NHAÌ MAÏY NHIÃÛT ÂIÃÛN MÀÛT TRÅÌI
1. Nguyãn lyï hoaût âäüng nhaì maïy nhiãût âiãûn màût tråìi
Âiãûn nàng coìn coï thãø taûo ra tæì NLMT dæûa trãn nguyãn tàõc taûo
nhiãût âäü cao bàòng mäüt hãû thäúng gæång phaín chiãúu vaì häüi tuû âãø gia
nhiãût cho mäi cháút laìm viãûc truyãön âäüng cho maïy phaït âiãûn.
Hiãûn nay trong caïc nhaì maïy nhiãût âiãûn sæí duûng NLMT coï caïc loaûi hãû
thäúng bäü thu chuí yãúu sau âáy:
Hãû thäúng duìng parabol truû âãø táûp trung tia bæïc xaû màût tråìi vaìo mäüt
äúng mäi cháút âàût doüc theo âæåìng häüi tuû cuía bäü thu, nhiãût âäü coï thãø âaût
tåïi 4000C.
Håi næåïc
Dáöu täøng håüp
Bçnh
muäúi
noïng
Bçnh
muäúi
laûnh
Hçnh 4.122. Så âäö nguyãn lyï hãû thäúng nhaì maïy âiãûn màût tråìi
Hãû thäúng nháûn nhiãût trung tám bàòng caïch sæí duûng caïc gæång
phaín xaû coï âënh vë theo phæång màût tråìi âãø táûp trung NLMT âãún bäü
thu âàût trãn âènh thaïp cao, nhiãût âäü coï thãø âaût tåïi trãn 15000C.
Hçnh 4.122 laì så âäö
nguyãn lyï cuía hãû thäúng nhiãût
nhaì maïy nhiãût âiãûn màût tråìi.
Bäü thu NLMT gäöm hãû thäúng
collector truû táûp trung nàng
læåüng bæïc xaû màût tråìi vaì häüi
tuû trãn âæåìng äúng háúp thuû våïi
cæåìng âäü 80 láön, äúng háúp thuû
laìm bàòng theïp khäng ré chëu
nhiãût, bãn ngoaìi coï boüc mäüt
äúng thuíy tinh âãø taûo läöng
Hçnh 4.123. Collector parabän truû
kênh vaì åí giæîa 2 låïp âæåüc huït
chán khäng nhàòm haûn chãú täøn tháút nhiãût (hçnh 4.123). Trong äúng háúp
thuû coï chæïa cháút
Màût Bäü háúp thuû loíng taíi nhiãût
tråìi
(thæåìng laì duìng dáöu
täøng håüp) âæåüc
nung noïng âãún nhiãût
Bçnh muäúi laûnh
âäü 400oC. Hãû thäúng
Gæång træí nhiãût gäöm caïc
phaín xaû bçnh chæïa caïc cháút
giæî nhiãût trung gian
u äúi
M (thæåìng laì häøn håüp
Loì håi Bçnh muäúi noïng muäúi) våïi khäúi
Håi næåïc
læåüng âuí âãø cáúp
Næåïc
cáúp nhiãût cho hãû thäúng
vaìo ban âãm. Nhiãût
Bçnh læåüng dáöu taíi nhiãût
ngæng Tuäúc bin âæåüc cáúp cho caïc
thiãút bë cuía nhaì maïy
Hçnh 4.124. Så âäö nguyãn lyï hãû thäúng
nhæ Loì håi, bäü quaï nhiãût, caïc bäü gia nhiãût cao aïp. Chu trçnh nhiãût cuía
håi næåïc trong loì håi vaì tuäúc bin hoaìn toaìn giäúng nhæ trong nhaì maïy
nhiãût âiãûn bçnh thæåìng (hçnh 4.122). Nhaì maïy nhiãût âiãûn màût tråìi coìn
coï thãø hoaût âäüng theo så âäö nguyãn lyï hçnh 4.124. Våïi hãû thäúng naìy
nàng læåüng màût tråìi âæåüc häüi tuû båíi hãû thäúng gæång phaín xaû vaì nung
noïng häøn håüp muäúi noïng chaíy âãún 700oC vaì muäúi noïng âæåüc chæïa
trong bçnh vaì dáùn di nung noïng næåïc thaình håi trong loì håi.
