Trường ĐHBKHN
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Viện: Kinh tế - Quản lý
Độc lập-Tự do-Hạnh phúc
Bộ môn: Năng lượng mới đại cương

BẢN BÁO CÁO

ĐỀ TÀI 3: NHIỆT ĐIỆN MẶT TRỜI
Giảng viên: Đỗ Kim Thoa
Danh sách nhóm:
1. Lê Thị Hoài Thương
2. Phạm Thị Hương
3. Nguyễn Thị Thuận
4. Nguyễn Thị Huyền
5. Nguyễn Thị Lý
6. Nguyễn Văn Huy
7. Nguyễn Quang Hưng

Lớp: KTCN
Lớp: KTCN
Lớp: KTCN
Lớp: KTCN
Lớp: KTCN
Lớp KTCN
Lớp: KTCN

MSSV: 20104825
MSSV: 20104544
MSSV: 20104659
MSSV: 20104714

MSSV: 20104635
MSSV: 20104712
MSSV: 20100365


MỤC LỤC

Nội dung:
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Phần mở đầu
Khái niệm
Ứng dụng trên thế giới
Nguyên lý hoạt động
Ưu điểm, nhược điểm
Tài liệu tham khảo

Trang
1
2
2
5
15
15



1: MỞ ĐẦU
Ngày nay, nguồn năng lượng truyền thống như than, dầu mỏ, khí đốt…ngày
càng cạn kiệt, trong khi nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng cao, con người
ta dần nghĩ đến những nguồn năng lượng vô tận-năng lượng tái tạo. Và năng lượng
Mặt Trời đang được khai thác một cách có hiệu quả. Ngành sản xuất năng lượng
Mặt Trời ngày càng phát triền một cách nhanh chóng.
Một trong số ứng dụng của năng lượng Mặt Trời chính là Nhiệt điện Mặt Trời.
2. KHÁI NIỆM
Nhiệt điện Mặt Trời là ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng Mặt Trời ở nhiệt độ
cao thành điện năng.
3. ỨNG DỤNG TRÊN THẾ GIỚI
Sản lượng điện mặt trời tăng 48% một năm kể từ 2002, nghĩa là cứ hai năm lại
tăng gấp đôi và đã giúp ngành năng lượng này đạt tốc độ tăng trưởng cao nhất thế
giới. Dữ liệu đến hết năm 2007 cho biết toàn thế giới đạt 12400 MW công suất
điện mặt trời trong đó khoảng 90% hòa vào mạng lưới điện chung, còn lại được lắp
trên tường hay mái của nhiều tòa nhà.
Đức, Nhật, Israel, Hoa Kỳ, Úc là những nước có ngành nhiệt điện Mặt Trời phát
triển.


Danh sách các nhà máy nhiệt điện mặt trời lớn nhất thế giới

Tên nhà máy

Quốc
gia

Công suất
điện một

chiều tối
đa (MW)

GW
giờ
/năm

Capacity
factor

Parque
Fotovoltaico
Olmedilla de
Alarcon

Tây
Ban
Nha

60

Parque Solar
Merida/Don
Alvaro

Tây
Ban
Nha

30


Planta solar
Fuente Álamo

Tây
Ban
Nha

26

Planta
fotovoltaica de
Lucainena de
las Torres

Tây
Ban
Nha

23.2

Parque
Fotovoltaico
Abertura Solar

Tây
Ban
Nha

23.1


47

0.23

Parque Solar
Hoya de Los
Vincentes

Tây
Ban
Nha

23

41

0.20

Diễn giải

Hoàn thành tháng
09/2008

85

Hoàn thành tháng
09/2008

44


0.19

Hoàn thành tháng
09/2008


Danh sách các nhà máy nhiệt điện mặt trời lớn nhất thế giới

Tên nhà máy

Quốc
gia

Công suất
điện một
chiều tối
đa (MW)

Solarpark
Calveron

Tây
Ban
Nha

21.2

Huerta Solar
Almaraz


Tây
Ban
Nha

20

Planta solar
fotovoltaico
Calasparra

Tây
Ban
Nha

20

Planta Solar La
Magascona

Tây
Ban
Nha

20

Beneixama
photovoltaic
power plant[29]


