Bài giảng Năng lượng tái tạo - Chương 1: Tổng quan - Trần Công Binh

NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 1 
1 
Bài giảng: 
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 
ĐH BÁCH KHOA TP.HCM 
Giảng viên: ThS. Trần Công Binh 
3/2012 Năng lượng tái tạo 
2 
C1: TỔNG QUAN 
1. Các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) 
2. Tiềm năng và hiện trạng sử dụng 
3. Các công nghệ sử dụng NLTT 
4. Phát điện phân tán từ NLTT 
Năng lượng tái tạo 
3 
1. Các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) 
Năng lượng mặt trời (solar, PV) 
Năng lượng gió (wind) 
Năng lượng các dòng nước 
Năng lượng sinh khối (biomass) 
Năng lượng địa nhiệt 
Năng lượng đại dương 
 Thủy triều (tidal) 
 Sóng biển (wave) 
 Nhiệt đại dương 
4 
noyau 
Earth 
0,3 109 GWh 
Các nguồn năng lượng tái tạo trên trái đất trong 1 năm 
su
n
 1600 10
9 GWh 
30% 
Phản xạ ra 
không gian 
Moon 
25 106 GWh 
45% : 
720 109 GWh 
Nhiệt 
25% 
Hập thụ 
và chuyển đổi 
Nhu cầu năng lượng: 140. 106 GWh 
 Photosynthesis 
(0,24%) 109 GWh 
Hydrocarbon fossil = stored solar energy 
- Hydro cycles 
(88%) 350 109 GWh 
- wind, waves 32 109 GWh 
27 years = 1 day 
Năng lượng tái tạo 
5 
1. Các nguồn NLTT 
Năng lượng mặt trời (solar, PV) 
R = 696.000 km 
M = 1,99.1030 kg 
Temperature on surface 5.777 K 
Total emitted power : 
 3,85.1023 kW (6MT/s) 
At earth level (150 M km) 
Solar Constant: Esc = 1367 W.m2 
Average energetic flux received by Earth: 1,75 1014 kW 
Solar radiations 
0,2 mm (ultra-violet) < l < 4mm (infra-red) 
0,4 mm < l visible < 0,78 mm (infra-red) 
 97,5% of energy between 0,2 mm et 2,5 mm 
 maximum at 0,5 mm (5.800 K) 
The Sun 
Năng lượng tái tạo 
6 
2. Tiềm năng và hiện trạng 
 
NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 2 
7 
Năng lượng trung bình trong năm (kWh/năm) 
1m2  100 kWh par an, 120m2  12 MWh = 1tep 
5000 km2  0,5 106 GWh = Elec France = 0,5 Scouvertes 
150 000 km2  15 106 GWh = Elec World 
1 500 000 km2  150 106 GWh = Energy World 
STerre = 510 M km
2 , Sterres émergées = 149 M km2 (29,3%) 
1% 
8 
World Energy Situation 
World consumption of energy, as of 2004 
140.106 GWh or 12 G TOE (G= Giga= 109; 
TOE= Ton of Oil Equivalent) 
Renewables 
Fossil Fuel 
Nuclear 
PRIMARY 
SOURCES 
9 
Fossil Fuels are widely and directly used as 
primary sources and serve as convenient 
energy vector with low efficiency. 
Sectors consumming primary energy 
Industry 26% 
Residences and 
offices 27% 
Transports 17% 
Electricity 
production 
30% 
Output electricity 
produced of 12% 
10 
Pollution, gas emission: global warming, urban polution 
11 
2000: 12 G TOE 
2020: 20 G TOE 
2040: 28 G TOE 
12 
NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 3 
13 14 
15 16 
17 
Renewable Energy => Electric Energy 
Which primary sources is electricity 
produced from? 
World production: 40.106 GWh 
(3200 GW installed) 
38%
18%
40%
4%
Hydropower
Coal filled Thermal Power
Gas Thermal Power
Diezen and others
EVN, 
9278 
MW, 
79%
External 
EVN, 
2439 
MW, 21%
 Vietnam- Power Installed : 11,717MW ( in 2006) 
Electricity 
clean, easy to control, highly efficient= development 
an ideal secondary vector, but 
distributed through a network which is bulky and costly 
(2 billions of human population have no access to electricity) 
18 
NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 4 
19 
Việt Nam 2012 
20 
21 22 
23 24 
NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 5 
25 26 
27 
Năng lượng tái tạo 
28 
3. Các công nghệ sử dụng NLTT 
 
Năng lượng tái tạo 
29 
4. Phát điện phân tán từ NLTT 
 
30 
16.5 16.7 
22.8 23.1 
24.7 
29.7 
37.5 39.6 
49.2 52.5 
53.9 54.9 
68.2 
132.6 
16.0 
NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 6 
31 
A
re
a
 r
e
q
u
ir
e
d
 p
e
r 
M
W
 o
f 
g
e
n
e
ra
te
d
H
y
d
ro
g
e
n
- 
 k
m
2
32 
33 
Very High Temperature Reactor 
Sodium Fast reactor 
Supercritical Water Reactor 
Molten Salt Reactor 
Lead Fast Reactor 
Gas Fast Reactor 
34 
Solar 
Reduction 
Water split 
Reaction 
Me 
MeO 
H2O ½O2 
H2 
35 36 
Membrane 
- + 
Électrolyte solide 
Cathod
e 
Anode 
H2O 
NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 7 
37 
A7 - Option Eco-Énergie - Économie H2 17 Novembre 2006 37 
Principe de l’électrolyse haute température 
H 
H 
O 
 e- 
 e- 
38 
38 
H 
H 
O 
 e- 
 e- 
39 
H 
H 
O 2 - 
40 
H 
H 
O 2 - 
41 
Membrane 
- + 
E 
H2O 
H2 
H2O + 2e
-  O2- + H2 
H 
H 
O 2 - 
H 
H 
O 
Électrolyte solide 
Cathod
e 
Anode 
42 
Membrane 
- + 
O 2 - 
Électrolyte solide 
Cathod
e 
Anode 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
O 2 - 
NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 8 
43 
O 2 - 
O 2 - 
44 
O 
 e- 
 e- 
O 
 e- 
 e- 
45 
O 
O 
 e- 
 e- 
 e- 
 e- 
46 
O 
O 
47 
O 
O 
48 
2 O2-  O2 + 4e- 
Membrane 
- + 
E O2 
Cathod
e 
Anode 
O 2 - 
O 2 - 
O 
O 
Électrolyte solide 
NLTT Trần Công Binh 
ĐH Bách Khoa TP.HCM 9 
49 
O2-  ½ O2 + 2e- 
Membrane 
- + 
E 
O2- 
½ O2 
H2O 
H2 
Cathode Anode 
H2O + 2e
-  O2- + H2 
Électrolyte solide 
50 
CÂU HỎI & THẢO LUẬN? 
51 
TB 
Trần Công Binh 
GV ĐH Bách Khoa TP.HCM 
Phone: 0908 468 100 
Email: tcbinh@hcmut.edu.vn 
 binhtc@yahoo.com 
Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh