Tình hình về nguồn điện năng ở nước ta

TÌNH HÌNH VEÀ NGUOÀN ÑIEÄN NAÊNG ÔÛ NÖÔÙC TA Trong nhöõng naêm gaàn ñaây, nöôùc ta luoân vaøo trình traïng thieát huït ñieän naêng. Nguoàn ñieän naêng cung caáp chuû yeáu ôû nöôùc ta chuû yeáu laø döïa vaøo thuyû ñieän, nguoàn ñieän phaùt ra töø thuyû ñieän coù coâng suaát raát cao nhöng laïi khoâng oån ñònh, noù tuyø thuoäc vaøo ñieàu kieän thôøi tieát. Thöïc teá cho thaáy, nguoàn ñieän raát doài daøo trong muøa möa nhöng laïi thieáu huït traàm troïng trong muøa naéng. Trong giai ñoaïn nöôùc ta ñaõ gia nhaäp vaøo WTO, vôùi söï phaùt trieån maïnh meõ veà moïi maët kinh teá kyõ thuaät, thì nhu caàu veà söû duïng ñieän naêng caøng taêng cao. Do ñoù, nöôùc ta rôi vaøo tình theá raát khoù khaên veà nguoàn ñieän naêng. Tuy nhieân, xeùt laïi ôû nöôùc ta, vieäc söû duïng ñieän naêng coøn raát laõng phí, söû duïng ñieän naêng coøn chöa ñuùng muïc ñích, caùc thieát bò ñieän hieäu suaát coøn thaáp neân tieâu toán ñieän naêng coøn nhieàu. Ngöôøi daân coù yù thöùc veà taàm quan troïng cuûa nguoàn naêng löôïng chöa cao, nhöng thöïc ra tính treân toaøn quoác gia moãi ngöôøi daân ñeàu coù yù thöùc tieát kieäm thì moãi naêm nöôùc ta seõ tieát kieäm moät khoaûng chi phí raát lôùn. Chung cö cao caáp HORIZON laø moät chung cö coù coâng suaát tieâu thuï ñieän lôùn, maø chung cö laø moät moâ hình daân cö söû duïng ñieän naêng keùm hieäu quaû. Theo toác ñoä ñoâ thò hoaù cao neân caùc moâ hình chung cö xuaát hieän ngaøy caøng nhieàu. Noù seõ laøm cho söï thieáu huït ñieän naêng ôû nöôùc ta ngaøy caøng traàm troïng. Do ñoù, phaûi coù nhöõng giaûi phaùp thaät söï hieäu quaû ñeå giaûi quyeát trình traïng thieáu huït ñieän naêng cuûa nöôùc ta hieän nay. Ngaøy nay, coù raát nhieàu nguoàn naêng löôïng môùi ñaõ ñöôïc tìm ra nhaèm boå sung vaøo nguoàn naêng löôïng hoaù thaïch ñang nhaøy caøng khan hieám. Caùc nguoàn naêng löôïng ñieän hieän nay ñöôïc saûn xuaát ra töø nhieàu nguoàn nhö: nhaø maùy naêng löôïng maët trôøi, nhaø maùy nhieät ñieän, duøng caùc taám thu naêng löôïng maët trôøi… Chuyeân ñeà naøy seõ höôùng cho chuùng ta hieåu roõ hôn veà caùc nguoàn naêng löôïng saïch vaø thaân thieän vôùi moâi tröôøng, nhöng ñem laïi hieäu quaû raát cao. Noäi dung cuûa chuyeân ñeà döôùi ñaây seõ cung caáp cho chuùng ta nhöng thoâng tin cô baûn veà caùc phöông phaùp taïo ra ñieän töø nguoàn naêng löôïng maët trôøi, caùc chu trình laøm vieäc cuûa caùc nhaø maùy ñieän duøng nguoàn naêng löôïng maët trôøi NAÊNG LÖÔÏNG MAËT TRÔØI Toång Quan: Maët trôøi gaàn nhö chöùa ñöïng taát caû caùc nguoàn naêng löôïng cuaû chuùng ta. Noù laø moät loø phaûn öùng nhieät haïch khoång loà. Cöù moãi giaây noù laïi chuyeån khoaûng 5 tyû kg vaät chaát thaønh naêng löôïng trong moät phaûn öùng. Naêng löôïng maët trôøi böùc xaï taïo ra bôûi caùc phaûn öùng nhieät haïch saâu trong nhaâ traùi ñaát. Naêng löôïng maët trôøi ñi ñeán traùi ñaát töø nhöõng phaàn naêng löôïng rieâng reõ goïi laø caùc photon. Trong khi ñoù, chæ coù moät phaàn nhoû naêng löôïng maët trôøi ñi ñeán haønh tinh cuûa chuùng ta. Haàu heát, chuùng ñeàu bò böùc xaï ngoaøi vuõ truï, bò haáp thuï hoaëc khuùc xaï trôû laïi baàu khí quyeån ngoaøi traùi ñaát. Moãi phuùt taàng cao nhaát cuûa khí quyeån nhaän ñöôïc khoaûng 1400 MW naêng löôïng maët trôøi treân moãi km2 nhöng chæ coù moät nöõa soá ñoù ñeàn ñöôïc maët ñaát. Toång naêng löôïng maët trôøi treân beà maët laõnh thoå Myõ trong moät naêm lôùn hôn 2000 laàn toaøn boä saûn löôïng ñieän cuûa caùc nhaø maùy nhieät ñieän duøng than treân toaøn quoác. Löôïng naêng löôïng böùc xaï naøy (coøn ñöôïc goïi laø haèng soá maët trôøi) raát ít thay ñoåi, chæ thay ñoåi khoaûng 0.2% moãi 30 naêm. Baát kyø söï thay ñoåi lôùn vaø ñoät ngoät naøo cuõng coù theå chaám döùt söï soáng treân traùi ñaát. Naêng löôïng nhieät maët trôøi: Ñaây