Ngày nay, với sự phát triển vƣợt bậc của ngành năng lƣợng mới nói chung và
ngành năng lƣợng mặt trời nói riêng, cuộc sống của con ngƣời đã chuyển sang một
thời đại mới, thời đại năng lƣợng xanh. Với việc nghiên cứu, phát triển và đƣa và sử
dụng các nguồn năng lƣợng tái tạo, năng lƣợng xanh nhƣ: năng lƣợng gió, năng
lƣợng mặt trời, năng lƣợng địa nhiệt, năng lƣợng sóng, thủy triều,.vào đời sống xã
hội, đời sống con ngƣời đang làm giảm áp lực về tình hình cạn kiệt nguồn nhiên
liệu hóa thạch, nhu cầu năng lƣợng của con ngƣời ngày càng tăng cao[1,2,3]; đồng
thời, giảm đƣợc sự ô nhiễm môi trƣờng, các chất thải độc hại do nguồn nhiên liệu
hóa thạch sinh ra[4,5]. Chính vì vậy, việc sử dụng, đầu tƣ nghiên cứu, ứng dụng các
nguồn năng lƣợng tái tạo đang là xu thế tất yếu của các nƣớc trên thế giới[4,5].
Trong quá trình vận hành các nhà máy điện sản xuất từ năng lƣợng tái tạo nhƣ
nhà máy quang điện hoặc điện gió thì về cơ bản giống nhƣ những nhà máy điện
truyền thống nhƣ nhà máy nhiệt điện, thủy điện. Nhƣng trong nhà máy quang điện
thì việc giám sát không chỉ các thông số của hệ thống điện, các hệ thống bảo vệ mà
việc giám sát còn rất đƣợc chú ý đó là bề mặt của các tấm pin. Bởi vì, các đặc tính
điện áp và dòng điện đầu ra của tấm pin không chỉ phụ thuộc vào cấu tạo chất bán
dẫn làm ra tấm pin, công nghệ sản xuất, điều kiện tự nhiên nhƣ bức xạ Mặt Trời,
nhiệt độ không khí, mà còn ảnh hƣởng lớn của sự che khuất bởi mây, bụi bẩn, các
vật cản,.[1].
Hiện nay, đã có rất nhiều các nghiên cứu về đặc tính điện áp, dòng điện, công
suất của tấm pin Mặt Trời trên các phần mềm nhƣ Matlab[5,6,7], PSCAD[8],. Có
nhiều nghiên cứu, ứng dụng và các bài báo viết về nâng cao hiệu suất làm việc tấm
pin Mặt Trời[9,10] , hoặc sử dụng các robot để lau rửa tấm pin Mặt Trời[11,12,13], hoặc
cũng có một số nghiên cứu về các vật liệu có khả năng tẩy rửa, làm sạch bề mặt tấm
pin Mặt Trời nhƣ SiO2/TiO2[14,15,16], nhƣng chƣa có các bài viết nghiên cứu chính
thức về việc nâng cao hiệu suất tấm pin Mặt Trời theo đặc tính điện áp đầu ra của
tấm pin
60 trang |
Chia sẻ: thientruc20 | Lượt xem: 855 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Khảo sát mô phỏng đặc tính PV – CELLS điều khiển hệ thống định hướng mặt trời và lau rửa tấm pin tự động trên nền tảng Matlab & Arduino, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đại học Đông Á 1 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................. 1
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI ....................... 6
1.1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI ................................ 6
1.1.1 Tình hình sử dụng năng lƣợng mặt trời trên thế giới .............................. 8
1.1.2 Tình hình sử dụng năng lƣợng mặt trời ở Việt Nam ............................. 11
CHƢƠNG 2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CẤU TẠO PV CELLS ........... 16
2.1 CẤU TẠO CỦA TẤM PIN MẶT TRỜI ..................................................... 16
2.1.1 Giới thiệu về bán dẫn ............................................................................. 16
2.1.2 Nguyên lý làm việc tấm pin Mặt trời..................................................... 21
2.2 CẤU TẠO TẤM PIN MẶT TRỜI .............................................................. 24
2.2.1 Cấu tạo tấm Pin Mặt trời ....................................................................... 24
2.2.2 Các thông số sỹ thuật ............................................................................. 28
2.2.3 Các thế hệ Pin Mặt trời .......................................................................... 30
2.3 TIỂU KẾT 2 ................................................................................................ 31
CHƢƠNG 3. MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT ĐẶC PV CELLS ..................... 33
