Theo các nhà chuyên môn thì trong tương lai, nhu cầu sử dụng các thiết bị chạy bằng năng lượng mặt trời ở nước ta là rất lớn, kể cả khu vực thành thị cũng như khu vực nông thôn. Tại khu vực nông thôn, miền núi hay hải đảo - những nơi không có điều kiện đưa mạng điện lưới quốc gia tới, thì việc sử dụng các hệ thống năng lượng mặt trời là hoàn toàn hợp lí. Vậy, làm thế nào để tận dụng được những thế mạnh mà chúng ta đang có. Chúng ta cùng tìm hiểu các ứng dụng năng lượng mặt trời phổ biến hiện nay.
PIN MẶT TRỜI
Pin mặt trời
Pin mặt trời là phương pháp sản xuất điện trực tiếp từ năng lượng mặt trời qua thiết bị biến đổi quang điện. Pin mặt trời có ưu điểm là gọn nhẹ có thể lắp bất kỳ ở đâu có ánh sáng mặt trời (hình 3.1), đặc biệt là trong lĩnh vực tàu vũ trụ. Ứng dụng năng lượng mặt trời dưới dạng này được phát triển với tốc độ rất nhanh, nhất là ở các nước phát triển. Ngày nay con người đã ứng dụng pin năng lượng mặt trời để chạy xe thay thế dần nguồn năng lượng truyền thống.
Tuy nhiên giá thành thiết bị pin mặt trời còn khá cao, trung bình hiện nay khoảng 7USD/WP, nên ở những nước đang phát triển pin mặt trời hiện mới chỉ có khả năng duy nhất là cung cấp năng lượng điện sử dụng cho các vùng sâu, xa nơi mà đường điện quốc gia chưa có.
Ở Việt Nam, với sự hỗ trợ của một số tổ chức quốc tế đã thực hiện thành công việc xây dựng các trạm pin mặt trời có công suất khác nhau phục vụ nhu cầu sinh hoạt và văn hoá của các địa phương vùng sâu, vùng xa, nhất là đồng bằng sông Cửu Long và Tây Nguyên. Tuy nhiên hiện nay pin mặt trời vẫn đang còn là món hàng xa xỉ đối với các nước nghèo như chúng ta.
NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Nhà máy nhiệt điện sử dụng NLMT
Nhiệt độ có Điện năng còn có thể tạo ra từ năng lượng mặt trời dựa trên nguyên tắc tạo nhiệt độ cao bằng một hệ thống gương phản chiếu và hội tụ để gia nhiệt cho môi chất làm việc truyền động cho máy phát điện. Hiện nay trong các nhà máy nhiệt điện sử dụng năng lượng mặt trời có các loại hệ thống bộ thu chủ yếu sau đây:Hệ thống dùng parabol trụ để tập trung tia bức xạ mặt trời vào một ống môi chất đặt dọc theo đường hội tụ của bộ thu, nhiệt độ có thể đạt tới 400 độ C
(hỉnh3.2). Hệ thống nhận nhiệt trung tâm bằng cách sử dụng các gương phản xạ có định vị theo phương mặt trời để tập trung năng lượng mặt trời đến bộ thu đặt trên đỉnh tháp thể đạt tới trên 1500 độ C.
THIẾT BỊ CHƯNG CẤT SỬ DỤNG NĂNG LƯƠNG MẶT TRỜI
Thiết bị chưng cất sử dụng NLMT
Thiết bị chưng cất nước thường có 2 loại: loại nắp kính phẳng có chi phí cao (khoảng 23 USD/m2), tuổi thọ khoảng 30 năm, và loại nắp plastic có chi phí rẻ hơn nhưng hiệu quả chưng cất kém hơn.
Ở Việt Nam đã có đề tài nghiên cứu triển khai ứng dụng thiết bị chưng cất nước năng lượng mặt trời dùng để chưng cất nước ngọt từ nước biển và cung cấp nước sạch dùng cho sinh hoạt ở những vùng có nguồn nước ô nhiễm với thiết bị chưng cất nước năng lượng mặt trời có gương phản xạ đạt được hiệu suất cao tại khoa Công nghệ Nhiệt Điện lạnh-Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng.