laø moät trong nhöõng phöông phaùp ñeå saûn xuaát ra ñieän naêng löïông maët trôøi. Thieát bò thu naêng löôïng maët trôøi seõ taäp hôïp naêng löôïng töø maët trôøi vaø chuyeån noù vaøo thieát bò nhaän naêng löôïng maët trôøi coù chöùa dung dòch laøm vieäc cuûa voøng nhieät ñoäng löïc. Thieát bò nhaän naêng löôïng maët trôøi coù caùc loaïi sau: + Thieát bò nhaän naêng löôïng maët trôøi daïng taäp trung. + Thieát bò nhaän naêng löôïng maët trôøi theo loaïi phaân phoái raûi. + Thieát bò nhaän naêng löôïng maët trôøi daïng ao (pounds). Heä thoáng chuyeån ñoåi naêng löôïng maët trôøi sang naêng löôïng ñieän: + Chu trình Rankine, söû duïng hôi nöôùc vaø caùc dung dòch laøm vieäc khaùc. + Chu trình Brayton, söû duïng dung dòch laøm vieäc baèng khí Heâli hoaëc khoâng khí. + Heä thoáng hoån hôïp (Hybrid systems). + Heä thoáng taùi naêng (Repowering systems). Theâm vaøo ñoù, heä thoáng döï tröõ naêng löôïng cuõng raát caàn thieát. Do tính giaùn ñoaïn cuûa böùc xaï maët trôøi, vieäc söû duïng noù ñoøi hoûi phaûi coù giaûi phaùp löu tröõ thích hôïp. Vaøo muøa heø, löôïng naêng löôïng doài daøo ñeán möùc dö thöøa ñoù phaûi ñöôïc tröõ laïi cho muøa ñoâng. Caùc beå chöùa thöôøng tröõ naêng löôïng döôùi daïng nöôùc noùng. Pin thöôøng tröõ naêng löôïng dö thöøa saûn xuaát töø gioù vaø caùc thieát bò quang ñieän. Moäy khaû naêng khaùc laù duøng löôïng ñieän dö thöøa saûn xuaát töø naêng löôïng maët trôøi boå sung cho löôùi ñieän saün coù. Tuy nhieân, söï khoâng chaéc chaén cuûa noù veà maët kinh teá vaø ñoä tin caäy ñaõ khieán döï aùn naøy raát khoù ñöa vaøo thöïc teá. MAÙNG PARABOL NAÊNG LÖÔÏNG MAËT TRÔØI 2.1 Moâ taû heä thoáng: Kyõ thuaät maùng parabol laø moät kyõ thuaät ñieän maët trôøi ñaõ ñöôïc thöû nghieäm hieän nay. Chuû yeáu laø nhôø vaøo 9 traïm naêng löôïng maët trôøi lôùn, traïm naêng löôïng maët trôøi ñaàu tieân ñem laïi hieäu quaû töø naêm 1984 naèm ôû sa maïc Mojave bang California cuûa Myõ. Noù vaãn ñang laøm vieäc haøng ngaøy, pham vi coâng suaát phaùt ra töø 14 ñeán 80 MW, laø ñaïi dieän cho toång soá 354 MW ñaõ laép ñaët vaø hoaït ñoäng. Moät maùng parapol roäng lôùn seõ nhaän naêng löôïng töø maët trôøi vaø seõ saûn sinh ra hôi nöôùc cung caáp cho caùc daõy turbin hôi nöôùc vaø phaùt ra ñieän. Hình 1 : moâ taû heä thoáng maùng naêng löôïng maët trôøi Toång Quan Veà Thieát Bò: Hình 1 laø sô ñoà cuûa quaù trình chuyeån hoaù naêng löôïng töø maët trôøi sang ñieän cuûa caùc nhaø maùy tieâu bieåu hieän nay. Vuøng thu naêng löôïng bao goàm moät vuøng roäng lôùn goàm caùc maùng thu parabol ñôn leû. Nguoàn naêng löôïng maët trôøi trong töï nhieân ñöôïc haáp thuï bôûi nhieàu maùng parabol maéc song song thaønh haøng naèm traät töï theo höôùng baéc nam. Moãi nguoàn thu naêng löôïng ñöôïc noái vôùi moät göông phaûn xaï hình parabol, ñöôïc laép sao cho tia maët trôøi chieáu thaúng tröïc tieáp vaøo tieâu ñieåm cuûa göông. Caùc maùng thu seõ höôùng vaøo maët trôøi töø ñoâng sang taây trong suoát ngaøy, vaø chaéc chaén raèng maët trôøi seõ roïi thaúng vaøo tieâu ñieåm cuûa nhöõng maùng thu naøy. Caùc chaát daãn nhieät (HTF) seõ ñöôïc laøm noùng vaø luaân chuyeån xuyeân qua caùc phieán nhaän nhieät , ñeå trao ñoåi nhieät vôùi caùc taám taûn nhieät, laø nôi maø caùc doøng chaát löu nhieät ôû aùp suaát cao vaø quaù nhieät. Doøng hôi quaù nhieät sau ñoù seõ ñöôïc laøm noùng trôû laïi sau khi bò maát nhieät, vaø quy trình nhö vaäy seõ cung caáp hôi nöôùc laøm quay turbin phaùt ra ñieän. Doøng hôi nöôùc sau khi qua turbin seõ ñöôïc ngöng tuï laïi vaø döôïc ñöa veà caùc phieán haáp thuï nhieät töø maët trôøi bôûi caùc thieát bò bôm. Veà maët lòch söû, maùng parabol ñöôïc phaùt minh duøng naêng löôïng maët trôøi nhö laø moät nguoàn naêng löôïng chính yeáu ñeå phaùt ra ñieän. Thieát bò naøy coù theå phaùt ñieän vôùi hieäu suaát