Hệ thống phát điện sinh khối hiệu suất cao tại HCMUTE

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.3. Nhiệm vụ của đề tài

1.4. Phương pháp nghiên cứu

1.5. Điểm mới của đề tài

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tổng quan năng lượng sinh khối

2.1.1. Giới thiệu năng lượng sinh khối

2.1.2. Nguồn năng lượng sinh khối từ phế phẩm cây trồng nông nghiệp

2.1.3. Nguồn năng lượng sinh khối từ chất thải gia súc

2.1.4. Nguồn năng lượng sinh khối từ cây trồng năng lượng

2.1.5. Nguồn năng lượng sinh khối từ bã cây rừng

2.1.6. Nguồn năng lượng sinh khối từ củi gỗ đô thị

2.1.7. Nguồn năng lượng sinh khối từ chất thải rắn đô thị

2.1.8. Các công nghệ chuyển đổi năng lượng sinh khối

2.1.9. Chuyển đổi hóa nhiệt

2.1.10. Chuyển đổi hóa sinh

2.2. Máy phát từ thủy động lực MHD

2.2.1. Máy phát điện Faraday

2.2.3. Máy phát điện cực nối chéo

2.2.5. Máy phát kiểu vòng

2.3. Lưu chất cho máy phát điện MHD hoạt động

2.3.2. Kim loại lỏng (Liquid metal)

2.4. Chu trình hơi nước (rankine)

2.4.1. Nguyên lý hoạt động

2.4.2. Tính hiệu suất nhiệt

2.4.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt

2.4.4. Các biện pháp nâng cao hiệu suất của chu trình

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH SINH KHỐI LMMHD

3.1. Xây dựng mô hình điện sinh khối truyền thống

3.2. Phân tích các khối trong mô hình điện sinh khối truyền thống

3.2.2. Tháp giải nhiệt

3.3. Hiệu suất của mô hình điện sinh khối truyền thống

3.4. Mô hình điện sinh khối LMMHD

3.4.2. Máy phát MHD sử dụng kim loại lỏng NaK

3.5. Phân tích Entropy

3.6. Hiệu suất của chu trình sinh khối LMMHD kết hợp tuabin hơi

4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG CÁC CHU TRÌNH

4.1. Chu trình điện sinh khối truyền thống

4.2. Chu trình sinh khối LMMHD

4.3. Chu trình sinh khối LMMHD kết hợp tuabin hơi

4.4. So sánh hiệu suất các chu trình

4.5. Mối quan hệ giửa nhiệt độ đầu vào với công suất của các chu trình

4.6. Mối quan hệ giửa nhiệt độ đầu vào với hiệu suất của các chu trình

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

5.2. Hướng phát triển tiếp theo của đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TIẾNG NƯỚC NGOÀI

I. Tổng quan về năng lượng sinh khối

Năng lượng sinh khối là một trong những nguồn năng lượng tái tạo quan trọng, có khả năng cung cấp điện năng bền vững cho các quốc gia đang phát triển như Việt Nam. Hệ thống phát điện sinh khối không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tận dụng tối đa các nguồn tài nguyên sẵn có từ nông nghiệp và chất thải hữu cơ. Theo các nghiên cứu, Việt Nam có tiềm năng lớn về năng lượng sinh khối, với khả năng khai thác lên đến 170 triệu tấn, tương đương với sản lượng điện khoảng 2000MW. Tuy nhiên, hiện tại, việc khai thác nguồn năng lượng này vẫn còn ở quy mô nhỏ và chủ yếu phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày. Việc phát triển công nghệ sinh khối sẽ là một bước tiến quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và tính khả thi của các dự án năng lượng tái tạo.

1.1. Các nguồn năng lượng sinh khối

Năng lượng sinh khối có thể được khai thác từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm phế phẩm nông nghiệp, chất thải gia súc, và rác thải hữu cơ đô thị. Các nguồn này không chỉ phong phú mà còn dễ dàng tiếp cận, giúp giảm thiểu chi phí sản xuất điện. Việc sử dụng công nghệ sinh khối để chuyển đổi các nguồn này thành điện năng sẽ góp phần quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của xã hội. Hơn nữa, việc phát triển hệ thống phát điện sinh khối sẽ tạo ra nhiều cơ hội việc làm và thúc đẩy sự phát triển kinh tế địa phương.

II. Hiệu suất của hệ thống phát điện sinh khối

Một trong những yếu tố quan trọng nhất trong việc phát triển hệ thống phát điện sinh khối là hiệu suất của các nhà máy điện. Hiệu suất cao không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu lượng khí thải ra môi trường. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ phát điện sinh khối kết hợp với các hệ thống khác như thủy điện có thể cải thiện đáng kể hiệu suất phát điện. Cụ thể, việc sử dụng chu trình kết hợp giữa máy phát từ thủy động lực và tuabin hơi đã cho thấy hiệu suất cao hơn so với các nhà máy điện sinh khối truyền thống. Điều này chứng tỏ rằng việc đầu tư vào công nghệ mới là cần thiết để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.

2.1. So sánh hiệu suất giữa các hệ thống

Khi so sánh hiệu suất giữa hệ thống phát điện sinh khối truyền thống và hệ thống kết hợp, có thể thấy rõ sự khác biệt. Hệ thống kết hợp không chỉ tận dụng tối đa nguồn năng lượng đầu vào mà còn giảm thiểu lượng nhiên liệu tiêu thụ. Các kết quả mô phỏng cho thấy rằng hiệu suất của chu trình kết hợp có thể cao hơn từ 10-20% so với chu trình truyền thống. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm do việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

III. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống phát điện sinh khối

Việc phát triển hệ thống phát điện sinh khối tại HCMUTE không chỉ mang lại lợi ích về mặt kinh tế mà còn có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trường. Các ứng dụng thực tiễn của hệ thống này bao gồm cung cấp điện cho các khu vực nông thôn, nơi mà lưới điện quốc gia chưa thể tiếp cận. Hệ thống này cũng có thể được áp dụng trong các nhà máy chế biến nông sản, giúp tận dụng tối đa các phế phẩm nông nghiệp. Hơn nữa, việc phát triển công nghệ sinh khối sẽ tạo ra nhiều cơ hội việc làm cho người dân địa phương, đồng thời nâng cao nhận thức về việc sử dụng năng lượng tái tạo.

3.1. Lợi ích kinh tế và môi trường

Lợi ích kinh tế từ việc phát triển hệ thống phát điện sinh khối là rất rõ ràng. Không chỉ giúp giảm chi phí điện năng cho người dân mà còn tạo ra nguồn thu nhập từ việc bán điện cho lưới điện quốc gia. Về mặt môi trường, việc sử dụng năng lượng sinh khối giúp giảm thiểu lượng khí thải carbon, góp phần vào việc chống biến đổi khí hậu. Hệ thống này cũng giúp giảm thiểu lượng rác thải hữu cơ, biến chúng thành nguồn năng lượng có giá trị.

Luận văn thạc sĩ về hệ thống phát điện sinh khối hiệu suất cao tại HCMUTE