Chương 1: Giới thiệu chung về luận văn. Giới thiệu lý do lựa chọn đề tài và các vấn đề liên quan. Chương 2: Tổng quan về pin năng lượng mặt trời. Trình bày đầy đủ và chi tiết các vấn đề liên quan đến pin mặt trời và nhà máy pin năng lượng mặt trời nói riêng.
Trong 3 đó bao gồm cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các phương trình mô phỏng toán học của pin năng lượng mặt trời. Ngoài ra, chương này cũng trình bày cấu trúc cơ bản của một nhà máy pin mặt trời nói chung. Chương 3: Tổng quan về nhà máy điện mặt trời Sao Mai. Trình bày chi tiết các vấn đề liên quan đên nhà máy pin mặt trời Sao Mai bao gồm vị trí địa lý, mức năng lượng mặt trời tại địa điểm lắp đặt, công suất lắp đặt và khả năng cung cấp công suất từ mặt trời đến các tấm pin.
Chương 4: Đánh giá hiệu quả kinh tế và tác động môi trường của dự án. Các chỉ tiêu kinh tế trong việc đánh giá hiệu quả kinh tế của dự án được tính toán và đánh giá. Qua kết quả thu được có thể đánh giá xem có nên đầu tư vào dự án hay không. Ngoài ra, nhằm kiểm tra tác động của nhà máy đến môi trường sống xung quanh nhà máy điện mặt trời, các tác động môi trường của nhà máy cũng được phân tích và đề xuất các biện pháp cải thiện.
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển. 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN PIN MẶT TRỜI 2.1 Tình hình khai thác và sử dụng năng lượng trên thế giới.1 Tình hình khai thác và sử dụng năng lượng. Theo báo cáo thống kê của tập đoàn BP (Anh), công bố vào tháng 06 năm 2016, tốc độ tăng trưởng tiêu thụ năng lượng sơ cấp toàn cầu là +1% so với năm 2014, tốc độ tăng trưởng trung bình trong 10 năm đạt +1,9%. Trong đó, quốc gia có tốc độ tăng trưởng tiêu thụ cao nhất là Trung Quốc (+1,5%).Tổng tiêu thụ năng lượng toàn cầu năm 2014 đạt tương đương xấp xỉ 13.100 triệu tấn dầu, trong đó năng lượng hóa thạch chiếm tỷ phần rất lớn (~86%) như thể hiện trong Hình 2.
Sang năm 2015, tỷ lệ năng lượng hóa thạch này bị giảm đáng kể (~78,4%) do sự tăng trưởng nhanh chóng của các nguồn năng lượng tái tạo khác.1 Tỷ lệ tiêu thụ năng lượng toàn cầu năm 2014 Xét về nguồn nhiên liệu, chỉ có dầu mỏ và năng lượng hạt nhân là hai nguồn năng lượng có tốc độ tăng trưởng trung bình, trong khi năng lượng tái tạo có tốc độ tăng trưởng vượt bậc (3%) so với năm 2014. Tiêu thụ than đá giảm mạnh trong năm 2015 do áp lực 5 về khí thải và giá cả trên thị trường carbon. Trữ lượng các nguồn nhiên liệu được trình bày trong Bảng 2.1 Trữ lượng, sản lượng và tình hình tiêu thụ dầu mỏ toàn cầu năm 2015 Trữ lượng Sản lượng Tiêu thụ Tỷ Tỷ Ngàn Triệu Ngàn Triệu Stt Khu vực thùng tấn thùng tấn thùng tấn /ngày /ngày 1 Bắc Mỹ 238,0 35,9 19.644 1036,3 2 Nam và Trung Mỹ 329,2 51,0 7.444 1501,4 Bình Dương Tổng cộng 1697,6 239,4 91.008 4331,3 Xét về giá cả nhiên liệu, tất cả các nguồn nhiên liệu hóa thạch đều bị trượt giá trong năm 2015 và nửa đầu năm 2016, trong đó dầu mỏ là nguồn nhiên liệu bị trượt giá cao nhất. Năm 2015 cũng là năm mà tỷ lệ trượt giá của dầu mỏ là lớn nhất kể từ năm 1986.
Giá cả biến động mạnh cho thấy sự mất cân đối giữa sản lượng và mức tiêu thụ toàn cầu. Sản lượng dầu mỏ toàn cầu tăng cao hơn rất nhiều so với nhu cầu tiêu thụ, trong đó Mỹ vẫn là quốc gia sản xuất dầu mỏ lớn nhất thế giới với tốc độ tăng trưởng sản xuất hằng năm cao nhất. Xét về tình hình sử dụng nhiên liệu so với năm 2014, dầu mỏ vẫn là nguồn nhiên liệu dẫn đầu của thế giới khi chiếm 32,9% tổng nhu cầu tiêu thụ năng lượng toàn cầu. Trung Quốc và Ấn Độ là hai quốc gia có tốc độ tăng trưởng về tiêu thụ dầu mỏ lớn nhất 6 thế giới, trong khi Châu Âu và Nhật Bản là hai khu vực giảm tăng trưởng tiêu thụ dầu mỏ một cách đáng kể (-0,9% và -1,2% theo thứ tự).
