Bài giảng Năng lượng tái tạo (Mới)

BÀI GI
NG:
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
---
---
2Bài giảng Năng lượng tái tạo
MỤC TIÊU
 Trình bày được các lý thuyết về năng
lượng tái tạo.
 Trình bày được các quy trình thiết kế
các nguồn năng lượng tái tạo.
 Trình bày được các tiềm năng và cơ
hội ứng dụng năng lượng tái tạo tại Việt
Nam.
Sau khi học xong phần này, người học có
khả năng:
3Bài giảng Năng lượng tái tạo
NỘI DUNG
Phần 1: Lý thuyết vê 
 năng lượng tái tạo
I. Lý thuyết về năng lượng tái tạo
II. Năng lượng mặt trời
III. Năng lượng gió
IV. Năng lượng thủy điện
V. Năng lượng thủy triều và sóng
VI. Năng lượng địa nhiệt
VII. Năng lượng sinh khối
Phần 2: Năng lượng tái tạo tại Việt Nam
I. Tiềm năng năng lượng tái tạo tại Việt Nam
II. Hiện trạng phát triển năng lượng tá i tạo tạ i Việt Nam.
III. Những vấn đê  tồn tại và cơ hội ứng dụng NLTT tại VN.
4Bài giảng Năng lượng tái tạo
Những hậu quả
5Bài giảng Năng lượng tái tạo
Năng lượng
6Bài giảng Năng lượng tái tạo
TỔNG QUAN
Hiện nay trên thế giới đang hối hả phát triển, ứng dụng nguồn
năng lượng tái tạo vì:
 Năng lượng truyền thống (than, dầu,) sắp cạn kiệt.
 Nguồn cung cấp biến động về giá cả.
 Phát thải hiệu ứng nhà kính gây hiệu ứng nóng lên toàn cầu.
 Năng lượng truyền thống gây ô nhiễm môi trường.
 Sử dụng năng lượng truyền thống gây ra các tai họa như hạn
hán, lũ lụt xảy ra trên toàn cầu.
 Nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng.
7Bài giảng Năng lượng tái tạo
TỔNG QUAN
 Nguồn năng lượng tái tạo được các quốc gia trên thế giới
nghiên cứu và ứng dụng vì nó có những ưu điểm sau:
 NLTT sử dụng nguồn năng lượng có sẵn trong thiên nhiên và
không gây ô nhiễm môi trường.
 NLTT giảm lượng ô nhiễm và khí thải từ các hệ thống NL 
truyền thống.
 Sử dụng NLTT sẽ làm giảm hiệuứng nhà kính.
 Góp phần vào việc giải quyết vấn đề năng lượng.
 Giảm bớt sự phụ thuộc vào sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
8Bài giảng Năng lượng tái tạo
PHẦN 1: LÝ THUYẾT VỀ NĂNG LƯỢNG 
TÁI TẠO
9Bài giảng Năng lượng tái tạo
1. Khái niệm: NLTT là năng lượng thu được từ những nguồn
liên tục được xem là vô hạn. 
Năng lượng mặt trờigióđịa nhiệtthủy đ n
2. Nguồn gốc năng lượng tái tạo: Hầu hết các nguồn năng
lượng đều có nguồn gốc từ mặt trời.
I. LÝ THUYẾT VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
10Bài giảng Năng lượng tái tạo
3. Phân loại năng lượng tái tạo
 Nguồn gốc từ bức xa / mặt trời: 
Gió, mặt trời, thủy điện, sóng
 Nguồn gốc từ nhiệt năng trá i
đất: Địa nhiệt
 Nguồn gốc từ hê / động năng
Trá i Đất – Mặt Trăng: Thủy triều
 Các nguồn năng lượng tái tạo
nhỏ khác
4. Vai trò năng lượng tái tạo
 Vê  môi trường
 Vê  kinh tê 6 xã hội
 Vê  an ninh quốc gia
I. LÝ THUYẾT VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Năng lượng giómặt trờiNăng lượng thủy đ ệnsóngNăng lượng địa nhiệtthủy tr ều
11Bài giảng Năng lượng tái tạo
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
12Bài giảng Năng lượng tái tạo
1. Khái niệm: NLMT Là năng lượng của dòng bức xa / điện từ
xuất phát từ Mặt Trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng từ các
hạt nguyên tử khác phóng ra từ mặt trời.
2.1. Pin mặt trời:
2. Các dạng năng lượng mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
13Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.1.1. Các công đoạn chế tạo pin mặt trời
2.1. Pin mặt trời
Cấu tạo Module
Quy trình tạo Module
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
14Bài giảng Năng lượng tái tạo
a. Lựa chọn sơ đồ khối
- Panel mặt trời: điện áp 12V, có nhiều loại công suất: 30Wp, 
40Wp, 45Wp, 50Wp, 75Wp, 100Wp, 125Wp, 150Wp. 
- Bộ điều khiển: điều tiết sạc của acquy
- Bộ đổi điện AC-DC: chuyển dòng điện DC từ acquy  AC 
(110V, 220V) công suất từ 0,3kVA – 10kVA.
