Bài giảng Năng lượng tái tạo - Chương I: Tổng quan về năng lượng tái tạo - Nguyễn Quang Nam

1Bài giảng 1
408004
Năng lượng tái tạo
Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam
2013 – 2014, HK1
nqnam@hcmut.edu.vn
2Bài giảng 1
Ch. 1: Tổng quan về năng lượng tái tạo
1. Các nguồn năng lượng tái tạo
2. Tiềm năng và ứng dụng năng lượng tái tạo hiện nay
3. Công nghệ sử dụng các nguồn năng lượng mới
4. Phát điện phân tán sử dụng các nguồn năng lượng mới
3Bài giảng 1
1. Các nguồn năng lượng tái tạo
NĂNG LƯỢNG – VAI TRÒ CỦA NĂNG LƯỢNG

 Năng lượng là gì?
Năng lực làm vật thể hoạt động (Theo Viện Năng lượng 
Nguyên tử Việt Nam).

 Vai trò của năng lượng?
Đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống kinh tế - xã 
hội của loài người nói chung (Theo Ban tuyên giáo Trung 
ương – ĐCS VN).
4Bài giảng 1
1. Các nguồn năng lượng tái tạo
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

 Trong lịch sử phát triển của loài người, than đã thay củi, và dầu 
mỏ đã thay than, để trở thành nguồn năng lượng. Nhưng dầu mỏ
sẽ cạn kiệt trong vòng vài mươi năm nữa.

 Con người lại một lần nữa tìm nguồn năng lượng thay thế. 
Nhưng vòng lẩn quẩn không thể tiếp tục được lặp lại, cần phải có
giải pháp bền vững  năng lượng tái tạo.

 Năng lượng tái tạo là gì?
Là năng lượng từ các nguồn tự nhiên không cạn kiệt.
5Bài giảng 1
1. Các nguồn năng lượng tái tạo

 Mặt trời

 Gió và sóng biển

 Sinh khối và biogas

 Thủy điện

 Địa nhiệt

 Thủy triều
6Bài giảng 1
Nhu cầu năng lượng 1 năm: 140.106 GWh
Nhân
Earth
0,3.109 GWh
1600.109 GWh
30%
Phản xạ ra 
không gian
25.106 GWh
Thủy
 triều
45%: 
720.109 GWh
Nhiệt
25%
Hấp thụ
và chuyển đổi
Quang hợp
(0,24%) 109 GWh
CxHy hóa thạch = NLMT lưu trữ
- Thủy năng tuần hoàn
(88%) 350.109 GWh
- Gió, sóng 32.109 GWh
27 năm = 1 ngày
Trăng
MM
ặặ
t t
r
t t
r ờờ
ii
7Bài giảng 1
Năng lượng mặt trời

 Đường kính mặt trời: 1,4 triệu km (109 lần Trái đất)

 Khối lượng: 1,99.1030 kg

 Hằng số năng lượng Mặt trời: 1366 W/m2
66,5 EJĐiện năng tiêu thụ (2010)
539 EJTổng năng lượng tiêu thụ (2010)
100 – 300 EJTiềm năng sinh khối
2250 EJNăng lượng gió
3850000 EJNăng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời và nhu cầu hàng năm
8Bài giảng 1
Năng lượng mặt trời

 Giả sử 1 m2 bề mặt = 100 kWh/năm

 Điện năng TG = 66,5 EJ = 18,5.106 GWh = 185000 km2

 Năng lượng TG = 150.106 GWh = 1,5 triệu km2 (1%)
9Bài giảng 1
Hiện trạng và dự báo năng lượng thế giới
10Bài giảng 1
Hiện trạng tiêu thụ năng lượng thế giới

 Nhiên liệu hóa thạch được sử dụng rộng rãi và trực tiếp 
như nguồn năng lượng sơ cấp và đóng vai trò nguồn năng 
lượng tiện lợi với hiệu suất thấp.
11Bài giảng 1
Hiện trạng năng lượng thế giới

 Hiện nay vẫn sử dụng hơn 80% nhiên liệu hóa thạch, vậy 
con người đang gây ra những vấn đề gì? Giải pháp?

 Những khu vực nào có tiềm năng cải thiện vấn đề sử dụng 
năng lượng?
12Bài giảng 1
Tình hình ứng dụng điện mặt trời
13Bài giảng 1
Tình hình ứng dụng điện gió
14Bài giảng 1
Tình hình phát điện bằng sinh khối
15Bài giảng 1
Tình hình ứng dụng năng lượng tái tạo
0,52711,162
(2010)
238702011
0,2710,349,615923,52009
Điện 
sóng + 
thủy 
triều
(MW)
NL địa 
nhiệt
(GW)
NL 
sinh 
khối 
(GW)
Điện 
gió
(GW)
Điện 
mặt 
trời
(GW)
Năm
16Bài giảng 1
17Bài giảng 1
18Bài giảng 1
19Bài giảng 1
20Bài giảng 1
21Bài giảng 1
22Bài giảng 1
23Bài giảng 1
24Bài giảng 1
25Bài giảng 1
26Bài giảng 1
27Bài giảng 1
28Bài giảng 1
29Bài giảng 1
30Bài giảng 1
31Bài giảng 1
32Bài giảng 1
33Bài giảng 1
34Bài giảng 1
35Bài giảng 1
36Bài giảng 1
37Bài giảng 1
38Bài giảng 1
39Bài giảng 1
40Bài giảng 1
3. Các công nghệ khai thác NLTT
41Bài giảng 1
3. Các công nghệ khai thác NLTT
42Bài giảng 1
4. Phát điện phân tán dùng NLTT
43Bài giảng 1
Máng tập trung nhiệt năng từ mặt trời
44Bài giảng 1
Tháp tập trung nhiệt năng từ mặt trời
45Bài giảng 1
Đĩa tập trung nhiệt năng từ mặt trời
46Bài giảng 1
Sản xuất hydrogen

 Từ nước và hydrocarbon
CH4 + H2O → CO + 3H2
CO + H2O → CO2 + H2

 Quá trình nhiệt phân, nhiệt hóa, sinh hóa và quang hóa 
chưa có ứng dụng công nghiệp

 Tảo phản ứng sinh học khả thi về mặt kinh tế

 Tách nước quang hứa hẹn là quá trình sạch và tái tạo

 Chu kỳ S-I hiệu quả hơn, nhưng cần nhiệt lượng

 Còn có điện phân vi sinh, tổng hợp enzyme