Đồ án Công nghệ sản xuất cồn khô

PHẦN I: TỔNG QUAN 1. NHU CẦU VỀ NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ CỦA VIỆT NAM 1.1. Nhu cầu về năng lượng trên thế giới Từ đầu tháng 8/2005 đến nay, giá dầu mỏ trên thị trường thế giới liên tục leo thang, gây nên các cơn “bão giá”, ảnh hưởng đến tăng trưởng kinh tế toàn cầu nói chung, các quốc gia nói riêng. Báo cáo Triển vọng Năng lượng Thế giới 2005, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) cho biết nhu cầu dầu mỏ trên toàn cầu sẽ tăng 50% vào năm 2030, cao hơn 5,5 tỷ tấn so với mức tiêu thụ hiện nay. Các nguồn năng lượng trên thế giới đủ đáp ứng nhu cầu tăng này nhưng cần phải đầu tư thêm 17 nghìn tỷ USD nữa để có thể tăng cường khai thác và chuyển nguồn năng lượng này ra thị trường tiêu dùng. Nhập khẩu dầu mỏ từ Trung Đông và Bắc Phi (MENA) sẽ tăng lên, nhưng tăng như thế nào còn phụ thuộc vào các nước Trung Đông và những nước nhập khẩu dầu mỏ lớn như Trung Quốc (báo cáo năng lượng mới nhất của Trung Quốc cho biết, đến năm 2020 đất nước đông dân nhất này sẽ thiếu hụt khoảng 200 triệu tấn dầu mỏ) và Ấn Độ. Theo IEA, Trung Quốc, Ấn Độ và các nước đang phát triển khác chiếm trên 60% trong mức tăng nói trên. Trong khu vực MENA, nhu cầu về năng lượng tăng cao chủ yếu do dân số gia tăng, kinh tế tiếp tục tăng trưởng và tình trạng trợ giá năng lượng nặng nề. Từ nay đến năm 2030, nhu cầu về dầu mỏ trong khu vực này sẽ tăng gấp hơn 2 lần. Sản lượng dầu mỏ ở khu vực này sẽ tăng 75% vào năm 2030 và sản lượng gas tự nhiên sẽ tăng gấp 3 lần, theo đó xuất khẩu gas sẽ tăng lên. Tỷ trọng của Bắc Phi và Trung Đông trong sản xuất dầu toàn cầu cũng sẽ tăng từ mức 35% hiện nay lên 44% vào năm 2030. Tuy nhiên, để đạt được kết quả này thì các nước MENA cần phải đầu tư thêm trung bình là 56 tỷ USD/năm vào việc cơ cấu lại nguồn năng lượng. Theo dự báo của Fatih Birol, chuyên gia kinh tế trưởng của cơ quan năng lượng Quốc tế, lượng tiêu thụ khí đốt trên thế giới có thể tăng ở mức trung bình hằng năm là 2,3%, thậm chí gấp đôi con số này từ nay đến năm 2030, tức lên đến 4.900 tỉ mét khối. Sự tăng trưởng này cao hơn năng lượng thủy điện (1,8%), xăng dầu (1,6%), than (1,5%) và hạt nhân (0,4%). Trong bối cảnh giá dầu thế giới liên tục leo thang, việc nghiên cứu, sử dụng các nguồn năng lượng thay thế rẻ hơn đang được các nước đặc biệt quan tâm. Đó là nguồn năng lượng có thể tái sinh và không gây ô nhiễm môi trường, như thủy điện, nhiệt điện, khí thiên nhiên hóa lỏng, năng lượng mặt trời, gió, thủy triều, pin nhiên liệu, năng lượng hạt nhân và năng lượng sinh học… Trong tương lai gần thì hai nguồn năng lượng có nhiều tiềm năng phát triển là điện hạt nhân và năng lượng gió. Theo cơ quan năng lượng Quốc tế (IEA), ngoài các nguồn năng lượng thay thế truyền thống như thủy điện và nhiệt điện thế giới sẽ tăng cường sử dụng năng lượng hạt nhân trong bối cảnh giá dầu ngày càng