THIẾT BỊ ĐUN NƯỚC NÓNG BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Máy nước nóng năng lượng mặt trời
Ứng dụng đơn giản, phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay của năng lượng mặt trời là dùng để đun nước nóng. Các hệ thống nước nóng dùng năng lượng mặt trời đã được dùng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Hệ thống cung cấp nước nóng dùng năng lượng mặt trời hiện nay ở Việt nam cũng như trên thế giới chủ yếu dùng bộ thu cố định kiểu tấm phẳng hoặc dãy ống có cánh nhận nhiệt, với nhiệt độ nước sử dụng 60 độ C thì hiệu suất của bộ thu khoảng 45%. Máy nước nóng năng lượng mặt trời được ứng dụng trong nhiều khâu, nhiều ngành khác nhau:
- Sử dụng trong sinh hoạt các hộ gia đình như: tắm rửa, giặt giũ...
- Trong các hệ thống sưởi ấm (không gian hệ thống sưởi ấm)
- Bể bơi (trong nhà hoặc ngoài trời). Với nhiệt độ không cao lắm (dưới 80oC)
- Sử dụng trong công nghiệp với nhiệt độ khá cao t>80oC (sản xuất hơi nước trong các nhà máy )
THIẾT BỊ SẤY BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
- Thiết bị sấy năng lượng mặt trời đối lưu tự nhiên kiểu tunnel. Thiết bị này có cấu tạo như một chiếc giàn trên đó chia làm 3 phần với 2 bộ thu nhiệt (collector) kiểu tấm phẳng đặt 2 đầu và phần sấy nằm giữa. Không khí được đốt nóng tại collector thứ nhất sẽ chuyển động dọc theo giàn sấy, khi qua phần sấy không khí nóng truyền nhiệt cho vật liệu nên nhiệt độ giảm đi, khi đó bộ thu nhiệt thứ hai sẽ bổ xung năng lượng làm cho nhiệt độ dòng khí tăng lên tăng cường khả năng lưu động. Hơn nữa ống khói đặt ở cuối đường ra cũng có tác dụng làm tăng tốc độ dòng khí. Nhiệt độ sấy cực đại chịu ảnh hưởng bởi tỷ lệ giữa diện tích của phần thu nhiệt và phần sấy.
- Thiết bị sấy năng lượng mặt trời đối lưu cưỡng bức kiểu tunnel. Thiết bị sấy năng lượng mặt trời kiểu tunnel có cấu tạo giống như một đường hầm trên đó chia làm hai phần: phần thu nhiệt và phần sấy liền nhau nên không cần ống dẫn khí. Toàn bộ các thiết bị được đặt trên trụ đỡ bằng bê tông hoặc gạch xây cao 50-60 cm để đảm bảo vệ sinh. Khung của thiết bị được chế tạo bằng kim loại , cũng có thể bằng các tấm có kích thước ghép lại với nhau. Theo chiều dài của thiết bị chia làm 3 phần: phần hấp thụ,phần sấy và phần lắp thiết bị quạt. phần hấp thụ được sơn đen bề mặt, dưới các tấm có các thiết bị cách nhiệt. Phần sấy có kết cấu lưới thép bên dưới và lưới nilon để sản phẩm sấy . mục đích để tạo ra khe hở dưới sản phẩm sấy. Bên trên có kết cấu thanh giằng dạng mái nhà và phủ lớp nilon trong suốt, một bên có kết cấu tay quay để cuộn ni lon khi thu sản phẩm. Không khí được đốt nóng nhờ năng lượng bức xạ mặt trời tại phần thu nhiệt sẽ được quạt đẩy chuyển động dọc theo giàn sấy. Đồng thời nhờ năng lượng bức xạ mặt trời trực tiếp nên nhiệt độ sấy tương đối đồng đều. tác nhân sấy chuyển động trên bề mặt vật liệu sấy nên sức cản nhỏ. Thiết bị này rất thích hợp để sấy các loại rau quả.
Ưu điểm: cho chất lượng sản phẩm nông sản sấy đạt tiêu chuẩn cao
Nhược điểm: sản lượng sấy thấp không đáp ứng được nhu cần cần sấy