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
15Bài giảng Năng lượng tái tạo
Tính toán dung lượng dàn pin mặt trời
1- Tính phụ tải điện theo yêu cầu: tính theo hàng tháng hoặc
hàng năm
- Giả sử cần cung cấp điện cho các tải T1 , T2 , T3  có công
suất tiêu thụ tương ứng
- P1 , P2 , P3 . ứng với thời gian làm việc hàng ngày là τ1 , τ2 , 
τ3 ...
 tổng điện năng cung cấp hàng ngày cho các tải:
Từ Eng nếu nhân với số ngày trong tháng hoặc trong năm ta sẽ
tính được nhu cầu điện năng trong các tháng hoặc cả năm.
∑
=
=+++=
n
i
iing PPPPE
1
332211 ... ττττ (2.1)
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
16Bài giảng Năng lượng tái tạo
2- Tính năng lượng điện mặt trời cần thiết Ecấp
Năng lượng điện hàng ngày dàn pin mặt trời cần phải cấp cho
hệ, Ecấp được xác định theo công thức:
η
E
E ngc =
i
n
i
n ηηηηηη Π
=
==
1
321 .....Trong đó:
Với
η1 = Hiệu suất thành phần thứ nhất, ví dụ: bộ biến đổi điện
η2 = Hiệu suất thành phần thứ hai, ví dụ: bộ điều khiển
η3 = Hiệu suất nạp / phóng điện của bộ Acquy
(2.2)
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
17Bài giảng Năng lượng tái tạo
3- Tính công suất dàn pin mặt trời Wp
- Công suất dàn pin mặt trời thường được tính ra công suất đỉnh
hay cực đại (Peak Watt, kí hiệu là Wp) tức là công suất mà dàn
pin phát ra ở điều kiện chuẩn:
E0 = 1000 W/m2 và ở nhiệt độ chuẩn T0 =25oC
- Nếu gọi EβΣ là tổng cường độ bức xạ trên mặt phẳng nghiêng
một góc β so với mặt phẳng ngang ta có công suất dàn pin mặt
trời là
][,/1000.
Σ
2
)( P
β
câp
WP WE
mWhE
E = (2.3)
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
18Bài giảng Năng lượng tái tạo
Trong đó EβΣ được tính như sau:






+




 +
+=
2
1
2
1
ΣΣ
βCosREβCosEBEE gbbβ
3- Tính công suất dàn pin mặt trời Wp
(2.4)
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
19Bài giảng Năng lượng tái tạo
EΣ : Là tổng xạ trên mặt nằm ngang
Tổng xạ: là tổng của trực xạ và tán xạ trên một bề mặt (phổ
biến nhất là tổng xạ trên mặt nằm ngang, thường gọi là bức xạ
cầu trên bề mặt).
Trực xa: là bức xạ mặt trời nhận được khi không khí bầu khí
quyển phát tán. 
Tán xạ: là bức xạ mặt trời nhận được sau khi hướng của nó đã
bị thay đổi do sự phát tán của bầu khí quyển.
(1+cosβ)/2 = Fcs là hệ số góc của bề mặt so với mặt trời
cosβ)/2 = Fcs là hệ số góc của bề mặt đối với mặt đất
Rg là hệ số bức xạ môi trường xung quanh
3- Tính công suất dàn pin mặt trời Wp
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
20Bài giảng Năng lượng tái tạo
Bb: là tỷ số bức xạ của bề mặt nghiêng
góc β so với bề mặt ngang
Eng : Cường độ bức xạ mặt trời tới theo
phương bất kỳ
Ebng : Bức xạ mặt trời theo phương vuông
góc với nằm ngang
Ebngh : Bức xạ mặt trời theo phương
vuông góc với mặt phẳng nghiêng
θCos
θCos
θCosE
θCosE
E
E
B
zn
n
bng
n
b =
.
.
==
3- Tính công suất dàn pin mặt trời Wp
(2.5)
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
21Bài giảng Năng lượng tái tạo
Cosθ và Cosθz được xác định như hình vẽ.
- Góc tới θ: Góc giữa tia
bức xạ truyền tới bề mặt và
pháp tuyến bề mặt đó
- Góc thiên đỉnh θz : Góc
giứa phương thẳng đứng
(thiên đỉnh) và tia bức xạ
tới. Trong trường hợp bề
mặt nằm ngang thì góc
thiên đỉnh là góc tới.
3- Tính công suất dàn pin mặt trời Wp
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
22Bài giảng Năng lượng tái tạo
Cường độ bức xạ tới mặt đất là hàm của thời gian τ, tính từ lúc
mặt trời mọc τ =0 đến khi mặt trời lặn τ = τn /2. với τn = 24h = 
24.3600s như sau:
sradpi
τ
pi
ω /10.72,7=3600.24
2
=
2
=
5
n
En[w/m2] là cường độ cực đại trong ngày, lấy trung bình cả
năm theo số liệu đo lường thực tế tại vĩ độ cần xét
3- Tính công suất dàn pin mặt trời Wp
)(sin)( τϕτ nEE =
Với: φ(τ) = ω. τ : là góc nghiêng tia nắng so với mặt đất
ω: là tốc độ xoay của trái đất
(2.6)
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
23Bài giảng Năng lượng tái tạo
Để hệ thống làm việc bình thường ta phải tăng dung lượng tấm
pin lên. 
