. Nhiều kiểu bếp chỉ cần mua vật liệu khoảng 2 đô la Mỹ là làm được. Một trong
những kiểu không đắt tiền vẫn có thể dùng được đến 10 năm. Các kiểu bếp này có
thể nhanh chóng trở thành một nguồn công ăn việc làm quan trọng cho thủ công
nghệ và tiểu công nghệ, nhất là tại các xứ nóng.



Bếp năng lượng mặt trời không thải ra khói, nên đỡ cay mắt và hại phổi. Tổ chức
Y tế thế giới cho biết đun bếp bằng củi cho hai bữa ăn hàng ngày gây thiệt hại cho
phổi tương đương như hút hai gói thuốc lá.



Các kiểu bếp bằng thùng, hộp cac-tông không gây phỏng cho trẻ em sờ mó trong
lúc đang đun. Các kiểu này, vì không có lửa ngọn, cũng khó phát cháy nếu bị quên
trông chừng.
1.1.5. Nhiệt quy trình

Ngoài các ứng dụng kể trên việc sử dụng các ao bốc hơi để có được muối từ nước biển
là một trong những ứng dụng lâu đời nhất của năng lượng mặt trời, các giá đỡ quần áo

được làm khô thông qua bay hơi gió và ánh sáng mặt trời mà không cần có điện hoặc khí
tiêu thụ.

1.2. ĐIỆN MẶT TRỜI
1.2.1. Điện mặt trời
Nguyên tắc chung, chúng tập trung ánh sáng mặt trời để tạo nên nhiệt độ cao.
- Hệ thống dạng máng gương : điều khiển bằng máy vi tính, có thể quay theo mặt trời
để đạt hiệu quả tối ưu. Chúng tập trung ánh sáng vào những ống chứa đầy dầu, đun nóng
dầu lên đến 3900C. Dầu nóng được lưu chuyển đến hệ thống trữ nước và đun nóng nước
thành hơi quá nhiệt làm quay máy phát điện (ngoài ra, hơi quá nhiệt còn có thể được ứng
dụng trong các quy trình công nghệ kỹ thuật khác hay để khử mặn v.v...). Dạng này cần
một hệ thống dự bị (backup system) thường là khí thiên nhiên để phát điện vào buổi tối
hay suốt những ngày nhiều mây. Một hệ thống nhiệt mặt trời lớn dạng máng gương này
đang hoạt động ở sa mạc Mojave, Nam California.
- Hệ thống nhiệt mặt trời dạng đĩa : ở White Cliffs, bang New South Wales, Úc, sử
dụng các đĩa có hình dạng giống như chảo parabol vô tuyến, phản xạ năng lượng vào một
tâm điểm, làm cho nước đi qua tâm điểm biến thành hơi, quay tuabin chạy máy phát điện.
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 11

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

Một máy vi tính điều khiển hướng các đĩa quay về phía mặt trời. Thiết kế tiến bộ này có
vẻ hiệu quả hơn trong mùa đông và ở những vĩ độ cao. Nó tạo ra nhiệt độ cao đến 15000C

(so sánh với 3900C ở hệ thống máng gương).
- Tháp năng lượng mặt trời là một hệ thống khác gồm một tòa nhà cao hay một cái
tháp được bao quanh bởi vô số gương. Các gương được điều khiển bằng Computer
chuyển động theo hướng mặt trời, tập trung bức xạ vào một trung tâm thu nhận ở đỉnh
tháp. Ở đó, chất lỏng tuần hoàn (muối nóng chảy) được đun nóng để tạo ra hơi nước phát
điện. Do muối chảy giữ nhiệt nên một phần nhiẹt có thể giữ được để phát điện vào ban
đêm. Các tháp mặt trời đang thử nghiệm ở Mỹ, một số nước Châu Âu và Nhật Bản.
1.2.2. Pin mặt trời
Có thể chuyển đổi trực tiếp ánh sáng mặt trời thành điện năng bằng cách sử dụng các
tế bào quang điện (Photovoltaic Solar Cells : PVs) dạng tấm phim mỏng bằng tinh thể
silicon, phát điện khi hấp thu năng lượng mặt trời (hiện tượng quang điện). Các PVs được
xếp trên những panel lớn.
Công nghệ PVs hiện tại (cũng được dùng để cung cấp năng lượng cho vệ tinh, đồng
hồ, máy tính bỏ túi...) có một số hạn chế, cản trở việc ứng dụng rộng rãi nó để phát điện.
Bởi vì, PVs chuyển năng lượng mặt trời thành điện năng với hiệu suất không cao, mặc dù
hiệu suất đã cải thiện nhiều so với các thập kỷ trước. Bất lợi khác là chi phí sản xuất PVs
để phát điện khá đắt và lượng panel mặt trời dùng trên quy mô lớn đòi hỏi diện tích vùng
đất lớn. Mặt tích cực, PVs phát điện không gây ô nhiễm và ít phải bảo quản, chu cấp.
Mặc dù đã có những tiến bộ đáng kể nhưng khả năng dùng các PVs để phát điện trên quy
mô lớn xem ra vẫn còn khó thực hiện. Đơn giản vì chúng ta không đủ không gian. Với
hiệu suất như hiện nay, cần phải có hàng ngàn mẫu (đơn vị diện tích) panel hấp thu năng
lượng mặt trời để sản xuất ra lượng điện năng bằng với lượng sản xuất từ một nhà máy
điện thông thường.
Tuy nhiên, dùng PVs cho quy mô nhỏ lại khá khả quan., nhất là đối với các vùng thôn
quê xa xôi ở những nước đang phát triển, sẽ kinh tế hơn là kéo dây điện về. Cho đến năm
1995, ước tính đã có 250.000 hộ gia đình ở các nước đang phát triển thuộc Châu Á, Mỹ
Latinh và châu Phi đã cài đặt trên mái nhà của họ (dưới sự trợ giúp của các tổ chức quốc
tế), cung cấp điện năng để thắp sáng, xay bột, bơm nước...

