Luận văn mô hình hóa bộ thu nhiệt mặt trời - ĐH Nông Lâm TP.HCM

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu mô hình hóa bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời loại ống cho máy sấy quy mô nhỏ. Đánh giá hiệu suất và kiểm chứng thực nghiệm.

• Tác giả: Lê Ngọc Huy
• Người hướng dẫn: TS. Phan Hiếu Hiền
• Trường học: Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cơ khí Công nghệ
• Đề tài: Bộ thu nhiệt mặt trời loại ống cho máy sấy nhỏ
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Cách tối ưu bộ thu nhiệt mặt trời loại ống cho máy sấy nhỏ

Bộ thu nhiệt mặt trời loại ống cho máy sấy nhỏ là giải pháp năng lượng tái tạo hiệu quả, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu sấy nông sản ở quy mô hộ gia đình ngày càng tăng. Thiết kế dạng ống với lớp phủ nhựa trong suốt và lõi hấp thụ màu đen giúp tận dụng cả bức xạ trực tiếp lẫn tán xạ, mang lại hiệu suất ổn định ngay cả khi thời tiết không hoàn toàn nắng gắt. Theo nghiên cứu của Lê Ngọc Huy (2007) tại Đại học Nông Lâm TP. HCM, bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời loại ống có thể đạt hiệu suất lý thuyết lên đến 25,7% và thực nghiệm đạt 32,7% khi được tối ưu về chiều dài và đường kính. Việc lựa chọn vật liệu sẵn có như polyethylene và nylon đen giúp giảm chi phí chế tạo xuống dưới 1 triệu đồng cho một hệ thống dài 12m, phù hợp với điều kiện kinh tế nông thôn. Ngoài ra, cấu trúc đơn giản, dễ lắp đặt và vận hành cũng là yếu tố then chốt thúc đẩy ứng dụng rộng rãi thiết bị sấy nông sản dùng năng lượng mặt trời trên thực địa.

1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ thu nhiệt ống chân không

Bộ thu nhiệt mặt trời ống chân không trong nghiên cứu này không sử dụng thủy tinh mà thay bằng cấu trúc hai lớp ống nhựa: ống ngoài làm từ polyethylene trong suốt để giữ bức xạ, ống trong là nylon đen để hấp thụ nhiệt. Không khí đi qua khoảng trống giữa hai ống, được làm nóng nhờ hiệu ứng nhà kính và dẫn vào buồng sấy. Cấu trúc này cho phép hấp thụ cả bức xạ trực xạ và tán xạ, nâng cao hiệu suất trong điều kiện mây mù.

1.2. Lợi ích của máy sấy năng lượng mặt trời loại nhỏ

Máy sấy năng lượng mặt trời loại nhỏ giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, không gây ô nhiễm và bảo toàn chất lượng nông sản. Sản phẩm sấy không tiếp xúc trực tiếp với khói bụi hay ánh nắng gay gắt, tránh hư hại do quang phân hủy. Với công suất phù hợp (~1 tấn/mẻ), thiết bị này lý tưởng cho máy sấy năng lượng mặt trời hộ gia đình, đặc biệt ở vùng nông thôn có giờ nắng dồi dào.

II. Thách thức kỹ thuật khi triển khai hệ thống sấy khô bằng năng lượng mặt trời

Dù tiềm năng lớn, hệ thống sấy khô bằng năng lượng mặt trời vẫn đối mặt nhiều thách thức kỹ thuật. Đầu tiên là tính gián đoạn của bức xạ mặt trời – chỉ hoạt động hiệu quả trong khoảng 6–8 giờ nắng mỗi ngày, đòi hỏi tích hợp nguồn nhiệt phụ trợ hoặc hệ thống lưu trữ. Thứ hai, mật độ năng lượng thấp (~5 kWh/m²/ngày ở miền Nam Việt Nam) khiến bộ hấp thụ nhiệt mặt trời hiệu suất cao trở thành yếu tố then chốt. Nếu thiết kế không tối ưu, tổn thất nhiệt qua đối lưu, dẫn nhiệt và bức xạ sẽ làm giảm đáng kể hiệu quả sấy. Ngoài ra, điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm còn gây nấm mốc nếu quá trình sấy kéo dài. Nghiên cứu của Lê Ngọc Huy (2007) chỉ ra rằng việc thiếu mô hình toán chính xác để dự báo hiệu suất cũng cản trở việc nhân rộng công nghệ. Nhiều hộ dân tự chế tạo thiết bị sấy nông sản dùng năng lượng mặt trời nhưng không kiểm soát được thông số kỹ thuật, dẫn đến hiệu suất thấp và lãng phí vật liệu.