2. Mäüt säú nhaì maïy nhiãût âiãûn màût tråìi
Tuìy theo caïch táûp trung vaì têch træí nàng læåüng bæïc xaû nhiãût màût tråìi
maì ngæåìi ta xáy dæûng caïc nhaì maïy nhiãût âiãûn màût tråìi våïi quy mä vaì
cáúu taûo khaïc nhau.
Hçnh 4.125 laì toaìn caính nhaì maïy nhiãût âiãûn màût tråìi våïi cäng suáút
100MW. Âãø cáúp nhiãût cho nhaì maïy naìy, ngæåìi ta duìng âãún 5000 bäü
gæång phaín xaû âënh vë theo phæång Màût tråìi, mäùi bäü coï diãûn têch phaín
xaû 140m2 vaì toaìn bäü
âæåüc làõp âàût trãn
mäüt diãûn têch 5 km2.
Nhiãût læåüng âæåüc
háúp thuû vaì têch træí
båíi häøn håüp muäúi
chæïac trong thiãút bë
âàût trãn âènh thaïp
cao âãún 170m.
Nàng læåüng nhiãût
màût tråìi cuîng coï thãø
âæåüc táûp trung båíi
hãû thäúng caïc âéa
Hçnh 4.125. Nhaì maïy âiãûn nhiãût màût parabän âæåüc sæí
tråìi. 100MW åí Nam Phi duûng træûc tiãúp âãø
chaûy âäüng cå nhiãût vaì phaït âiãûn âàût ngay trãn tám häüi tuû (hçnh 4.105)
Hçnh 4.126. Nhaì maïy âiãûn màût tråìi sæí duûng caïc âéa parabän
Hiãûn nay ngæåìi ta coìn duìng nàng læåüng màût tråìi âãø phaït âiãûn
theo kiãøu “ thaïp nàng læåüng màût tråìi - Solar power tower “. Australia
âang tiãún haình dæû aïn xáy dæûng mäüt thaïp nàng læåüng màût tråìi cao 1km
våïi 32 tuäúc bin khê coï täøng cäng suáút 200 MW. Dæû tênh ràòng âãún nàm
2007 thaïp nàng læåüng màût tråìi naìy seî cung cáúp âiãûn mäùi nàm
650GWh cho 200.000 häü gia âçnh åí miãön táy nam New South Wales -
Australia, vaì seî giaím âæåüc 700.000 táún khê gáy hiãûu æïng nhaì kênh
trong mäùi nàm.
Hãû thäúng nhaì maïy âiãûn màût tråìi naìy giäúng nhæ mäüt nhaì kênh
khäøng läö, ngæåìi ta duìng caïc hãû thäúng gæång phaín xaû bæïc xaû màût tråìi
âãø âäút noïng khäng khê åí pháön dæåïi thaïp vaì taûo mäüt doìng khäng khê
noïng tuáön hoaìn tæì dæåïi lãn, trãn âæåìng âi cuía doìng khäng khê ngæåìi ta
âàût caïc tuäúc bin khê âãø phaït âiãûn (hçnh 4,127).
Hçnh 4.127. Nguyãn lyï hoaût âäüng thaïp màût tråìi
Nhà máy nhiệt điện mặt trời hoạt động như thế nào?
Số đông trong chúng ta thường ít quan tâm điện năng từ đâu mà có, mọi người chỉ thấy là
điện có sẵn và có nhiều. Điện năng được sản xuất bằng cách đốt các nhiên liệu hóa thạch như than
đá, dầu mỏ và khí thiên nhiên, làm phát thải carbon dioxide, nitrogen oxide và sulfur oxide – các
chất khí mà các nhà khoa học cho là góp phần gây ra sự biến đổi khí hậu.