cao. Trong suoát nhöõng thaùng heø, caùc thieát bò naøy coù theå hoaït ñoäng töø 10 ñeán 12 giôø moãi ngaøy vôùi coâng suaát phaùt ra toái ña. Tuy nhieân, ngaøy nay taát caû caùc thieát bò hoaëc nhaø maùy naêng löôïng maët trôøi ñeáu laø thieát bò lai gheùp. Ñieàu naøy coù nghóa laø ngöôøi ta coù theå hoå trô theâm baèng caùc daïng naêng löôïng hoaù thaïch, noù coù theå boå sung vaøo nguoàn naêng löôïng naêng löôïng maët trôøi luùc tia maët trôøi bò giaûm thaáp. Trong heä thoáng ñöôc chæ ra ôû hình 1 , khoâng baét buoäc ñaët heä thoáng HTF (heat tranfer fluid) song song vôùi vuøng thu naêng löôïng maët trôøi. Heä thoáng naêng löôïng maët trôøi keát hôïp: (ISCCS) Heä thoáng ISCCS laø moät khaùi nieäm môùi, noù laø söï keát hôïp cuûa maùng thu parabol vôùi turbin Gas. Heä thoáng ISCCS sinh ra nhieàu tieän ích bôûi vì noù ñöa ra 1 söï caûi tieán laøm giaûm bôùt giaù thaønh vaø caûi tieán moïi thöù veà hieäu quaû ñieän maët trôøi. Quy trình naøy ñöôïc chæ ra ôû hình 2. Heä thoáng ISCCS duøng hôi noùng maët trôøi ñeå boå sung vaøo söï hao phí nhieät töø turbin Gas nhôø vaøo yeáu toá theâm vaøo cuûa naêng löôïng phaùt ra cuûa caùc phieán döôùi cuøng . Trong naøy, naêng löôïng maët trôøi laø chuû yeáu vaø coäng theâm naêng löôïng phaùt ra töø turbin Gas. LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN: Söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa naêng löôïng maët trôøi baét ñaàu ôû Myõ vaøo nhöõng naêm 1970. Maùng thu parabol coù khaû naêng thu nhieät hôn 5000C, ñöôïc phaùt trieån böôùc ñaàu aùp duïng cho coâng nghieäp. Nhieàu qui trình nhieät ñöôïc aùp duïng dieän tích vaøo khoaûn 5000m2 cho vuøng thu naêng löôïng. Acurex, SunTec, vaø Solar Kinetics laø giaûi phaùp cho söï saûn xuaát maùng thu parabol ôû Myõ trong suoát giai ñoaïn naøy. Maùng thu parabol cuõng ñöôïc phaùt trieån ôû chaâu aâu vôùi söï xaây döïng cuûa IEA döï aùn heä thoáng naêng löôïng maët trôøi côû nhoû (SSPS) ôû Taây Ban Nha 1981. Ñieàu naøy ñöôïc thöïc hieän deå daøng bôûi 2 maùng thu parabol vôùi toång ñoä roäng cuûa vuøng göông thu nhieät laø 1602 m2. Traïm thu naøy duøng caùc cöïc thu töï hieäu chænh Acurex ñôn leû vaø cöïc ñoâi maùng thu parabol bôûi coâng ty M.A.N cuûa Munich Ñöùc. Trong 1982 taäp ñoaøn (Lux) Luz International Limited phaùt trieån 1 maùng thu parabol cho IPH öùng duïng roäng raõi vaø oån ñònh cho heä thoáng (SSPS). Trong moät vaøi heä thoáng maùng thu parabol ñöôïc phaùt minh vaø baùn trong nhöõng naêm 1970 - 1980, hoï tìm thaáy 2 raøo caûn cuûa söï thaønh coâng trong lónh vöïc maketing veà coâng ngheä cuûa hoï. Thöù I, coù 1 moái quan heä giöõa maketing cao caáp vaø ñoøi hoûi söï hoaøn thieän cuûa coâng ngheä. Thöù II, tìm naêng veà khaùch haøng trong lónh vöïc coâng ngheä coù nhöõng quyeát ñònh gaây trôû ngaïi cho qui trình , noù mang keát quaû ngöôïc laïi vôùi söï noå löïc cuûa nhaø saûn xuaát. Trong 1983, Southern California Edison (SGE) quyeát ñònh coäng taùc vôùi taäp ñoaøn Acurex ñeå ñaàu tö theâm vaøo lónh vöïc maùng thu parabol naêng löôïng maët trôøi. Acurex cuõng uûng hoä taøi chính cho coâng trình naøy. Vì vaäy, taäp ñoaøn Lux quyeát ñònh chuyeån nhöôïng SCE cho Solar Electric Generating System (SEGS) vôùi nhaø maùy I vaø II. Sau ñoù, vôùi söï coù maët cuûa California Standar Offer (SO) luùc ñaàu caùc nhaø maùy coù giôùi haïn coâng suaát khoaûng 30MW, sau ñoù taêng leân ñeán 80MW. Baûng 1 thoáng keâ veà 9 nhaø maùy ñöôïc xaây döïng bôûi Lux. Nhaø maùy SEGS Naêm hoaït ñoäng Coâng suaát ra (MW) Nhieät ñoä thu ñöôïc (oC/oF) Vuøng thu nhieät (m2) Hieäu suaát Turbin maët trôøi (%) Hieäu suaát Turbin NL hoaù thaïch CS caû naêm (MWh) I 1985 13.8 307/585 82.960 31.5 - 30.100 II 1986 30 316/601 190.338 29.4 37.3 80.500 III & IV 1987 30 349/660 230.300 30.6 37.4 92.780 V 1988 30 349/660 250.500 30.6 37.4 