2.1. Biến động bức xạ và ảnh hưởng đến hiệu suất sấy

Cường độ bức xạ mặt trời thay đổi theo mùa, giờ trong ngày và điều kiện mây mù. Ở miền Bắc Việt Nam, bức xạ mùa đông có thể giảm tới 50% so với mùa hè, trong khi miền Nam ổn định hơn. Sự biến động này khiến máy sấy mini sử dụng năng lượng mặt trời khó duy trì nhiệt độ sấy ổn định (~40–45°C), ảnh hưởng đến tốc độ giảm ẩm và chất lượng sản phẩm.

2.2. Tổn thất nhiệt và giới hạn vật liệu chế tạo

Vật liệu như polyethylene tuy rẻ tiền nhưng có tuổi thọ ngắn (~2–3 năm) và dễ rách. Nếu lớp cách nhiệt dưới bộ thu không đủ tốt, tổn thất nhiệt qua mặt đất có thể chiếm tới 15–20%. Ngoài ra, hệ số hấp thụ và phát xạ của tấm hấp thụ nylon đen chưa được tối ưu như các lớp phủ chọn lọc, làm giảm hiệu suất tổng thể của bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời loại ống.

III. Phương pháp mô hình hóa bộ thu nhiệt mặt trời loại ống

Phương pháp mô hình hóa bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời loại ống là nền tảng để xác định thông số tối ưu mà không cần thử nghiệm hàng loạt. Nghiên cứu của Lê Ngọc Huy (2007) kết hợp mô hình toán học và thống kê thực nghiệm. Mô hình toán dựa trên phương trình cân bằng năng lượng dọc theo chiều dài ống, tính đến các yếu tố như lưu lượng gió, hệ số truyền nhiệt, tổn thất do đối lưu và bức xạ. Giả thiết dòng khí chảy rối, nhiệt độ trung bình không đổi trên từng đoạn vi phân giúp đơn giản hóa bài toán. Kết quả là phương trình hiệu suất η = f(L, D), trong đó L là chiều dài và D là đường kính bộ thu. Đồng thời, hệ số chuyển đổi bức xạ cho bề mặt cong (R’ = 0,837) được tính toán dựa trên tích phân hình học. Mô hình này cho phép dự báo nhiệt độ đầu ra và hiệu suất chỉ từ kích thước và điều kiện môi trường, hỗ trợ thiết kế máy sấy năng lượng mặt trời quy mô nhỏ một cách khoa học.

3.1. Xây dựng phương trình cân bằng năng lượng cho ống thu nhiệt

Phương trình cân bằng năng lượng được thiết lập cho một phân tố dx dọc theo ống. Năng lượng mặt trời hấp thụ trừ đi tổn thất nhiệt bằng năng lượng truyền cho không khí. Hệ số truyền nhiệt hiệu dụng (he) và tổn thất toàn phần (U) được tính từ các thông số vật lý của không khí và vật liệu. Phương trình vi phân sau đó được giải tích phân để tìm biểu thức hiệu suất tổng thể.

3.2. Tính toán hệ số bức xạ cho bề mặt trụ

Do bộ thu có dạng trụ, chỉ một phần bề mặt nhận bức xạ trực tiếp. Bằng cách tích phân cosθ trên nửa chu vi, hệ số chuyển đổi R’ = 0,637 được xác định. Cộng thêm 20% cho bức xạ tán xạ, ta có R’ = 0,837 – yếu tố then chốt để tính thông lượng nhiệt hấp thụ thực tế trong công nghệ sấy bằng ống nhiệt mặt trời.

