Đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu suất của nhà máy nhiệt điện lai năng lượng mặt trời ở Việt Nam

Bài viết Đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu suất của nhà máy nhiệt điện lai năng lượng mặt trời ở Việt Nam trình bày các đặc điểm chính của các công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời hiệu quả nhất, bao gồm nhà máy nhiệt điện lai. Triển vọng của các nhà máy nhiệt điện lai tại tỉnh Ninh Thuận, nơi có cường độ bức xạ mặt trời cao nhất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu suất của nhà máy nhiệt điện lai năng lượng mặt trời ở Việt Nam ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ TĂNG HIỆU SUẤT CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN LAI NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Ở VIỆT NAM Nguyễn Đức Toàn*, Đoàn Ngọc Anh Khoa Điện - Trường đại học công nghiệp Việt Trì *Email: ductoan.bf@gmail.com Tóm tắt Báo cáo này trình bày các đặc điểm chính của các công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời hiệu quả nhất, bao gồm nhà máy nhiệt điện lai. Triển vọng của các nhà máy nhiệt điện lai tại tỉnh Ninh Thuận, nơi có cường độ bức xạ mặt trời cao nhất. Kết quả tính toán nhà máy nhiệt điện thông thường và nhà máy nhiệt điện lai có cùng công suất 4,6 MW được đem ra so sánh. Hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu của việc áp dụng các công nghệ lai với năng lượng mặt trời là do hiệu suất của nhà máy tăng từ 6% đến 10% tùy vào thời gian trong năm và cường độ bức xạ trực tiếp của mặt trời và nhiệt độ môi trường xung quanh. Việc tiêu thụ nhiên liệu (khí tự nhiên) được sử dụng trong nhà máy tuabin khí đã giảm đáng kể. Từ khoá: Nhà máy điện lai, tiết kiệm năng lượng, bức xạ mặt trời, nhà máy điện tuabin khí. EVALUATION OF ENERGY SAVING EFFICIENCY AND INCREASE THE PERFORMANCE OF HYBRID THERMAL POWER PLANTS IN VIETNAM Abstract The work presents the main characteristics of the most efficient solar energy technologies, including hybrid thermal power plants. The prospect of hybrid thermal power plants in Ninh Thuan province, where the intensity of solar radiation is highest. The results of conventional thermal power plants and hybrid thermal power plants with the same capacity of 4.6 MW are compared. The fuel-saving effect of applying hybrid solar technologies is due to the plant's efficiency increase from 6% to 10% depending on the time of year and the direct radiation intensity of the solar radiation. weather and ambient temperature. The consumption of fuel (natural gas) used in the gas turbine plant has been significantly reduced. Keywords: hybrid thermal power plants, energy saving, solar radiation, gas turbine plant. 1. GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây, ngành năng lượng toàn cầu đang theo đuổi xu hướng tăng hiệu quả sản xuất năng lượng nhiệt và điện, đó là do sự gia tăng cạnh tranh trên thị trường năng lượng, cũng như các yêu cầu về môi trường ngày càng cao. Nhu cầu tiết kiệm các nguồn năng lượng sơ cấp, đặc biệt là năng lượng hóa thạch ngày càng trở nên cấp thiết hơn. 224 Một trong những định hướng của chính sách năng lượng hiện đại ở nhiều nước phát triển và đang phát triển là xây dựng các cơ sở năng lượng phân tán nhỏ, càng gần người tiêu dùng càng tốt. Nhờ vị trí gần mà việc giảm thất thoát năng lượng qua mạng lưới truyền tài và phân phối đã được giảm thiểu. Nhược điểm đáng kể của các cơ sở năng lượng phân tán có công suất thấp (nhỏ hơn 25 MW) là chi phí sản xuất cao hơn và ô nhiễm môi trường cục bộ ở khu vực lân cận do sử dụng các công nghệ đốt nhiên liệu truyền thống. Do đó vấn đề giảm chi phí sản xuất, tăng tính hấp dẫn về môi trường và đầu tư của các cơ sở này là cần thiết. Điều này có thể đạt được thông qua việc kết hợp với các nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời. Các nguồn năng lượng tái tạo đã gây ra sự chuyển đổi toàn cầu về công nghệ năng lượng [1] và tạo động lực thúc đẩy phát triển trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Sử dụng các nguồn tái tạo cũng dẫn đến giảm lượng khí thải cacbon đioxit. Năng lượng mặt trời chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tất cả các nguồn năng lượng tái tạo hiện có. Theo ước tính, năng lượng mặt trời cung cấp cho bề mặt Trái đất khoảng 1,2 · 1017 W, chiếm hơn 99,99% tất cả các nguồn năng lượng tái tạo hiện có. Điều này tương ứng với công suất khả dụng trung bình cho mỗi người là 15 MW [2]. Đối với mục đích sử dụng thương mại, cường độ bức xạ mặt trời được xác định từ 2000-2800 kWh / m2 / năm, và theo một số ước tính từ 1800 kWh / m2 / năm [3]. Ở giai đoạn này, hứa hẹn nhất là sự kết hợp của các công nghệ sản xuất năng lượng truyền thống và công nghệ năng lượng tái tạo, ví dụ như nhà máy điện tuabin khí lai với năng lượng mặt trời. 2. CÔNG NGHỆ LAI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Hãy xem xét các công nghệ tập trung năng lượng mặt trời (CSP) hiệu quả nhất được sử dụng hoặc đang trong quá trình thử nghiệm. Trong các nhà máy điện mặt trời, năng lượng điện được tạo ra bằng cách tập trung bức xạ mặt trời. Thông thường chúng bao gồm một số thành phần như bộ tập trung năng lượng mặt trời, bộ thu và tuabin. Có bốn công nghệ lai khác nhau [3]: - Máng parabol (PTC). - Tháp mặt trời (SPT). - Bộ phản xạ Fresnel tuyến tính (LFR). - Đĩa parabol (PDC). 225 Hình 1: Các công nghệ tập trung năng lượng mặt trời Hệ thống PDC sử dụng bộ tập trung dạng đĩa parabol. Với tỷ lệ tập trung khoảng 2000 tại tiêu điểm, nhiệt độ và áp suất của chất hấp thụ thường đạt khoảng 700-750 °C và 200 bar. Một hệ thống CSP sử dung công nghệ PDC có công suất trong khoảng từ 0,01 đến 0,5 MW [4]. Để cung cấp nguồn điện đáng tin cậy hơn, hệ thống PDC cũng có thể được kết hợp với một nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch [3]. Trong hệ thống PTC, các gương lớn hình máng được sử dụng để phản xạ bức xạ mặt trời lên đường ống chứa chất hấp thụ nhiệt. Hệ thống chứa hàng trăm máng, được xếp thành các hàng song song theo trục bắc nam để đảm bảo rằng bức xạ mặt trời liên tục được tập trung vào các ống thu. Tùy thuộc vào tỷ lệ tập trung, cường độ bức xạ mặt trời, tốc độ dòng chảy của chất lỏng và các thông số khác, nhiệt độ của chất hấp thụ có thể đạt tới 400 ° C [3]. Công nghệ máng parabol sử dụng nhiên liệu hóa thạch để bổ sung sản xuất năng lượng trong khi bức xạ mặt trời thấp và thường hệ thống này có thể được tích hợp vào nhà máy nhiệt điện khí ...