tăng cao. Các nước trên thế giới sẽ đầu tư hơn 200 tỷ USD để phát triển các nhà máy điện hạt nhân vào năm 2030. Các nhà máy điện hạt nhân mới sẽ cung cấp 200 GW (gigawatt) trong tổng số 4800 GW điện cần tăng thêm của thế giới vào năm 2030, trong đó Châu Âu cần thêm 40 GW điện hạt nhân. Sản lượng điện hạt nhân ở Châu Á sẽ tăng thêm 8% trong mười năm tới. Cơ quan năng lượng nguyên tử Quốc tế (IAEA) cho biết, thế giới hiện nay có 440 nhà máy điện hạt nhân và 24 nhà máy đang được xây dựng. Với giá dầu cao như hiện nay, giá điện hạt nhân rẻ hơn rất nhiều và sử dụng điện hạt nhân đang trở thành hướng ưu tiên của nhiều nước. Số liệu của hiệp hội năng lượng gió của Anh (BWEA) cho thấy, năm 2004, tiến độ xây dựng nhà máy phát điện chạy bằng sức gió ở Anh đã đạt mức kỉ lục với tổng công suất 253 MW. Dự kiến điện gió sẽ chiếm tới 2/3 (8000 MW) tổng sản lượng điện tái sinh ở Anh vào năm 2010, đủ cung cấp cho sáu triệu hộ gia đình. Anh cũng xây dựng nhà máy điện chạy bằng sức gió lớn nhất thế giới trên biển Bắc, sau khi hoàn thành có khoảng 200 turbin với tổng công suất 1000MW. Anh hiện dẫn đầu Châu Âu về phát triển điện gió và sứ Wales của anh với 20 nhà máy điện chạy bằng sức gió trên đất liền. Đan Mạch hiện đang dẫn đầu thế giới trong lĩnh vực sản xuất và sử dụng điện năng làm từ sức gió, sản xuất được 3.200 MW trong năm 2003 trên tổng số 8.300 MW sản lượng điện từ gió của toàn cầu. Với dân số 5,4 triệu người, Đan Mạch cũng là nước dẫn đầu về tiêu thụ điện năng làm từ gió, với khoảng 21% tổng điện năng được làm từ gió, so với tỉ lệ bình quân trên toàn cầu là 0,5%, (AFP 15-8-2004). 1.1Nhu cầu sử dụng năng lượng tại Đức Sản xuất điện tại Đức (GWh) Năm Tổng số lượng điện tiêu dùng Tổng số năng lượng tái tạo Tỷ lệ năng lượng tái tạo (in %) Sức nước Sức gió Sinh khối Quang điện Địa nhiệt 1990 550.700 17.045 3,1 15.579,7 43,1 1.422 0,6 1991 539.600 15.142 2,8 13.551,7 140 1.450 0,7 1992 532.800 17.975 3,4 16.152,8 275,2 1.545 1,5 1993 527.900 18.280 3,5 16.264,3 443 1.570 2,8 1994 530.800 20.233 3,8 17.449,1 909,2 1.870 4,2 1995 541.600 21.923 4,0 18.335 1.563 2.020 5,3 1996 547.400 20.392 3,7 16.151,0 2.031,9 2.203 6,1 1997 549.900 21.249 3,9 15.793 2.966 2.479 11 1998 556.700 24.569 4,4 17.264,0 4.489,0 2.800 15,6 1999 557.300 28.275 5,1 19.707,6 5.528,3 3.020 19,1 2000 576.400 35.399 6,1 21.700 9.500 4.129 70 2001 580.500 36.480 6,3 19.800 11.500 5.065 115 2002 581.700 42.697 7,3 20.200 15.900 6.417 180 2003 44.697 7,7 18.700 18.500 6.909 255 2004 55.756 9,6 20.900 25.000 9.356 500 0,4 Ở châu Á, Nhật Bản là nước đi tiên phong tìm các nguồn năng lượng mới. Thực hiện chỉ tiêu của Nghị định thư Kyoto về môi trường, Nhật Bản đã phát triển loại nhiên liệu “xanh” ít khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Đây là hỗn hợp xăng và ethanol sinh học được sử dụng thay thế các nhiên liệu hoá thạch. Loại nhiên liệu này sẽ được