ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------

LÊ NGUYỄN THANH TRÀ

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT PHÂN TÍCH KHƠNG GIAN
XÁC ĐỊNH KHU VỰC TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN
ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Chuyên Ngành :
Mã Số :

Quản Lý Tài Ngun Và Mơi Trường
60.85.01.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------

LÊ NGUYỄN THANH TRÀ

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT PHÂN TÍCH KHƠNG GIAN
XÁC ĐỊNH KHU VỰC TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN
ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Chuyên Ngành :
Mã Số :

Quản Lý Tài Ngun Và Mơi Trường
60.85.01.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2017


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. TRẦN THỊ VÂN
Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. PHẠM THỊ MAI THY
Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TSKH BÙI TÁ LONG
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG
TP. Hồ Chí Minh ngày 11 tháng 08 năm 2017.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ:
1- Chủ tịch Hội đồng: PGS.TS Lê Văn Trung
2- Thư ký Hội đồng: TS. Võ Thanh Hằng
3- Ủy viên Phản biện 1: TS. Phạm Thị Mai Thy
4- Ủy viên Phản biện 2: PGS.TSKH Bùi Tá Long
5- Ủy viên Hội đồng: TS. Lương Văn Việt
Xác nhận của Cán bộ phản biện, Chủ tịch hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa
quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1

CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2


TS. Phạm Thị Mai Thy

PGS.TSKH Bùi Tá Long

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA

PGS.TS Lê Văn Trung

PGS.TS Nguyễn Phước Dân


[i]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên : LÊ NGUYỄN THANH TRÀ
MSHV
: 13260616
Ngày sinh
: 15/8/1989
Nơi sinh

: Tiền Giang
Chuyên ngành: Quản Lý Tài Nguyên và Môi Trường Mã số ngành : 60.85.01.01
I.
TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT PHÂN TÍCH KHƠNG GIAN
XÁC ĐỊNH KHU VỰC TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG MẶT TRỜI
Nhiệm vụ và nội dung:
1. Nhiệm vụ: Nghiên cứu tích hợp kỹ thuật viễn thám và GIS xác định vị trí tiềm
năng phát triển ứng dụng pin năng lượng mặt trời, nhằm hỗ trợ cho việc ra quyết
định lựa chọn vị trí phù hợp, phục vụ cho việc quy hoạch, phát triển bền vững
nguồn năng lượng tái tạo trong bối cảnh BĐKH hiện nay.
2. Nội dung:
(1) Phân tích các yếu tố địa lý, địa hình, sử dụng đất ảnh hưởng đến việc xác
định vị trí tiềm năng thiết lập cánh đồng pin mặt trời, và đề xuất bộ tiêu chí
đánh giá.
(2) Phân tích ảnh viễn thám để xác định khu vực đất trống sẵn có.
(3) Tích hợp quy trình phân tích thứ bậc AHP vào GIS để thành lập bản đồ khu
vực đất trống phù hợp dựa trên các tiêu chí đã xây dựng.
(4) Tính tốn và đánh giá tiềm năng địa lý và tiềm năng kỹ thuật của khu vực
nghiên cứu.
(5) Đề xuất giải pháp phát triển nguồn năng lượng mặt trời phù hợp thích ứng
với BĐKH nhằm phát triển bền vững xã hội và bảo đảm an sinh cho con
người.
II.
NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 15/08/2016
III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2017
IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN THỊ VÂN
TP.HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 2017
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO


TS. Trần Thị Vân

PGS.TS. Lê Văn Khoa
TRƯỞNG KHOA

PGS.TS Nguyễn Phước Dân


[ii]

LỜI CẢM ƠN
----------

Trong q trình thực hiện luận văn, tơi đã nhận được sự giúp đỡ của rất
nhiều người. Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến:
Quý thầy cô Khoa Môi Trường và Tài Nguyên, Trường Đại học Bách Khoa
Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt
thời gian học tập tại trường.
Cô Trần Thị Vân người đã cung cấp cho tơi những tài liệu tham khảo bổ ích
và trực tiếp hướng dẫn phương pháp cũng như nội dung của đề tài. Cơ ln thường
xun góp ý, đề xuất những ý tưởng cho đề tài luận văn của tơi.
Gia đình, đặc biệt là Ba Mẹ đã luôn bên cạnh con, nâng đỡ con trong suốt
quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn.
Trong quá trình thực hiện, mặc dù đã cố gắng hết sức để hoàn thiện luận văn,
trao đổi và tiếp thu ý kiến đóng góp của Quý Thầy Cô và bạn bè, tham khảo nhiều
tài liệu, song cũng khơng thể tránh khỏi những sai sót. Tơi rất mong nhận được
những thơng tin đóng góp, và phản hồi q báu từ q Thầy Cơ.
Cuối cùng, xin kính chúc q Thầy Cô và bạn bè dồi dào sức khỏe và đạt
được nhiều thành công trong công việc, cuộc sống.


Lê Nguyễn Thanh Trà


[iii]