3.1 MÔ HÌNH TOÁN HỌC ............................................................................... 33
3.1.1 Mô hình toán học đơn giản của tấm Pin Mặt trời .................................. 33
3.1.2 Mô hình chi tiết của tấm Pin mặt trời .................................................... 34
3.1.3 Các yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng đến đặc tính của tấm Pin Mặt Trời . 35
3.2 MÔ PHỎNG ĐẶC TÍNH TẤM PIN MẶT TRỜI ....................................... 36
3.2.1 Giới thiệu chung về Matlab ................................................................... 36
3.2.2 Sơ đồ lập trình Guide đƣờng đặc tính của PV-Cells ............................. 36
3.2.3 Kết quả mô phỏng các đƣờng đặc tính của PV Cells ............................ 39
3. TIỂU KẾT 3 ................................................................................................... 43
CHƢƠNG 4. LẮP RÁP, ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LAU RỬA PV -
CELLS VÀ HỆ THỐNG ĐỊNH HƢỚNG MẶT TRỜI SOLAR TRACKING . 44
Đại học Đông Á 2 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
4.1 TỔNG QUAN .............................................................................................. 44
4.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG .......................................... 45
4.2.1 Hệ thống lau rửa tấm Pin Mặt Trời........................................................ 45
4.2.2 Hệ thống định hƣớng Mặt Trời .............................................................. 46
4.3 NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN VÀ SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN ........................ 47
4.3.1 Hệ thống lau rửa tấm Pin ....................................................................... 47
4.3.2 Hệ thống định hƣớng Mặt Trời .............................................................. 50
4.3.3 Mô hình thực tế ...................................................................................... 51
4.4 TIỂU KẾT 4 ................................................................................................ 54
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 57
Đại học Đông Á 3 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
MỞ ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển vƣợt bậc của ngành năng lƣợng mới nói chung và
ngành năng lƣợng mặt trời nói riêng, cuộc sống của con ngƣời đã chuyển sang một
thời đại mới, thời đại năng lƣợng xanh. Với việc nghiên cứu, phát triển và đƣa và sử
dụng các nguồn năng lƣợng tái tạo, năng lƣợng xanh nhƣ: năng lƣợng gió, năng
lƣợng mặt trời, năng lƣợng địa nhiệt, năng lƣợng sóng, thủy triều,...vào đời sống xã
hội, đời sống con ngƣời đang làm giảm áp lực về tình hình cạn kiệt nguồn nhiên
liệu hóa thạch, nhu cầu năng lƣợng của con ngƣời ngày càng tăng cao[1,2,3]; đồng
thời, giảm đƣợc sự ô nhiễm môi trƣờng, các chất thải độc hại do nguồn nhiên liệu
hóa thạch sinh ra[4,5]. Chính vì vậy, việc sử dụng, đầu tƣ nghiên cứu, ứng dụng các
nguồn năng lƣợng tái tạo đang là xu thế tất yếu của các nƣớc trên thế giới[4,5].
Trong quá trình vận hành các nhà máy điện sản xuất từ năng lƣợng tái tạo nhƣ
nhà máy quang điện hoặc điện gió thì về cơ bản giống nhƣ những nhà máy điện
truyền thống nhƣ nhà máy nhiệt điện, thủy điện. Nhƣng trong nhà máy quang điện
thì việc giám sát không chỉ các thông số của hệ thống điện, các hệ thống bảo vệ mà
việc giám sát còn rất đƣợc chú ý đó là bề mặt của các tấm pin. Bởi vì, các đặc tính
điện áp và dòng điện đầu ra của tấm pin không chỉ phụ thuộc vào cấu tạo chất bán
dẫn làm ra tấm pin, công nghệ sản xuất, điều kiện tự nhiên nhƣ bức xạ Mặt Trời,
nhiệt độ không khí, mà còn ảnh hƣởng lớn của sự che khuất bởi mây, bụi bẩn, các
vật cản,...[1].