91.820 VI 1989 30 390/734 188.000 37.5 39.5 90.850 VII 1989 30 390/734 194.280 37.5 39.5 92.646 VIII 1990 80 390/734 464.340 37.6 37.6 252.750 IX 1991 80 390/734 483.960 37.6 37.6 256.125 Trong naêm 1991, taäp ñoaøn Lux bò phaù saûn khi noù coù theå maát ñi taøi chính vôùi 10 nhaø maùy (SEGS X). Taát caû caùc nhaø maùy ñeàu ñöôïc Lux cho möôùn laïi, vaán ñeà cô baûn laø chi phí cuûa coâng ngheä quaù cao ñeå caïnh tranh vôùi caùc haõng khaùc treân thò tröôøng. Luz tieán ñeán thaønh coâng trong vieäc caïnh tranh giöõa nhöõng naêm 1984 – 1990. Ñieàu ñoù raát quan troïng ñeå cho caùc nhaø chuyeân moân quan taâm, caùc nhaø maùy SEGS ñöôïc baùn nhieàu vaø hoaït ñoäng oån ñònh cho ñeán ngaøy nay. Kyõ thuaät cuûa boä thu naêng löôïng: Thaønh phaàn cô baûn cuûa heä thoáng naêng löôïng maët trôøi laø boä thu naêng löôïng maët trôøi (SCA) (Solar Collector Assembly). Moãi SCA laø moät thieát bò chaûo thu naêng löôïng maët trôøi ñoäc laäp, ñöôïc laøm töø nhöõng göông parabol, keát caáu laøm töø kim loaïi, oáng nhaän nhieät, heä thoáng töï ñieàu chænh, boä caûm bieán vaø ñieàu khieån. Baûng 2 thoáng keâ roõ caùc thoâng soá naøy. Phöông höôùng chung laø xaây döïng moät heä thoáng thu naêng löôïng roäng lôùn vaø taäp trung cao ñeå thu nhieät ñöôïc lieân tuïc, tao ra nhöõng doøng nhieät ñoä cao. Thieát bò thu Acurex 3001 M.A.N M480 Lux LS-1 Lux LS-2 Lux LS-3 Naêm 1981 1984 1984 1985 1988 1989 Dieän tích (m2) Ñoä môû (m) Chieàu daøi (m) Ñöôøng kính (m) Tyû soá taäp trung 34 1.8 20 0.051 36:1 80 2.4 38 0.058 41:1 128 2.5 50 0.042 61:1 235 5 48 0.07 71:1 545 5.7 99 0.07 82:1 Hieäu quaû quang hoïc Ñoä haáp thuï Heä soá phaûn xaï göông Heä soá thu phaùt Nhieät ñoä (oC/oF) 0.77 0.96 0.93 0.27 0.77 0.96 0.93 0.17 0.734 0.94 0.94 0.3 300/572 0.737 0.94 0.94 0.24 300/572 0.764 0.99 0.94 0.19 350/662 0.8 0.96 0.94 0.19 350/662 Nhieät ñoä hoaït ñoäng (oC/oF) 295/563 307/585 307/585 349/660 390/734 390/734 Heä thoáng Lux 3 (LS_3) SCA: Laø heä thoáng thu naêng löôïng sau cuøng, saûn phaåm cuûa Lux cung caáp hôn 80 MW. Heä thoáng thu naêng löôïng Lux 3 moâ taû söï saép xeáp caùc chaûo Parapol. Hình 3, laø sô ñoà cuûa ñaàu thu LS-3. Ñaàu thu naêng löôïng LS-3 ñöôïc laøm töø nhöõng daõy göông thu nhieät löôïng ñöôïc hoå trôï bôûi cuïm heä thoáng caáu truùc SCA toaøn veïn. Ñoä môû hoaëc ñoä roäng cuûa caùc göông parabol laø 5.76 m vaø chieàu daøi cuûa toaøn heä thoáng SCA laø 92.5 m. Caùc taám göông naøy laøm töø 98% saét phaàn ngoaøi maï baïc vaø phuû theâm moät soá chaát baûo veä khaùc. Caùc taám göông naøy ñöôïc nung noùng treân moät khuoân parabol ñònh hình. Caùc taám göông chaát löôïng cao cho pheùp 97% tia phaûn xaï ñeán caùc vuøng nhaän tia phaûn xaï. Caùc tuyeán nhaän tia cuõng laø moät thieát bò nhaän nhieät ñoä (HCE) laø moät trong nhöõng phaàn chính yeáu ñeå taêng khaû naêng thu nhieät cuûa maùng parabol Luz. HCE bao goàm 70 mm oáng kim loaïi vôùi beà maët laø chaát goám kim, xung quanh laø nhöõng oáng thuyû tinh. HCE keát hôïp thuyû tinh vaø kim loaïi non ñeå taïo thaønh nhöng taám chaân khoâng kín. Nhöõng taám chaân khoâng kín naøy duøng ñeå baûo veä beà maët vaø laøm giaûm bôùt söï maát nhieät ñoä cao. Nhöõng phaàn chaân khoâng trong heä thoáng HCE ñöôïc duy trì khoaûng 0.0001 (0.013 Pa). Chaát goám kim phuû beà maët ñöôïc thoåi phoàng leân. Ñaët treân oáng kim loaïi deå giöõ nhieät ñoä cao, vaø thu huùt nhieät khoaûng 96% caùc tia chieáu tröïc tieáp vaøo vaø ñoä böùc xaï khoaûng 0.19 taïi nhieät ñoä 350 oC (662 oF). Heä thoáng xi lanh thuyû tinh ôû phía ngoaøi ñöôïc bao phuû 1 lôùp phaûn chieáu treân caû 2 beà maët ñeå giaûm bôùt söï phaûn chieáu laïi cuûa caùc oáng thuyû tinh. Chaát thu nhieät (Getters) laøm baèng kim loaïi ñöôïc choïn laø caùc loaïi Gas haáp thuï, laép trong chaân khoâng, ñeå haáp thuï hydro vaø caùc chaát Gas