TÓM TẮT
Năng lượng tái tạo hiện nay đang là mối quan tâm lớn của toàn thế giới trong
khi nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt và đặc biệt là hệ lụy gây tác
động đến biến đổi khí hậu của chúng. Năng lượng tái tạo được thiên nhiên ưu đãi về
khả năng vơ hạn của chúng, trong đó phải kể đến nguồn năng lượng mặt trời phong
phú và tiềm năng. Luận văn trình bày phương pháp tích hợp viễn thám và GIS để
xác định các vị trí tối ưu cho việc lắp đặt các nhà máy điện mặt trời (PV) quy mơ
lớn. Ảnh Landsat 8 được giải đốn để xác định các vị trí đất sẵn có cho sự phát triển
nhà máy năng lượng mặt trời. Kỹ thuật phân tích khơng gian thực hiện thơng qua
phân tích trọng số theo quy trình AHP kết hợp với GIS để lựa chọn địa điểm thích
hợp. Các dữ liệu đầu vào khác bao gồm mơ hình số độ cao được sử dụng để tính
tốn độ dốc, mạng lưới đường bộ và đường đường dây truyền tải điện để phân tích
mức độ tiếp cận từ khu vực dự án, bức xạ mặt trời trung bình hàng ngày để xác định
hiệu suất sản xuất điện, khu bảo tồn để loại bỏ các khu di sản tự nhiên hoặc di tích
lịch sử, khoảng cách từ đô thị và thị trấn để loại bỏ ảnh hưởng trong tương lai của
q trình đơ thị hóa. Nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích đa tiêu chí, và thiết
lập các điều kiện ràng buộc cho độ dốc, khoảng cách đến đường giao thông, khoảng
cách đến mạng lưới điện, bức xạ mặt trời và đất sẵn có để tối ưu hóa q trình lựa
chọn các địa điểm phù hợp. Chỉ số tổng hợp được chia thành 5 mức độ phù hợp.
Kết quả phân tích cho thấy tỉnh Tây Ninh có nhiều vị trí phù hợp so với tỉnh Bình
Dương. Các công nghệ PV khác nhau được xem xét để tính tốn tiềm năng địa lý và
tiềm năng kỹ thuật nhằm đánh giá khả năng triển khai trong tương lai. Luận văn
cũng đã trình bày đề xuất giải pháp phát triển nguồn năng lượng mặt trời phù hợp
thích ứng với BĐKH hiện nay. Kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ cho việc ra quyết định

lựa chọn vị trí phù hợp để quy hoạch cơ sở hạ tầng khai thác nguồn năng lượng mặt
trời, đồng thời phục vụ cho việc quy hoạch, phát triển bền vững nguồn năng lượng
tái tạo trong bối cảnh BĐKH hiện nay.


[iv]

ABSTRACT
Due to the increasing demand for electricity, the depletion of fossil fuels and
the increasing in environmental consciousness, efforts to incorporate renewable
energy sources have been brought in new landscape. This study presents a GISbased model and remote sensing to identify optimal sites to install large-scale smart
grid-connected Photovoltaic (PV) power plants. This study aims to determine
suitable site selection for solar farms by using GIS and AHP in the study area. A
Landsat 8 image is interpreted to identifying the available land sites for solar plants
development. Others input datasets include digital elevation model used to calculate
slope, road networks and grid lines used to analysis the approaching ability from
project site, daily average solar radiation used to determine the efficiency of
electricity production, protected area used to eliminate natural or historical heritage
conservation areas, and the distance from urban and town used to eliminate follow
up effect of urbanization. Using multi-criteria decision-making approach,
constraining conditions are set for slope, proximity to the road, proximity to grid
lines, distance to urban area, solar radiation and available land use to optimize the
process of selecting suitable sites. The final index model was grouped into five
categories as: unsuitable”, “low suitable”, “moderate”, “suitable” and “best
suitable” with a weighted overlap raster technique in GIS. The overlay results
obtained from the analysis of the resultant maps showed that Tay Ninh province has
the large budget of suitable areas than Binh Duong province. Different PV
technologies were considered to calculate geographical potential and technical
potential for considering future implementation. Some solar development solutions
have been proposed to respond to the climate change. The results of this study will

support the decision-making of selecting suitable locations for solar power plants, in
corresponding to sustainable energy development in the climate change context.


[v]

LỜI CAM ĐOAN
----------

Tôi xin cam đoan: Luận văn này là cơng trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tơi,
dưới sự hướng dẫn trực tiếp của TS. Trần Thị Vân.
Ngoại trừ những nội dung đã được trích dẫn, các số liệu và kết quả được trình bày
trong luận văn này là hồn tồn chính xác, trung thực và chưa từng được cơng bố
trong các cơng trình nghiên cứu nào khác trước đây.
Một lần nữa, tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam đoan trên.

Tác giả luận văn

Lê Nguyễn Thanh Trà


[vi]

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
TÓM TẮT ................................................................................................................ iii
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................v
MỤC LỤC ................................................................................................................ vi
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ........................................................ ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................x

DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... xi
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1

Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ .......................................................................7
Khái niệm........................................................................................................7
Các thành phần bức xạ mặt trời ....................................................................10
Công nghệ ứng dụng bức xạ mặt trời ...........................................................11
1.1.3.1. Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời (CSP) ...............................11
1.1.3.2. Công nghệ pin quang điện (PV) ....................................................12
1.1.3.3. Hệ thống điện mặt trời PV ............................................................12
Các giai đoạn phát triển dự án điện mặt trời ................................................14

Nghiên cứu trên thế giới ...............................................................................17
Nghiên cứu tại Việt Nam ..............................................................................20
Động lực phát triển điện mặt trời..................................................................21
Tỉnh Tây Ninh...............................................................................................23
1.4.1.1. Điều kiện tự nhiên .........................................................................23
1.4.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội ................................................................25
Tỉnh Bình Dương ..........................................................................................25
1.4.2.1. Điều kiện tự nhiên .........................................................................25
1.4.2.2. Điều kiện kinh tế xã hội ................................................................28


[vii]
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........29
Giới thiệu ảnh Landsat 8...............................................................................29
Cơ sở Viễn thám và GIS ...............................................................................30
2.1.2.1. Tiền xử lý ảnh LANDSAT 8 .........................................................30
2.1.2.2. Chỉ số nước khác biệt chuẩn hóa hiệu chỉnh MNDWI .................32
2.1.2.3. Chỉ số xây dựng khác biệt chuẩn hóa NDBI .................................33