Hiện nay, đã có rất nhiều các nghiên cứu về đặc tính điện áp, dòng điện, công
suất của tấm pin Mặt Trời trên các phần mềm nhƣ Matlab[5,6,7], PSCAD[8],... Có
nhiều nghiên cứu, ứng dụng và các bài báo viết về nâng cao hiệu suất làm việc tấm
pin Mặt Trời[9,10] , hoặc sử dụng các robot để lau rửa tấm pin Mặt Trời[11,12,13], hoặc
cũng có một số nghiên cứu về các vật liệu có khả năng tẩy rửa, làm sạch bề mặt tấm
pin Mặt Trời nhƣ SiO2/TiO2
[14,15,16], nhƣng chƣa có các bài viết nghiên cứu chính
thức về việc nâng cao hiệu suất tấm pin Mặt Trời theo đặc tính điện áp đầu ra của
tấm pin.
Nếu hệ thống pin năng lƣợng Mặt Trời đƣợc giám sát các đặc tính điện áp, dòng
điện đầu ra dựa trên các thông số xác định của các điều kiện tự nhiên nhƣ bức xạ
Mặt Trời (W/m2), nhiệt độ không khí (oC) để điều chỉnh nâng hiệu suất làm việc
cho các tấm pin, đồng thời ngăn chặn các hiện tƣợng che khuất bất thƣờng sẽ thật
sự hữu ích. Đồng thời, nếu kết hợp đƣợc với các vật liệu có khả năng tẩy rửa kèm
Đại học Đông Á 4 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
theo hệ thống lau rửa dựa trên đặc tính điện áp tấm pin sẽ mang lại hiệu quả thực tế
rất cao. Do đó, chúng tôi quyết định thực hiện đề tài nghiên cứu về đặc tính tấm pin
Mặt Trời (PhotoVoltaic- Cells, PV-Cells) để từ đó xác giá trị điện áp đầu ra PV-
Cells trong điều kiện bức xạ Mặt Trời, nhiệt độ không khí xác định đối với mỗi loại
PV-Cells. Nếu trong quá trình vận hành, giá trị điện áp PV-Cells đột nhiên giảm bất
thƣờng sẽ đƣợc hệ thống giám sát báo về cho ngƣời vận hành biết để xử lý, kích
hoạt hệt hống lau rửa tự động. Ngoài ra, để nâng cao hiệu suất làm việc cho hệ
thống PV-Cells, chúng tôi xây dựng thêm hệ thống định hƣớng Mặt Trời (Solar
Tracking) cho hệ thống PV-Cells. Đề tài: Khảo sát mô phỏng đặc tính PV –
CELLS điều khiển hệ thống định hƣớng mặt trời và lau rửa tấm pin tự động
trên nền tảng Matlab & Arduino. Để làm đề tài này, chúng tôi đã sử dụng các
phƣơng pháp nhƣ là nghiên cứu tài liệu, mô phỏng bằng phần mềm Matlab/Guide
trên máy tính, khảo sát thực tế, lấy ý kiến các chuyên gia về lĩnh vực này. Sau đó,
sử dụng cảm biến ánh sáng, Arduino làm mô hình điều khiển trên giao diện Guide
của Matlab. Đồng thời, trong đề tài này có sử dụng sự hỗ trợ đắc lực của phần mềm
Microsoft Office/Excel nhƣ các thông số dữ liệu của các loại PV-Cells đƣợc chúng
tôi sử dụng của nhà sản xuất[17] đƣợc lƣu trữ để sau đó đọc lên Matlab phục vụ cho
việc mô phỏng. Hơn nữa là, các thông số điện áp của PV-Cells đƣợc ghi lại và lữu
trữ trong file excel là công cụ hữu ích để giúp cho việc quản lý, vận hành, kiểm tra
hệ thống PV-Cells một cách hiệu quả và chính xác mà không cần sử dụng phần
mềm chuyên dụng[18]. Đây có thể sẽ hƣớng kết hợp phát triển mới giữa Matlab,
Arduino, Excel trong việc vận hành quản lý hệ thống PV-Cell, nhằm nâng cao hiệu
quả làm việc, tránh hiện tƣợng che khuất dựa trên đặc tính điện áp đầu ra tấm pin.