Gọi dung lượng của dàn pin có kể đến hiệuứng nhiệt độ là E 
(Wp , T) thì
EM (T) là hiệu suất của modun ở nhiệt độ T
(Wp))(=
)(
),( Tη
E
E
M
Wp
TWp
3- Tính công suất dàn pin mặt trời Wp
(2.7)
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
24Bài giảng Năng lượng tái tạo
4- Tính số modun mắc song song và nối tiếp
Chọn loại modun thích hợp có các đặc trưng cơ bản như sau:
- Điện thế làm việc tối ưu: Vlv
- Dòng điện làm việc tối ưu: Ilv
- Công suất đỉnh Pđỉnh
đinh
TWp
P
E
N ),(= với N = Nnt.Nss
Nnt : là số modun mắc nối tiếp trong dãy
Nss : là số modun mắc song song trong dãy
lv
nt V
V
N =
lv
ss I
IN =
Số modun cần phải dùng cho hệ thống
(2.8)
(2.10)
(2.9)
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
25Bài giảng Năng lượng tái tạo
5- Dung lượng của bộ acquy tính theo ampe-giờ (Ah) 
Dung lượng của bộ acquy tính ra Ah:
Với
V : hiệu điện thế làm việc của hệ thống nguồn
D : số ngày cần dự trữ năng lượng (số ngày không có nắng)
ηb : hiệu suất nạp phóng điện của acquy
DOS : độ sâu phóng điện thích hợp ( 0,6 – 0,7)
DOSηV
DEC
b
out
..
.
= (2.11)
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
26Bài giảng Năng lượng tái tạo
Số bình mắc nối tiếp trong bộ
Số dãy bình mắc song song:
Với v là hiệu điện thế của mỗi bình acquy
v
V
nnt =
b
ss C
C
n =
Trong đó mỗi bình có dung lượng Cb tính ra Ah
Tổng số bình acquy được tính:
bC
C
v
V
n ×=
5- Dung lượng của bộ acquy tính theo ampe-giờ (Ah) 
(2.12)
(2.13)
(2.14)
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
27Bài giảng Năng lượng tái tạo
b. Các bộ điều phối năng lượng
Các thông số kỹ thuật
+ Ngưỡng điện thế cắt trên Vmax : Vmax = (14 ÷ 14,5)V
+ Ngưỡng điện thế cắt dưới Vmin : Vmin = (10,5 ÷ 11)
+ Điện thế trễ ∆V: ∆V = Vmax – Vđ hay Vmin – Vđ (∆V = (1 ÷ 2)
Với Vđ là giá trị điện thế đóng mạch trở lại của bộ điều khiển
+ Công suất của bộ điều khiển: 1,3PL ≤ P ≤ 2PL
Với PL là tổng suất các tải có trong hệ nguồn, PL =ΣPi
+ Hiệu suất của bộ điều khiển ít nhất phải đạt giá trị lớn hơn
85%
- Bộ điều khiển nạp – phóng điện : kiểm soát tự động các quá
trình nạp và phóng điện của acquy. 
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
28Bài giảng Năng lượng tái tạo
b. Các bộ điều phối năng lượng
2.1.2. Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời
- Bộ biến đổi điện DC-AC: Các thông số kỹ thuật chính:
+ Thế vào Vin một chiều
+ Thế ra Vout xoay chiều
+ Tần số và dạng dao động điện
+ Công suất yêu cầu được xác định như đối với bộ điều khiển
nhưng ở đây chỉ tính tải của riêng bộ biến đổi.
+ Hiệu suất biến đổi η phải đạt yêu cầu.
+ η ≥ 85% đ/với trường hợp sóng điện xoay chiều có dạng
vuông góc hay biến điệu.
+ η ≥ 75% đ/với bộ biến đổi có sóng điện ra hình sin.
- Hộp nối và dây nối điện
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
29Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.1.3. Ứng dụng pin mặt trời
Lắp pin mặt trời ở nhà
Máy bay NLMT
LCD dùng pin 
mặt trời
Xe dùng pin mặt trời
Hệ thống điện mặt trời ở 
Los Angeles
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
30Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
31Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
2.2.1. Nhà máy nhiệt điện mặt trời
a. Nhà máy điện mặt trời sử dụng bộ hấp thụ năng lượng mặt trời
Nhà máy nhiệt điện mặt trời sử dụng bộ thu parabol trụ
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
32Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
2.2.1. Nhà máy nhiệt điện mặt trời
a. Nhà máy điện mặt trời sử dụng bộ hấp thụ năng lượng mặt trời
Nhà máy nhiệt điện mặt trời sử dụng hệ thống gương phản xạ
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
33Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
2.2.1. Nhà máy nhiệt điện mặt trời
b. Hệ thống điện mặt trời sử
dụng động cơ nhiệt
c.Hệ thống năng lượng mặt trời
kiểu tháp (solar power tower)
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
34Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
2.2.2. Thiết bị chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời
Tính toán thiết bị chưng cất nước
Quá trình đi lu trong thit b chng ct
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
35Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
2.2.2. Thiết bị chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời
Tính toán thiết bị chưng cất nước
- Dòng nhiệt truyền qua một đơn vị diện tích giữa 2 bề mặt được
xác định theo công thức sau:
- Dòng nhiệt trao đổi giữa các bề mặt bởi những dòng chảy

Với:
c là nhiệt dung riêng của không khí
m là lưu lượng dòng chảy đối lưu
( )1TTkq −=
Với k là hệ số truyền nhiệt ( W/m2K)
( )1TTmcQq −=
ckm /=
(2.15)
(2.16)
(2.17)
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
36Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
2.2.2. Thiết bị chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời
Tính toán thiết bị chưng cất nước
Nếu xét quá trình đối lưu bởi sự chuyển động đồng thời của 2 
dòng không khí, mỗi một dòng có lưu lượng (m) trên một đơn vị
diện tích thì:
+ Lượng nước vận chuyển ra ngoài sẽ là (m.w) 
+ Lượng nước vào trong là mw1 . 