2.1.2.4. Chỉ sô thực vật hiệu chỉnh theo đất SAVI ....................................33
Các ràng buộc lựa chọn vị trí dự án điện mặt trời ........................................34
2.1.3.1. Nguồn năng lượng mặt trời ...........................................................34
2.1.3.2. Khu vực đất sẵn có ........................................................................35
2.1.3.3. Khí hậu ..........................................................................................36
2.1.3.4. Địa hình .........................................................................................37
2.1.3.5. Địa kỹ thuật ...................................................................................37
2.1.3.6. Yếu tố môi trường và xã hội .........................................................38
2.1.3.7. Sử dụng đất ...................................................................................40
2.1.3.8. Khả năng tiếp cận đường giao thông ............................................41
2.1.3.9. Kết nối lưới điện ...........................................................................41
2.1.3.10. Mô đun bẩn ...................................................................................43
2.1.3.11. Nguồn nước ...................................................................................43
2.1.3.12. Khuyến khích tài chính .................................................................44
Cơ sở đánh giá tiềm năng .............................................................................44
Cơ sở phân tích đa tiêu chí (MCA) theo phân tích thứ bậc (AHP) ..............46
Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................50
2.2.1.1. Phương pháp tổng quan tài liệu, thu thập dữ liệu .........................50
2.2.1.2. Phương pháp kế thừa kết quả nghiên cứu .....................................51
2.2.1.3. Phương pháp ứng dụng viễn thám ................................................52
2.2.1.4. Phương pháp tích hợp phân tích thứ bậc AHP vào GIS ...............52
Quy trình thực hiện nghiên cứu ....................................................................53
Ảnh viễn thám LANDSAT 8 ........................................................................56
Dữ liệu bản đồ ..............................................................................................57
Phần mềm sử dụng........................................................................................58
Chương 3. XÁC ĐỊNH CÁC VỊ TRÍ PHÙ HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG
PHÁT TRIỂN ĐIỆN MẶT TRỜI .........................................................................59
Hiệu chỉnh khí quyển ....................................................................................59



[viii]
Xác định khu vực đất sẵn có .........................................................................60
Xác định tiêu chí đưa vào phân tích .............................................................67
Tính tốn trọng số cho nhóm tiêu chí kinh tế theo AHP ..............................69
Đất sẵn có .....................................................................................................70
Bức xạ mặt trời .............................................................................................73
Độ dốc ...........................................................................................................74
Khoảng cách đến đường dây truyền tải điện ................................................74
Khoảng cách đến đường giao thông .............................................................75
Khoảng cách đến khu dân cư ........................................................................77
Chồng lớp bản đồ xác định khu vực phù hợp ...............................................79

Cụ thể hóa chính sách phát triển điện mặt trời .............................................87
Bổ sung và hoàn thiện dữ liệu đánh giá........................................................88
Hợp tác quốc tế .............................................................................................89
Tăng cường đào tạo công nghệ, nâng cao năng lực quản lý.........................90
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................91

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................94
PHỤ LỤC ...............................................................................................................101
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ..................................................................................107


[ix]

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
AHP

Analytic Hierarchy Process


Phân tích thứ bậc

AU

Astronomical Unit

Đơn vị thiên văn

BĐKH

Biến đổi khí hậu

CSP

Concentrated Solar Power

Năng lượng mặt trời hội tụ

DHI

Diffuse Horizontal Irradiance

Chiếu xạ khuếch tán ngang

DNI

Direct Normal Irradiation

Chiếu xạ trực tiếp


ETR

Extraterrestrial Radiation

Bức xạ ngồi khí quyển

GHI

Global Horizontal Irradiation

Chiếu xạ ngang tổng thể

GTI

Global Tilted Irradiation

Chiếu xạ nghiêng tổng thể

KVNC
MCDA

Khu vực nghiên cứu
Multicriteria Decision Analysis

Phân tích quyết định đa tiêu chí

MNDWI Modification of Normalized
Difference Water Index

Chỉ số nước khác biệt chuẩn hóa

điều chỉnh

NaN

Not a Number

Khơng có giá trị số

NDBI

Normalized Difference Build up
Index

Chỉ số xây dựng khác biệt chuẩn
hóa

NDVI

Normalized Difference
Vegetation Index

Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa

NREL

National Renewable Energy
Laboratory

Phịng thí nghiệm năng lượng tái tạo
quốc gia


OLI

Operational Land Imager

Bộ thu nhận ảnh mặt đất

PV

Photovoltaics

Pin quang điện

SAVI

Soil Adjusted Vegetation Index

Chỉ sô thực vật hiệu chỉnh đất

SZA

Solar zenith angle

Góc ngẩng mặt trời

TIRS

Thermal Infrared Sensor

Cảm biến hồng ngoại nhiệt


TOA

Top Of Atmosphere

Đỉnh khí quyển

TSI

Total Sun Irradiation

Tổng chiếu xạ mặt trời

USGS

United States Geological Survey

Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ


[x]

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.2. Các giai đoạn phát triển dự án điện mặt trời ............................................14
Bảng 2.1. Đặc trưng Bộ cảm của ảnh vệ tinh Landsat 8 (LDCM)............................29
Bảng 2.2. Diện tích đất cần cho 1MWp điện mặt trời tại một số khu vực ...............35
Bảng 2.3. Đặc trưng quan hệ của một vài công nghệ pin PV với nhiệt độ ...............36
Bảng 2.4. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng theo công nghệ pin PV .......................46
Bảng 2.5. Thang phân loại mức độ quan trọng tương đối của Saaty ........................48
Bảng 2.6. Mô tả ma trận so sánh cặp ........................................................................48