khaùc, ngaám qua caùc voøng chaân khoâng. Caùc heä thoáng SCA quay voøng quanh phaïm vi baùn caàu nam/baéc ñeå höùng aùnh saùng maët trôøi suoát ngaøy. Caùc truïc quay ñöôïc ñaët ôû caùc trung taâm cuûa khoái thieát bò. Heä thoáng bôm seõ bôm caùc chaát daãn nhieät vaøo vò trí caùc thieát bò thu. Heä thoáng voøng töï ñieàu chænh phuï thuoäc vaøo moät caûm bieán maët trôøi ñeå saép xeáp caùc thieát bò thaønh haøng vaø höôùng vaøo tieâu ñieåm cuûa maët trôøi. Trong heä thoáng HCE luùc hoaït ñoäng sai soá caùc thieát bò khoâng quaù +-0.1. heä thoáng tö ñieàu chænh ñöôïc giaùm saùt bôûi moät thieát bò ñieàu khieån trong moãi SCA. Heä thoáng ñieàu khieån noäi boä ñöôïc thoâng qua caùc soá lieäu treân maøn hình. Heä thoáng SCA hoaït ñoäng bình thöôøng vôùi möùc gioù khoaûng 40 km/h, bôùt ñi ñoä chính xaùc vôùi toác ñoä gioù khoaûng 56 km/h, nhöng chæ chòu ñöôïc möùc gioù toái ña laø 113 km/h. Ñaàu thu naêng löôïng Lux ñöôïc laøm ra vôùi söùc chòu ñöïng cao vaø ñöôïc döïng thaúng ñöùng trong khoâng gian ñeå ñaït ñöôïc nhöõng ñoøi hoûi veà quang hoïc. Caáu truùc LS-3 laø moät khoái trung taâm phaân boá thaúng haøng tröùôc khi ñöôïc ñöa vaøo khoâng gian thaønh boä phaän laép gheùp sau cuøng. Keát quaû laø moät caáu truùc chuaån vaø hieäu quaû. Giaøn khung ñôõ Truss goàm moät caëp V-Trusses keát noái baèng moät endplate. Caùc truïc choáng ñôõ göông ñöôïc keát noái ñeán V-Trusses. Kinh nghieäm hoaït ñoäng cuûa nhaø maùy SEGS: 9 nhaø maùy SEGS hoaït ñoäng ñaõ chöùng minh ñöôïc lôïi nhuaän sinh ra töø caùc chaûo thu naêng löôïng parabol, laøm cô sôû cho nhieàu nhaø maùy SEGS sau naøy. Ngoaøi ra, nhieàu baøi hoïc ñöôïc ruùt ra ñeå thieát keá, saûn xuaát, xaây döïng, hoaït ñoäng vaø baûo döôõng vôùi nhöõng maùng parabol lôùn [7,8,9]. Caùc thaønh phaàn cuûa vuøng thu naêng löôïng maët trôøi: Moät vaán ñeà nhoû coù theå seõ aûnh höôûng nhieàu ñeán nhieàu thöù khaùc trong vuøng thu naêng löôïng maët trôøi. Vì vaäy, ñieàu caàn thieát laø thaønh phaàn SCA sau 30 naêm tuoåi seõ ñöôïc thay theá môùi ñeå giöõ cho heä thoáng hoaït ñoäng bình thöôøng. Luz söû duïng 3 ñaàu thu naêng löôïng trong suoát quaù trình phaùt trieån cuûa 9 nhaø maùy SEGS. Moãi laàn moät ñaàu thu naêng löôïng môùi ñöôïc söû duïng, moät vaøi loãi phaùt sinh seõ ñöôïc xöû lyù. Tuy nhieân, moät trong nhöng thaønh töïu cô baûn nhaát cuûa Luz laø toác ñoä vaø vieäc xöû lyù caùc söï coá coù theå xaûy ra moät caùch nhanh nhaát. Söï coá thöôøng gaëp do thieát keá hoaëc sai soùt trong luùc laép ñaët. Moät baøi hoc quan trong laø taát caû moïi chi tieát caàn thieát cho moät quaù trình thieát keá phaûi ñaày ñuû. Thaønh phaàn thu nhieät (HCES): Moät soá cô caáu HCE bò loãi ñöôïc phaùt hieän ra taïi nhaø maùy SEGS, taát caû caùc vaán ñeà ñeàu ñöôïc giaûi quyeát xuyeân suoát söï phaùt trieån vaø caûi tieán caùc quy trình trong khi hoaït ñoäng hoaëc trong luùc thieát keá. Chaúng han, toån thaát chaân khoâng, ran nöùc caùc thuyû tinh bao phuû, söï toån haïi caùc beà maët laøm vieäc, söï aên moøn caùc oáng kim loaïi laø caùc loãi thöôøng gaëp ôû HCE. Taát caû ñeàu aûnh höôûng ñeán quaù trình haáp thu nhieät. Caùc nhaø maùy SEGS khoâng chaáp nhaän söï raïng nöùc beà maët göông bao phuû vôùi tyû leä lôùn, neáu coù thì chuùng seõ ñöôïc khaéc phuc ñeå nhaø maùy hoaït ñoäng bình thöôøng. Cho neân, vieäc laép ñaët moät caùnh caån thaän laø ñieàu raàt quan troïng. Caùc taám göông naêng löôïng maët trôøi: Caùc taám göông laø moät trong nhöõng thaønh phaàn thieát yeáu nhaát trong heä thoáng thu naêng löôïng Luz. Khi chia nhoû caùc taám göông gaây ra moät vaán ñeà khi môû roäng caùc taám göông vôùi nhau. Ñeå giaûi quyeát vaán ñeà naøy, ngöôøi ta duøng caùc taám göông ceramic, 1 chaát deã uoán naén vaø baùm chaéc. Trong tình huoáng naøy nhöõng taám göông seõ raén chaéc hôn. Caùc göông coù