bán tại các trạm nhiên liệu đặc biệt vào đầu năm 2008 và dự kiến chiếm 10% nguồn nhiên liệu cung cấp cho ôtô ở Nhật Bản vào năm 2010. Bên cạnh đó, Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia ở tỉnh Ibaraki (Nhật Bản) đã hoàn tất việc lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời lớn nhất nước này gồm khoảng 5.600 tấm pin năng lượng mặt trời gắn trên các mái nhà với tổng diện tích là 6.500m2 và 221 máy biến thế, có thể cung cấp khoảng 1 triệu Kwh/năm. Indonesia và Malaysia đang tập trung phát triển sản xuất, tinh chế dầu cọ thô thành dầu diesel sinh học, cũng như khuyến khích các công ty đầu tư trồng cây cọ dầu để tăng sản lượng dầu cọ và dầu diesel sinh học. Malaysia hiện đứng đầu thế giới về sản xuất dầu cọ, với sản lượng 13,9 triệu tấn năm 2004. Chế biến dầu diezel sinh học từ nguồn nguyên liệu dồi dào này sẽ đáp ứng nhu cầu nhiên liệu trong nước và xuất khẩu Năng lượng địa nhiệt được coi là nguồn năng lượng sạch với lượng carbon dioxide thấp hơn 90% so với sản xuất điện từ dầu lửa. Tập đoàn Mỹ Chevron Texaco đang đàm phán với hai nhà sản xuất và cung cấp điện của Indonesia là PT Pertamina và PLN về việc xây dựng nhà máy địa nhiệt điện thứ ba thế giới là Darajat III, ở phía Tây đảo Java, Indonesia Với khoảng 500 núi lửa, Indonesia đang sở hữu một nguồn cung cấp địa nhiệt khổng lồ và có thể khai thác để đáp ứng nhu cầu về điện của đất nước. 1.2. Nhu cầu sử dụng năng lượng ở Việt Nam: Cùng với sự phát triển không ngừng của đất nước thì nhu cầu sử dụng năng lượng cũng ngày càng gia tăng. Các thành phố tiêu thụ một khối lượng điện năng rất lớn cho mục đích thắp sáng ở các đường phố, các công viên và các toà nhà. Thêm vào đó là nguồn năng lượng truyền thống (than, dầu, khí..) sắp cạn kiệt, nguồn cung cấp biến động về giá cả chịu ảnh hưởng của chính trị. Việt Nam đang phải đương đầu với nhu cầu năng lượng lớn chưa từng thấy. Trước tình hình đó, nước ta đã đưa ra kế hoạch sử dụng và tiết kiệm năng lượng một cách thận trọng vì mức cung hiện nay sẽ không đáp ứng được nhu cầu. Mặc dù mức độ tiêu thụ điện năng cho mục đích thắp sáng trên các đường phố và các nơi công cộng chỉ vào khoảng 291 GWh, tức là khoảng 1% tổng mức tiêu thụ năng lượng, song mức độ tiêu thụ năng lượng hàng năm đang gia tăng nhanh chóng (20% ở các khu đô thị và 10% ở các vùng nông thôn). Nếu không có biện pháp hạn chế đáng kể thì mức độ tiêu thụ năng lượng cho mục đích này vào năm 2013 sẽ tăng hơn 5 lần lên tới 1.624 GWh. Do đó việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo đang là mối quan tâm của các nhà lãnh đạo. Dự kiến, Việt Nam sẽ phấn đấu để tỷ lệ năng lượng tái tạo chiếm khoảng 3% tổng công suất điện năng tới năm 2010 và 6% vào năm 2030. Tỷ lệ này thấp hơn so với Thái Lan (8-9% tới năm 2020). Các đề tài nghiên cứu đang được tiến hành cho thấy Việt Nam có thể phát triển mạnh nguồn năng lượng tái tạo, đó là thuỷ điện nhỏ, gió, mặt trời và sinh khối (biomass). 