Tây
Ban
Nha

20

SinAn
photovoltaic
power plant

Hàn
Quốc

19.6

Planta de
energía solar

Tây
Ban

15

GW
giờ
/năm

40

Capacity

factor

Diễn giải

0.22

Hoàn thành tháng
09/2008

42

30

27

0.24

0.17

Tenesol, Aleo and Solon
solar modules with QCells cells

0.16

Asia's largest
photovoltaic plant.
Consists of 108,864
units of Conergy STM
180F solar modules.
Hoàn thành tháng



Danh sách các nhà máy nhiệt điện mặt trời lớn nhất thế giới

Tên nhà máy

Quốc
gia

Công suất
điện một
chiều tối
đa (MW)

GW
giờ
/năm

Capacity
factor

Diễn giải

Mahora

Nha

09/2008

Nellis Solar

Power Plant

Hoa
Kỳ

14

30

Planta Solar de
Salamanca

Tây
Ban
Nha

13.8

n.a.

Parque Solar
Guadarranque

Tây
Ban
Nha

13.6

20


Lobosillo Solar
Park

Tây
Ban
Nha

12.7

n.a.

Parque Solar
Fotovoltaico
Villafranca

Tây
Ban
Nha

12

Erlasee Solar
Park

Đức

12

14


0.13

1,408 Solon mover

Serpa solar
power plant[30]

Bồ
Đào

11

20

0.21

52,000 solar modules

0.24

Gồm 70,000 tấm pin

Gồm 70,000 tấm pin do
hãng Kyocera chế tạo

0.17

Tấm pin của các hãng
Chaori và YingLi

Sử dụng công nghệ
Điện mặt trời cường độ
cao


Danh sách các nhà máy nhiệt điện mặt trời lớn nhất thế giới

Tên nhà máy

Quốc
gia

Công suất
điện một
chiều tối
đa (MW)

GW
giờ
/năm

Capacity
factor

Diễn giải

Nha
Pocking Solar
Park


Đức

10

11.5

0.13

57,912 solar modules

4. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG
Mặc dù những cái tháp năng lượng ít trưởng thành trong thương mại hơn so với
các hệ thống máng xối điển hình, nhưng số lượng thành phần và các hệ thống có
tính thí nghiệm đã từng là lĩnh vực khảo thí trên thế giới trong 15 năm qua , và
cũng đã chứng minh tính khả thi về kỹ thuật và tiềm năng kinh tế của công nghệ.
Kể từ năm 1980, các tháp năng lượng đã thực hiện được thực hiện ở Nga, Italy,
Nhật Bản, Tây Ban Nha Pháp, và Mỹ. Những thiết bị dùng để thí nghiệm này đã
được xây dựng để chứng minh rằng : các tháp năng lượng mặt trời có thể tạo ra
điện và để chứng minh cũng như là cải thiện các thành phần hệ thống có tính đặc
biệt.
•

Máng năng lượng mặt trời :


Đó là một hệ thống sử dụng máng parabol phản chiếu để thu ánh sáng mặt
trời và tập trung chúng vào các đường ống nằm ở trung tâm chiếc máng.
Một nguồn chất lỏng chạy qua đường ống được làm nóng đến 320 độ F hay
160 độ C.
Sau đó, các chất lỏng nóng này sẽ được bơm vào buồng và làm cho máy

phát điện chạy.
Như vậy, bên cạnh việc cung cấp điện, máy còn sử dụng để đun nước nóng.
Hệ thống đang được thử nghiệm tại miền nam châu Phi. Đây là lựa chọn tối
ưu cho các bệnh viện ở quá xa thành phố hoặc những nơi không đủ ánh nắng
để chạy pin mặt trời.
•

Nguyên lý hoạt động của tháp năng lượng mặt trời:
Tháp năng lượng mặt trời (Solar power tower) là một loại lò năng lượng mặt
trời sử dụng một cột (hoặc dàn) tháp để nhận được ánh sáng mặt trời tập
trung. Tháp năng lượng mặt trời sử dụng những tấm gương phẳng, di chuyển
được (gọi là kính định nhật) trải ra diện tích xung quanh để tập trung tia
nắng mặt trời đến tháp (nơi tiếp nhận). Nhiệt năng mặt trời được tập trung
lại có thể xem là một trong những giải pháp khả thi sản xuấtnăng lượng tái
tạo, năng lượng không gây ô nhiễm với công nghệ hiện nay.


Hình ảnh: Nhà máy điện năng lượng mặt trời Solar Two
gần Barstow, California hiện đã ngưng hoạt động.