 Lượng nước đi ra m(w-w1 )
Đây cũng chính là lượng nước được sản xuất ra bởi thiết bị lọc
nước trong một đơn vị diện tích bề mặt (M). 
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
37Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
2.2.2. Thiết bị chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời
Tính toán thiết bị chưng cất nước
Tương tự qúa trình trao đổi nhiệt giữ 2 tấm phẳng, phương trình
cân bằng năng lượng trong thiết bị chưng cất có dạng:
P là năng lượng bức xạ bức xạ mặt trời đến (W/m2)
ε là độ đen của tổ hợp bề mặt hấp thụ và nước.
r là nhiệt hóa hơi của nước (Wh/kg)
Với r = 660 Wh/kg, ε = 1 và độ chênh lệch nhiệt độ trung bình của
thiết bị khoảng 40K  lượng nước sản xuất được của thiết bị
được xác định:
)()()( 14141 wwmrTTεσTTkP −+−+−=
( ) )/(660/160 2hmkgPM −=
(2.18)
(2.19)
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
38Bài giảng Năng lượng tái tạo
Thiết kế thiết bị chưng cất nước
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
39Bài giảng Năng lượng tái tạo
a. Hệ thống cấp nước nóng nhiệt độ thấp (dưới 70oC)
2.2.3. Hệ thống cấp nước nóng dùng năng lượng mặt trời
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
40Bài giảng Năng lượng tái tạo
Quy trình thiết kế hệ thống cấp nước nóng nhiệt độ thấp
Bước 1: Lựa chọn sơ đồ khối
Bước 2: Lựa chọn Collector
Bước 3: Lựa chọn bề mặt hấp thụ
Bước 4: Lựa chọn bình chứa
Lắp đặt hệ thống cung cấp nước nóng dùng năng lượng mặt
trời
Lắp đặt vị trí collector
Vị trí lắp đặt bình chứa so với Collector.
Ống nối giữa collector và bình chứa.
Sơn phủ bề mặt hấp thụ để tăng độ hấp thụ



2.2.3. Hệ thống cấp nước nóng dùng năng lượng mặt trời
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
41Bài giảng Năng lượng tái tạo
b. Hệ thống cấp nước nóng nhiệt độ cao
2.2.3. Hệ thống cấp nước nóng dùng năng lượng mặt trời
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
42Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.2.4. Thiết bị lạnh sử dụng năng lượng mặt trời
2.2. Năng lượng mặt trời sử dụng dưới dạng nhiệt năng
II. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
43Bài giảng Năng lượng tái tạo
2.2.5. Đ ... à các đảo có V = 4,5 –
7,5 m/s, có mật độ NLG từ 800 tới
4500 kWh/m2.
 Khu vực có NLG tốt nhất: Bạch Long 
Vĩ, Trường Sa, Ninh Thuận,
I. TIỀM NĂNG NLTT TẠI VIỆT NAM
123Bài giảng Năng lượng tái tạo
4. Năng lượng sinh khối (Biomass)
 Tổng trữ lượng khoảng 70 – 80 tấn/năm
 Gỗ là 25 triệu tấn, chiếm 33%
 Phế phẩm công nông lâm nghiệp
khoảng 54 triệu tấn, chiếm khoảng
67%, 
Có 2 nguồn rất quan trọng:
 Trấu: 100 nhà máy xay, 6,5 triệu
tấn/năm ~ 75 – 100 MW điện, hiện
chỉ sử dụng cho 7 – 9% cho thủ
công, đun nấu
 Bã mía: 43 nhà máy đường, 4,5 triệu
tấn/năm ~ 200 – 250 MW điện, 80% 
đã dùng phát điện
I. TIỀM NĂNG NLTT TẠI VIỆT NAM
124Bài giảng Năng lượng tái tạo
4. Năng lượng sinh khối (Biomass)
Tr lng du tơng đơng trong mt năm t các ph
phm nông nghip
I. TIỀM NĂNG NLTT TẠI VIỆT NAM
125Bài giảng Năng lượng tái tạo
5. Khí sinh học (Biogas)
100,02,4224844,652TỔNG
44,41,0592118,376Lợn
10,10,248495,864Bò
8,80,221441,438Trâu
63,31,5283055,678Chất thải của gia súc
6,50,109318,840Phụ phẩm các cây trồng
khác
30,20,7351470,133Rơm rạ
36,70,8941788,973Phụ phẩm cây trồng
Tỷ lệ
(% )
Dầu tương đương
(triệu TOE)
Tiềm năng
(triệu m3)
Nguồn nguyên liệu
Tim năng khí sinh hc
I. TIỀM NĂNG NLTT TẠI VIỆT NAM
126Bài giảng Năng lượng tái tạo
5. Khí sinh học (Biogas)
 Tổng tiềm năng 10000 triệu tấn
m3/năm.