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh


Trang 12

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

1.3. THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN TRONG VIỆC ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO THỰC TẾ
1.3.1. Thuận lợi
 Không bị ảnh hưởng bởi việc cung cấp và nhu cầu nhiên liệu và do đó không phải
chịu mức giá ngày càng tăng của xăng dầu.
 Năng lượng mặt trời sạch, tái tạo (không giống như dầu, khí đốt và than đá) và bền
vững, góp phần bảo vệ môi trường của chúng ta. Nó không gây ô nhiễm không khí
do khí carbon dioxide thải ra, oxit nitơ, khí lưu huỳnh hoặc thủy ngân vào khí
quyển như năng lượng truyền thống.
 Nó tích cực góp phần vào việc giảm phát thải khí nhà kính có hại_nguyên nhân
gây ra sự nóng lên toàn cầu, mưa axit hoặc sương mù.
 Khi nghĩ đến những lợi thế kinh tế của năng lượng mặt trời, ngoài các chi phí cài
đặt ban đầu thì năng lượng mặt trời sử dụng miễn phí trong khi giá than, khí thiên
nhiên và dầu mỏ và nhiên liệu hóa thạch khác có xu hướng tăng liên tục.
 Cuối cùng, một trong những lợi ích lớn khác của năng lượng mặt trời là năng
lượng tái tạo này là lành mạnh, an toàn và dễ dàng sử dụng. Nó là năng lượng
tương lai đầy hứa hẹn cho cả khả năng phát triển kinh tế và môi trường bền vững.
1.3.2. Khó khăn
 Chi phí lắp đặt ban đầu của các tế bào năng lượng mặt trời là khá cao. Ngoài ra, để
tạo được nguồn điện lớn cần phải có một khu vực rộng lớn để đặt các tấm pin mặt

trời, các tấm pin này cũng rất dễ hư hỏng.
 Năng lượng mặt trời có thể không hiệu quả làm việc ở nước lạnh do sự khan hiếm
của ánh sáng mặt trời. Ngoài ra, năng lượng mặt trời chỉ có thể được sản xuất trong
ngày và không vào ban đêm.


Hiệu quả của các hệ thống năng lượng mặt trời có thể giảm do các yếu tố môi
trường, những thứ như ô nhiễm, khói mù, mây và mưa có thể có tác động rất tiêu
cực đến lượng năng lượng mặt trời sẽ sản xuất.

1.4. ĐIỆN MẶT TRỜI Ở VIỆT NAM
1.4.1. Tiềm năng
Việt Nam trải dài từ vĩ độ 23023’ Bắc đến 8027’ Bắc, là một đất nước ở vùng nhiệt đới
có tiềm năng đáng kể về năng lượng mặt trời. Trên bản đồ bức xạ mặt trời của thế giới,
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 13

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

Việt Nam là một trong những nước nằm trong giải phân bố nhiều nhất ánh nắng mặt trời
trong năm. Các tỉnh ở phía Bắc bình quân trong năm có chừng 1800 - 2100 giờ nắng. Các
tỉnh ở phía Nam bình quân có khoảng 2000 - 2600 giờ nắng. Ở vùng này, mặt trời chiếu
gần như quanh năm, kể cả vào mùa mưa. Do đó, đối với các địa phương ở Nam Trung bộ
và Nam bộ, nguồn bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên to lớn để khai thác sử dụng.