TỔNG QUAN VỀ NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Chƣơng 1: Tổng quan về năng lƣợng Mặt Trời
Chƣơng 2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của tấm pin Mặt Trời
Chƣơng 3: Mô phỏng và khảo sát đặc tính tấm pin Mặt Trời
Chƣơng 4: Lắp ráp, điều khiển hệ thống định hƣớng Mặt Trời và hệ thống lau rửa
tấm pin Mặt Trời tự động
Trong quá trình nghiên cứu và phát triển tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ và hƣớng
dẫn tận tình của thầy ThS. Đỗ Công Ngôn. Thầy đã cho chúng tôi những gợi ý
Đại học Đông Á 5 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
cũng nhƣ những ý kiến vô cùng quan trọng, giúp chúng tôi có thể vƣợt qua những
khó khăn trong quá trình tiếp cận, nghiên cứu, xây dựng và hoàn thiện đề tài.
Chúng tôi rất mong đề tài này sẽ đƣợc đón nhận và có những đóng góp ý kiến để
phát triển và hoàn thiện hơn nữa sản phẩm này và hi vọng một ngày không xa, sản
phẩm này sẽ đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các trạm pin mặt trời.
Kết quả đạt đƣợc sau thời gian nghiên cứu, làm việc là xây dựng đƣợc mô hình
nghiên cứu, mô phỏng đƣợc trên Matlab và chạy thực tế theo nghiên cứu đã đề ra.
Tuy kết quả khả quan, nhƣng còn nhiều sai sót và cần phát triển và bổ sung thêm.
Nhƣng đây là kết quả thực sự đạt đƣợc do quá trình tìm tòi, nghiên cứu tài liệu, trên
mạng, hƣớng dẫn các chuyên gia, sự hƣớng dẫn của thầy cô trong khoa Kỹ thuật
Điện - Ô tô trƣờng Đại học Đông Á.
Một lần nữa, xin chân thành cám ơn tới những ngƣời đã giúp đỡ chúng tôi hoàn
thiện đề tài này.
Đà Nẵng, ngày .... tháng 12 năm 2018
NGƢỜI THỰC HIỆN
(Ký và viết rõ họ tên)
TRẦN SỸ DANH
Đại học Đông Á 6 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI
1.1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI
Năng lƣợng là cần thiết cho cuộc sống và mọi hoạt động của tất cả các nền kinh
tế. Cũng giống nhƣ thực phẩm và nƣớc, năng lƣợng không thể thiếu. Nó đã đóng
một vai trò cơ bản trong sự phát triển của các nền văn minh. Nó là nguyên nhân gây
ra chiến tranh giữa các dân tộc để giành quyền kiểm soát các nguồn năng lƣợng.
Trong thế k XX, nhân loại dễ dàng tiếp cận với các nguồn năng lƣợng dồi dào, giá
r và tập trung vào các nguồn năng lƣợng cho ph p phát triển nhanh hơn về kinh tế.
Việc phát hiện ra điện, một dạng rất thuận lợi của năng lƣợng, đã cách mạng hóa
việc sử dụng năng lƣợng và trở thành dạng năng lƣợng thiết yếu trong cuộc sống
hiện đại. Tuy nhiên, mặc d có sự phát triển vƣợt bậc về năng lƣợng, nhƣng một t
lệ đáng kể nhân loại vẫn không thể đáp ứng đƣợc nhu cầu năng lƣợng. Nhu cầu
năng lƣợng của con ngƣời đã liên tục tăng lên. Ngày nay, chúng ta sống trong một
thế giới mà chúng ta luôn cần nhiều hơn, mặc d r ràng là chúng ta đang đạt đến
giới hạn của sự tăng trƣởng vội vàng này. Chúng ta cần phải giải quyết vấn đề vô
c ng nan giải là làm thế nào để tiến bộ hơn nữa mà không tiêu thụ nhiều năng lƣợng
hơn nữa[1,4].
Lịch sử đã chứng minh, năng lƣợng có vai trò quyết định đến sự phát triển của xã
hội loài ngƣời. Quốc gia nào giàu có về năng lƣợng và tự chủ đƣợc năng lƣợng,
quốc gia đó sẽ có điều kiện rất lợi để phát triển kinh tế.