1.2.1. Thuỷ điện nhỏ và phong điện Từ lâu, thuỷ điện nhỏ đã được sử dụng ở Việt Nam nhằm giải quyết nhu cầu năng lượng ở quy mô gia đình và cộng đồng nhỏ, chủ yếu là vùng trung du miền núi. Thuỷ điện nhỏ có sức cạnh tranh so với các nguồn năng lượng khác do điện, từ đó có giá thành cạnh tranh, trung bình khoảng 4 cent (600 đồng)/KWh. Ước tính Việt Nam có khoảng 480 trạm thuỷ điện nhỏ với tổng công suất lắp đặt là 300MW, phục vụ hơn 1 triệu người tại 20 tỉnh. Trong số 113 trạm thuỷ điện nhỏ, công suất từ 100KW-10MW, chỉ còn 44 trạm đang hoạt động. Con số 300MW quả là quá nhỏ bé so với tiềm năng của thuỷ điện nhỏ ở Việt Nam là 2.000MW, tương đương với công suất của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình. Một loại năng lượng tái tạo nữa là gió. Theo thống kê của ngành điện, sản lượng điện năng sản xuất từ sức gió hiện nay trên thế giới tăng liên tục, năm 1994 là 3.527,5MW; năm 1997 là 7.500MW và hiện nay là trên 10.000MW... Sử dụng nguồn điện bằng sức gió không lo hết nhiên liệu hay cạn kiệt nguồn nước như thủy điện và nhiệt điện, đặc biệt là không gây những tác động đáng kể đến môi trường. Mặc dù Việt Nam không có nhiều tiềm năng gió như các nước châu Âu song so với Đông Nam Á thì lại có tiềm năng tốt nhất. 1.2.2.Một số cột gió phát điện. Tiềm năng xây dựng phong điện ở Việt Nam từ nay tới năm 2030 là 400 MW. Cho tới nay, Việt Nam đã xây dựng xong và đang vận hành một cột gió phát điện công suất 850 KW ở Bạch Long Vĩ. Ngoài ra, Trung tâm năng lượng tái tạo và thiết bị nhiệt (RECTARE), ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh đã lắp đặt trên 800 cột gió ở hơn 40 tỉnh thành, tập trung nhiều nhất gần Nha Trang (135 cột đang hoạt động). Nha Trang cũng là nơi có một trong hai làng gió duy nhất ở Việt Nam. Việc xây dựng các cột gió ở làng này do Bộ khoa học và công nghệ cùng với Hiệp hội Việt Nam-Thuỵ Sĩ tài trợ. Ngôi làng gió thứ hai nằm ở Cần Giờ nơi 50 cột gió đã được lắp đặt thông qua sự hỗ trợ của Pháp. Tuy nhiên, đa số các cột gió nói trên có công suất thấp, chỉ sử dụng cho hộ gia đình và ít thành công do không được bảo quãn tốt. Hiện còn có dự án xây dựng 20 cột gió với tổng công suất 15MW tại khu bờ biển bán đảo Phương Mai, Thành phố Quy Nhơn và một phần huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định. Viện Năng lượng đang chuẩn bị nghiên cứu khả thi xây dựng các trang trại gió quy mô lớn, một trong số đó là trang trại 20 MW ở Khánh Hoà. Tổng công ty điện lực Việt Nam dự định tài trợ để xây dựng một trang trại nữa với công suất 20 MW, cũng ở Khánh Hoà. Giá phong điện hiện ở vào khoảng 7-8cent (800 đồng/kWh). 