Năng lượng nhiệt mặt trời là một lựa chọn phi carbon, có thể hồi phục cho năng lượng mà
chúng ta sản xuất với các nhiên liệu hóa thạch như than đá và khí đốt. Đây chẳng phải là cái gì đó
xa vời. Từ năm 1984 đến 1991, chỉ riêng nước Mĩ đã xây dựng chín nhà máy như thế trong sa mạc
Mojave ở bang California, và hiện nay chúng cung cấp liên tục 354 megawatt, điện năng đủ dùng
cho 500.000 hộ dân California. Đó là một nguồn năng lượng đáng tin cậy. Vào năm 2008, khi xảy
ra sự cố 6 ngày nhu cầu điện năng tăng đột biến làm nghẽn mạng lưới điện và gây mất điện ở
California, chính các nhà máy nhiệt điện mặt trời đã chạy 110% công suất để góp phần khắc phục
sự cố.
Nhà máy nhiệt điện mặt trời Hồ Ivanpah Dry ở California, Mĩ. (Ảnh: Nature.com)
Vào thập niên 1990, khi giá khí thiên nhiên sụt giảm, người ta ít chú ý đến năng lượng nhiệt
mặt trời. Tuy nhiên, ngày nay, công nghệ này đang hồi sinh mạnh mẽ. Các nhà máy điện mặt trời
đã tăng về số lượng và quy mô vào năm 2013. Một số ước tính dự đoán rằng nguồn năng lượng
này sẽ sớm qua mặt năng lượng gió.
Nhà máy Shams 1, công suất 100 MW, cấp điện cho 20.000 hộ gia đình ở UAE, đã đi vào
hoạt động từ tháng 3/2013. Shams 1 sẽ cắt giảm lượng khí thải CO2 của UAE khoảng 175.000 tấn
mỗi năm, tương đương với việc trồng 1,5 triệu cây xanh, hay cắt giảm 15.000 xe hơi trên đường
phố.
Các gương phản xạ của nhà máy Shams 1 ở AEU. Shams 1 có diện tích 2,5 km2 với
250.000 tấm gương gắn trên 768 bộ thu hình chão parabol. Các gương parabol tập trung ánh sáng
mặt trời lên những cái ống chứa đầy dầu để làm nóng nước và tạo ra hơi nước sau đó làm quay
tuabin. Vì nằm ở giữa sa mạc, nên nhà máy có một hệ thống làm lạnh khô để giảm lượng nước
tiêu thụ.
Hai nhà máy nhiệt điện mặt trời PS20 (trái) và PS10 (phải) ở Tây Ban Nha. PS10 có 624 cái
gương phản xạ, sản xuất 11 MW điện năng cấp cho 5.500 hộ gia đình. PS20 có 1.255 kính định
nhật, sản xuất 20 MW, và đã đi vào hoạt động hết công suất trong năm 2013.
Theo ước tính của Phòng thí nghiệm Năng lượng Có khả năng hồi phục Quốc gia ở Mĩ thì
năng lượng nhiệt mặt trời có thể cung cấp hàng trăm giagawatt điện năng, tương đương với hơn
10% nhu cầu điện năng sử dụng ở nước Mĩ.
Có hai phương pháp chính sản xuất điện từ mặt trời: công nghệ quang điện (PV –
photovoltaic) và công nghệ tập trung nhiệt mặt trời (CSP – concentrating solar power).
Công nghệ quang điện biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. Những tấm pin
mặt trời kiểu này thường dùng để cấp điện cho các dụng cụ như đồng hồ, kính mát và ba lô, hoặc
dùng để cấp điện cho các khu vực vùng sâu vùng xa.
Công nghệ nhiệt mặt trời có quy mô lớn hơn. Một khác biệt lớn với công nghệ quang diện
là các nhà máy nhiệt điện mặt trời sản xuất điện năng gián tiếp. Nhiệt thu từ ánh nắng mặt trời
được thu gom và dùng để làm nóng một chất lỏng. Hơi nước tạo ra từ chất lỏng nóng đó làm chạy
máy phát sản xuất điện. Nghĩa là nhà máy nhiệt điện mặt trời hoạt động na ná như nhà máy nhiệt
điện, chỉ khác là hơi nước được tạo ra bởi nhiệt thu gom từ ánh nắng thay vì từ việc đốt các nhiên
liệu hóa thạch.
Hai loại nhà máy
Có hai loại hệ thống nhiệt điện mặt trời: thụ động và chủ động. Một hệ thống thụ động
không cần trang thiết bị, giống như khi nhiệt tỏa ra bên trong xe hơi của bạn khi xe đỗ ở ngoài
nắng. Một hệ thống chủ động đòi hỏi một cách nào đó hấp thu và tập trung bức xạ mặt trời và sau
đó dự trữ nó.