IV. Kiểm chứng thực nghiệm và tối ưu hóa ống thu nhiệt

Kiểm chứng thực nghiệm là bước bắt buộc để xác minh mô hình toán. Lê Ngọc Huy (2007) tiến hành thí nghiệm theo quy hoạch bậc II với 2 yếu tố: chiều dài (9–15m) và đường kính (0,8–1,2m). Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần trong điều kiện bức xạ tương đồng. Dữ liệu thu thập gồm nhiệt độ đầu vào/ra, lưu lượng gió (0,71 m³/s tại áp 20 mmH₂O), và bức xạ mặt trời. Hiệu suất thực nghiệm được tính từ công suất nhiệt thu được chia cho công suất bức xạ chiếu vào. Kết quả hồi quy cho phương trình: Y = –59,25 + 6,97X₁ + 114X₂ – 0,177X₁² – 45,72X₂² – 2,95X₁X₂ (R² = 0,94). Tối ưu hóa trên Excel cho thấy hiệu suất cực đại (32,7%) đạt được tại X₁ = 12,7m và X₂ = 0,84m. So với mô hình toán (η = 25,7% tại L=12,57m, D=0,87m), sai số chuẩn chỉ 13,6% – nằm trong ngưỡng chấp nhận (<20%). Điều này chứng minh hệ thống thu nhiệt mặt trời cho sấy thực phẩm có thể được thiết kế tin cậy dựa trên mô hình lý thuyết.

4.1. Thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu thống kê

Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ để giảm nhiễu do biến động thời tiết. Phần mềm StatGraphics được dùng để hồi quy đa thức bậc hai. Phân tích ANOVA cho thấy mô hình phù hợp (P-value lack-of-fit > 0,05), khẳng định mối quan hệ phi tuyến giữa kích thước ống và hiệu suất ống thu nhiệt chân không cho máy sấy.

4.2. So sánh kết quả lý thuyết và thực nghiệm

Sai số chuẩn (13,6%) và sai suất (11,27%) đều dưới 20%, và 6/7 điểm dữ liệu nằm trong dải chấp nhận trên đồ thị so sánh. Điều này cho thấy mô hình toán đủ chính xác để hướng dẫn thiết kế bộ thu nhiệt mặt trời ống chân không trong thực tiễn sản xuất.

V. Ứng dụng thực tiễn và kết quả triển khai máy sấy NLMT hộ gia đình

Máy sấy năng lượng mặt trời hộ gia đình dựa trên bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời loại ống đã được triển khai thành công tại nhiều địa phương. Với chi phí chế tạo khoảng 1 triệu đồng, hệ thống có thể sấy 50–100 kg nông sản/lần (lúa, cà phê, trái cây...), giảm 50–70% thời gian so với phơi truyền thống. Sản phẩm sấy đều, không nhiễm bụi, đạt tiêu chuẩn an toàn. Tại Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp (ĐH Nông Lâm TP.HCM), mô hình liên hợp với máy sấy STR-1 cho thấy khả năng thay thế hoàn toàn than tổ ong vào ban ngày. Người dân chỉ cần điều chỉnh chiều dài ống theo diện tích sẵn có – ví dụ dùng tấm phủ rộng 1,25m (đường kính ~0,8m) và cắt dài 12–14m – để đạt hiệu suất tối ưu. Đây là minh chứng rõ ràng cho tính khả thi của thiết bị sấy nông sản dùng năng lượng mặt trời trong bối cảnh phát triển bền vững.

5.1. Hiệu quả kinh tế kỹ thuật tại hộ nông dân

Chi phí vận hành gần như bằng 0, thời gian hoàn vốn dưới 1 năm nếu thay thế than hoặc điện. Hiệu suất sấy ổn định (~30%) giúp giảm hao hụt sau thu hoạch – vấn đề nan giải ở Việt Nam. Máy sấy mini sử dụng năng lượng mặt trời còn cải thiện điều kiện lao động, không phải phơi ngoài nắng gắt.

5.2. Khả năng mở rộng cho các loại nông sản khác

Hệ thống có thể điều chỉnh nhiệt độ bằng cách thay đổi lưu lượng gió hoặc che bớt diện tích thu nhiệt, phù hợp cho sấy dược liệu, hải sản, rau củ... miễn là yêu cầu nhiệt độ <60°C. Điều này mở ra tiềm năng lớn cho hệ thống thu nhiệt mặt trời cho sấy thực phẩm ở vùng sâu vùng xa.

VI. Tương lai và đề xuất hoàn thiện công nghệ sấy ống nhiệt mặt trời

Tương lai của công nghệ sấy bằng ống nhiệt mặt trời nằm ở việc nâng cao độ chính xác mô hình và mở rộng điều kiện khảo sát. Nghiên cứu hiện tại mới tập trung vào lưu lượng gió cố định (0,71 m³/s) và khoảng cách ống 100mm. Cần thử nghiệm với lưu lượng lớn hơn, vật liệu hấp thụ chọn lọc (hệ số phát xạ <0,1), hoặc tích hợp pin mặt trời để chạy quạt ban đêm. Ngoài ra, việc số hóa mô hình thành phần mềm thiết kế đơn giản sẽ giúp nông dân tự tính toán kích thước tối ưu. Đề xuất từ luận văn Lê Ngọc Huy (2007) là tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của độ dày lớp phủ, góc nghiêng bộ thu, và khả năng tích nhiệt. Với tiềm năng bức xạ dồi dào và nhu cầu sấy sạch, bộ hấp thụ nhiệt mặt trời hiệu suất cao dạng ống chắc chắn sẽ đóng vai trò then chốt trong chuyển đổi năng lượng nông thôn Việt Nam.