Trong đó:
 Từ người: 623 triệu m3/năm, 
chiếm 6,3%
 Từ gia súc: 3062 triệu m3/năm, 
chiếm 31%
 Phế thải khác: 6269 triệu
m3/năm, chiếm 63%
 Đang phát triển mạnh mẽ ở nước ta
I. TIỀM NĂNG NLTT TẠI VIỆT NAM
127Bài giảng Năng lượng tái tạo
6. Năng lượng địa nhiệt
 Có hơn 300 nguồn nước nóng, 
nhiệt độ T = 30 – 150OC.
 Tây Bắc: 78 nguồn, chiếm 26%
 Trung Bộ 73 nguồn, chiếm 20%
 61% nguồn nhiệt độ cao ở
Nam Trung Bộ.
 Tiềm năng 200 – 400 MW
 Mới được nghiên cứu khai thác
gần đây.
I. TIỀM NĂNG NLTT TẠI VIỆT NAM
128Bài giảng Năng lượng tái tạo
6. Năng lượng địa nhiệt
T l phn trăm s ngu!n nc nóng c
a tng vùng
I. TIỀM NĂNG NLTT TẠI VIỆT NAM
129Bài giảng Năng lượng tái tạo
7. Năng lượng đại dương
 Thủy triều
 Sóng biển
 Nhiệt đại dương
 Chưa khai thác
I. TIỀM NĂNG NLTT TẠI VIỆT NAM
130Bài giảng Năng lượng tái tạo
1. Năng lượng mặt trời:
• Bức xa / mặt trời trung bình: 5 KWh/m2/ngày.
• Sô 6 giờ nắng trung bình: 2000 ÷ 2500 giờ/ngày.
2. Năng lượng gió:
• Trên các đảo 800 ÷ 1400 KWh/m2/năm.
• Khu vực duyên hải Trung Bô /: 500 ÷ 1000KWh/m2/năm.
• Các cao nguyên và các vùng nhỏ hơn 500KWh/m2.
3. Năng lượng sinh khối:
• Tiềm năng : 43 ÷ 46 triệu TOE/năm.
• Tiềm năng khi 6 sinh học: 10 ty b m3/năm.
• Biogas: 0,4 triệu TOE/năm.
TÓM TẮT
I. TIỀM NĂNG NLTT TẠI VIỆT NAM
131Bài giảng Năng lượng tái tạo
4.Thủy điện nhỏ:
• Tiềm năng lớn hơn 4000 MW.
• Tiềm năng thủy điện nhỏ và cực nhỏ ở vùng núi phía Bắc, Miền
Trung và Tây Nguyên: 2900 MW.
5. Năng lượng địa nhiệt và các loại khác (thủy triều, sóng
biển).
• Năng lượng địa nhiệt: 200 ÷ 340MW.
• Các loạ i khác đang được đánh giá.
Ty " lê # % năng lng tái to
trong tng phát đin Vit
Nam (Báo cáo 3/2008)
TÓM TẮT TIỀM NĂNG NLTT TẠI VIỆT NAM
132Bài giảng Năng lượng tái tạo
1. Năng lượng mặt trời
 Hệ nguồn độc lập từ 20 – 100 kWp
 Hộ gia đình: 20 – 200 Wp
 Hộ tập thể: 200 – 2000 Wp
 Thông tin viễn thông: 200 – 20000 Wp
 Giao thông đường thủy: 10 – 600 Wp
 Các ứng dụng khác: giao thông, chiếu
sáng công cộng
 Hệ nguồn nối lưới: 5 – 150 kWp
 EVN, Viện năng lượng
 Trung tâm hội nghị quốc gia (150 kWp)
 Tổng công suất lắp đặt: 1,5 MWp
II. HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN NLTT TẠI 
VIỆT NAM
1.1. Pin mặt trời
133Bài giảng Năng lượng tái tạo
1. Năng lượng mặt trời
1.2. Nhiệt mặt trời trên cơ sở hiệu ứng nhà kính
 Thiết bị đun nước nóng:
 Sử dụng: hộ gia đình, khách sạn,
 Khoảng 1,5 triệu m2 đã được lắp đặt.
 Thiết bị sấy: gia đình, công nghiệp
 Chưng cất nước
II. HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN NLTT TẠI 
VIỆT NAM
134Bài giảng Năng lượng tái tạo
2. Thủy điện nhỏ
 Đã lắp đặt 507 trạm, ~ 135 MW; 
69 trạm ngừng hoạt động, phân
bố chủ yếu khu vực miền núi phía
Bắc.
 Khoảng 1300 – 1400 TĐN, CS 
200 – 500 W, ~ 35 – 65 MW đang
được các gia đình khu vực miền
núi sử dụng.
 80% TĐN sản xuất từ Trung
Quốc, giá rẻ, tuổi thọ thấp.
 Mỗi năm thường chỉ dùng 5-6 
tháng; công suất rất hạn chế.
II. HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN NLTT TẠI 
VIỆT NAM
135Bài giảng Năng lượng tái tạo
3. Năng lượng gió
 Phát điện: 1 x 800 kW (Bạch
Long Vĩ) + 1000 x (150 – 200 W)
 Bơm nước: khoảng 120 máy
 20 điểm đo gió trên 20m
 Nhà máy điện gió Tuy Phong
(120 MW) ở Bình Thuận sắp phát
điện với 5 tuabin (1,5MW/tuabin)
 Dự án đầu tư 30 MW tại Khánh
Hòa
 Dự án điện gió tại Côn Đảo, Lâm
Đồng, đảo Lý Sơn (Quảng Ngãi),
II. HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN NLTT TẠI 
VIỆT NAM
136Bài giảng Năng lượng tái tạo
4. Sinh khối
 63% (2,8/4,5 triệu tấn) bã mía đã
được sử dụng để phát điện 150 – 200 
MW
 23% (1,45/6,5 triệu tấn) trấu dùng
cho mục đích năng lượng.