Bảng 2.7. Bảng quan hệ chỉ số RI do Saaty đề xuất .................................................50
Bảng 2.8. Dữ liệu bản đồ GIS ...................................................................................58
Bảng 3.1. Tổng hợp và mô tả mẫu phân loại ............................................................64
Bảng 3.2. Phân tích lựa chọn tiêu chí đánh giá .........................................................68
Bảng 3.3. Ma trận mức độ quan trọng giữa các tiêu chí ...........................................69
Bảng 3.4. Ma trận trọng số trung bình ......................................................................70
Bảng 3.5. Thang đánh giá mức độ phù hợp nội tại của tiêu chí................................70
Bảng 3.6. Tái phân loại lại bức xạ mặt trời nhận được theo mức độ phù hợp ..........73
Bảng 3.7. Tái phân loại độ dốc theo mức độ phù hợp ..............................................74
Bảng 3.8. Khoảng cách đến đường dây truyền tải theo mức độ phù hợp .................75
Bảng 3.9. Khoảng cách đến đường giao thông theo mức độ phù hợp ......................76
Bảng 3.10. Tạo vùng đệm và phân loại khoảng cách phù hợp với dự án .................79
Bảng 3.11. Hệ thống phân loại mức độ phù hợp và trọng số của tiêu chí ................80
Bảng 3.12. Tiềm năng địa lý của các vị trí phù hợp phát triển điện mặt trời ...........84
Bảng 3.13. Tiềm năng kỹ thuật của các vị trí phù hợp phát triển điện mặt trời .......85
Bảng 3.14. Ước tính tiềm năng điện có thể tạo ra ứng với mỗi hecta đất.................86


[xi]

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Góc ngẩng Mặt trời SZA và các thành phần khí quyển ảnh hưởng đến bức
xạ tại mặt đất ...............................................................................................................8
Hình 1.2. Ảnh hưởng của góc nghiêng mơ-đun đến mức độ đón bức xạ ...................9
Hình 1.3. Các thành phần bức xạ mặt trời ................................................................10
Hình 1.4. Hệ thống điện mặt trời ..............................................................................13
Hình 1.5. Bản đồ khu vực nghiên cứu ......................................................................21
Hình 2.1. Các cấp tiếp cận đánh giá tiềm năng .........................................................45
Hình 2.2. Quy trình trích xuất dữ liệu từ ảnh viễn thám ...........................................54
Hình 2.3. Quy trình tích hợp phân tích thứ bậc các tiêu chí trong GIS ....................55

Hình 2.4. Quy trình tổng quát các bước thực hiện đề tài ..........................................56
Hình 3.1. Quy trình hiệu chỉnh khí quyển trong ENVI.............................................59
Hình 3.2. Quy trình phân loại ảnh, xác định khu vực đất trống ................................61
Hình 3.3. Sự khác biệt quang phổ giữa các mẫu phân loại .......................................64
Hình 3.5. Bản đồ khu vực đất sẵn có trích xuất từ ảnh phân loại .............................67
Hình 3.6. Khu vực được bảo vệ ................................................................................71
Hình 3.7. Đất sẵn có trước và sau khi loại trừ các vị trí khơng phù hợp ..................72
Hình 3.8. Bản đồ bức xạ mặt trời ..............................................................................73
Hình 3.9. Bản đồ độ dốc............................................................................................74
Hình 3.10. Bản đồ phân loại khoảng cách đến đường dây 220 và 500kV ................75
Hình 3.11. Bản đồ phân loại khoảng cách đến đường giao thơng ............................76
Hình 3.12. Kết quả phân tích đa số để trích xuất khu vực đơ thị ..............................78
Hình 3.13. Khu vực đơ thị trích xuất từ ảnh phân tích đa số ....................................78
Hình 3.14. Bản đồ phân loại khoảng cách đến khu đơ thị ........................................79
Hình 3.15. Bản đồ vị trí tiềm năng phát triển điện mặt trời ......................................80
Hình 3.16. Vị trí tiềm năng phát triển điện mặt trời tại tỉnh Tây Ninh .....................81
Hình 3.17. Vị trí tiềm năng phát triển điện mặt trời tại tỉnh Bình Dương ................81
Hình 3.18. Vị trí tiềm năng ứng với tiêu chí đáng giá ..............................................82


-1-

MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Mùa khô năm 2016, khu vực Đơng Nam Á đã phải trải qua đợt nắng nóng dữ
dội được giới khoa học đánh giá là một trong những trận hạn hán tồi tệ nhất trong
nhiều thập niên qua [36]. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) đang ngày một
nghiêm trọng, các hiện tượng thời tiết cực đoan đang xảy ra thường xuyên hơn và
gây nên nhiều thiệt hại cho cơ sở hạ tầng và các hệ thống năng lượng. Để đảm bảo
cung cấp năng lượng cần thiết trong một mơi trường khí hậu ngày một hạn chế, hệ

thống năng lượng tương lai cần phải đủ mạnh mẽ, linh hoạt thích ứng và duy trì
hoạt động ngay trong cả những điều kiện khí hậu khắc nghiệt nhất [29]. Việc sử
dụng nguồn tài nguyên tái tạo sẵn có tại khu vực sẽ giúp tránh được rủi ro gián đoạn
chuỗi cung cấp nhiên liệu và năng lượng cũng như các rủi ro cho mơi trường xung
quanh trong q trình vận chuyển và khai thác [28]. Do đó, cơng nghệ năng lượng
tái tạo khơng chỉ được giúp giảm thiểu khí nhà kính, thích ứng với BĐKH, mà nó
cịn mang lại nhiều lợi ích trực tiếp và gián tiếp cho nền kinh tế khi giảm sự phụ
thuộc của chúng ta vào nhiên liệu hóa thạch và nhiên liệu nhập khẩu, đồng thời giúp
cải thiện chất lượng khơng khí địa phương, đảm bảo an tồn mơi trường, tiếp cận
với an ninh năng lượng, cũng như đẩy mạnh phát triển kinh tế và tạo thêm việc làm
cho người lao động [39].
Trong số các dạng năng lượng tái tạo, Việt Nam có tiềm năng năng lượng
mặt trời được đánh giá cao. Công nghệ pin năng lượng mặt trời đã được Việt Nam
ứng dụng phục vụ nhu cầu điện năng cho các khu vực không thể kết nối được với
mạng lưới điện Quốc gia như vùng sâu vùng xa và hải đảo. Tuy mức độ khai thác
còn nhỏ lẻ và phân tán nhưng cũng cho thấy Việt Nam đang ngày càng quan tâm
vào việc đầu tư và phát triển nguồn năng lượng mặt trời. Cùng với sự phát triển của
khoa học công nghệ, ngày càng có nhiều nghiên cứu vật liệu mới giúp tăng hiệu
suất chuyển đổi năng lượng của các tế bào quang điện, góp phần hợp lý hóa chi phí
năng lượng mặt trời, và hứa hẹn các khoản đầu tư đáng kể trong tương lai. Tuy


