Nhà máy nhiệt điện mặt trời hoạt động như thế nào? (Phần 1)

Số đông trong chúng ta thường ít quan tâm điện năng từ đâu mà có, mọi người chỉ thấy là điện có sẵn và có nhiều. Điện năng được sản xuất bằng cách đốt các nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ và khí thiên nhiên, làm phát thải carbon dioxide, nitrogen oxide và sulfur oxide – các chất khí mà các nhà khoa học cho là góp phần gây ra sự biến đổi khí hậu. Năng lượng nhiệt mặt trời là một lựa chọn phi carbon, có thể hồi phục cho năng lượng mà chúng ta sản xuất với các nhiên liệu hóa thạch như than đá và khí đốt. Đây chẳng phải là cái gì đó xa vời. Từ năm 1984 đến 1991, chỉ riêng nước Mĩ đã xây dựng chín nhà máy như thế trong sa mạc Mojave ở bang California, và hiện nay chúng cung cấp liên tục 354 megawatt, điện năng đủ dùng cho 500.000 hộ dân California. Đó là một nguồn năng lượng đáng tin cậy. Vào năm 2008, khi xảy ra sự cố 6 ngày nhu cầu điện năng tăng đột biến làm nghẽn mạng lưới điện và gây mất điện ở California, chính các nhà máy nhiệt điện mặt trời đã chạy 110% công suất để góp phần khắc phục sự cố.

Mô hình nhà máy nhiệt điện mặt trời Hồ Ivanpah Dry ở California

Nhà máy nhiệt điện mặt trời Hồ Ivanpah Dry ở California, Mĩ. (Ảnh: Nature.com)

Vào thập niên 1990, khi giá khí thiên nhiên sụt giảm, người ta ít chú ý đến năng lượng nhiệt mặt trời. Tuy nhiên, ngày nay, công nghệ này đang hồi sinh mạnh mẽ. Các nhà máy điện mặt trời đã tăng về số lượng và quy mô vào năm 2013. Một số ước tính dự đoán rằng nguồn năng lượng này sẽ sớm qua mặt năng lượng gió.

Nhà máy Shams 1, công suất 100 MW

Nhà máy Shams 1, công suất 100 MW, cấp điện cho 20.000 hộ gia đình ở UAE, đã đi vào hoạt động từ tháng 3/2013. Shams 1 sẽ cắt giảm lượng khí thải CO2 của UAE khoảng 175.000 tấn mỗi năm, tương đương với việc trồng 1,5 triệu cây xanh, hay cắt giảm 15.000 xe hơi trên đường phố. (Ảnh: Flickr.com)

Các gương phản xạ của nhà máy Shams 1 ở AEU

Các gương phản xạ của nhà máy Shams 1 ở AEU. Shams 1 có diện tích 2,5 km2 với 250.000 tấm gương gắn trên 768 bộ thu hình chão parabol. Các gương parabol tập trung ánh sáng mặt trời lên những cái ống chứa đầy dầu để làm nóng nước và tạo ra hơi nước sau đó làm quay tuabin. Vì nằm ở giữa sa mạc, nên nhà máy có một hệ thống làm lạnh khô để giảm lượng nước tiêu thụ. (Ảnh: Flickr.com)

Hai nhà máy nhiệt điện mặt trời PS20 (trái) và PS10 (phải) ở Tây Ban Nha

Hai nhà máy nhiệt điện mặt trời PS20 (trái) và PS10 (phải) ở Tây Ban Nha. PS10 có 624 cái gương phản xạ, sản xuất 11 MW điện năng cấp cho 5.500 hộ gia đình. PS20 có 1.255 kính định nhật, sản xuất 20 MW, và đã đi vào hoạt động hết công suất trong năm 2013. (Ảnh: Flickr.com)

Theo ước tính của Phòng thí nghiệm Năng lượng Có khả năng hồi phục Quốc gia ở Mĩ thì năng lượng nhiệt mặt trời có thể cung cấp hàng trăm giagawatt điện năng, tương đương với hơn 10% nhu cầu điện năng sử dụng ở nước Mĩ.

Có hai phương pháp chính sản xuất điện từ mặt trời: công nghệ quang điện (PV – photovoltaic) và công nghệ tập trung nhiệt mặt trời (CSP – concentrating solar power).

Công nghệ quang điện biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. Những tấm pin mặt trời kiểu này thường dùng để cấp điện cho các dụng cụ như đồng hồ, kính mát và ba lô, hoặc dùng để cấp điện cho các khu vực vùng sâu vùng xa.

Tham khảo ebook: Các tấm pin mặt trời hoạt động như thế nào?

Công nghệ nhiệt mặt trời có quy mô lớn hơn. Một khác biệt lớn với công nghệ quang diện là các nhà máy nhiệt điện mặt trời sản xuất điện năng gián tiếp. Nhiệt thu từ ánh nắng mặt trời được thu gom và dùng để làm nóng một chất lỏng. Hơi nước tạo ra từ chất lỏng nóng đó làm chạy máy phát sản xuất điện. Nghĩa là nhà máy nhiệt điện mặt trời hoạt động na ná như nhà máy nhiệt điện, chỉ khác là hơi nước được tạo ra bởi nhiệt thu gom từ ánh nắng thay vì từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch.

Xem tiếp Phần 2 >>

Tổng hợp theo HowStuffWork.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Tesla vs Edison: những bài học từ cuộc chiến AC/DC
20/08/2018
James McKenzie (Physics World, tháng 8/2018) Trong bài, James McKenzie làm sáng tỏ những điều chúng ta có thể học được từ “cuộc
Phi thuyền Parker của NASA sẽ ‘chạm’ đến Mặt Trời
15/08/2018
NASA vừa phóng một phi thuyền lên nghiên cứu khí quyển Mặt Trời và gió mặt trời. Tàu vũ trụ Parker Solar Probe đã cất cánh
Ngưng tụ Bose-Einstein
07/08/2018
Trong số năm trạng thái mà vật chất có thể tồn tại, có lẽ ngưng tụ Bose-Einstein là trạng thái bí ẩn nhất. Trong khi thể
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 16)
31/07/2018
Các lớp vỏ con electron Theo phương trình đã nêu ở phần trước thì các electron thuộc cùng một lớp vỏ có năng lượng y hệt
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 15)
30/07/2018
Tính các mức năng lượng Khi phân tích quang phổ, các nhà vật lí thường phải tính các mức năng lượng gần đúng của electron
Lỗ đen thật ra có thể là lỗ sâu đục đang va chạm
14/07/2018
Khi hai lỗ sâu đục va chạm nhau, chúng tạo ra những gợn lăn tăn trong không-thời gian lan tỏa ra mọi phía. Theo một nghiên cứu
Phải chăng các nhà thiên văn đã tìm thấy khối lượng mất tích của vũ trụ?
10/07/2018
Vào thập niên 1960, các nhà thiên văn bắt đầu để ý thấy Vũ trụ dường như thiếu mất một phần khối lượng. Giữa các quan
Vì sao một số vết nứt đẩy nhau ra?
22/06/2018
Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com