 Dự án đang thực hiện: nhà máy xử
lý rác để sản xuất điện 2,4 MW và
phân hữu cơ NPK 1500 – 3000 
tấn/năm đang thực hiện ở TP.HCM
 Viện cơ điện nông nghiệp đã
nghiên cứu thành công dây chuyền sử
dụng phế phẩm sinh khối cùng phát
điện và nhiệt để sấy.
II. HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN NLTT TẠI 
VIỆT NAM
137Bài giảng Năng lượng tái tạo
5. Khí sinh học
 Khoảng 60 nghìn hầm KSH có
thể tích từ 3 đến 30 m3 đã được xây
dựng và đang sản xuất khoảng 110 
triệu m3 khí/năm
 70% là quy mô gia đình
II. HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN NLTT TẠI 
VIỆT NAM
138Bài giảng Năng lượng tái tạo
6. Năng lượng địa nhiệt
 Xây dựng nhà máy điện địa nhiệt
công suất 18,6 MW tại Quảng Ngãi. 
 Chính phủ có định hướng xây dựng
nhà máy điện địa nhiệt 20 – 25 MW tại
BìnhĐịnh.
 Tập đoàn Ormat – Mỹ xin phép đầu
tư xây dựng 5 nhà máy điện địa nhiệt
tại Quảng Bình, Quảng Ngãi,
II. HIỆN TRẠNG PHÁT TRIỂN NLTT TẠI 
VIỆT NAM
139Bài giảng Năng lượng tái tạo
III. NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI VÀ CƠ HỘI 
ỨNG DỤNG NLTT TẠI VIỆT NAM
1. Những vấn đê 
 tồn tại trong việc khai thác năng lượng tái
tạo tại Việt Nam.
 Đóng góp năng lượng còn thấp, nhận thức hạn chê 6 vê  năng
lượng tái tạo.
 Chi phí năng lượng tá i tạo cao, công nghê / còn hạn chê 6.
 Sô 6 liệu vê  tiềm năng năng lượng tái tạo còn thiếu.
2. Cơ hội ứng dụng năng lượng tái tạo tại Việt Nam.
 Môi trường quốc tê 6 thuận lợi: Kê6 hoạch đê  ra của các nước
ASEAN, cơ chê 6 CDM, nhiều tô b chức quan tâm đến phát triển
năng lượng tá i tạo tạ i Việt Nam.
 Chính phủ đã và đang đê  ra các chiến lược liên quan đến
năng lượng tá i tạo.
 Nguồn tài nguyên sẵn có trong nước.
140Bài giảng Năng lượng tái tạo
3. Đê
 xuất giải pháp:
 Tăng ngân sách, khuyến khích việc nghiên cứu và ứng dụng
năng lượng tái tạo, tuyên truyền, phổ biến vê  năng lượng tá i
tạo, giúp nâng cao nhận thức của mọi người vê  năng lượng tá i
tạo.
 Tiếp thu và chuyển giao công nghê / từ các nước phát triển
như: Pin mặt trời, tuabin gió đê b làm chủ công nghê / này.
 Ưu tiên vốn ODA, tận dụng đầu tư quốc tê 6 vào các dư/ án
CDM đê b phát triển các dư/ án năng lượng tá i tạo tạ i Việt Nam.
 Hành lang pháp lý, ban hành luật, trơ/ giá, miễn hoặc giảm
thuê 6 đối với thiết bị công nghê / vê  năng lượng tá i tạo
 Nhà nước cần có kê 6 hoạch hô v trơ/, đầu tư, ví du /: Cục khi 6 
tượng thủy văn, đê b có được sô 6 liệu đầy đủ và chính xác đê b 
phục vụ nghiên cứu năng lượng tá i tạo.
141Bài giảng Năng lượng tái tạo
Tiềm năng năng lượng tái tạo của Việt Nam rất lớn nhưng tỷ lê / 
đóng góp còn rất thấp (2,3%). Vì vầy cần phả i đẩy mạnh khai
thác những loại có tiềm năng lớn như:
 Năng lượng mặt trời: Từ Đà Nẵng trở vào Nam (sô 6 giờ nắng
trung bình 2500 giờ/ năm).
 Năng lượng gió: Khu vực Duyên Hải Miền Trung (vận tốc gió
4÷7m/s)
 Năng lượng sinh khối : Trấu (4,5 triệu tấn/năm, bã mía (6,5 
triệu tấn/năm), khi 6 sinh học (10.000 triêu m3 năm).
 Thủy điện nhỏ và cực nhỏ: Miền núi phía Bắc và Tây Nguyên.