Nguồn năng lƣợng hóa thạch là nguồn năng lƣợng quan trọng nhất cho đến hiện
nay, cung cấp trên 80 năng lƣợng sơ cấp của thế giới. Năm 2005, trừ các sinh
khối truyền thống, nhiên liệu hóa thạch đƣợc sử dụng nhiều nhất là dầu mỏ 35 ),
than đá 25 ), khí thiên nhiên 21 ).
Nhu cầu về năng lƣợng của Thế giới tiếp tục tăng lên đều đặn trong hơn hai thập
k qua.Nguồn năng lƣợng hóa thạch vẫn chiếm 90% tổng nhu cầu về năng lƣợng
cho đến năm 2025.
Tuy nhiên, trữ lƣợng của các nguồn nhiên liệu hóa thạch là có hạn. Và vấn đề an
ninh năng lƣợng thế giới đang bị đe dọa khi chúng ta đang phải đối diện với nguy
cơ cạn kiệt nguồn nhiên liệu này trong tƣơng lai không xa.
Nhu cầu đòi hỏi về năng lƣợng của từng khu vực trên Thế giới cũng không giống
nhau
[4]
.
Đại học Đông Á 7 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
Hình 1.1. Mức tiêu thụ các nguồn năng lƣợng trên thế giới 1970-2025 và lƣợng
khí thải CO2 sinh ra do sử dụng năng lƣợng hóa thạch.
Tài liệu của Cơ quan Thông tin Năng lƣợng 2004 đã dự báo rằng nhu cầu tiêu thụ
tất cả các nguồn năng lƣợng đang có xu hƣớng tăng nhanh. Giá của các năng lƣợng
hóa thạch d ng cũng vẫn r hơn so với các nguồn năng lƣợng hạt nhân, năng lƣợng
tái tạo hay năng lƣợng các dạng năng lƣợng hoàn nguyên khác.
Hình 1.2. Tiêu thụ năng lƣợng thế giới theo nguồn năng lƣợng 1970-2025 đơn vị
nghìn triệu triệu tu) và biểu đồ tiêu thụ năng lƣợng thế giới của các nguồn năng
lƣợng %)
Hiện nay thì các nguồn năng lƣợng hóa thạch đang cạn kiệt và dần dần đƣợc thay
thế bằng các nguồn năng lƣợng tái tạo nhƣ: năng lƣợng mặt trời, gió, thủy triều,
sinh khối, địa nhiệt,
Có khoảng 16 lƣợng tiêu thụ điện toàn cầu từ các nguồn năng lƣợng tái tạo, với
10%trong tất cả năng lƣợng từ sinh khối truyền thống, chủ yếu đƣợc d ng để cung
cấp nhiệt, và 3,4% từ thủy điện. Các nguồn năng lƣợng tái tạo mới (small hydro,
sinh khối hiện đại, gió, mặt trời, địa nhiệt, và nhiên liệu sinh học) chiếm thêm 3%
và đang phát triển nhanh chóng.Ở cấp quốc gia, có ít nhất 30 quốc gia trên thế giới
đã sử dụng năng lƣợng tái tạo và cung cấp hơn 20 nhu cầu năng lƣợng của họ.
Các thị trƣờng năng lƣợng tái tạo cấp quốc gia đƣợc dự đoán tiếp tục tăng trƣởng
mạnh trong thập k tới và sau đó nữa.Ví dụ nhƣ, năng lƣợng gió đang phát triển với
Đại học Đông Á 8 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
tốc độ 30% mỗi năm, công suất lắp đặt trên toàn cầu là 282,482 MW) đến cuối
năm 2012.
1.1.1 Tình hình sử dụng năng lƣợng mặt trời trên thế giới
Năng lƣợng mặt trời đƣợc phát ra từ mặt trời là nguồn năng lƣợng sạch, có đặc
tính “tái tạo” và có trữ lƣợng khổng lồ. Nó còn là nguồn gốc của các nguồn năng
lƣợng sạch và tái tạo khác nhƣ: năng lƣợng gió, năng lƣợng sinh khối, thu năng và
năng lƣợng đại dƣơng.
