TÌM HIỂM THÁP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI (PHẦN 2) (19/07/2015)

Sự suy giảm nguồn nhiên liệu hóa thạch đã thúc đẩy tìm kiếm giải pháp thay thế bền vững hơn. Nhiều giải pháp đã được đề xuất để tạo ra điện bằng cách khai thác các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió.

Phần 2: Nguyên lý vận hành cơ bản của tháp năng lượng mặt trời

Nguyên tắc vận hành của tháp năng lượng mặt trời như sau. Do hiệu ứng nhà kính, không khí được hâm nóng tronghệ thu khí. Không khí ấm chuyển từ vùng ngoại biên của hệ thu khí vào trung tâm của nó rồi vào ống tháp để thoát ra (xem hình 1b). Dòng chuyển động của không khí ấm này chuyển một phần của năng lượng nhiệt động lực học vàocác tuabin khí làm cho máy phát điện vận hành. Những máy phát điện cuối cùng tạo ra điện và điên đựợc hòa vào điện lưới. Chu trình nhiệt động lực học của tháp năng lượng mặt trời được thể hiện trong hình 2.

Hinh1b_Thap NLMT.png

Hình 1b. Các thành phần trong tháp năng lượng mặt trời. Dc là đường kính của hệ thu không khí. H là độ cao của ống tháp. (T₀, P₀) và (T₄, P₄) là nhiệt độ và áp suất của không khí vào và ra tương ứng.

Hinh 2_Thap NLMT.png

Hình 2. Chu trình nhiệt động lực của tháp năng lượng mặt trời

Độ cao của ống tháp càng lớn, hiệu ứng chênh lệch nhiệt độ càng lớn và do đó càng có nhiều năng lượng được tạo ra từ tua bin. Đã có đề xuất ống tháp cao đến 1.500 mét, và do đó hiển nhiên kéo theo một loạt các vấn đề về kết cấu. Hầu hết các ống tháp này được đề xuất có dạng hình trụ làm bằng bê tông cốt thép với phần dưới loe ra (hình 3). Chủ yếu là gió vận hành trong một cấu trúc tương đối cao và mảnh mai như vậy và thực sự khó thực hiện và cần có một thiết kế an toàn (Niemann et al., 2009). Hơn nữa, hầu hết các dữ liệu về về gió chỉ có giá trị ở độ cao khoảng 200 mét, và hoàn toàn thiếu dữ liệu khí tượng về tốc độ gió ở độ cao trên 300 mét (Harte và Van Zijl, 2007).

PGS. TS. Nguyễn Tuấn Anh (CNNL)