 Năng lượng địa nhiệt: Nam Trung Bô / (73 nguồn nước nóng)
IV. KẾT LUẬN
142Bài giảng Năng lượng tái tạo
143Bài giảng Năng lượng tái tạo
III. NĂNG LƯỢNG GIÓ
Bảng cấp gió Beaufor
Bão rất mạnh89,0118 ÷ 13332,7 ÷ 36,912
Bão mạnh69,4103 ÷ 11728,5 ÷ 32,611
Bão51,189 ÷ 10224,5 ÷ 28,410
Gió bão37,575 ÷ 8820,8 ÷ 24,49
Gió rất mạnh27,062 ÷ 7417,2 ÷ 20,78
Gió mạnh18,850 ÷ 6113,9 ÷ 17,17
Gió hơi mạnh12,539 ÷ 4910,8 ÷ 13,86
Gió mát7,829 ÷ 388,0 ÷ 10,75
Gió vừa4,520 ÷ 285,5 ÷ 7,94
Gió yếu2,212 ÷ 193,4 ÷ 5,43
Gió nhẹ0,96 ÷ 111,6 ÷ 3,32
Gió êm0,21 ÷ 50,3 ÷ 1,51
Lặng gió00,0 ÷ 1,00,0 ÷ 0,20
km/hm/s
Đặc điểm gióÁp suất gió trung
bình kg/m2
Vận tốc gió
Cấp gió
144Bài giảng Năng lượng tái tạo
Bảng 1: Cp nhp nhô và chiu cao nhp nhô
Những vùng đất nông nghiệp với một ít
nhà và các rào chắn với chiều cao 8m ở
khoảng cách xấp xỉ 500 m xung quanh
390,12
Những vùng đất nông nghiệp với một ít 
nhà và các rào chắn với chiều cao 8m ở
khoảng cách xấp xỉ 1250 m xung quanh
450,0551,5
Những vùng đất nông nghiệp thoáng
không có hàng rào với những ngôi nhà
nằm phân tán ở xa. Các gò đồi rất thấp.
520,031
Những địa hình thoáng với các bề mặt
phẳng ví dụ như bê tông, đường băng hạ
cánh, các thảm cỏ được cắt tỉa.
730,00240,5
Mặt nước1000,00020
Kiểu bề mặt đấtChỉ số nănglượng (%)
Chiều cao
nhấp nhô
(m)
Cấp
nhấp
nhô
145Bài giảng Năng lượng tái tạo
Những thành phố lớn với các toà nhà
cao, có sự ngăn cản di chuyển của
mây
131,64
Các thành phố lớn với các toà nhà cao180,83,5
Các làng, thành phố nhỏ hay những
vùng đất nông nghiệp với rất nhiều rào
chắn caom các khu rừng.Những khu
vực rất nhấp nhô không bằng phẳng
240,43
Những vùng đất nông nghiệp với một ít
nhà và các rào chắn với chiều cao 8m 
ở khoảng cách xấp xỉ 250 m xung
quanh
310,22,5
Kiểu bề mặt đất
Chỉ số
năng lượng
(%)
Chiều cao
nhấp nhô
(m)
Cấp nhấp
nhô
Bảng 1: Cp nhp nhô và chiu cao nhp nhô
146Bài giảng Năng lượng tái tạo
Sản xuất viên nhiên liệu
a. Đặc điểm viên nhiên liệu
3,78
Trấu
2,08
Bã 
mĩa
4,25
Cỏ hạt 
điều
4,04
Mùn 
cưa
3,56
Rơm
6,61
Than 
đá
Phát nhiệt 
tương đương 
Kg / KWh
Nhiên liệu
Công suất phát nhiệt tương đương của một số nhiên liệu
CO2 tiết kiêm được của viên nhiên liệu so với dầu, khí gas
8872 IbsViên nhiên liệu
549 IbsKhí Gas
943 IbsDầu
Tiết kiệm CO2Nhiên liệu
147Bài giảng Năng lượng tái tạo
Sản xuất viên nhiên liệu
b. Quy trình sản xuất viên nhiên liệu
Thiết bị làm mát, khử
bụi, máy sàn lọc
Viên nhiên liệu có độ
ẩm tư 10 -12 %.
Giảm ẩm sản
phẩm cuối cùng
có chất luợng
tốt.
Làm mát
Máy tạo viên, thùng
chứa nhiên liệu, cấp
dâu tự động
Viên nhiên liệu có
đường kính từ 6-8 
mm, ch iều dài<38mm
Tạo viên
nhiên liệu.
Nén
Thùng nghiền, quạt, 
đường ống gió, Xilon
lọc bụi.
Vật liêu có đường
kính < 1mm, d*r 
<3*3mm
Giảm kích thước
vật liệu.
Nghiền
Lò hơ i, thiết b ị sấy, 
thùng quay, quạt, 
đường ống gió
Vật liệu có độ ẩm
<15%, nhiệt độ
>700C
Giảm ẩm tăng
nhiệt độ vật liệu.
Sấy
Thiết bịSản phẩmMục đíchQuá trình
chính
148Bài giảng Năng lượng tái tạo
L*a chn b mt hp th
Khi lựa chọn thiết kế bề mặt hấp thụ ta cần quan tâm đến
những yếu tố sau:
- Loại bề mặt hấp thụ dãy dạng ống có kết quả tốt nhất về hiệu
suất, giá thành, năng lương cần thiết. 
- Các ống cách nhau khoảng 10 đến 15 cm là thích hợp nhất về
giá thành cũng như khả năng hấp thụ. 
- Ống có đường kính trong 10 mm là tốt nhất. Không nên chọn
loại nhỏ hơn.
- Đồng là vật liệu tốt nhất làm tấm hấp thụ nhưng giá thành cao. 
- Tấm hấp thụ dùng 0,5 mm là tốt nhất, nhưng nếu sẵn có
0,8mm đến 1,2 vẫn tốt.