Trái đất nhận đƣợc 174 petawatts PW) bức xạ mặt trời đến sự phơi nắng) ở phía
trên không khí. Khoảng 30 đƣợc phản xạ trở lại không gian trong khi phần còn lại
đƣợc hấp thụ bởi các đám mây, đại dƣơng và v ng đất. Phổ của ánh sáng năng
lƣợng mặt trời ở bề mặt của trái đất chủ yếu gồm các phổ nhìn thấy đƣợc và phổ cận
hồng ngoại, c ng với một phần nhỏ phổ cận tử ngoại.
Trong các năm gần đây, các công nghệ năng lƣợng tái tạo, trong đó có các công
nghệ năng lƣợng mặt trời có tốc độ tăng trƣởng cao và liên tục. Lý do của xu hƣớng
trên là:
- Công nghệ ngày càng hoàn thiện, dẫn đến giá năng lƣợng tái tạo càng ngày
càng giảm sâu.
- Vấn đề an ninh năng lƣợng. năng lƣợng tái tạo là nguồn năng lƣợng địa phƣơng
nên không phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu, và do đó không phụ thuộc vào các biến
đổi chính trị và các tác động khác.
- Các nguồn năng lƣợng hóa thạch đã dần cạn kiệt, trong lúc nhu cầu năng lƣợng
không ngừng tăng.
- Ô nhiễm môi trƣờng do khai thác sử dụng năng lƣợng hóa thạch đã đến mức
báo động, dẫn đến các hiện tƣợng biến đổi khí hậu trên toàn cầu. Việc cắt giảm phát
thải, sử dụng các nguồn năng lƣợng sạch - các nguồn năng lƣợng tái tạo, vì vậy trở
nên cấp bách và càng ngày càng có tính nghĩa vụ đối với các quốc gia.
Đến 2013, năng lƣợng tái tạo đã chiếm t lệ 22,1% trong tổng sản xuất điện năng
trên toàn cầu. Nếu kể thêm cả sản xuất nhiệt thì t lệ năng lƣợng tái tạo trong tổng
sản xuất năng lƣợng trên toàn cầu còn có t lệ cao hơn nhiều. Đặc biệt, trong các
năm gần đây, giai đoạn 2008-2013, tốc độ tăng trƣởng năng lƣợng tái tạo nói chung
và năng lƣợng mặt trời nói riêng đạt giá trị khá cao. Trừ 2 nguồn thủy điện và địa
nhiệt có tốc độ dƣới 4 /năm thì các nguồn năng lƣợng tái tạo khác có tốc độ tăng
Đại học Đông Á 9 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
trƣởng trên 10 /năm. Ấn tƣợng nhất là tốc độ tăng trƣởng của các công nghệ năng
lƣợng mặt trời: điện pin mặt trời tăng 55 ; nhiệt điện mặt trời (Concentrated solar
power- CSP) 48% và nhiệt mặt trời (chủ yếu để đun nƣớc nóng) - 14 /năm.
Hình 1.3 Điện năng sản xuất thế giới 2010 - 2030
Xu thế chung ngày càng rõ nét của tất cả các nƣớc trên thế giới hiện nay là tăng
t phần năng lƣợng tái tạo và giảm năng lƣợng hóa thạch. Ví dụ, năm 2013, ở Đan
Mạch và Tây an Nha, điện năng lƣợng gió đáp ứng lần lƣợt là 33,2% và 21% tổng
nhu cầu điện; nhiều cộng đồng và vùng lãnh thổ đặt mục tiêu sử dụng 100 điện
năng lƣợng tái tạo vào năm 2020 nhƣ Dijibouti, Scotlandvà các quốc gia đảo vùng
Tuvalu; nƣớc Đức đặt ra mục tiêu đến năm 2020, khoảng 20 triệu dân (trên tổng số
65 triệu) sống ở các vùng sử dụng 100 năng lƣợng tái tạo (REN21-2014).