Ngoài ra, nước ta có đường bờ biển dài hơn 3200km với hơn 2800 hòn đảo, bãi đá
ngầm lớn nhỏ có nhiều cư dân sinh sống hoặc đơn vị quân đội đồn trú nhưng khó đưa
điện đến được.
1.4.2. Thành tựu bước đầu
Từ khoảng ba bốn thập niên trước, nhiều nước trên thế giới bắt tay phát triển nguồn
điện mặt trời, một số trung tâm nghiên cứu và đại học ở Việt Nam cũng đã nắm bắt xu
hướng đó và đầu những năm 1990 đã bắt đầu xây dựng một số cơ sở hạ tầng.
Đầu tiên là việc đầu tư xây dựng phòng thí nghiệm bán dẫn của Đại học Quốc gia Hồ
Chí Minh (với 5 triệu USD) và phòng thí nghiệm Nano của Khu công nghệ cao ở TP. Hồ
Chí Minh (với với 11 triệu USD). Ngoài ra còn có các tổ chức nghiên cứu triển khai liên
quan điện mặt trời cũng ra đời ở một vài viện nghiên cứu và trường đại học khác, như ở
Phòng thí nghiệm SolarLab thuộc Viện Khoa học Việt Nam ở Thành phố Hồ Chí Minh, ở
các Trung tâm Năng lượng Tái tạo của Đại học Bách khoa Hà nội hoặc ở Viện Năng
lượng Việt Nam (thuộc Bộ Công thương).
Từ khoảng ba bốn thập niên trước, nhiều nước trên thế giới bắt tay phát triển nguồn
điện mặt trời, một số trung tâm nghiên cứu và đại học ở Việt Nam cũng đã nắm bắt xu
hướng đó và đầu những năm 1990 đã bắt đầu xây dựng một số cơ sở hạ tầng.
Đầu tiên là việc đầu tư xây dựng phòng thí nghiệm bán dẫn của Đại học Quốc gia Hồ
Chí Minh (với 5 triệu USD) và phòng thí nghiệm Nano của Khu công nghệ cao ở TP. Hồ
Chí Minh (với với 11 triệu USD). Ngoài ra còn có các tổ chức nghiên cứu triển khai liên
quan điện mặt trời cũng ra đời ở một vài viện nghiên cứu và trường đại học khác, như ở
Phòng thí nghiệm SolarLab thuộc Viện Khoa học Việt Nam ở Thành phố Hồ Chí Minh, ở
các Trung tâm Năng lượng Tái tạo của Đại học Bách khoa Hà nội hoặc ở Viện Năng
lượng Việt Nam (thuộc Bộ Công thương).
Tổng công suất pin mặt trời lắp đặt tại Việt Nam lên đến 4 MW vào năm 2010. Có
khoảng 4.000 hộ gia đình hưởng lợi từ hệ thống điện mặt trời quy mô gia đình và 12.000
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 14


SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

người trên khắp vùng miền cả nước đang nhận được điện từ hệ thống pin quang điện PV.
Và cơ sở hạ tầng lớn nhất nước ta hiện nay chính là nhà máy pin năng lượng mặt trời
với vốn đầu tư 1 tỷ USD thuộc Tập đoàn First Solar (Mỹ) mới khởi công tại TP. Hồ Chí
Minh vào đầu năm 2011. Nhà máy này có kế hoạch sản xuất các mô-đun năng lượng mặt
trời phim màng mỏng với tổng công suất trên 250 MW và có thể được mở rộng hơn trong
tương lai.

Hình 1.2: Điện mặt trời đến với quần đảo Trường Sa (Việt Nam.
Đối với các hải đảo, một số hệ điện mặt trời đã được lắp đặt như hệ pin mặt trời trên
quần đảo Trường Sa (hình 1.2) với 4.093 tấm pin mặt trời loại 220 Wp hoặc dự án lắp
giàn pin mặt trời cung cấp điện cho một số hộ gia đình và các trạm biên phòng ở đảo Cô
Tô đã hoàn thành tháng 11 2002. Ngoài ra còn có hệ điện mặt trời kết hợp diesel gồm có
166 tấm pin mặt trời công suất 28 kW và 2 máy phát có tổng công suất 20 kW tại đảo Cù
Lao Chàm (Quảng Nam) do chính phủ Thụy Điển tài trợ; hệ điện mặt trời công suất 5
kWp tại đảo Hòn Chuối (Cà Mau) trong khuôn khổ dự án Solar Campus v.v…
1.4.3. Chủ trương trong tương lai
Trong tương lai không xa, nguồn nhiên liệu cho nhiệt điện sẽ cạn kiệt, nguồn thủy điện
cũng không còn nhiều để khai thác, lúc đó điện mặt trời sẽ cần phát triển để tham gia
cùng với điện hạt nhân, điện gió nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của sự phát triển
đất nước.
Để có một nền công nghiệp điện mặt trời trong tương lai sắp tới, nước ta cần đầu tư để
sớm có các nhà máy có sản lượng chế tạo pin mặt trời với công suất cao hơn và mở ra
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh


Trang 15

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

hướng mới sử dụng công nghệ khác, đó là công nghiệp nhiệt điện mặt trời hay công nghệ
điện mặt trời hội tụ CSP (concentrating solar power plant).