theå bò raïng nöùc do gioù lôùn laø vaán ñeà quan taâm haøng ñaàu trong lónh vöïc naêng löôïng maët trôøi. Ngöôøi ta coù theå duøng caùc göông baèng thuyû tinh vöõng hôn hoaëc caùc göông baèng phim baïc nhöïa moûng ñeå giaûi quyeát vaán ñeà naøy. Trong moät thôøi gian daøi, söï phaûn chieáu cuûa caùc göông seõ giaûm haún, thöôøng thì sau 10 naêm hoaït ñoäng caùc göông seõ ñöôïc lau chuøi vaø baûo döôõng. Neáu caùc göông coù daáu hieäu hö hoûng thì seõ ñöôïc thay theá, tuy nhieân, chuùng thöôøng raát ñaét tieàn. Vì vaäy, vieäc lau chuøi vaãn ñöôïc öu tieân haøng ñaàu. Khi ñöôïc lau chuøi caùc göông seõ mang laïi hieäu quaû toát hôn, vaän haønh trong thôøi gian daøi seõ thaáy roõ ñieàu naøy. Veä sinh cho göông vaø kieåm tra heä soá phaûn xaï: Caùc chöông trình kieåm tra hieäu quaû vaø heä soá phaûn xaï cuûa göông laø vaán ñeà caàn ñaët ra. Tyû leä chaát baùm baån thöôøng thay ñoåi theo muøa. Ví duï, tæ leä baån cao 0.5%/ngaøy trong muøa heø. Sau nhieàu laàn nghieân cöùu, O&M ñöa ra moät vaøi phöông phaùp, bao goàm caû trôøi möa vaø vieäc bôm neùn ñeå röûa tröïc tieáp. Taát caû caùc phöông phaùp ñeàu phaûi duøng nguoàn nöôùc ñaõ qua xöû lyù ñeå traùnh aûnh höông ñeán beà maët cuûa göông. Thôøi gian kieåm tra heä soá phaûn xaï cuûa guông seõ ñöôïc cung caáp bôûi moät coâng cuï ñieàu khieån, noù laøm cho vieäc baûo döôõng ñöôïc nheï nhaøng hôn. Sau khi lau chuøi vaø baûo döôõng heä soá phaûn xaï cuûa göông seõ toái öu. Heä thoáng töï baûo döôõng: Nhöõng naêm gaàn ñaây, phaàn meàn quaûn lyù baûo döôõng baèng maùy tính (CMMS) ñaõ ñöôïc söû duïng. Heä thoáng CMMS coù theå naâng cao keá hoaïch vaø hieäu quaû cho vieäc baûo döôõng, giaûm bôùt chi phí baûo döôõng ñi raát nhieàu, do ñoù, caûi thieän ñaùng keå naêng löôïng phaùt ra cuûa nhaø maùy. Chöông trình CMMS ñaõ ñöôïc thöc hieän toát ôû caùc maùng thu maët trôøi, nhöng phaàn meàn coù theå khoâng phuø hôïp vôùi moät soá nhaø maùy vaø noù khoâng phuø hôïp vôùi heä thoáng ñieàu khieån baèng tay vôùi haøng ngaøn loaïi thieát bò gioáng nhau. Vì lyù do ñoù, chöông trình veà cô sôû döõ lieäu ngöôøi duøng ñöôïc phaùt trieån vaø giaûi quyeát caùc vaán ñeà naøy vaø ñöôïc aùp duïng vaøo vieäc baûo döôõng caùc nhaø maùy naêng löôïng maët trôøi. Söï saép xeáp cuûa caùc phieán thu naêng löôïng: Kinh nghieäm thöïc teá chæ ra raèng, moät ñieàu raát quan troïng laø phaûi kieåm tra söï saép xeáp cuûa caùc phieán thu naêng löôïng ñònh kyø, coù theå phaûi söûa chuùng laïi cho ngay traät töï khi caàn thieát. Nhö vaäy, seõ laøm cho caùc phieán thu naøy höôùng thaúng vaøo tia maët trôøi vaø haáp thuï nhieät toái ña. Vieäc thieát keá ñaàu thu naêng löôïng tröôùc ñoù seõ giuùp ta deã daøng saép xeáp caùc phieán thu naêng löôïng theo traät töï. ÖÙngDuïng Cuûa Heä Thoáng, Lôïi Ích Vaø Aûnh Höôûng Cuûa Noù: 2.1 Heä thoáng ñieän coù coâng suaát lôùn: ÖÙng duïng chính cuûa nhaø maùy naêng löôïng maët trôøi duøng maùng thu parabol laø tao ra heä thoáng ñieän coù coâng suaát lôùn phaïm vi töø 30 ñeán 300 MW. Bôûi vì coâng ngheä naøy coù theå chuyeån ñoåi naêng löôïng töï nhieân sang ñieän. Nhaø maùy ñöôïc thieát keá ñeå cung caáp vôùi trò soá oån ñònh cho taûi trung gian. Caùc nhaø maùy naøy ñöôïc öùng dung roäng taïi myõ nhöõng nôi theo höôùng gioù taây nam, nhöõng nôi coù böùc xaï maët trôøi ñuû ñeå cung caáp cho nhu caàu phaùt ñieän cuû vuøng. Nhaø maùy SEGS xuaát hieän vaø hoaït ñoäng raát thaønh coâng trong muøa heø trong giai ñoaïn nhieàu tia naéng maët trôøi nhaát. Hình 4 chæ roõ söï hoaït ñoäng ñænh cao cuûa caùc nhaø maùy SEGS III ñeán SEGS VII, chuùng ñöôïc vaän haønh bôûi coâng ty KJC. Bieåu ñoà mieâu taû taát caû 5 nhaø maùy ñaõ saûn suaát ra 100% dung löôïng ñònh möùc vôùi giaù trò ñænh cao 1200 vaø 1800 PDT trong moät tuaàn, töø thaùng 6 ñeán thaùng 9. Ñieàu naøy caøng cho thaáy tính