Các tháp năng lượng mặt trời phát ra năng lượng điện từ ánh sáng mặt trời bằng
cách tập trung tia bức xạ vào một tháp trao đổi nhiệt (máy thu). Hệ thống sử dụng
hàng trăm đến hàng nghìn chiếc gương theo dõi mặt trời, cái mà được gọi là kính
định nhật để phản xạ với mặt trời có thể chiếu vào máy thu. Những dụng cụ này thì
phù hợp nhất cho tiện ích ứng dụng quy mô trong khoảng 30-400MW.
Trong tháp năng lượng mặt trời muối nóng chảy, dung dich muối ở 290oC (554oF)
được bơm từ một bể lưu trữ “ nóng” cho việc lưu trữ sau đó. Khi các dụng cụ cần
năng lượng, hệ thống phát ra sẽ bơm muối nóng và tạo ra hơi nước ở nhiệt độ cao
để làm quay tua bin hình tròn rankine thông thường. Từ máy phát điện hơi nước,

muối lại quay về bể lạnh nơi mà nó được lưu trữ và cuối cùng được làm nóng lại
trong máy thu. Biểu đồ số 1 là đường dẫn cơ bản trong một nhà máy năng lượng
mặt trời muối nóng chảy. Việc xác định kích cỡ lưu trữ tối ưu đáp ứng các yêu cầu
điện công văn là một phần quan trọng của quá trình thiết kế hệ thống. Các bể lưu
trữ có thể được thiết kế với dung tích vừa đủ để năng lượng pin đầy tỏa ra lên đến
13h.
Khu vực định nhật bao quanh tháp thì đặt ra ngoài để tối ưu hóa hiệu suất thường
niên của nhà máy. Và máy thu cũng được dán keo phụ thuộc vào nhu cầu của tính
thống nhất. Trong sự lắp đặt điển hình, tập trung năng lượng mặt trời xảy ra ở một
tỷ lệ vượt quá mức tối đa yêu cầu để cung cấp hơi nước cho tua bin. Kết quả, hệ
thống lưu trữ nhiệt có thể được tỏa ra ở cùng một thời gian khi mà nhà máy sản
xuất đầy năng lượng thông suốt.
System boundary : hệ thống ranh giới
Hot salt strage tank : bể lưu trữ muối nóng
Cold ....
: bể lạnh
Substation
: trạm biến áp
Steam turbine and electricity general : tua bin hơi nước và máy phát điện
Condenser cooling tower : tháp giải nhiệt ngưng tụ
Tỷ lệ năng lượng nhiệt điện được cung cấp bởi hệ thống thu điện tử ( khu vực và
máy thu định nhật) cho nhiệt điện cao điểm theo yêu cầu của máy phát điện bằng
tua bin thì được gọi là năng lượng mặt trời đa phần. Với một năng lượng mặt trời
đa phần xấp xỉ 2,7, một tháp năng lượng muối chảy được đặt ở sa mạc carlifornia ,
mojave có thể được thiết kế cho một công suất yếu, hàng năm khoảng 65% ( phụ
thuộc vào các mô phỏng ở các phòng thí nghiệm quốc gia sandia với mã máy tính
solergy (1). Kết quả, 1 tháp năng lượng có thể hoạt động với khả năng 65% của
năm mà không cần năng lượng hỗ trợ. Không có sự lưu trữ năng lượng, các công
nghệ năng lượng mặt trời bị giới hạn với các yếu tố hiệu suất thường niên gần
25%.

Một số hình ảnh về tháp năng lượng mặt trời:


Hình ảnh: NTO - “Tháp năng lượng mặt trời thành phố” phục vụ cho Olympics
Rio 2016 do RAFAA thiết kế với chức năng sử dụng năng lượng mặt trời cho việc
tạo ra thác nước. Thế vận hội mùa hè Rio 2016, sẽ trở thành thế vận hội “xanh”
đầu tiên với tiêu chí không ô nhiễm.

Hình ảnh: Toàn cảnh Tháp Solar City Tower
Solar City Tower là một nhà máy sử dụng năng lượng mặt trời cung cấp năng
lượng cho Rio de Janeiro cũng như cho làng Olympic và nó sử dụng những bình
chứa nước biển được bơm lên để tạo ra năng lượng vào buổi đêm. Một chức năng
đặc biệt khác của toà nhà này là một thác nước ngay trong đô thị, vào những dịp


đặc biệt nó sẽ bơm nước để tạo ra một thác nước và trở thành biểu tượng cho sức
mạnh tự nhiên.