Năm 2014 có 5 cƣờng quốcđiện mặt trời đƣợc sắp xếp theo thứ tự về tổng công
suấtvà t lệ điện năng mặt trời trong tổng điện năng quốc gianhƣ sau:
Đức Ý
Trung
Quốc
Nhật
Bản
Hoa Kỳ
Tổng công suất
(GW)
35,65 18 17,7 11,86 11,42
Tỉ lệ điện mặt trời
trong tổng điện năng
quốc gia (%)
5,3 9 0,1 0,8 0,3
Đại học Đông Á 10 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
Hình 1.4 Thị phần thiết bị nƣớc nóng mặt trời của 10 nƣớc dẫn đầu trên thế giới
Có nhiều quốc gia đều đã đƣa ra các mục tiêu và lĩnh vực phát triển năng lƣợng
tái tạo cụ thể, thậm chí các quốc gia có nguồn năng lƣợng hóa thạch phong phú
cũng đã đƣa ra những chính sách rất cụ thể về năng lƣợng tái tạo.
Quốc
gia
Mục tiêu phát triển
năng lƣợng tái tạo
Lĩnh vực trọng điểm
và phƣơng pháp
EU
Năng lƣợng tái tạo chiếm 20%
tổng tiêu hao năng lƣợng năm
2020, và chiếm 50 năm 2050.
Xúc tiến buôn bán năng lƣợng gió,
mặt trời, sinh khối, mạng điện thông
minh, xử lý khí thải CO2.
Anh
Đến năm 2020, năng lƣợng tái
tạo chiếm 15% tổng năng lƣợng,
trong đó có 40 là điện năng từ
năng lƣợng xanh.
Tích tực phát triển điện gió trong lục
địa, trên biển, điện sinh khối, phát
triển mạng điện thông minh và các kỹ
thuật truyền tải, giá phát điện tử năng
lƣợng tái tạo hợp lý.
Đức
Đến năm 2020, 2030, 2040, 2050
thì năng lƣợng tái tạo chiếm tỉ lệ
trong tổng tiêu hao năng lƣợng là
18 , 30 , 45 , 60 ; điện từ
năng lƣợng tái tạo chiếm tỉ lệ
35%,50%, 65% và 80% trong
tổng tiêu hao điện năng toàn
quốc.
Duy trì quản lý mạng điện gió, mặt
trời, ..phát triển quản lý truyền tải điện
năng, mở rộng khả năng lƣu trữ năng
lƣợng tái tạo, ổn định giá điện từ năng
lƣợng tái tạo trên lƣới điện, giá hỗ trợ
Đan
Mạch
Đến năm 2020 điện gió chiếm
50% tổng sản lƣợng điện; đến
năm 2050 thì hoàn toàn không sử
dụng điện từ năng lƣợng hóa
thạch.
Duy trì sự phát triển điện gió, hệ
thống sƣởi bằng năng lƣợng xanh,
thúc đẩy năng lƣợng xanh ở các công
trình kiến trúc, công nghiệp, giao
thông, phát triển lƣới điện thông
minh.
Mỹ Năm 2030 giảm lƣợng khí thải Thúc đẩy phát triển xây dựng điện
Trung Quốc
74%
Mỹ
7% Đức
5%
Thổ Nhĩ Kỳ
5%
Brazin
2%
Úc
2%
Ấn Độ
2%
Áo
1%
Nhật Bản
1%
Israel
1%
Trung Quốc Mỹ Đức Thổ Nhĩ Kỳ Brazin
Úc Ấn Độ Áo Nhật Bản Israel
Đại học Đông Á 11 Solar Tracking & Solar Panel Cleaning System
Quốc
gia
Mục tiêu phát triển
năng lƣợng tái tạo
Lĩnh vực trọng điểm
và phƣơng pháp
CO2 bằng 30% so với năm 2005. gió, điện mặt trời, nhiên liệu sinh
khối, mạng điện thông minh.
Trung
Quốc
Năm 2020 và năm 2030 thì năng
lƣợng thải khí CO2 chiếm tỉ lệ 20
và 15%.
Tiếp tục phát triển thủy điện, điện gió,
điện mặt trời, sử dụng nhiệt và nhiên
liệu từ năng lƣợng tái tạo. Hỗ trợ giá
cho năng lƣợng mới, nguồn điện mặt
trời khi kết nối lƣới.
Nhật
Bản
Đến năm 2030 tỉ lệ điện từ năng
lƣợng tái tạo chiếm 22%~24%
trong tổng sản lƣợng điện.
Đƣa ra chính sách về giá về q