Chương 2: NĂNG LƯỢNG GIÓ
2.1. SỰ HÌNH THÀNH NĂNG LƯỢNG GIÓ
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 16

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

Năng lượng gió là một dạng khác của năng lượng mặt trời. Bức xạ Mặt Trời chiếu
xuống bề mặt Trái Đất không đồng đều làm cho bầu khí quyển, nước và không khí nóng
không đều nhau. Một nửa bề mặt của Trái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận
được bức xạ của Mặt Trời và thêm vào đó là bức xạ Mặt Trời ở các vùng gần xích đạo

nhiều hơn là ở các cực, do đó có sự khác nhau về nhiệt độ và vì thế là khác nhau về áp
suất mà không khí giữa xích đạo và 2 cực cũng như không khí giữa mặt ban ngày và mặt
ban đêm của Trái Đất di động tạo thành gió. Trái Đất xoay tròn cũng góp phần vào việc
làm xoáy không khí và vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi (so với mặt phẳng do quỹ
đạo Trái Đất tạo thành khi quay quanh Mặt Trời) nên cũng tạo thành các dòng không khí
theo mùa. Ngoài các yếu tố có tính toàn cầu trên gió cũng bị ảnh hưởng bởi địa hình tại
từng địa phương. Do nước và đất có nhiệt dung khác nhau nên ban ngày đất nóng lên
nhanh hơn nước, tạo nên khác biệt về áp suất và vì thế có gió thổi từ biển hay hồ vào đất
liền. Vào ban đêm đất liền nguội đi nhanh hơn nước và hiệu ứng này xảy ra theo chiều
ngược lại.
Năng lượng gió là nguồn năng lượng đã được nhân loại biết đến và sử dụng sớm nhất,
sử dụng cối xay gió để xay lúa và kéo guồng nước, dùng để di chuyển thuyền buồm hay
khinh khí cầu… Từ khi chúng ta lập quốc, ngư phủ Việt Nam đã dùng tàu buồm để ra
khơi đánh cá quanh những hải đảo Hoàng Sa và Trường Sa. Cũng từ thời buổi đó, tàu
buồm của người Philippines, Indonesia và Malaysia đã cập bến miền Trung giao thương
với ta. Trước cách mạng công nghiệp, người ta đã biết dùng sức gió cho nhiều hoạt động
kinh tế trên đất liền. Người Hà Lan dùng quạt gió làm cạn châu thổ sông Rhin để lấn biển
mở rộng lãnh thổ của họ.

2.2. SẢN XUẤT ĐIỆN TỪ NĂNG LƯỢNG GIÓ
Với sự ra đời của tuabin gió đã đánh dấu bước phát triển lớn về công nghệ sử dụng
năng lượng gió trong việc tạo ra điện năng. Tuabin gió là thiết bị dùng để biến động năng
của gió thành lực cơ học để chạy máy phát sản xuất ra điện sạch, bao gồm tuabin gió trục
ngang và tuabin gió trục đứng.
Các tuabin ngày nay là các nguồn tạo điện đa năng theo dạng môđun. Cánh của tuabin
được thiết kế theo khí động học để nhận được gió cực đại. Các tuabin gió hoạt động dựa
trên nguyên lý rất đơn giản. Năng lượng của gió làm 2 hoặc 3 cánh quạt quay quanh 1
roto. Mà roto được nối với trục chính và trục chính sẽ làm quay máy phát để tạo ra điện.
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh


Trang 17

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

Người ta bố trí các tuabin gió cao hàng chục, thậm chí trăm mét với các cánh quạt dài
hàng chục mét để thu hầu hết năng lượng gió. Vì gió không thổi đều đặn nên năng lượng
điện phát sinh từ các tuabin gió chỉ có thể được sử dụng kết hợp chung với các nguồn
năng lượng khác để cung cấp năng lượng liên tục. Tại châu Âu, các tuabin gió được nối
mạng toàn châu Âu, nhờ vào đó mà việc sản xuất điện có thể được điều hòa một phần.
Một khả năng khác là sử dụng các nhà máy phát điện có bơm trữ để bơm nước vào các
bồn chứa ở trên cao và dùng nước để vận hành tuabin khi không đủ gió. Xây dựng các
nhà máy điện có bơm trữ này là một tác động lớn vào thiên nhiên vì phải xây chúng trên
các đỉnh núi cao.
Ngoài ra còn có một công nghệ khác để tích trữ năng lượng gió. Cánh quạt gió sẽ được
truyền động năng trực tiếp để quay máy nén khí. Động năng của gió được tích lũy vào hệ
thống nhiều bình khí nén. Hệ thống hàng loạt bình khí nén này sẽ được luân phiên tuần tự
phun vào các tuabin để quay máy phát điện. Như vậy năng lượng gió được lưu trữ và sử
dụng ổn định hơn (dù gió mạnh hay gió yếu thì khí vẫn luôn được nén vào bình, và người
ta sẽ dễ dàng điểu khiển cường độ và lưu lượng khí nén từ bình phun ra), hệ thống các
bình khí nén sẽ được nạp khí và xả khí luân phiên để đảm bảo sự liên tục cung cấp năng
lượng quay máy phát điện (khi 1 bình đang xả khí quay máy phát điện thì các bình khác
sẽ đang được cánh quạt gió nạp khí nén vào).