Một số nhà máy nhiệt điện mặt trời là các hệ thống chủ động, và trong khi vẫn có một vài
loại khác nhau, nhưng chúng có một số tương đồng căn bản: Các gương phản xạ và tập trung ánh
sáng mặt trời, và các bộ thu gom lấy năng lượng mặt trời và biến đổi nó thành năng lượng nhiệt.
Một máy phát điện có thể được vận hành để phát điện từ năng lượng nhiệt này.
Sơ đồ nhà máy nhiệt điện mặt trời sử dụng máng parabol.
Loại nhà máy nhiệt điện mặt trời phổ biến nhất, thuộc loại này có các nhà máy trong sa mạc
Mojave ở California, sử dụng một thiết kế máng parabol để thu gom bức xạ mặt trời. Những bộ
thu này được gọi là các hệ thu gom thẳng hàng, và hệ lớn nhất có thể phát ra 80 megawatt điện
năng. Chúng được chế tạo có dạng nửa hình ống kiểu giống như cầu trượt của trẻ nhỏ, và có các
bộ phản xạ hình parabol được lắp hơn 900.000 cái gương được canh hướng bắc-nam và có thể
quay theo hướng mặt trời khi nó di chuyển từ đông sang tây trong ngày. Do hình dạng của nó, loại
nhà máy này có thể đạt tới nhiệt độ hoạt động khoảng 400 độ C, tập trung các tia sáng mặt trời gấp
30 đến 100 lần cường độ bình thường của chúng lên trên chất-lỏng-vận-chuyển-nhiệt hoặc các ống
chứa đầy nước/hơi nước. Chất lỏng nóng đó được dùng để tạo ra hơi nước, và hơi nước sau đó làm
quay tuabin của máy phát điện.
Trong khi các thiết kế máng parabol có thể hoạt động ở mức công suất như nhà máy điện
mặt trời, nhưng chúng thường khai thác dưới dạng tổ hợp lai mặt trời và nhiên liệu hóa thạch, bổ
sung thêm kho nhiên liệu hóa thạch làm nguồn dự phòng.
Các máng parabol của cụm nhà máy nhiệt điện mặt trời Solnova 1, 3 và 4 thuộc hãng
Abengoa Solar ở Tây Ban Nha. Được xây dựng hoàn tất vào năm 2010, mỗi nhà máy Solnova có
thể 50 MW điện năng.
Nguyên lí của các nhà máy năng lượng mặt trời tập trung (CSP) thật đơn giản: các gương
cong định nhật bắt lấy ánh sáng mặt trời và tập trung nó vào một ống thu năng lượng mặt trời. Một
môi trường truyền nhiệt, chủ yếu là dầu, chảy qua cái ống này, và được làm nóng lên bởi bức xạ
mặt trời tập trung. Môi trường này truyền nhiệt của nó sang nước, tạo ra hơi nước. Hơi nước làm
quay tuabin của máy phát điện.
Các hệ thống tháp điện mặt trời là một loại khác nữa của hệ thống nhiệt điện mặt trời.
Các tháp điện mặt trời hoạt động dựa trên hàng nghìn kính định nhật, chúng là những cái gương
lớn, luôn hướng theo mặt trời và tập trung bức xạ mặt trời lên trên một bộ thu duy nhất lắp trên
tháp. Giống như các máng parabol, chất lỏng truyền nhiệt hoặc nước/hơi nước được làm nóng lên
trong bộ thu (mặc dù các tháp điện mặt trời có thể tập trung năng lượng mặt trời nhiều gấp 1500
lần), cuối cùng biến đổi thành hơi nước và được dùng để sản xuất điện với một tuabin và máy phát
điện.
Các thiết kế tháp điện mặt trời vẫn đang trong giai đoạn phát triển nhưng có thể một ngày
nào đó chúng sẽ được hoàn thiện để mang lại những nhà máy điện sản xuất khoảng 200 MW cho
mỗi tháp.
