Đồ án Thiết kế nhà máy nhiệt điện mặt trời dạng stirling dish

ng lượng Mặt trời 3 Chương 1: Tổng quan về năng lượng mặt trời 4 Bên ngồi khí quyển Trái đất bằng 1353 W/m2 Ở bề mặt Trái đất khoảng 1.000 Watt/m2 trong điều kiện trời quang. Năng lượng bức xạ Mặt trời 5 Hiệu ứng quang điện, chuyển năng lượng các photon của Mặt trời thành điện năng. Hoạt động của pin mặt trời Pin Mặt trời Một số ứng dụng của năng lượng Mặt trời  Ứng dụng trong sản xuất điện năng  Ứng dụng nhiệt  Chiếu sáng 6 2.1.Lịch sử phát triển. 2.2.Khái niệm và phân loại. 2.3.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. 2.4.Ứng dụng. 7 Chương 2: Tổng quan về động cơ Stirling 8  Động cơ Stirling được Robert Stirling sáng chế vào năm 1816.  Là một loại động cơ đốt ngồi cĩ thể sử dụng với rất nhiều loại nhiên liệu khác nhau, đặc biệt là năng lượng mặt trời Mơ hình động cơ Stirling của Robert Stirling năm phát minh năm1816. Lịch sử phát triển Phân loại Động cơ Stirling cĩ thể được phân loại theo những tiêu chí khác nhau. Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo ta cĩ thể chia động cơ Stirling thành 3 loại chính như :  Động cơ Stirling kiểu alpha (α)  Động cơ Stirling kiểu beta (β)  Động cơ Stirling kiểu gamma (γ) 9 10 Tương tự như ở động cơ xăng và động cơ diesel thơng dụng, động cơ stirling hoạt động theo kiểu chu kỳ, tức là cĩ các chu trình cơng tác nối tiếp nhau. Mỗi chu trình cơng tác là một giai đoạn làm việc tương ứng với một lần sinh cơng, nĩ bao gồm các quá trình Loại alpha nguyên lý hoạt động của động cơ Stirling 11 Một số hình ảnh mơ phỏng hoạt động của động cơ Stirling  Sản xuất điện năng  Động cơ ơtơ, tàu thuỷ  Thiết bị làm lạnh  Động cơ Stirling chạy bằng năng lượng mặt trời  Động cơ Stirling trong lĩnh vực giải trí 12 Ứng dụng 3.1. Khái quát chung. 3.2. Thiết kế bộ thu mặt trời dạng stirling dish. 3.3. Nguyên lý điều khiển hệ thống. 3.4. Phân bố hệ thống gương. 13 Chương 3: Nhà máy nhiệt điện Mặt trời dạng Stirling Dish 14 Nhà máy nhiệt điện Mặt trời dạng Stirling Dish Diện tích: 12.210 m2 Cơng suất nhà máy: 1MW Tổng số modul: 40 Cơng suất 1 modul: 25KW Tổng hợp số liệu 15 Đường kính: 10,57 m Diện tích mặt căng: 86,7 m2 Diện tích mặt phản xa: 91,4 m2 Hệ số tập trung k = 2800 Tổng số bộ : 40 Chảo parabol Các phần tử trong hệ thống 16 Bộ thu nhiệt  Loại: gia nhiệt trực tiếp ánh sáng Mặt Trời.  Đường kính miệng thu: 200mm  Đường kính bộ thu: 450mm  Cường độ nhiệt đầu vào (max): 74kW  Tuổi thọ: 16000 giờ, 720oC (nhiệt độ khí gas)  Nhiệt độ làm việc bình thường: 720oC  Năng suất nhiệt: 90%  Cơng suất: 25 kW, 1800 vịng quay/ phút  Số Cylanh: 4  Cấu hình: 4 piton, tác động kép  Dung tích chốn chỗ: 4 x 95cm3  Dung tích quét: 540 cm3  Đường kính cylanh: 55mm  Khoảng chạy piton: 40mm  Bộ gia nhiệt: ống (dài 260mm, đường kính 3mm)  Nhà sản xuất: United Stirlinq of Sweden AB, MalmƯ, Sweden. 17 Động cơ Stirling  Cơng suất: 25 kW, 1800 vịng quay/ phút  Số Cylanh: 4  Cấu hình: 4 piton, tác động kép  Dung tích chốn chỗ: 4 x 95cm3  Dung tích quét: 540 cm3  Đường kính cylanh: 55mm  Khoảng chạy piton: 40mm  Bộ gia nhiệt: ống (dài 260mm, đường kính 3mm)  Nhà sản xuất: United Stirling of Sweden AB, MaimƯ, Sweden. Kiểu MKII 18 Máy phát điện.  Loại: động cơ điện cảm ứng  Nhà sản xuất: Reliance Electric  Thơng số định mức: cơng suất 22,5kW (1800 vịng/phút, điện áp xoay chiều 480V, tần số 60 Hz, hệ số cơng suất 0,9)  Năng suất điện: 41% 19 Nguyên lý hoạt động của hệ thống  Hướng Đơng – Tây được điều khiển trong ngày từ 8h sáng đến 16h chiều.  Hướng Nam – Bắc được điều khiển theo mùa trong một năm.  Ngày hạ chí hệ thống quay về hướng bắc 11o95”  Ngày đơng chí quay về hướng nam 34o95” 20 ĐôngTây - 60 0 60 00 0 Tia bức xạ Mặt Trời Mặt đất 16h 12h 8h Tia bức xạ BắcNam 3 4 ,9 5 o Mặt đất Nguyên lý điều khiển hệ thống Sơ đồ bố trí hệ thống gương 2 1 10m 22,5m 22,5m 22,5m 1 0 m 1 3 m 1 3 m 1 3 m 1 3 m 1 3 m 1 3 m 1 3 m 1 0 m Đông 22,5m 10m Tây Bắc Nam Ưu, nhược điểm của hệ thống nhà máy nhiệt điện dạng Stirling Dish Ưu điểm  Dễ thiết kế  Do mỗi modul hoạt động độc lập nhau nên cĩ thể mở rộng hệ thống dễ dàng.  Chiếm ít diện tích đất.  Hệ số tập trung cao nên nhiệt độ cĩ thể đạt từ 600 – 700oC. 22 Nhược điểm  Phụ thuộc vào thời tiết  Khĩ điều khiển  Giá thành động cơ Stirling hiện nay cịn tương đối cao. Kết luận  NLMT là nguồn năng lượng sạch, cĩ khả năng tái tạo, vơ tận, khơng gây ơ nhiễm mơi trường.  Cĩ khả năng thay thế nguồn năng lượng truyền thống, đặc biệt là trong việc sản xuất điện.  Việt Nam cĩ tiềm năng lớn về nguồn năng lượng này, do cĩ cường độ bức xạ tương đối cao.  Đồ án thiết kế chỉ là mơ hình thiết kế nhỏ nhưng qua đây cĩ thể phân tích và rút ra một số những ưu điểm, kinh nghiệm để xây dựng mơ hình nhà máy lớn hơn trong tương lai. 23 Lời cảm ơn  Em xin chân thành cảm ơn đến tất cả quý thầy cơ trong khoa Điện – Điện tử trường Đại Học Bình Dương đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho em hồn thành đề tài này  Đặc biệt em cảm ơn đến ThS. Phạm Quang Minh thầy đã bỏ cơng sức và thời gian hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện đề tài của em. Chân thành cảm ơn! SVTH HÀ VĂN HỮU 24