2.3. ĐIỆN GIÓ TRÊN THẾ GIỚI
Ngày nay, nhiều nhà môi trường học và các viên chức chính phủ hoan nghênh việc sử

dụng các tuabin gió bởi vì chúng không làm phát sinh ra những chất gây ô nhiễm môi
trường. Tuy còn nhiều ý kiến tranh cãi về ảnh hưởng của năng lượng gió nhưng dù vậy
thế giới cũng không thể chối bỏ về sự phát triển và thành tựu đạt được của nó.
Mỹ đang là quốc gia đầu tiên sản xuất điện năng từ gió với công suất khoảng trên
35.000 MW và trở thành quốc gia đứng đầu về lĩnh vực này. Bang Texas là nơi có công
suất điện năng gió lớn nhất của Mỹ. Khu điền trang sản xuất điện năng gió Roscoe là nơi
tiêu thụ điện năng lớn nhất thế giới với tổng sản lượng tiêu thụ là 9.900 MW trong năm
2009 – bằng điện năng tiêu thụ của 2,4 triệu hộ gia đình và tương đương với khoảng 3
nhà máy điện nguyên tử tiêu thụ.
Công suất sản xuất điện năng từ gió của Trung Quốc đạt hơn 25.100 MW và lĩnh vực
sản xuất điện năng từ gió trở thành một trong những mũi nhọn kinh tế chính của Trung
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 18

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

Quốc. Với lợi thế bờ biển dài và diện tích đất dồi dào, Trung Quốc có triển vọng lớn về
nguồn tài nguyên năng lượng từ gió. Có hơn 80 nông trang sản xuất năng lượng từ gió
hoạt động tại Trung Quốc.
Đức có công suất sản xuất năng lượng từ gió vào khoảng 26.000MW. Tháng 4 2010,
Đức đã mở ra một công viên gió ngoài khơi đầu tiên – Alpha Ventus ở Biển Bắc.
Tây Ban Nha là nước đứng thư tư trong số các quốc gia đứng đầu thế giới về lĩnh vực
này với công suất là 19.740MW.
Scotland sắp cho xây dựng một trang trại điện gió lớn nhất thế giới ngay tại khu vực

bờ biển phía bắc, có khả năng cung cấp 40% nhu cầu điện năng cho các hộ gia đình của
nước này. Khu tổ hợp có trị giá hơn 7 tỷ USD là nơi lắp đặt 339 tuabin trên diện tích rộng
300 km2 ngoài khơi bờ biển Caithness của Scotland. Theo kế hoạch, trang trại điện gió sẽ
chính thức đi vào hoạt động từ năm 2018.
Ngoài ra còn có Ấn Độ (10.925MW năm 2009), Ý (4.850MW năm 2009), Pháp (4.500
năm 2009), Anh Quốc (4000MW năm 2009).

Hình 2.1: Trang trại điện gió ngoài khơi tại Scotland

2.4. THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN TRONG VIỆC SẢN XUẤT ĐIỆN GIÓ
2.4.1. Thuận lợi
– Đây là một nguồn năng lượng sạch vì nguyên liệu được dùng là "gió". Nguồn năng
lượng này không làm ô nhiễm không khí như nguồn điện năng xuất phát từ các nhà máy
phát điện từ than hay khí đốt. Các tuabin gió không tạo ra mưa acid do khí thải SO2, hay
các khí gây hiệu ứng nhà kính.

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 19

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

– Năng lượng gió có ở nhiều vùng là một nguồn tài nguyên tuyệt vời để tạo ra năng
lượng tại các địa điểm từ xa như các vùng miền núi, nông thôn và hải đảo Do đó nguồn
cung cấp năng lượng gió của đất nước thì rất phong phú.