149Bài giảng Năng lượng tái tạo
L*a chn bình cha
Các yếu tố cần chú ý khi lựa chọn bình chứa
- Kích thước của bình chứa không nhỏ hơn lượng nước cần
thiết trong một ngày. Khi muốn có nước nóng để bù vào ngày
không có bức xạ mặt trời thì bình chứa có thể lớn gấp 2 lẩn
lượng nước cần thiết trong một ngày. 
- Đối với trường hợp hệ thống lớn với vài Collector thì tổng
lượng nước cần tích lũy lớn. Khi đó ta dùng một bình chứa lớn
tốt hơn là vài bình chứa nhỏ.
150Bài giảng Năng lượng tái tạo
L+p đt v trí collector
- Có thể lắp đặt collector có độ nghiêng bằng vĩ độ nơi đặt ±10o
, nếu muốn dùng chủ yếu vào mùa đông hay mùa hè (mùa hè –
10oC, mùa đông + 10oC). 
- Còn dựa vào hướng, nếu ở bán cầu nam thì quay về hướng
Bắc, còn nếu bán cầu bắc thì quay về hướng Nam. 
- Góc độ nghiêng cần ít nhất là 15o để tăng hiệu quả tự làm
sạch cho Collector khi trời mưa.
151Bài giảng Năng lượng tái tạo
Cu to Tuabin gió
- Anemoneter: Bộ đo lường tốc độ gió và truyền dữ liệu tốc đọ 
gió tới bộ điều khiển.
- Blades: Cánh quạt. 
- Brake: Bộ hãm. Dùng để dừng roto trong tình trạng khẩn cấp 
bằng điện, bằng sức nước hoặc bằng động cơ.
- Controller: Bộ điều khiển. bộ điều khiển sẽ khởi động động cơ 
ở tốc độ gió khoảng 8 đến 16 dặm / 1 giờ và tắt động cơ khoảng 
65 dặm / 1 giờ. 
- Gear box: Hộp bánh răng. Bánh răng được nối trục có tốc độ 
thấp với trục có tốc độ cao và tăng tốc độ quay từ 30 ÷ 60 vòng / 
phút tới 1200 ÷ 1500 vòng / phút.
- Generator: Máy phát
- Hight speed shaft: Trục truyền động của MF ở tốc độ cao.
- Low speed shaft: Trục quay tốc độ thấp.
152Bài giảng Năng lượng tái tạo
Cu to Tuabin gió
- Nacelle: Vỏ. Bao gồm Roto và vỏ bọc ngoài, toàn bộ được đặt 
trên đỉnh trụ. Dùng bảo vệ các thành phần trong vỏ. 
- Pitch: Bước răng. Cánh được tiên làm nghiêng một ít để giữ 
cho Rotor quay trong gió không quá cao hay quá thấp để tạo ra 
điện.
- Rotor: Bao gồm các cánh quạt và trục.
- Tower: Trụ đỡ. Được làm từ thép hình trụ hoặc lưới thép. 
- Wind direction: Hướng gió.
- Wind vane: Chong chóng gió để xử lý hướng gió và liên lạc 
với Yaw drive để định hướng Tuabin.
- Yaw drive: Dùng để giữ Rotor luôn luôn hướng về hướng gió 
khi có sự thay đổi hướng gió.
- Yaw motor: Động cơ cung cấp cho Yaw drive định hướng gió
153Bài giảng Năng lượng tái tạo
Vai trò của năng lượng sinh khối trong hệ thống năng lượng
Khoảng 4 triệu lít ethanol /nămđược sảnxuất. Sinh khối đáp ứngcho khoảng75% 
nhu cầu năng lượng của quốc gia.
Zim-ba-bu-ê
Khoảng 10.700 MW nhà máy điện sử dụng đốt cháy sinh khối (chủ yếu từ gỗ). 
Khoảng 4 tỷ lít ethanol /nămđược sảnxuất
Mỹ
Sinh khối cấp khoảng 17% nhucầu năng lượng. Hầu hết lấy từ công nghiệp giấy và
sử dụng gỗ chosưởi ấm. Sinh khối dự đoán sẽ đóng góp tới 40% vào năm2020.
Thụy Điển
20% năng lượngsơ cấp từ sinh khối hiện đại. Công nghiệp giấy đóng góp lớn
thông qua các chất thải và cồn đenchosảnxuất điện. Chính phủ tài trợ chosinh
khối và khả năng gấp đôi năng lượng này là có thể trêncác nguồnsẵncó.
Phần Lan
Chương trình đang tiến hành để sử dụng 1,2 triệu tấn dầucũng như chất thải lâm
nghiệp. Nhiều công nghệ được thực thi cho việc đốt cháy liên hợp ở quy mô lớn để
phát điện vàsưởi ấm.
Đan Mạch
Sinh khối chiếmkhoảng 1/3 cungcấp năng lượng. Hầu hết các ứng dụng tiên tiến
là sản xuất ethanol từ mía (13-14 tỷ lít/năm) và sử dụng phụ thêmtừ than thải của
công nghiệp thép. 
Brazil
Chiếmkhoảng 11% năng lượng cấp choquốc gia. Phế thải lâmnghiệp được sử
dụng cho nấuvàsưởi, hầu hết là hệ thống quy mô tương đối nhỏ
Áo
Vai trò của năng lượng sinh khối trong hệ thống điệnQuốc gia