1.2.3. Sinh khối và mặt trời Ngoài phong điện, tiềm năng sinh khối trong phát triển năng lượng bền vững ở Việt Nam cũng khá lớn. Lợi thế to lớn của sinh khối so với các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng gió và mặt trời là có thể dự trữ và sử dụng khi cần, đồng thời luôn ổn định, tình hình cấp điện không bị thất thường. Nguồn sinh khối chủ yếu ở Việt Nam là trấu, bã mía, sắn, ngô, quả có dầu, gỗ, phân động vật, rác sinh học đô thị và phụ phẩm nông nghiệp. Theo nghiên cứu của Bộ Công nghiệp, tiềm năng sinh khối từ mía, bã mía là 200-250MW trong khí chấu có tiềm năng tối đa là 100MW. Hiện cả nước có khoảng 43 nhà máy mía đường trong đó 33 nhà máy sử dụng hệ thống đồng phát nhiệt điện bằng bã mía với tổng công suất lắp đặt 130MW. Ngoại trừ mía đường, các nguồn sinh khối khác vẫn chưa được khai thác để sản xuất điện. Một số nhà đầu tư nước ngoài đã chuẩn bị các nghiên cứu khả thi về sử dụng rác sinh học đô thị để sản xuất điện, mặc dù vậy chưa có một nhà máy sinh khối thương mại nào ở Việt Nam. Chính phủ đang đàm phán với các nhà đầu tư Anh, Mỹ để ký một hợp đồng BOT trị giá 106 triệu đôla để xây dựng một nhà máy sinh khối tại TP Hồ Chí Minh. Dự án này sẽ xây dựng một nhà máy xử lý 1.500-3.000 tấn rác mỗi ngày, sản xuất 15MW điện và 480.000 tấnNPK/năm. Nguồn khí sinh học (biogas) từ bãi rác chôn lấp, phân động vật, phụ phẩm nông nghiệp hiện mới chỉ được ứng dụng trong đun nấu. Lý do đây là nguồn phân tán, khó sản xuất điện. Ước tính cả nước có chừng 35.000 hầm khí biogas phục vụ đun nấu gia đình với sản lượng 500-1.000m3 khí/năm cho mỗi hầm. Tiềm năng lý thuyết của biogas ở Việt Nam là khoảng 10 tỷ m3/năm (1m3 khí tương đương 0,5 kg dầu). Hiện tại đang có một số thử nghiệm dùng biogas để phát điện. Theo nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng và Môi trường, nếu mỗi ngày chạy 1 máy phát (công suất 1-2kw) trong thời gian 2 tiếng thì cần phải nuôi 20 con lợn. Giá thành của khí sinh học ở vào khoảng 6cent/kwh, tương đương 800 đồng. 1.2.4. Một nhà máy năng lượng sinh học. Việt Nam hiện có trên 100 trạm quan trắc toàn quốc để theo dõi dữ liệu về năng lượng mặt trời. Tính trung bình toàn quốc thì năng lượng bức xạ mặt trời là 4-5kWh/m2 mỗi ngày. Tiềm năng điện mặt trời là tốt nhất ở các vùng từ Thừa Thiên Huế trở vào miền Nam và vùng Tây Bắc. Vùng Đông Bắc trong đó có Đồng bằng sông Hồng có tiềm năng kém nhất. Do giá thành còn cao (60cent hay 8000 đồng cho 1kWh) nên điện mặt trời chưa được dùng rộng rãi. Hiện mới chỉ có 5 hệ thống điện mặt trời lớn, trong đó có hệ thống ở Gia Lai, với tổng công suất 100kWp (công suất cực đại khi có độ nắng cực đại). Chính phủ cũng đã đầu tư để xây dựng 100 hệ thống điện mặt trời gia đinh và 200 hệ thống điện mặt trời cộng đồng cho cư dân ở các vùng đảo Đông Bắc với tổng công suất là 25kWp. 400 hệ thống pin mặt trời gia đình nữa do Mỹ tài trợ đã được xây dựng cho các cộng đồng ở Tiền Giang và Trà Vinh với tổng công suất 14kWp. 2. CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu của cuộc sống, đóng góp một phần vào sự phát triển cũng như an ninh quân sự của