– Khi kết hợp với năng lượng mặt trời, nguồn năng lượng này sẽ tạo được một lượng
điện ổn định và đáng tin cậy.
– Tuabin gió có thể xây dựng trên các nông trại, vì vậy đó là một điều kiện kinh tế cho
các vùng nông thôn, là nơi tốt nhất về gió mà có thể tìm thấy. Những người nông dân và
các chủ trang trại có thể tiếp tục công việc trên đất của họ. Khi sử dụng năng lượng gió,
người dân không phải chịu thiệt hại do thất thu hoa màu hay tái định cư và cũng không
phải chịu thêm chi phí y tế và chăm sóc sức khỏe do ô nhiễm.
– Năng lượng gió giúp đa dạng hóa các nguồn năng lượng, góp phần tránh phụ thuộc
vào các nguồn năng lượng khác, chính điều này làm phân tán rủi ro và tăng cường an
ninh năng lượng.
2.4.2. Khó khăn
– Điểm khó khăn chính yếu của nguồn năng lượng này là tùy thuộc vào thời tiết và
chế độ gió.
– Việc đầu tư vào điện gió đòi hỏi nguồn vốn lớn và dài hạn.
– Nguồn gió nhiều và đều đặn thường ở khu vực xa thành phố, do đó ngoài việc sử
dụng tại chỗ, điện năng từ gió khó được chuyển về các khu đông dân cư.
– Trạm điện gió gây ô nhiễm tiếng ồn khi vận hành cũng như phá vỡ cảnh quan tự
nhiên.
– Làm nhiễu sóng vô tuyến.

2.5 NĂNG LƯỢNG GIÓ VIỆT NAM
2.5.1. Tiềm năng lớn
Trong chương trình đánh giá về năng lượng cho Châu Á, Ngân hàng Thế Giới đã có
khảo sát chi tiết về năng lượng gió cho khu vực Đông Nam Á. Trong bốn nước được
khảo sát thì Việt Nam có tiềm năng lớn nhất và hơn hẳn các quốc gia lân cận là Thái Lan,
Lào, Campuchia. Trong khi Việt Nam có đến 8.6% diện tích lãnh thổ được đánh giá có
tiềm năng từ tốt đến rất tốt để xây dựng các trạm điện gió cỡ lớn thì diện tích này ở
Campuchia là 0.2%, ở Lào là 2.9% và ở Thái Lan là 0.2%. Điều này cho thấy tiềm năng
năng lượng gió của Việt Nam là không nhỏ. Phân bố mật độ năng lượng vào khoảng 800GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh


Trang 20

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

1400KWh/m2.năm, tại các hải đảo 500-1000KWh/m2.năm, tại vùng duyên hải miền
Trung, Tây Nguyên và duyên hải Nam Bộ và các khu vực khác là 500KWh m2.năm.
Tổng tiềm năng điện gió của Việt Nam ước đạt 513.360 MW năm.
Các nhà khoa học cũng khẳng định, Việt Nam có khoảng 17.400 héc ta rất thích hợp
cho các dự án, công trình phát triển năng lượng gió. Chỉ tính riêng địa bàn tỉnh Thừa
Thiên –Huế đã có lượng gió đạt tới vận tốc gió > 7m s, xuất hiện ở cả vùng núi phía Tây
và vùng ven biển. Một số khu vực thuộc phía Đông của dãy Trường Sơn ở độ cao từ 8001200 m so với mực nước biển có vận tốc gió lên tới 8,5 - 9,5 m s. Khu vực đồng bằng
ven biển ở phía Bắc Huế và Mũi Chân Mây trên độ cao 30m có vận tốc gió ở là 5,56,0m s. Điều đó cho thấy, tiềm năng phát triển các loại tua bin gió cỡ nhỏ và vừa ở địa
bàn Thừa Thiên Huế là rất khả thi. Tỉnh Bình Thuận cũng có trên 75 nghìn héc ta có tiềm
năng đưa vào quy hoạch sản xuất điện gió, tương đương tổng công suất có thể lắp đặt
khoảng 5.030 MW. Riêng các khu vực có vận tốc gió trung bình tối thiểu 6,5 m giây
cũng tới hơn 23 nghìn héc ta với tổng công suất có thể lắp đặt ước khoảng 1570 MW.
Hai vùng giàu tiềm năng nhất để phát triển điện gió trên lãnh thổ Việt Nam là Sơn Hải
(Ninh Thuận) và vùng đồi cát ở độ cao 60-100m phía tây từ Hàm Tiến đến Mũi Né (Bình
Thuận). Gió vùng này không những có vận tốc trung bình lớn, còn có một số thuận lợi là
số lượng các cơn bão khu vực ít và gió có xu thế ổn định là những điều kiện rất thuận lợi
để phát triển năng lượng gió. Trong những tháng có gió mùa, tỷ lệ gió nam và đông nam
là 98% với vận tốc trung bình 6-7m s tức là vận tốc có thể xây dựng các trạm điện gió 33.5MW. Thực tế là người dân khu Ninh Thuận cũng đã chế tạo một số máy phát điện cỡ
nhỏ nhằm mục đích thắp sáng. Ở hai khu vực này dân cư thưa thớt, thời tiết khô nóng
khắc nghiệt và là những vùng dân tộc đặc biệt khó khăn của Việt Nam.
2.5.2. Khó khăn từ nhiều phía