6.1. Hướng nghiên cứu sâu về vật liệu và cấu trúc

Cần phân tích sâu tính chất quang nhiệt của nylon đen và polyethylene để cải thiện hệ số hấp thụ/phát xạ. Thử nghiệm lớp phủ kép hoặc thêm vật liệu cách nhiệt phản xạ có thể giảm tổn thất và nâng hiệu suất bộ thu nhiệt mặt trời ống chân không lên trên 35%.

6.2. Tích hợp hệ thống thông minh và lưu trữ nhiệt

Kết hợp cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và điều khiển tự động sẽ giúp máy sấy năng lượng mặt trời loại nhỏ hoạt động tối ưu theo điều kiện thực tế. Tích hợp đá ong hoặc nước nóng để lưu trữ nhiệt có thể kéo dài thời gian sấy sang chiều tối, khắc phục nhược điểm gián đoạn của năng lượng mặt trời.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Năng lượng mặt trời (NLMT) là nguồn năng lượng hiện đang rất được thế giới quan tâm nghiên cứu đưa vào ứng dụng trong cuộc sống, do việc sử dụng năng lượng mặt trời có rất nhiều ưu điểm như: Tận dụng được nguồn năng lượng vô tận của mặt trời, hạn chế ô nhiễm môi trường, tiết kiệm, không bị độc quyền sở hữu. Có thé khẳng định nguồn NLMT gần như là vĩnh cửu va có hầu như khắp mọi nơi trong khi các nguồn năng lượng truyền thống khác ngày một cạn kiệt. Theo tính toán của các nhà khoa học những nguồn năng lượng truyền thông như: than đá, dầu mỏ, khí đốt. với tốc độ khai thác ngày càng tăng như hiện nay thì chỉ khoảng từ 50 đến 100 năm nữa sẽ cạn kiệt, trong khi nhu cầu sử dụng năng lượng của con người ngày một tăng lên.

Ở Việt Nam, với điều kiện khí hậu là một nước nhiệt đới âm gió mùa nên tiềm năng về dạng năng lượng mới rất phong phú như: thuỷ năng, sinh khối, năng lượng gió, năng lượng mặt trời. Với số giờ nắng trung bình cao và cường độ bức xạ mặt trời (CDBXMT) mạnh thì khả năng sử dụng nguồn năng lượng nhiệt mặt trời là rất lớn. Hiện đang có rất nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời như: công nghệ hiệu ứng quang nhiệt gồm các công nghệ đun nước nóng, sấy nông sản, ứng dụng hiệu ứng quang điện trong công nghệ pin mặt trời. Trong thời gian gần đây việc nghiên cứu sử dụng nguồn năng lượng mặt trời dé sây nông sản đã được các đơn vị, cơ quan khác nhau trong nước đặc biệt quan tâm, trong đó có sự đóng góp nghiên cứu không nhỏ của Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp Trường Đại học Nông Lâm TP.

Hồ Chí Minh. Sau một thời gian nghiên cứu chế tạo khảo nghiệm bước đầu, đã thu được những thành công đáng khích lệ. Say bằng NLMT có thé coi là một trong những phương án tốt nhất về chat lượng sản phẩm vì sản phâm khô với tốc độ vừa phải va sản phẩm không hè bị nhiễm khói, bụi hay mùi lạ, với việc sử dụng nguồn NLMT trong thiết bị sấy thì điều kiện làm việc của người lao động tốt hơn so với phơi ngoài trời. Hơn nữa về mặt công nghệ, vật liệu, thiết bị đễ kiếm, đễ chế tạo hơn so với các công nghệ sử dụng nguồn năng lượng mặt trời khác.