Tháp điện mặt trời PS20 ở ngoại ô thành phố Seville, Tây Ban Nha. Nhà máy PS20 sản xuất
điện đủ cấp cho 6000 hộ gia đình.
Sơ đồ hoạt động của nhà máy tháp điện mặt trời.
Một hệ thống thứ ba là động cơ/đĩa mặt trời. So với máng parabol và tháp mặt trời, các hệ
thống đĩa có công suất phát nhỏ hơn (chừng 3 đến 25 kilowatt). Có hai bộ phận chính: bộ tập
trung năng lượng mặt trời (đĩa) và đơn vị biến đổi năng lượng (động cơ/máy phát điện). Hệ thống
đĩa được lắp sao cho luôn hướng về phía mặt trời và thu lấy năng lượng mặt trời; nó có thể tập
trung gấp khoảng 2000 lần mức cường độ bình thường. Một máy thu nhiệt, một loạt ống chứa một
chất lỏng làm nguội (ví dụ như hydrogen hoặc helium), đặt nằm giữa hệ thống đĩa và động cơ. Nó
hấp thu năng lượng mặt trời tập trung từ hệ thống đĩa, biến nó thành nhiệt và gửi nhiệt đến động
cơ chuyển hóa nó thành điện năng.
Một trạm phát điện đĩa mặt trời ở Hermannsburg, NT, Australia.
Một đĩa mặt trời tự chế từ chão thu truyền hình vệ tinh thu nhiệt mặt trời để đun nấu.
Nhiệt mặt trời
Các hệ thống khai thác nhiệt mặt trời là một giải pháp năng lượng hồi phục đầy triển vọng –
mặt trời là một nguồn tài nguyên dồi dào. Ngoại trừ vào ban đêm. Hay khi mặt trời bị mây che.
Các hệ thống dự trữ nhiệt năng (TES) là những bể chứa chất lỏng áp suất cao sử dụng cùng với
một hệ thống nhiệt mặt trời cho phép nhà máy hoạt động thêm vài giờ đồng hồ sau khi mặt trời đã
lặn. Dự trữ vào giờ cao điểm là một yếu tố then chốt đối với hiệu quả của các nhà máy nhiệt điện
mặt trời.
Ba công nghệ TES chính đã được thử nghiệm kể từ thập niên 1980 khi những nhà máy
nhiệt điện mặt trời đầu tiên được xây dựng: hệ thống trực tiếp hai-bể, hệ thống gián tiếp hai-bể, và
hệ thống dị nhiệt một-bể.
Trong một hệ thống trực tiếp hai-bể, năng lượng nhiệt mặt trời được dự trữ ngay trong chất
lỏng truyền nhiệt thu gom nó. Chất lỏng đó được chia làm hai bể, một bể dự trữ nó ở một nhiệt độ
thấp và bể kia ở một nhiệt độ cao. Chất lỏng dự trữ ở bể nhiệt độ thấp chảy qua bộ thu nhiệt mặt
trời của nhà máy điện, ở đó nó được làm nóng lên trở lại rồi gửi đến bể nhiệt độ cao. Chất lỏng dự
trữ ở bể nhiệt độ cao được gửi qua một bộ trao đổi nhiệt tạo ra hơi nước, cái sau đó được dùng để
sản xuất điện năng trong máy phát điện. Và một khi đã đi qua bộ trao đổi nhiệt, chất lỏng đó chảy
trở lại bể nhiệt độ thấp.
Trong một hệ thống gián tiếp hai-bể, các chức năng về cơ bản giống như hệ thống trực tiếp,
ngoại trừ là nó làm việc với các loại chất lỏng truyền nhiệt khác nhau, chúng thường là đắt tiền và
không được dự trù dùng làm chất lỏng trữ nhiệt. Để khắc phục vấn đề này, các hệ thống gián tiếp
cho các chất lỏng nhiệt độ thấp chảy qua một bộ trao đổi nhiệt bổ sung.
Không giống như các hệ thống hai-bể, hệ thống dị nhiệt một-bể dữ trữ nhiệt năng ở dạng
rắn, thường là cát silica. Bên trong bể, các phần chất rắn được giữ ở áp suất từ thấp đến cao, trong
một gradient nhiệt độ, tùy thuộc vào dòng chất lỏng. Vì các mục đích dự trữ, chất lỏng nóng
truyền nhiệt chảy vào phần trên của bể và lạnh đi khi nó tràn xuống dưới, thoát ra là một chất lỏng
nhiệt độ thấp. Để tạo ra hơi nước và sản xuất điện, quá trình được đảo ngược lại.