Mặc dù có nhiều thuận lợi như đã nêu ở trên nhưng đầu tư điện gió ở Việt Nam chậm
phát triển vì nhiều lý do: điều kiện tự nhiên, thời tiết, công nghệ và đặc biệt là chi phí đầu
tư cao dẫn tới giá thành, giá bán điện cao (mức cao nhất là 2,77 triệu USD MW, thấp
nhất là 1,77 triệu USD MW và trung bình là 2,2 triệu USD MW). Tiên phong trong lĩnh
vực đầu tư vào điện gió là Công ty cổ phần Năng lượng tái tạo (REVN) đã đưa công trình
điện gió ở huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận bắt đầu vận hành vào tháng 10-2009. Một
chuyên gia về năng lượng tái tạo của Bộ Công thương cho biết, Bộ vẫn chủ trương
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 21

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

nghiên cứu về mặt khoa học công nghệ đối với điện gió, nhưng rất khó phát triển đại trà
vì giá điện quá đắt (khoảng 3.000 đồng kWh). Vì vậy, dù là nguồn năng lượng sạch
nhưng người dân không thể chấp nhận bởi mức giá quá cao.
Bên cạnh đó, chúng ta chưa có chính sách và các quy định trợ giá trong việc mua điện
từ nguồn năng lượng gió. Việc thu xếp vốn của các nhà đầu tư còn khó khăn do còn thiếu
các dịch vụ và khả năng tài chính để có thể vay vốn từ ngân hàng hoặc từ tổ chức tài
chính cho việc phát triển điện gió. Chưa có qui hoạch và chính sách minh bạch, rõ ràng,
thống nhất từ trung ương đến địa phương, chưa có văn bản quy phạm pháp luật về
khuyến khích phát triển năng lượng tái tạo nói chung và điện gió nói riêng, đặc biệt là
những quy định cụ thể nhằm quản lý hoạt động đầu tư phát triển điện gió. Chưa kể sự hạn
chế về trình độ kỹ thuật để thiết kế, thi công, kể cả dịch vụ bảo quản, bảo trì, điều hành
và quản lý công trình. Việc cấp phép, triển khai đến nay vẫn còn thiếu quy hoạch cụ thể

cũng như việc bổ sung quy hoạch điện lực chung của địa phương và khu vực. Cũng vì lí
do phụ thuộc điều kiện tự nhiên, thời tiết trên, nên dù ngày càng hữu dụng thì năng lượng
gió vẫn không thể là năng lượng chủ lực.
2.5.3. Các trạm điện gió ở Việt Nam


Một máy phát điện gió có công suất 2KW đã được lắp đặt vào cuối năm 2000
tại huyện Đắc Hà, tỉnh Kom Tum do công ty TOHOKU (Nhật Bản) tài trợ. Đến
nay máy phát điện gió này đang hoạt động tốt. Năm 2002, Viện Năng lượng đã
nghiên cứu, chế tạo và lắp đặt một động cơ gió phát điện có công suất 3.2KW.



Trong tháng 12 2006, Viện cơ học đã lắp đặt một trạm phát điện năng lượng gió
và mặt trời tại Cù Lao Chàm, Hội An, Quảng Nam có công suất thiết kế là 1.5KW
ở độ cao 10-15m. Theo khảo sát ở Viện cơ học vận tốc gió ở tại Cù Lao Chàm là
9-10m s rất thuận lợi cho hoạt động của tuabin gió.



Dự án điện gió có công suất 50MW ở Nhà máy điện Phương Mai (Bình Định)
với tổng vốn đầu tư giai đoạn 1 là 65 triệu USD và giá bán điện dự kiến là 45
USD/MWh.



Nhà máy phong điện của công ty GRETA ENERGY (Canada) có vốn đầu tư
1200 tỷ đồng ở xã Công Hải, huyện Thuận Bắc. Dọc theo quốc lộ 1A các trạm
tuabin sẽ bám theo dãy Ba Hồ phía tây ngon núi Chúa và băng qua cánh dồng
Nhím để đón những luồng gió từ Cam Ranh (Khánh Hòa) vào.


GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 22

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học


Các nguồn năng lượng mới

Xây dựng nhà máy điện gió mũi Chim Chim của Côn Đảo có công suất thiết kế
7.5MW với vốn đầu tư 19 triệu USD.

 Nhà máy điện gió tại đảo Bạch Long Vĩ được hoàn thiện vào 6 2004. Đây là hệ
thống hỗn hợp giữa 1 tuabin gió có công suất 800KW và 2 máy phát điện Diezen
dự phòng có công suất 414kVA


Nhà máy Phong điện đảo Phú Quý tại khu vực xã Long hải và Ngũ Phụng (phía
Bắc đảo Phú Quý) với công suất đặt 6MW được vận hành vào tháng 8 2012. Dự
kiến, hàng năm sẽ cung cấp hệ thống điện trên đảo khoảng 25,4 triệu kWh. Đồng
bộ với nhà máy, cải tạo đường dây 1 pha hiện hữu thành 3 pha và xây dựng mới
một đường dây 3 pha, hoàn chỉnh mạch vòng lưới điện 22 kV cho toàn đảo.