Máy sây NLMT với bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời loại ống phủ plastic là một trong những kỹ thuật mới của Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp trường ĐH Nông Lâm đã và đang được ứng dụng trong sản xuất có hiệu quả cao. Tuy nhiên các nghiên cứu về máy sấy NLMT này chưa di sâu vào nghiên cứu mô hình hóa tìm các thông số tối ưu và kiểm chứng thực nghiệm bộ thu nhiệt. Thông thường máy sấy NLMT thường gồm các bộ phận sau: Bộ thu nhiệt, hệ thống dẫn khí và quạt, buồng say Trong đó bộ thu nhiệt trong máy sấy năng lượng mặt trời là bộ phận quan trọng và có ảnh hưởng lớn đến tốc độ giảm ẩm của sản phẩm, thời gian sấy, hiệu quả sấy. mà việc nghiên cứu bộ phận máy này trong điều kiện sản xuất cụ thé thì gặp nhiều khó khăn và tốn kém từ đó việc nghiên cứu mô hình hóa bộ thu nhiệt và tìm các thông số tôi ưu về kỹ thuật của bộ thu nhiệt cho máy sấy năng lượng mặt trời là rất cần thiết.

Bộ thu nhiệt làm việc với hiệu suất cao góp phần sử dụng máy sấy năng lượng mặt trời được hiệu quả nhất. Chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài : “Nghiên cứu mô hình hóa và kiểm chứng thực nghiệm bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời loại ống dùng cho máy sấy qui mô nhỏ”.1 Mục đích của đề tài Mục đích của đề tài là: Mô hình hóa bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời loại Ống dùng cho máy say quy mô nhỏ (khoảng 1 tan/mé) va kiểm chứng bằng thực nghiệm.2 Nội dung nghiên cứu và thực hiện Xây dựng mô hình toán, xác định các thông số tối ưu, dự đoán hiệu suất bộ thu có thể đạt được và nhiệt độ đầu ra của bộ thu. Chế tạo bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời loại ống phủ plastic dé liên hợp với máy sấy quy mô nhỏ. Kiểm chứng mô hình toán bằng thống kê thực nghiệm 1.3 Kết quả nghiên cứu đã đạt được Đã xác lập được mô hình toán mô tả quá trình thu nhiệt của bộ thu nhiệt và thực nghiệm kiểm chứng.

Đã xác định các thông số tối ưu cho độ tăng lượng nhiệt của bộ thu nhiệt so với năng lượng mặt trời. Tiên nghiệm được nhiệt độ. hiệu suất bộ thu nhiệt có thể đạt được. Đã so sánh kết quả nghiên cứu giữa hai mô hình thống kê thực nghiệm và mô hình toán ở mức chính xác chấp nhận được, sai khác cho phép nhỏ hơn 20 %.

Chương 2 TONG QUAN Dé phục vụ dé tài nay các tài liệu liên quan đến một số van đề sau được tra cứu: Năng lượng mặt trời, các loại máy sây năng lượng mặt trời, câu tạo nguyên lý máy sây STR- 1, cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình toán 2.1 Năng lượng mặt trời Lần lượt tìm hiểu các mục sau: Nguồn gốc, bản chất NLMT, tình hình sử dụng NLMT trên thế giới, sơ lược về NLMT ở Việt Nam, tình hình phân bố bức xạ và giờ nắng ở Việt Nam, tình hình sử dụng nguồn NLMTở nước ta hiện nay 2.1 Nguồn gốc, bản chất năng lượng mặt trời Mặt trời là một khối khí cực nóng dang hình cầu ở cách trái đất trung bình khoảng 150 triệu km, mặt trời tự xoay quanh trục của nó và trái đất chuyên động xoay quanh mặt trời theo quỹ đạo elip xác định, đường kính mặt trời 1,39 triệu km lớn hơn khoảng 100 lần đường kính trái đất (12,7 ngàn km), mặt trời là nơi xảy ra phản ứng nhiệt hạch, qua đó khí hyđrô được biến thành khí heli toả ra một nhiệt lượng rất lớn, nhiệt độ ở trên bề mặt của mặt trời lên tới gần 6000 K. Theo các nhà nghiên cứu thì nguồn năng lượng mặt trời vẫn không thay đổi trong thời gian 50 triệu năm nữa. Như vậy, ta có thé nói sự ton tại của nguồn NLMT gần như vĩnh cửu với sự tôn tại và phát triên của loải người trên trái đât.2 Tình hình sử dụng năng lượng mặt trời trên thế giới Cách đây hàng trăm năm người nông dân đã biết sử dụng nguồn năng lượng mặt trời dé sấy khô các sản phẩm nông sản, dé sưởi 4m, làm mát nhà cửa. Ngày nay, sử dụng NLMT đã trở lên rất phô biến ở các nước trên thế giới nhất là ở các nước phát trién.