-2nhiên, việc lựa chọn vị trí lắp đặt nhà máy năng lượng mặt trời vẫn là yếu tố hàng
đầu quyết định hiệu suất hoạt động của nhà máy và tính khả thi tài chính. Ngồi u
cầu về khu vực có bức xạ mặt trời cao thì vị trí lắp đặt nhà máy điện mặt trời còn
phải đảm bảo các yếu tố về địa lý, môi trường, kỹ thuật và tài chính. Do đó để xác
định vị trí tiềm năng phù hợp cho việc đầu tư khai thác nguồn năng lượng mặt trời ở
quy mô công nghiệp, việc ứng dụng phân tích khơng gian từ sự kết hợp cơng nghệ
viễn thám, GIS và phương pháp phân tích đa tiêu chí là lựa chọn tốt nhất hiện nay.
Dữ liệu ảnh viễn thám có khả năng cung cấp được nhiều thơng tin hữu ích trên một

phạm vi rộng lớn, một cách nhanh chóng, và liên tục, sẽ hỗ trợ tích cực cho việc
theo dõi biến động trên bề mặt đất, cũng như phục vụ hiệu quả cho việc xây dựng
tiêu các chí đánh giá khả thi địa lý. Bên cạnh đó, đối với những tiêu chí khơng thể
khảo sát được từ ảnh viễn thám, cơng cụ GIS hỗ trợ mã hóa các tiêu chí này thành
các giá trị số giúp thể hiện trực quan được tầm quan trọng hoặc giới hạn tương đối
của từng tiêu chí. Từ kết quả phân tích đa tiêu chí, các khu vực phù hợp nhất để đầu
tư khai thác nguồn năng lượng mặt trời có thể được xác định nhanh chóng hơn.
Ngồi tính khả thi về mặt địa lý, việc đầu tư hạ tầng sản xuất điện mặt trời
cũng cần phải xem xét đến nhu cầu điện của khu vực trong tương lai. Tăng trưởng
kinh tế càng nhanh đòi hỏi nguồn năng lượng sử dụng càng lớn, đặc biệt là điện
năng. Xét về mức độ phát triển, khu vực Đơng Nam Bộ (bao gồm thành phố Hồ Chí
Minh và các tỉnh: Bà Rịa - Vũng Tàu, Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước, Tây
Ninh) là vùng kinh tế phát triển năng động, có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao và bền
vững, đi đầu trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, đồng thời
cũng là địa bàn có vai trị cầu nối với các khu vực đồng bằng sông Cửu Long và khu
vực Tây Nguyên, đi đầu trong chủ động hội nhập, mở rộng giao thương, hợp tác
kinh tế có hiệu quả với các nước trong khu vực Đông Nam Á và thế giới [48]. Xét
về tiềm năng phát triển nguồn năng lượng mặt trời, khu vực Đông Nam Bộ nhận
được bức xạ mặt trời cao và ít biến động hơn các khu vực khác trên lãnh thổ Việt
Nam [19]. Chính vì thế việc đánh giá các vị trí thích hợp để đầu tư cánh đồng pin
mặt trời trong khu vực này nên được ưu tiên xem xét, làm tiền đề thúc đẩy phát


-3triển điện mặt trời đảm bảo an ninh năng lượng cho khu vực cũng như quốc gia,
đồng thời góp phần giảm thiểu phát thải CO2.
Xuất phát từ những lý do nêu trên, đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật phân tích
khơng gian xác định khu vực tiềm năng phát triển ứng dụng năng lượng mặt
trời” được đề xuất thực hiện. Kết quả nghiên cứu sẽ là nguồn tài liệu hỗ trợ cho
việc ra quyết định lựa chọn vị trí tiềm năng phù hợp để quy hoạch cơ sở hạ tầng
khai thác nguồn năng lượng mặt trời, đồng thời phục vụ cho việc quy hoạch, phát

triển bền vững nguồn năng lượng xanh trong bối cảnh BĐKH hiện nay.
2. MỤC TIÊU
Nghiên cứu tích hợp kỹ thuật viễn thám và GIS xác định vị trí tiềm năng
phát triển ứng dụng pin năng lượng mặt trời, nhằm hỗ trợ cho việc ra quyết định lựa
chọn vị trí phù hợp để quy hoạch cơ sở hạ tầng khai thác nguồn năng lượng mặt
trời, đồng thời phục vụ cho việc quy hoạch, phát triển bền vững nguồn năng lượng
tái tạo trong bối cảnh BĐKH hiện nay.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI
Đối tượng nghiên cứu: Các vị trí phù hợp để thiết lập cánh đồng pin mặt trời nối
lưới tập trung.
Giới hạn nghiên cứu: Luận văn tập trung vào xem xét các thông tin trực tiếp từ
ảnh vệ tinh kết hợp với các lớp dữ liệu chuyên đề GIS để xây dựng các tiêu
chí đánh giá nhằm tối ưu vị trí đặt cánh đồng pin mặt trời quy mô lớn. Luận
văn kế thừa lại kết quả đánh giá tiềm năng bức xạ mặt trời sẵn có để ứng
dụng cho đề tài. Luận văn chỉ xem xét đánh giá vị trí tiềm năng đến mức khả
thi về mặt địa lý và kỹ thuật.
Khu vực nghiên cứu: hai tỉnh Tây Ninh và Bình Dương
Thời gian nghiên cứu: tháng 2 năm 2017
4. NỘI DUNG