quốc gia. Nổi bật là các ngành công nghiệp điện, dầu mỏ… Năng lượng không những được sử dụng trong sản xuất mà còn được sử dụng nhiều trong cuộc sống hàng ngày của mỗi người, mỗi gia đình mà trước hết là làm chất đốt sinh hoạt. Trước đây khi trình độ khoa học kỹ thuật chưa phát triển, nền kinh tế còn nghèo nàn thì nhiều nước vẫn sử dụng củi đốt để đun nước và nấu nước. Vào nửa thế kỉ XIX vẫn còn nhiều xe, tàu chạy bằng hơi nước. Tàu hỏa dùng than như một dạng nhiên liệu để cho động cơ hoạt động. Còn ở nước ta do có nhiều vùng còn thiếu củi đun mà rừng bị chặt phá, cây không kịp phát triển. Hằng năm ở nước ta hàng vạn hecta rừng bị tàn phá. Vùng đồng bằng sông Hồng sau mỗi vụ thu hoạch, rơm rạ được sử dụng làm chất đốt sinh hoạt, do đó trâu bò thiếu thức ăn trong mùa đông nên chăn nuôi không phát triển tốt, ruộng thiếu màu mỡ do thiếu chất hữu cơ. Rõ ràng nếu không giải quyết được vần đề chất đốt sinh hoạt sẽ có nhiều hậu quả xấu như: độ che phủ mặt đất thấp, quá trình rửa trôi và bào mòn đất diễn ra mạnh, nguồn nước cạn kiệt, sông suối cạn dòng, thiếu nước, cảnh quan môi trường trở nên khô cằn, nghèo nàn, độ màu mỡ của đất giảm sút… Những dẫn chứng trên cho thấy vấn đề năng lượng là một vấn đề quan trọng có liên quan đến nhiều lĩnh vực khác. Vì vậy giải quyết được vấn đề năng lượng là việc cấp thiết đối với hầu hết mọi người, mọi quốc gia trên thế giới. Muốn giải quyết vấn đề chất đốt phải tiến hành trên nhiều mặt: tạo nguồn chất đốt, sử dụng nhiều loại chất đốt, sử dụng hợp lí và tiết kiệm… Cho đến ngày nay thì nhu cầu về năng lượng cũng đang là một nhu cầu thiết yếu. Nếu như trong sản xuất không có điện và dầu đốt thì các nhà máy không thể hoạt động, nền kinh tế sẽ bị ảnh hưởng mạnh. Còn trong sinh hoạt hàng ngày của mỗi người dân nếu như không có điện sẽ trở nên khó khăn hơn, nếu như giảm thiếu xăng thì vấn đề càng trở nên khó khăn hơn. Mọi sinh hoạt cũng như họat động sản xuất sẽ bị ảnh hưởng kéo theo đó là sự không ổn định về chính trị. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, bằng tài năng của mình con người đã khám phá ra nhiều nguồn năng lượng khác nhau mà phụ thuộc vào mục đích sử dụng, người ta sẽ sử dụng những dạng năng lượng khác nhau. Và tùy vào mục đích và phạm vi sử dụng mà tầm quan trọng của từng loại năng lượng sẽ được đánh giá cụ thể cũng như mức độ khai thác sẽ khác nhau. Ngày nay, có nhiều dạng năng lượng khác nhau như điện năng, hóa năng, nhiệt năng, quang năng, thủy năng và năng lượng đi từ gió… Đặc biệt điện năng và nhiệt năng được sử dụng rất rộng rãi trong sản xuất cũng như trong sinh hoạt. 2.1. Quang năng Quang năng là một dạng năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Nguồn năng lượng này được coi như là vô tận. Nếu chúng ta biết khai thác và sử dụng dạng năng lượng này thì rất tốt vì ta không phải lo sợ nguồn năng lượng này sẽ cạn kiệt. Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường và vô tận. Tuy nhiên nguồn năng lượng này có những nhược điểm cơ bản là phân tán và không liên tục (không thu được ban đêm và lúc trời mưa) và phụ thuộc vào khí hậu. Riêng lãnh thổ nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nhưng do chịu ảnh hưởng của gió mùa nên về mùa xuân có nhiều mây trên vùng trời các tỉnh phía Bắc. Do đó tổng số giờ nắng và tổng lượng bức xạ ở các tỉnh phía Bắc thấp hơn ở các tỉnh phía Nam. Từ Nghệ Tĩnh trở ra có từ 1700 đến 1690 giờ nắng/năm và tổng lượng bức xạ từ 125 đến 100 kcal/cm2.năm nhưng từ Đà Nẵng trở vào có từ 2000 đến 2500 giờ nắng/năm với tổng lượng bức xạ trên 125 đến 175 kcal/cm2.năm. Người ta cũng có thể thu năng lượng mặt trời để phục vụ đời sống ở quy mô nhỏ (gia đình) bao gồm: Chuyển bức xạ mặt trời sang nhiệt năng để để đun nước, sấy nóng hải sản, chưng cất nước. Chuyển bức xạ mặt trời sang nhiên liệu thực vật (trồng cây lấy củi) nhờ quá trình quang hợp. Chuyển bức xạ mặt trời sang điện năng nhờ các pin quang điện (pin mặt trời). Các thiết bị chuyển hóa quang- nhiệt đều dựa theo 1 trong 2 nguyên lý sau: Nguyên lý 1: hội tụ bức xạ tại tiêu điểm. Các thiết bị dùng nguyên lí hội tụ có 2 loại: Loại dùng gương cầu lõm có dạng parabol, mặt trong có độ phản xạ cao. Nhờ vậy bức xạ trập trung tại tiêu điểm có nhiệt độ từ vài trăm độ đến trên 30000 C. Người ta đã đưa vào sản xuất và ứng dụng một bếp kiểu này nhưng không thuận lợi cho người tiêu dùng vì phải đun nấu ở ngaòi trời nắng. Tuy nhiên đối với một đoàn người đi qua sa mạc thì dùng loại bếp này vùa thuận lợi vùa tiết kiệm nhiên liệu. Loại dùng gương hình lòng máng dài, cong dạng parabol, mặt phản xạ phía trong hội tụ bức xạ trên đườc tiêu cự, tại đó người ta đặt một ống nước dài cho nước chảy ra và nước được đun nóng. Nguyên lý 2: là nguyên lý bẫy nhiệt nhờ “hiệu ứng lồng kính”. Bộ phận thu nhiệt là một hộp gần mặt trên dùng vật liệu trong suất như kính hoặc nhựa tổng hợp bằng kim loại được bôi đen (dùng sơn đen trộn mồ hóng để tạo mặt đen không bóng mờ) 2.1.1. Ứng dụng trong đời sống Chúng ta đã quá quen thuộc với dạng năng lượng lấy từ ánh sáng mặt trời. Ta thường sử dụng năng lượng này dưới dạng nhiệt để đun nước, phơi đậu, sấy nóng hải sản... Trong trường hợp sấy nóng hải sản, muốn có không khí này để sấy ta cho không khí đi qua hộp thu nhiệt. Ở đó không khí được sấy nóng rồi vào buồng đặt sản phẩm cần sấy, và sau đó không khí thoát ra ngoài mang theo hơi ẩm của vật cần sấy. Trong việc ứng dụng năng lượng để đun nước người ta cũng chế tạo hai thiết bị được làm từ vật liệu dễ kiếm, cách chế tạo đơn giản. Đó là: thiết bị với calecto phẳng (hộp đun nước mặt trời); thiết bị với calecto trụ (máng đun nước mặt trời) – calecto hội tụ. 2.1.2 Ứng dụng trong công nghiệp và sản xuất Ngày nay các nhà khoa học đang đi theo xu hướng mới là sử dụng nguồn năng lượng vô tận đi từ mặt trờ