khaû thi cao cuûa caùc nhaø maùy. Naêm 1989laø naêm ñaàu tieân nhaø maùy SEGS VI vaø VII hoaït ñoäng. Hình 4: Bieåu ñoà mieâu taû coâng suaát cuûa 5 nhaø maùy Thò tröôøng noäi ñòa: Thò tröôøng noäi ñòa taïo cô hoäi cho nhaø maùy ñieän naêng löôïng maët trôøi duøng maùng thu parabol laø thuoäc mieàn taây nam sa maïc . Nôi naøy laø nôi toát nhaát ñeå xaây döïng nhaø maùy . Nhöõng vuøng naøy cuõng coù nhöõng nguoàn naêng löôïng ñænh cao coù theå giuùp ích cho coâng ngheä maùng thu parabol . Chaúng haïn ôû California, Arizona vaø Nevada xuaát hieän moät vaøi cô hoäi toát cho vieäc phaùt trieån maùng thu parabol naêng löôïng maët trôøi . Tuy nhieân, moät soá nôi khaùc laïi cung caáp Gas töï nhieân phong phuù hôn coù theå trieån khai heä thoáng maùng thu parabol trong vuøng naøy, tröø phi nhaø maùy khaùc khoâng chaéc chaén laém ñeán ñaây hoaït ñoäng . Bôûi theá, vôùi tính thieát thöïc cuûa vieäc toå chöùc laïi vaø vieäc laøm cho traùi ñaát noùng leân vaø oâ nhieãm moâi tröôøng, nhieàu cô hoäi môùi ñeå caùc coâng trình veà nhaø maùy ñieän duøng naêng löôïng maët trôøi coù theå ñöôïc hoaït ñoäng . Taát caû caùc coâng trình phaùt trieån veà Luz thuoäc SEGS ñöôïc phaùt trieån nhö laø moät phaàn naêng löôïng ñoäc laäp. Thò tröôøng quoác teá : Vôùi söï ñoøi hoûi cao veà nguoàn naêng löôïng maët trôøi ôû nhieàu quoác gia phaùt trieån, caùc heä thoáng maùng thu parabol naêng löôïng maët trôøi seõ ñöôïc baùn ra nöôùc ngoaøi. Nhieàu vuøng khoâ caèn ôû caùc nöôùc phaùt trieån thaät söï lyù töôûng cho caùc maùng thu parabol naêng löôïng maët trôøi hoaït ñoäng. Aán ñoä, Ai caäp, Maroc, Mehycoâ, Braxin, Trung quoác… Baøy toû söï thích thuù vôùi coâng ngheä naøy. Nhieàu quoác gia naøy ñaõ coù keá hoaïch laép ñaët ñeå keát hôïp vaøo maïng ñieän ôû caùc quoác gia naøy, caùc maùng thu IS CCS thieát keá coù theå cung caáp reõ vaø cô hoäi raát thaáp ôû vuøng naøy nhö Braxin hoaëc Trung quoác, raát toát trong nguoàn taøi nguyeân naêng löôïng maët trôøi vaø taøi nguyeân töï nhieân, caùc maùng thu prarabol naêng löôïng maët trôøi coù theå ñöôïc ñaët ôû khaép nôi ñeå cung caáp theâm vaøo löôùi trong suoát muøa khoâ. Chi phí phaùt ñieän töø naêng löôïng maët trôøi : Caùc nhaø maùy duøng maùng thu parabol ñoàng thôøi cung caáp chi phí thaáp nhaát ñeå phaùt ra ñieän maët trôøi ôû nöôùc coù theå. Trong 5 hay 10 naêm nöõa chi phí naøy seõ tieáp tuïc giaûm tuyø thuoäc vaøo söõ phaùt trieån vaø söï chaáp nhaän cuûa coâng ngheä naêng löôïng maët trôøi khaùc. Naêng löôïng ñænh cao trong ngaøy : Maùng naêng löôïng parabol coù 1 thieát bò thu naêng löôïng sau khi ñaû haáp thuï naêng löôïng ban ngaøy maùng parabol phaùt ra trò ñænh cuûa nguoàn ra suoát thôøi gian coù naéng khi maø khi ñoù traïng thaùi chaát daãn nhieät laø ôû ñænh cao cuûa noù. Caùc chaát Gas töï nhieân seõ löu giöõ nhieät ñoä vaø sau ñoù seõ cung caáp naêng löôïng nhieät trong luùc khoâng coù söï chieáu tia cuûa naêng löôïng maët trôøi. Moâi tröôøng : Caùc maùng thieát bò parabol laøm giaûm bôùt chi phí hoaït ñoäng naêng löôïng maët trôøi laø moät nguoàn naêng löôïng saïch, do ñoù thaân thieän vôùi moâi tröôøng khoâng nhö caùc nguoàn ñieän phaùt ra töø naêng löôïng hoaù thaïch seõ sinh ra khí NOx ñöa vaøo moâi tröôøng laøm cho moâi tröôøng oâ nhieãm traàm troïng. Kinh teá : Caáu truùc vaø hoaït ñoäng cuûa heä thoáng maùng naêng löôïng coù aûnh höôûng tích cöïc leân neàn kinh teá cuûa vuøng. Söï phaùt trieån cuûa naêng löôïng moâi tröôøng goùp phaàn laøm giaûm chi phí veà moâi tröôøng , veà nguoàn ñieän naêng bò caïn kieät . Aûnh höôûng : Chaát löu nhieät laø moät hudrocacbon thôm biphenyl – dyphenyl oxide. chaát daàu laø ñaõ ñöôïc phaân loaïi vaø kieåm nghieäm baèng tieâu chuaån Myõ nhöng noù laø moät vaät lieäu nguy hieåm ôû tieåu bang California. Khi xuaát hieän söï söï chaûy ra noù