-4(1) Tổng quan các tài liệu, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng
viễn thám, GIS để lựa chọn vị trí phù hợp khai thác tiềm năng năng lượng mặt
trời.
(2) Phân tích các yếu tố địa lý, địa hình, sử dụng đất ảnh hưởng đến việc xác định
vị trí tiềm năng thiết lập cánh đồng pin mặt trời, và đề xuất bộ tiêu chí đánh giá.
(3) Phân tích ảnh viễn thám để xác định khu vực đất trống sẵn có.
(4) Tích hợp quy trình phân tích thứ bậc AHP vào GIS để thành lập bản đồ khu vực
đất trống phù hợp dựa trên các tiêu chí đã xây dựng.
(5) Tính tốn và đánh giá tiềm năng địa lý và tiềm năng kỹ thuật của khu vực

nghiên cứu.
(6) Đề xuất giải pháp phát triển nguồn năng lượng mặt trời phù hợp thích ứng với
BĐKH nhằm phát triển bền vững xã hội và bảo đảm an sinh cho con người.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC – Ý NGHĨA THỰC TIỄN
Ý nghĩa khoa học
Cơ sở lý thuyết tính tốn các chỉ tiêu xác định khu vực đất trống từ ảnh viễn
thám là giải pháp khoa học giúp tiếp cận với nguồn thông tin được cập nhật liên tục,
cho phép giám sát được sự biến động bề mặt đất theo thời gian. Căn cứ xác định bộ
tiêu chí đánh giá mang tính chất tham khảo cao cho các nghiên cứu chi tiết hơn.
Bên cạnh đó, cơ sở lý thuyết để lựa chọn vị trí phù hợp đặt cánh đồng pin mặt trời
tiếp cận vấn đề theo phương pháp phân tích thứ bậc AHP giúp xác định tầm quan
trọng của các tiêu chí, góp phần hỗ trợ, giảm thiểu tính chủ quan trong việc lựa
chọn khu vực đất tối ưu phát triển năng lượng mặt trời. Kết quả đề tài sẽ minh
chứng tiềm năng năng lượng mặt trời của khu vực, hỗ trợ hiệu quả cho định hướng
phát triển năng lượng mặt trời trong tương lai để ứng phó với BĐKH và đảm bảo an
ninh năng lượng.
Ý nghĩa thực tiễn


-5Trong những năm gần đây, nước ta bắt đầu có nhiều chính sách ưu tiên trong
đầu tư phát triển năng lượng tái tạo. Ngồi năng lượng điện gió đang được quan tâm
và thúc đẩy đầu tư trong thời gian sắp tới, tiềm năng điện mặt trời trong nước cũng
được đánh giới nghiên cứu giá cao [19, 49]. Tuy nhiên vẫn chưa có nhiều ứng dụng
khai thác nguồn năng lượng này ở quy mơ lớn có kết nối lưới điện do việc thiếu
thốn các nghiên cứu tiền khả thi. Chính vì thế việc xây dựng nguồn dữ liệu nghiên
cứu tiền khả thi là bước cơ bản để tiếp cận phát triển năng lượng mặt trời quy mô
lớn tại Việt Nam trong tương lai.
Kết quả của đề tài sẽ góp phần hỗ trợ cho việc quy hoạch phát triển cánh
đồng pin năng lượng mặt trời ở khu vực hai tỉnh Tây Ninh và Bình Dương. Nghiên
cứu là tiền đề cho sự phát triển của năng lượng mặt trời trong tương lai để đảm bảo

an ninh năng lượng trong bối cảnh nhu cầu năng lượng tăng tuyến tính với sự phát
triển kinh tế, song song với vấn đề chuyển đổi từ năng lượng hóa thạch sang năng
lượng tái tạo như một bước tiến tất yếu để ứng phó với BĐKH.
Đề tài cung cấp cơ sở dữ liệu, bản đồ làm tài liệu tham khảo cho các nghiên
cứu có liên quan trong sắp tới.
6. BỐ CỤC LUẬN VĂN
Mở đầu. Đặt vấn đề, trình bày mục tiêu nghiên cứu, nội dung nghiên cứu, ý nghĩa
khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận văn.
Chương 1: Tổng quan. Tóm tắt các khái niệm liên quan đến bức xạ mặt trời cũng
như các công nghệ ứng dụng bức xạ mặt trời. Tổng quan hiện trạng năng lượng mặt
trời tại Việt Nam, và tình hình nghiên cứu về điện mặt trời trong nước và trên thế
giới. Giới thiệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, động lực phát triển năng lượng
mặt trời khu vực nghiên cứu (KVNC).
Chương 2: Cơ sở lý thuyết và phương pháp. Trình bày cơ sở lý thuyết để giải đoán
ảnh viễn thám, cũng như định nghĩa các tiêu chí đánh giá lựa chọn vị trí lắp đặt
cánh đồng pin mặt trời quy mô lớn. Mô tả lý thuyết cho phương pháp phân tích đa
tiêu chí theo quy trình phân tích thứ bậc AHP. Chỉ ra nguồn dữ liệu cũng như các


-6phần mềm sử dụng cho phân tích. Giải trình tổng quát quy trình thực hiện nghiên
cứu.
Chương 3: Xác định các vị trí phù hợp và đánh giá tiềm năng phát triển điện mặt
trời. Trình bày quy trình giải đốn ảnh viễn thám để xác định khu vực đất trống,
trích xuất dữ liệu khu đô thị; chuẩn bị, tái phân loại các lớp dữ liệu để đưa vào phân
tích chồng lớp với trọng số được tính theo quy trình AHP, từ đó xác định ra khu vực
phù hợp để phát triển dự án điện mặt trời. Tính tốn và đánh giá tiềm năng phát
triển điện mặt trời của khu vực nghiên cứu.
Kết luận và kiến nghị: Trình bày các kết luận rút ra được từ luận văn, từ đó đưa ra
kiến nghị và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài.