Hình ảnh: Tòa tháp PS20 tọa lạc gần Seville (Tây Ban Nha)
Cao 161,84m, có khả năng tạo ra 20 mega-watt điện bằng việc sử dụng 1.255 tấm
gương để khai thác tối đa năng lượng từ ánh sáng mặt trời.
Theo đó, những tấm kính này sẽ phản chiếu liên tục ánh sáng mặt trời tới máy thu,
thực chất là một nồi hơi. Hơi nước tạo ra từ nồi hơi được dẫn qua một tuốc bin để
làm quay máy phát điện và sản xuất ra điện năng. Lượng điện này đủ dùng cho
10.000 ngôi nhà và tránh xả ra môi trường 12.000 tấn carbon dioxide. Tòa nhà đặc
biệt này nằm trong khu phức hợp mặt trời Socular dự kiến hoàn thành vào năm
2013. Theo thiết kế, Socular có thể sản xuất ra 300 mega-watt điện và tránh tạo ra
khoảng 4 triệu tấn khí thải nhà kính.






Các hình ảnh: Tòa tháp năng lượng mặt trời cao 792m sẽ được xây dựng trên sa
mạc cách thành phố Phoenix (Mỹ) 210km về phía tây. Ước tính những tấm pin Mặt
trời lắp đặt trên tòa tháp này sản xuất ra hơn 1 triệu MW giờ điện, đủ đáp ứng cho
nhu cầu sử dụng điện của tòa nhà và 150.000 hộ gia đình xung quanh.
Dự án tòa tháp năng lượng mặt trời được thiết kế và đầu tư bởi công ty
EnviroMission. Ông Chris Davey, chủ tịch của công ty này, cho biết: “Phương
pháp sản xuất điện này không phụ thuộc vào nguồn nước và có giá thành khá cạnh
tranh. Tôi không nghĩ ngành công nghiệp điện không thể đòi hơn thế.”
Vòng tròn bao gồm những tấm pin mặt trời quanh tòa tháp có đường kính lên tới
3,2 km và đường kính của tòa tháp này tương đương một sân bóng đá. Với chiều
cao 792m, tòa tháp năng lượng Mặt trời của EnviroMission chỉ đứng sau chiều cao
của tòa nhà cao nhất thế giới Burj Khalifa ở Dubai, với chiều cao 828 m.


Chi phi xây dựng tòa tháp năng lượng mặt trời này được ước tính vào khoảng 700
triệu USD. Nếu sự án thành công, công ty EnviroMission dự kiến sẽ tiếp tục xây
dựng những tòa tháp tương tự ở Mexico, Ấn Đô, và Australia.
5. ƯU NHƯỢC ĐIỂM
5.1: Ưu điểm.
- Nó là nguồn năng lượng tái tạo vô tận.
- Dễ cài đặt, có thể cài đặt cho người dùng là cá nhân, tổ chức hoặc quy mô lớn
hơn.
- Không gây ồn ào, ô nhiễm tiếng ồn.
- Chi phí bảo trì, bảo dưỡng thấp.
- Một trong những lợi thế quan trọng nhất về môi trường của năng lượng mặt trời
là nó là một nguồn gây ô nhiễm phi năng lượng như không có khí thải carbon
dioxide hoặc các khí khác trong sản xuất điện, nên nó là nguồn năng lượng sạch.

- Năng lượng Mặt Trời là miễn phí, ngoài chi phí cài đặt ban đầu thì năng lượng
Mặt Trời không có phí nào khác.
5.2: Nhược điểm
-Chi phí lắp đặt ban đầu của các tế bào năng lượng mặt trời là khá cao. Tuy nhiên,
ta chỉ cần đầu tư vào cài đặt và sau đó là sử dụng điện miễn phí
- Năng lượng mặt trời có thể làm việc không hiệu quả ở các nước có khí hậu lạnh
do sự khan hiếm ánh sáng mặt trời.
- Ít hiệu quả trong mùa mưa và khi thời tiết lạnh.
- Năng lượng mặt trời chỉ có thể sử dụng vào ban ngày.
- Đối với các công trình có quy mô lớn, diện tích chi phí lắp đặt là rất cao mà có
thể không đáp ứng được nhu cầu cần thiết.
6. TÀI LIỆU THAM KHẢO

-Giáo trình năng lượng mới đại cương
- Giáo trình năng lượng hạt nhân
- Trang Tailieu.vn
- Trang Wikipedia