Hiện nay, nhà máy điện gió ở huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận đã dự kiến

công suất lắp đặt điện gió đến năm 2015 khoảng 1500 MW và sẽ đạt khoảng 3000
MW vào năm 2020.

 Nhà máy điện gió Bạc Liêu được khởi công xây dựng vào ngày 9.9.2010, đến nay
dự án Nhà máy điện gió Bạc Liêu đã hoàn thành giai đoạn 1.

Hình 2.2: Các cột điện gió ở Bạc Liêu
Dự án này có quy mô công suất 99,2 MW, bao gồm 62 trụ tuabin gió, công suất
mỗi tuabin là 1,6 MW, điện năng sản xuất toàn dự án khoảng 320 triệu KWh năm. Tổng
mức đầu tư của dự án là 5.200 tỉ đồng, diện tích đất xây dựng 500 héc ta. Dự kiến đến
tháng 6 2014, dự án sẽ hoàn tất. Đây sẽ là nguồn động lực lớn thúc đẩy sự phát triển kinh
tế của Bạc Liêu nói riêng và cả Đồng bằng sông Cửu Long nói chung.

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 23

SVTH: Mai Thúy Kiều


Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

Chương 3: NĂNG LƯỢNG SINH KHỐI
GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 24

SVTH: Mai Thúy Kiều



Luận văn tốt nghiệp Đại học

Các nguồn năng lượng mới

3.1. GIỚI THIỆU
Sinh khối là một thuật ngữ có ý nghĩa bao hàm rất rộng dùng để mô tả các vật chất có
nguồn gốc sinh học vốn có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng hoặc do các
thành phần hóa học của nó.
Với định nghĩa như vậy, sinh khối bao gồm cây cối tự nhiên, cây trồng công nghiệp,
tảo và các loài thực vật khác, hoặc là những bã nông nghiệp và lâm nghiệp. Sinh khối
cũng bao gồm cả những chất thải từ xã hội con người như chất thải từ quá trình sản xuất
thức ăn nước uống, bùn nước cống, phân bón, sản phẩm phụ gia công nghiệp và các
thành phần hữu cơ của chất thải sinh hoạt.
Sinh khối còn có thể được phân chia nhỏ ra thành các thuật ngữ cụ thể hơn, tùy thuộc
vào mục đích sử dụng: tạo nhiệt, sản xuất điện năng hoặc làm nhiên liệu cho giao thông
vận tải.
Các nguồn sinh khối được chuyển thành các dạng năng lượng khác như điện năng,
nhiệt năng, hơi nước và nhiên liệu qua các phương pháp chuyển hóa như đốt trực tiếp và
turbin hơi, phân hủy yếm khí (anaerobic digestion), đốt kết hợp (co-firing) , khí hóa
(gasification) và nhiệt phân (pyrolysis).
Sinh khối còn có thể được xem như một dạng tích trữ năng lượng Mặt Trời. Năng
lượng từ Mặt Trời được "giữ" lại bởi cây cối qua quá trình quang hợp trong giai đoạn
phát triển của chúng. Năng lượng sinh khối được xem là tái tạo vì nó được bổ sung nhanh
hơn rất nhiều so với tốc độ bổ sung của năng lượng hóa thạch vốn đòi hỏi hàng triệu năm.
Ngoài ra, việc sử dụng sinh khối để tạo năng lượng có tác động tích cực đến môi
trường. Hẳn nhiên việc đốt sinh khối không thể giải quyết ngay vấn đề mất cân bằng về
tỷ lệ CO2 hiện nay. Tuy nhiên, vai trò đóng góp của sinh khối trong việc sản xuất năng
lượng vẫn rất đáng kể trong việc bảo vệ cân bằng môi trường, vì nó tạo ra ít CO 2 hơn

năng lượng hóa thạch. Một cách khái quát, CO2 tạo ra bởi việc đốt sinh khối sẽ được cô
lập tạm thời (sequestered) trong cây cối được trồng mới để thay thế nhiên liệu. Nói một
cách khác, đó là một chu kỳ tuần hoàn kín với tác động hết sức nhỏ lên môi trường.
Tóm lại, sinh khối là một nguồn năng lượng hấp dẫn bởi các lý do sau đây:


Trước nhất, đây là một nguồn năng lượng tái tạo, nếu chúng ta có thể bảo đảm
được tốc độ trồng cây thay thế.

GVHD: Ths Hoàng Xuân Dinh

Trang 25

SVTH: Mai Thúy Kiều