-7-

Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ
TÀI NGUYÊN BỨC XẠ MẶT TRỜI
Khái niệm
Bức xạ (Radiation) là một trong những quá trình năng lượng được giải
phóng khỏi bề mặt (năng lượng có thể được giải phóng từ bề mặt theo ba cách: đối
lưu, dẫn và bức xạ). Năng lượng truyền đi bằng bức xạ không cần thông qua một
môi trường trung gian, mặc dù bức xạ có thể bị giữ lại khi nó đi qua nhiều mơi
trường khác nhau. Bức xạ chủ yếu được chia thành hai loại là bức xạ điện từ và
bức xạ nhiệt. Các tính chất của hai loại bức xạ này tương tự nhau, sự khác biệt duy
nhất giữa chúng là cường độ bức xạ ứng với mỗi tần số hoặc bước sóng khác nhau
là khác nhau. Người ta phân loại bức xạ phát ra thông qua vùng bước sóng mà bức
xạ đó phát ra.
Chiếu xạ (Irradiation) là quá trình bức xạ chiếu xuống bề mặt. Chiếu xạ là
một hiện tượng rất quan trọng được thảo luận trong vật lý. Khi bề mặt được chiếu
xạ, bức xạ sẽ bị hấp thụ hoặc phản xạ. Vật đen hấp thụ hầu như tất cả các bức xạ
được chiếu xạ trên bề mặt. Vì vậy, hệ số hấp thụ của một vật đen bằng một. Hệ số
hấp thụ và hệ số phản xạ thay đổi từ 0 đến 1. Hệ số hấp thụ cộng hệ số phản xạ
bằng 1 đối với bất kỳ bề mặt vật thể nào.
Theo S. Manajit và cộng sự (2015), những thành phần bức xạ mặt trời được
mô tả cụ thể như sau:
Chiếu xạ trực tiếp (DNI) là chùm năng lượng không bị tác động bởi các
thành phần khí quyển, nhận được trên một đơn vị diện tích bề mặt đối diện trực
tiếp với mặt trời ở các thời điểm trong ngày. DNI dùng để đánh giá tiềm năng năng
lượng mặt trời cho các công nghệ sử dụng thành phần chùm tia chiếu xạ trực tiếp
tập trung, điển hình như cơng nghệ hội tụ năng lượng mặt trời (CSP) hay cịn gọi là
cơng nghệ nhiệt mặt trời (TSE). [43].



-8Chiếu xạ khuếch tán ngang (DHI) là năng lượng mặt trời nhận được trên
một đơn vị diện tích bề mặt ngang từ bức xạ bị phân tán khi đi qua bầu khí quyển
hoặc phản xạ lại từ các khu vực xung quanh. Bức xạ phản xạ rất khó để mơ phỏng
bởi vì các tương tác photon với khơng khí diễn ra rất phức tạp, các đám mây lại có
thành phần khác nhau và đồng thời bề mặt đất cũng có tính chất quang học phức
tạp. [43].
Chiếu xạ ngang tổng thể (GHI) là tổng năng lượng mặt trời nhận được
trên một đơn vị diện tích bề mặt ngang. Nó bao gồm năng lượng từ mặt trời nhận
được từ bức xạ trực tiếp và bức xạ khuếch tán ngang. GHI là thông số dùng để
đánh giá tiềm năng năng lượng cho công nghệ pin năng lượng mặt trời (PV).
Phương trình cơ bản bên dưới là cơ sở của hầu hết các thiết kế hệ thống đo bức xạ
mặt trời, đánh giá chất lượng dữ liệu, và các mơ hình truyền bức xạ qua khí quyển
để đáp ứng cho nhu cầu dữ liệu tài nguyên năng lượng mặt trời. [43]
GHI = DNI × Cos (SZA) + DHI
Với

(1.1)

SZA là góc ngẩng mặt trời tại thời điểm khảo sát.
Trong điều kiện ít mây và trời trong, bức xạ khuếch tán trên bề mặt ngang

DHI thường tương đối nhỏ (<30% GHI). Trong điều kiện u ám, GHI và DHI phải
gần bằng nhau.

Hình 1.1. Góc ngẩng Mặt trời SZA và các thành phần khí quyển ảnh hưởng đến
bức xạ tại mặt đất
Nguồn [43].



-9Góc ngẩng mặt trời (SZA) là góc giữa đường zenith (đường nối giả định
giữa điểm quan sát đến tâm Mặt trời khi mặt ở đỉnh trên của điểm đó) với đường
thẳng nối giữa điểm quan sát tới tâm Mặt trời (Hình 1.2). SZA thay đổi theo thời
gian trong ngày, bằng 0 lúc giữa trưa và có giá trị từ 0 đến 180 độ. [43].
Ở Bắc bán cầu, mặt nghiêng mô đun hướng về phía Nam nhận được chiếu
xạ tổng thể hàng năm cao hơn do thời gian nhận chiếu xạ mặt trời trực tiếp lâu hơn
so với mặt phẳng nằm ngang. Tương tự, ở Nam bán cầu, mặt nghiêng về phía Bắc
nhận được chiếu xạ tổng thể hàng năm cao hơn. Hình 1.3 minh họa ngun nhân
các góc nghiêng lại là yếu tố quan trọng để tối đa hóa việc thu nhận năng lượng
mặt trời. Lượng bức xạ nhận được có thể định lượng được cho bất kỳ góc nghiêng
nào bằng chiếu xạ nghiêng tổng thể (GTI). Góc nghiêng tối ưu thay đổi chủ yếu
theo vĩ độ và cũng có thể phụ thuộc vào mơ hình thời tiết của địa phương và
phương thức bố trí hệ thống khai thác năng lượng mặt trời. Phần mềm mơ phỏng
có thể được sử dụng để tính tốn chiếu xạ trên mặt phẳng nghiêng. Một phần của
các tính tốn mơ phỏng có tính đến bức xạ phản xạ từ mặt đất và môi trường xung
quanh hướng đến các mô đun, và phụ thuộc vào hệ số phản xạ mặt đất, hoặc suất
phản chiếu. [21].