Các hệ thống nhiệt mặt trời sử dụng dầu khoáng hoặc muối nóng chảy làm môi trường
truyền nhiệt rất tốt cho TES, nhưng thật đáng tiếc không được nghiên cứu thêm, các hệ thống chạy
trên nước/hơi nước thì không thể dự trữ nhiệt năng. Những tiến bộ khác về các chất lỏng truyền
nhiệt bao gồm nghiên cứu về các chất lỏng thay thế, sử dụng các vật liệu biến đổi pha và các khái
niệm dự trữ nhiệt mới lạ nhằm cắt giảm chi phí dự trữ và cải thiện hiệu quả và hiệu suất năng
lượng.
Nhà kính nhiệt mặt trời
Ý tưởng sử dụng các vật liệu khối trữ nhiệt để dự trữ năng lượng mặt trời có khả năng áp
dụng không chỉ cho các nhà máy nhiệt điện mặt trời quy mô lớn và các cơ sở dự trữ năng lượng. Ý
tưởng đó có thể hoạt động trong trường hợp dễ gặp hơn dưới dạng nhà kính.
Các nhà kính bẫy năng lượng mặt trời vào ban ngày, thông thường là khai thác lợi thế đối
mặt về phương nam và mái dốc để tăng tối đa sự phơi sáng. Nhưng một khi mặt trời đã lặn, người
nông dân sẽ làm gì? Các nhà kính nhiệt mặt trời có khả năng duy trì sức ấm và sử dụng nó để làm
ấm nhà kính vào ban đêm.
Đá, xi măng và nước hoặc các thùng chứa nước đều có thể dùng làm vật liệu khối nhiệt thụ
động, đơn giản, bắt giữ nhiệt của mặt trời vào ban ngày và phát xạ nhiệt đó trở lại vào ban đêm.
Lisa Kivirist và John Ivanko đứng cạnh hệ thống nhiệt mặt trời làm ấm nhà kính của họ.
Tham vọng to hơn nữa ư? Hãy ứng dụng các ý tưởng sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện
mặt trời (mặc dù ở quy mô nhỏ hơn nhiều). Các nhà kính nhiệt mặt trời, còn gọi là nhà kính mặt
trời chủ động, đòi hỏi yêu cầu căn bản giống như bất kì hệ thống nhiệt mặt trời nào khác: một bộ
thu mặt trời, một bể chứa nước, hệ thống ống dẫn (chôn dưới đất), một máy bơm đẩy môi trường
truyền nhiệt (không khí hoặc nước) trong bộ thu mặt trời đến bộ phận dự trữ và nguồn điện (hay
bất kì nguồn năng lượng nào khác) để vận hành máy bơm.
Trong một kịch bản, không khí thu gom ở phần chóp đỉnh của mái nhà kính được thổi qua
các ống dẫn đi xuống đất. Vào ban ngày, không khí này nóng và làm ấm mặt đất. Vào ban đêm,
không khí lạnh được thổi luồng xuống vào các ống. Mặt đất ấm làm nóng không khí lạnh, thành ra
làm ấm nhà kính. Đôi khi nước được sử dụng làm môi trường truyền nhiệt. Nước được chứa cùng
với nhiệt mặt trời trong bể chứa ngoài và sau đó bơm vào các ống làm ấm nhà kính.
Ống khói nhiệt mặt trời
Giống hệt như các nhà kính mặt trời là một cách ứng dụng các công nghệ nhiệt mặt trời cho
nhu cầu hàng ngày, các ống khói nhiệt mặt trời, hay ống khói nhiệt, cũng khai thác các vật liệu
khối nhiệt. Ống khói nhiệt là những hệ thống thông hơi mặt trời thụ động, nghĩa là chúng không
hoạt động theo cơ giới. Ví dụ của hệ thống thông hơi cơ giới là hệ thống thông hơi cho toàn căn
nhà sử dụng quạt và ống dẫn để tống không khí cũ ra ngoài và cấp vào không khí mới. Thông qua
các nguyên lí làm nguội bằng đối lưu, các ống khói nhiệt cho phép không khí lạnh đi vào đồng
thời đẩy không khí nóng từ bên trong ra ngoài. Được thiết kế dựa trên thực tế là không khí nóng
bốc lên cao, chúng làm giảm lượng nhiệt không mong muốn vào ban ngày và trao đổi không khí
(ấm) bên trong với không khí (lạnh) bên ngoài.