seõ taïo thaønh vaát baån oâ nhieãm . Water : (Nguoàn nöôùc) Nguoàn nöôùc raát caàn ñeå söû duïng trong nhöõng vuøng khoâ caèn vaø cuõng raát caàn thieát ñoái vôùi nhaø maùy naêng löôïng maët trôøi. Phaàn lôùn nguoàn nöôùc trong nhaø maùy SEGS (khoaûng 90%) duøng ñeå laøm maùt caùc phieán giaûi nhieät. Nguoàn nöôùc treân danh nghóa laø ñeå giaûi nhieät caùc thaùp nhöng noù mang nghóa xa cuõng gioáng nhö nguoàn nöôùc phaùt ra ñieän . Nhöõng thaùp giaûi nhieät laøm maùt thöôøng coù yù nghóa laø haïn cheá bôùt nguoàn nöôùc tieâu thuï. Tuy nhieân, ñieàu naøy coù theå cho keát quaû laø haïn cheá bôùt khoaûng 10% hap phí trao nguoàn naêng löôïng cuûa nhaø maùy . söï hao phí nguoàn nöôùc töø nhaø maùy cuõng laø moät vaán ñeà. Nguoàn nöôùc caàn thieát ñöôïc chæ ra ôû phaàn sau Dieän tích Ñaát: (Land) Nhaø maùy naêng löôïng baèng maùng thu parabol ñoøi hoûi moät dieän tích ñaát ñuû ñeå laép ñaët moïi thöù. Caùc nhaø maùy ñoøi hoûi moät dieän tích ñaát baèng phaúng. Moät baøi hoïc kinh nghieäm töø hoäi ñoàng naêng löôïng california khaúng ñònh raèng nhaø maùy naêng löôïng cho ra khoaûng 27000 MW. Coù theå ñöôïc xaây döïng treân khu ñaát keùm maøu môõ vaø nhöõng khu boû hoang ôû phía nam california. Moät baøi hoïc töø tieåu bang Texas chæ raèng, ñaát duøng ñeå ñaët caùc nhaø maùy maùng thu parabol coù theå khaéc phuïc ñöôïc nhöõng vaán ñeà veà (gioù, nguoàn nöôùc…). Caùc coâng ngheä maùng ñöông thôøi saûn xuaát khoaûng 100 KWh/naêm/m2. Ñaát Ñai Caàn Thieát, Nguoàn Nöôùc Vaø Caùc Vaät Lieäu: Ñaát ñai vaø nguoàn nöôùc caàn thieát cho moãi coâng trình ñöôïc chæ ra ôû baûng döôùi. Dieän tích ñaát vaø nguoàn nöôùc caàn thieát vaøo luùc ban ñaàu raát quan troïng, coù theå tao ñieàu kieän thuaän lôïi hôn cho dung löôïng hoaït ñoäng caû naêm cuûa nhaø maùy. Dieän tích ñaát caàn thieát hôn khi chuùng ta caûi tieán vaø naâng cao coâng suaát cuûa nhaø maùy. Chuù yù raèng, dieän tích ñaát cuûa nhaø maùy ñaõ xaây döïng tröôùc ñoù laø coá ñònh, do vaäy, khi nhaø maùy phaùt trieån lôùn leân seõ naõy sinh vaán ñeà veà dieän tích ñaát. Cho neân, caàn moät dieän tích ñaát coù khaû naêng môû roäng laø heát söùc caàn thieát. Baûng 4: thoáng keâ dieän tích ñaát caàn thieát Teân Ñôn vò 1997 2000 2005 2010 2020 2030 Coâng suaát nhaø Maùy MW 30 80 161 320 320 320 Dieän tích ñaát Ha/MW Ha 2.2 66 2.2 176 3.1 500 3.7 1,191 3.6 1,150 3.4 1,090 Nguoàn nöôùc m3/MW-naêm 18500 14900 17500 21900 21900 21900 Coâng Ngheä Maùng Parabol: Moät soá kinh nghieäm trong quaù trình hoaït ñoäng töø 9 nhaø maùy SEGS chöùng minh ñöôïc söï öu vieät cuûa caùc maùng parabol naêng löôïng maët trôøi. Trong töông lai, chuùng laø tieâu ñieåm ñeå phaùt treåin theâm veà caùc maùng parabol Luz. Caùc nhaø maùy ñöôïc xaây döïng sau naøy coù theå naâng coâng suaát leân ñeán 80 MW, duøng heä thoáng maùng thu parabol Luz 3. Coâng suaát cuûa caùc nhaø maùy: Caùc nhaø maùy vôùi cong suaát ngaøy caøng taêng leân theo nhu caàu söû duïng. Ngoaøi ra, khi taêng coâng suaát coøn laø caùch deã nhaát ñeå giaûm chi phí veà ñieän naêng löôïng maët trôøi töø caùc maùng thu parabol. Ñoaïn naøy seõ chæ ra vieäc tieát kieäm ñöôïc khoaûng 12-14% Hình 5 laø moät daãn chöùng veà caùc giaù trò naêng löôïng tieát kieäm ñöôïc giaûm khoaûng 60 % baèng caùch taêng ñoä lôùn coâng suaát cuûa caùc nhaø maùy, vieäc laøm naøy baét nguoàn töø 3 vaán ñeà: Thöù nhaát, vieäc taêng dieän tích cuûa caùc boä phaän thu naêng löôïng töø maët trôøi seõ thu ñöôïc nhieät löông lôùn vaø taän duïng toái ña khoâng gian thu naêng löôïng. Thöù hai, vieäc xaây döïng nhaø maùy coù coâng suaát lôùn gaáp ñoâi seõ khoâng toán keùm nhö laø xaây döïng 2 nhaø maùy. Thöù ba, chi phí O&M cho caùc nhaø maùy lôùn seõ giaûm treân moãi kilowat ñieän. Hình 5: Bieåu ñoà giaù trò naêng löôïng tieát kieäm khi taêng coâng suaát cuûa caùc nhaø maùy