Hình 1.2. Ảnh hưởng của góc nghiêng mơ-đun đến mức độ đón bức xạ
Nguồn [21].
Chiếu xạ nghiêng tổng thể (GTI) là tổng bức xạ mặt trời nhận được trên
một đơn vị diện tích bề mặt nghiêng. Nó bao gồm các chùm tia trực tiếp và các
thành phần khuếch tán. Giá trị GTI trung bình năm cao và kéo dài trong nhiều năm
là thông số nguồn lực quan trọng nhất để xem xét phát triển dự án năng lượng mặt
trời. [21].


-10Suất phản chiếu (albedo) là mức độ phản xạ của bề mặt, suất phản chiếu
có tính phụ thuộc cao vào từng vị trí cụ thể. Một bề mặt có suất phản chiếu càng
cao thì mức độ phản xạ càng lớn. Cỏ tươi có hệ số albedo là 0,26 và giảm xuống

mức tối thiểu là 0,15 khi khơ. Nhựa đường có giá trị từ 0,09 đến 0,15 hoặc 0,18
nếu ướt. [21].
Các thành phần bức xạ mặt trời

Hình 1.3. Các thành phần bức xạ mặt trời
Nguồn [43].
Phần lớn nguồn năng lượng bức xạ mặt trời (97%) nằm trong dãy bước sóng
từ 0,29 µm – 3 µm. Bức xạ mặt trời tại đỉnh khí quyển hay cịn gọi là bức xạ ngồi
khí quyển (ETR) thay đổi theo khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời. Trong quỹ
đạo Ellip, Trái đất gần với Mặt trời nhất vào tháng 1 và cách xa Mặt trời nhất vào
tháng 7, với khoảng cách trung bình giữa mặt trời và trái đất vào khoảng
149.598.160 km hay còn gọi là 1 đơn vị thiên văn AU. Theo kết quả đo đạc của
nhiều vệ tinh trong suốt 30 năm (đã áp dụng các phép hiệu chỉnh và xử lý số liệu),
kết luận tổng bức xạ mặt trời gần bằng 1366,7 ± 7 W/m2 tại 1 đơn vị AU. Bên
cạnh đó, theo kết quả tính tốn từ phần mềm mơ phỏng vị trí mặt trời của phịng thí
nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia Hoa Kỳ (NREL), ETR sẽ thay đổi xấp xỉ 1415
W/m2 trong tháng 1 và xấp xỉ 1321 W/m2 trong tháng 7 [43].


-11Khi các tia bức xạ mặt trời đi qua lớp khí quyển của Trái đất (chiều dày
khoảng 16 km) sẽ phải chịu hiện tượng hấp thụ và phản xạ. Về cơ bản, hiện tượng
hấp thụ bức xạ mặt trời diễn ra chủ yếu là do ôzôn và hơi nước, mức độ bức xạ bị
hấp thụ khác nhau tùy theo bước sóng. Với các tia cực tím có bước sóng nhỏ hơn
0,29 µm bị ơzơn hấp thụ rất mạnh, các tia có bước sóng lớn hơn 0,29 µm thì khả
năng hấp thụ của ơzơn giảm xuống đáng kể, khi bước sóng vượt q 0,35µm thì
ơzơn khơng cịn khả năng hấp thụ các tia bức xạ được nữa (tuy nhiên, ở vùng lân
cận bước sóng 0,6µm ơzơn vẫn cịn khả năng hấp thụ một ít). Trong khi đó, hơi
nước có khả năng hấp thụ mạnh các tia hồng ngoại. Đặc biệt, ở trong vùng lân cận
các bước sóng 1 µm, 1,4 µm và 1,8 µm thì các tia hồng ngoại bị hơi nước hấp thụ
rất mạnh. Chính hiện tượng hấp thụ làm giảm cường độ của các tia bức xạ và làm

cho quang phổ của các tia bức xạ đến mặt đất thu hẹp lại, có thể nói các tia bức xạ
có bước sóng lớn hơn 2,3 µm rất khó đến được bề mặt Trái đất (trong vùng này,
các tia hồng ngoại khơng chỉ bị hấp thụ bởi hơi nước mà cịn bởi khí CO2). Cùng
với hiện tượng hấp thụ, hiện tượng phản xạ làm một bộ phận của tia bức xạ bị đổi
phương, do đó phương của thành phần bị phản xạ không rõ ràng. Một cách tổng
quát, bức xạ mặt trời của một khu vực là năng lượng mặt trời chiếu tới bề mặt khu
vực đó sau khi đi qua tầng khí quyển của Trái đất. Tổng bức xạ mặt trời chiếu đến
mặt đất phụ thuộc vào vị trí, địa hình và điều kiện khí quyển. Bức xạ mặt trời chiếu
đến một bề mặt vật thể bao gồm bức xạ trực tiếp từ mặt trời, bức xạ khuếch tán khi
đi qua khối khí quyển và bức xạ phản xạ từ mơi trường xung quanh, được minh
họa ở Hình 1.3. [43].
Cơng nghệ ứng dụng bức xạ mặt trời
1.1.3.1.

Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời (CSP)

Cơng nghệ CSP hay cịn gọi là công nghệ nhiệt năng mặt trời (STE), sử
dụng một hệ thống nhiều thấu kính, hay gương phản chiếu và các hệ thống theo dõi
nhằm tập trung ánh sáng mặt trời trên một khu vực rộng lớn vào một diện tích nhỏ.
Trong diện tích này, nước hoặc chất lỏng đặc biệt khác chứa trong các bể chứa hay
ống dẫn được làm nóng lên đến nhiệt độ từ vài chục đến vài trăm độ tùy theo mục