Các ống khói nhiệt thường được làm bằng vật liệu khối nhiệt rỗng, màu đen với miệng hở ở
phía trên cho không khí nóng thoát ra ngoài. Các miệng vào thì nhỏ hơn các miệng ra và được đặt
ở độ cao từ thấp tới trung bình trong phòng. Khi không khí nóng dâng lên, nó thoát qua miệng
thoát ngoài, hoặc thoát ra ngoài hoặc vào khoảng trống cầu thang. Khi không khí nóng thoát ra,
không khí bị hút vào qua các miệng vào.
Trước tình trạng ấm lên toàn cầu, chi phí nhiên liệu leo thang và nhu cầu năng lượng không
ngừng tăng lên, dự báo nhu cầu sử dụng năng lượng tăng gần tương đương 335 triệu thùng dầu
mỗi ngày, chủ yếu là nhu cầu sử dụng điện năng. Dù quy mô lớn hay nhỏ, dù có hòa vào lưới điện
hay không, nhưng một trong những lợi thế lớn của điện mặt trời là nó có sẵn ngay lúc này, không
phải chờ đợi gì cả. Bằng cách tập trung năng lượng với các vật liệu phản xạ và biến đổi hó thành
điện năng, các nhà máy nhiệt điện mặt trời, nếu được chấp nhận chính thức là một phần không thể
thiếu của lĩnh vực cung ứng điện, có khả năng cấp điện cho hơn 100 triệu người dân trong 20 năm
sắp tới. Tất cả khai thác từ một nguồn hồi phục vĩ đại: mặt trời của chúng ta.
Công nghệ giúp nhà máy điện mặt trời hoạt động ban đêm
Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ năng lượng, người ta bắt đầu có xu hướng sử
dụng những nguồn năng lượng thiên nhiên, như năng lượng gió, năng lượng mặt trời… Nhưng
nếu bạn để ý, thì sẽ thấy rằng những chiếc máy sử dụng năng lượng gió thường được ưa chuộng
hơn, một phần vì giá rẻ, hơn nữa, gió thì thổi cả ngày, còn mặt trời thì không. Tuy nhiên, một
nghiên cứu gần đây sẽ khiến bạn phải suy nghĩ lại về vấn đề này.
Một trong những nhược điểm lớn nhất của năng lượng mặt trời, là không thể sử dụng vào
buổi đêm. Nhưng một ý tưởng đột phá đã đảo ngược điều này…
Năng lượng mặt trời có thể chuyển thành điện năng bằng hai cách: một là sử dụng pin năng
lượng mặt trời, bằng các vật liệu bán dẫn có khả năng hấp thụ photon và phát ra electron; và hai là
sử dụng những tua-bin nhiệt như những máy phát điện khác, nhiệt năng từ ánh sáng mặt trời sẽ
làm nước bốc hơi, và từ đó làm quay tua-bin và tạo ra dòng điện. Đây cũng chính là cơ chế của
các nhà máy điện sử dụng năng lượng mặt trời.
Vấn đề lớn nhất ở đây là: mặt trời không chiếu sáng cả ngày. Vào buổi đêm, hoặc ngay cả
khi trời nhiều mây thôi, các nhà máy điện đã không thể sử dụng được năng lượng mặt trời. Đây là
lý do khiến cho giá thành của năng lượng mặt trời rất cao, vì chúng không chạy được 24/7. Chỉ
cần một đám mây bay qua, và mọi hoạt động sản xuất điện năng bị ngừng trệ. Vì thế, không phải
lúc nào cũng có năng lượng mặt trời để tạo ra dòng điện, nhất là vào buổi tối - khi nhu cầu sử
dụng điện của người dân là cao nhất.
Copyright by webtailieu.net