Cộng hòa Liên bang Đức là một trong các quốc gia đầu tiên nghiên cứu, ứng dụng, xuất khâu thiết bị công nghệ NLMT và đã đạt nhiều thành tựu rực rỡ, Đức đã đầu tư cho Indonesia 50 triệu DM để xây dựng dàn quang điện ở đây. Mỹ đã chi cho các công trình nghiên cứu nguồn NLMT hang ty đô la chủ yếu làm mát và sưởi ấm vào những năm 1978 — 1980, hiện nước Mỹ có khoảng 80.000 ngôi nha sử dụng NLMT, và chi hàng chục triệu đô la cho mỗi năm nghiên cứu về nguồn NLMT. Nhật là một quốc gia khó khăn về tài nguyên thiên nhiên, cho nên họ rất chú trọng vào các dạng năng lượng tái tạo và là một trong những cường quốc xuất khẩu thiết bị năng lượng mặt trời, họ đã chi 3,5 tỷ đô la cho các nghiên cứu, phần lớn dành cho các ngành sản xuất tế bào quang điện (phôtvoltaic) và họ đặt nhiệm vụ cho nước Nhật độc lập về năng lượng. Hơn hai triệu gia đình ở Nhật Bản sử dụng các thiết bị đun nước bằng năng lượng mặt trời.

Hiện nay các nước phát triển sử dụng năng lượng mặt trời trong các vệ tinh, các con tau vũ trụ bằng cách tích trữ năng lượng thông qua pin mặt trời (solar cell) bang silicon, chế tạo các tam panen mặt trời dùng trong công nghệ hàng không vũ tru. và nó đã chính thức bước vào thời kỳ sản xuất thương mai. Thế giới đã sử dụng NLMT vào cuộc sống con người trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nhưng hiện tại việc sử dụng trên vẫn chưa được phổ biến rộng, vì có những mặt tồn tại như sau: bức xa mặt trời có đặc điểm riêng và khó khăn về kỹ thuật liên quan đến việc biến đổi nó, bức xạ mặt trời khá phân tan có mật độ (công suất riêng) nhỏ, thay đổi theo thời gian. Hiệu suất biến đôi năng lượng tia sáng mặt trời thành cơ năng và điện năng bị giới hạn bởi nguyên tử vật lý và nhiệt động học từ đó dẫn đến kỹ thuật chế tạo phức tạp giá thành chế tạo cao, hầu như chỉ có các nước phát triên mới sản xuât được pin mặt trời.3 So lược về năng lượng mặt trời ở Việt Nam Vị trí địa lý Việt Nam nằm ở khu vực gần đường xích đạo, rất có tiềm năng về NLMT, cường độ bức xạ trung bình vào khoảng 1.084 kWh/m?”/năm và số giờ nang trung bình từ 1452 — 2431 h/năm, rất thuận lợi cho việc phát triển và sử dụng NLMT.

Theo kết quả nghiên cứu của Chương trình Nha nước Khoa học Công nghệ KC-01, các nhà nghiên cứu sau khi đo đạc và khảo sát lượng bức xạ mặt trời ở các tỉnh phía nam Việt Nam cho thấy ở các tỉnh phía nam có số giờ nắng trung bình trên ngày khoảng 6,5 giờ. Tuy nhiên sự chênh lệch khá lớn ở các địa phương Nam bộ, Cần Thơ: 6,9 giờ/ngày, Đà Lạt: 6,1 gid/ngay. Cường độ tổng lượng bức xạ trung bình ngày trong 12 tháng chỉ đạt khoảng 5 kWh/m”/ngày ở các tỉnh phía nam, ở các tỉnh phía bắc khoảng 4 kWh/m?/ngày. Nhìn chung lượng bức xạ mặt trời ở các tỉnh miền Bắc ít hơn khoảng 20% so với các tỉnh miền Trung và miền Nam.

Ở một số tỉnh ở miền Bắc sự chênh lệch nay càng lớn có thé lên đến 50%. Ở các tỉnh phía Bắc, lượng bức xạ mặt trời không phân phối đều quanh năm, vào mùa xuân, mùa đông mưa kéo dai nhiều ngày liên tục và nguồn bức xạ mặt trời hầu như không đáng ké chỉ khoảng 1 — 2 kWh/m?/ngay. Đối với các tỉnh phía Nam điều này ít khi xảy ra do có ánh nắng mặt trời chiếu sáng quanh năm, ôn định ké cả vào mùa mưa.