Tổng quan về tình hình tiêu thụ dầu mỏ toàn cầu được trình bày trong Bảng 2.2 Trữ lượng, sản lượng và tình hình tiêu thụ khí thiên nhiên toàn cầu 2015 Trữ lượng Sản lượng Tiêu thụ Stt Khu vực Tỷ tỷ Tỷ tỷ Tr. tấn Tỷ m3 Tỷ m3 m3 ft3 dầu, tđ dầu, tđ 1 Bắc Mỹ 12,8 450,3 984,0 900,4 963,6 880,7 2 Nam và Trung Mỹ 7,6 268,1 178,5 160,6 174,8 157,3 3 Châu Âu 56,8 2005,1 989,8 890,8 1003,5 903,1 4 Trung Đông 80,0 2826,6 617,9 556,1 490,2 441,2 5 Châu Phi 14,1 496,7 211,8 190,6 135,5 121,9 6 Châu Á – Thái 15,6 552,6 556,7 501,0 701,1 631,0 Bình Dương Tổng cộng 186,9 6599,4 3538,6 3199,5 3468,6 3135,2 Tình hình tiêu thụ khí thiên nhiên toàn cầu được ghi nhận tăng trưởng với tỷ lệ 1,7% so với năm 2014, trong đó Trung Quốc và Iran là hai quốc gia có tỷ lệ tăng trưởng tiêu thụ khí thiên nhiên cao nhất (với +4,7% và +6,2% theo thứ tự). Nga là quốc gia có tỷ lệ giảm tăng trưởng tiêu thụ khí thiên nhiên cao nhất (-5%), kế đến là Ucraina (- 21,8%). Tiêu thụ khí thiên nhiên chiếm xấp xỉ 23,8% tổng tiêu thụ năng lượng sơ cấp toàn cầu.
Sản lượng khí thiên nhiên toàn cầu tăng 2.2%, trong đó Mỹ là quốc gia có tỷ lệ tăng trưởng về sản lượng khí thiên nhiên cao nhất (+5,4%), trong khi các quốc gia Châu Âu và Nga lại giảm mạnh về tỷ lệ tăng trưởng sản lượng khí thiên nhiên như thể hiện trong Bảng 2. 7 Về than đá, tổng nhu cầu tiêu thụ than đá toàn cầu giảm 1,8% trong năm 2015, trong đó Mỹ và Trung Quốc là hai quốc gia có tỷ lệ giảm cao nhất (-12,7% và 1,5% theo thứ tự). Indonesia và Ấn độ là hai quốc gia có tỷ lệ tăng trưởng tiêu thụ than đá lớn nhất thế giới (+15% và +4,8% theo thứ tự). Theo đó, sản lượng than đá toàn cầu giảm mạnh (-4%) với tỷ lệ giảm mạnh nhất thuộc về Mỹ (-10,4%), Indonesia (-14,4%) và Trung Quốc (-2%) như thể hiện trong Bảng 2.
Tiêu thụ than đá chiếm xấp xỉ 29,2% tổng tiêu thụ năng lượng sơ cấp toàn cầu.3 Trữ lượng, sản lượng và tình hình tiêu thụ than đá toàn cầu năm 2015 Trữ lượng Sản lượng Tiêu thụ STT Khu vực Triệu tấn Triệu tấn Triệu tấn 1 Bắc Mỹ 245.088 494,3 429,0 2 Nam và Trung Mỹ 14.936 5 Châu Phi 151,4 96,6 5 Châu Á – Thái Bình Dương 288.531 3830,1 3839,9 Về xu hướng tiêu thụ năng lượng trong tương lai, các nguồn năng lượng hóa thạch sẽ dần bị thay thế bằng các nguồn năng lượng thay thế (thủy năng, hạt nhân) và năng lượng tái tạo (mặt trời, gió, địa nhiệt. Xu hướng này thể hiện ở: (i) sự gia tăng tỷ lệ sản lượng của các nguồn năng lượng thay thế và năng lượng tái tạo trong tổng sản lượng toàn cầu (được trình bày trong phần sau); (ii) tỷ lệ giảm tăng trưởng của các nguồn nhiên liệu hóa thạch (than, dầu.), đặc biệt là tại các quốc gia phát triển (như đã trình bày ở trên); và (iii) nỗ lực chung toàn cầu về ứng phó biến đổi khí hậu.2 Tiềm năng và khai thác nguồn năng lượng tái tạo. 8 Năng lượng tái tạo là xu hướng và là mục tiêu lâu dài để đảm bảo tính ổn định, bền vững và an ninh năng lượng. Do đó, trong nỗ lực cắt giảm phát thải khí nhà kính toàn cầu và ứng phó biến đổi khí hậu, trong hai thập kỷ vừa qua, nhiều quốc gia trên thế giới đã khẳng định vị thế vượt trội của mình trong lĩnh vực phát triển năng lượng tái tạo.1 Cơ cấu nguồn năng lượng tái tạo.
Tính đến cuối năm 2015, các nguồn năng lượng tái tạo cung cấp xấp xỉ 19,3% tổng nguồn năng lượng tiêu thụ toàn cầu. Trong số này, các dạng năng lượng sinh khối truyền thống sử dụng để nấu nướng và sưởi ấm ở các khu vực nông thôn tại các quốc gia đang phát triển chiếm 9,1%; các dạng nguồn năng lượng tái tạo khác chiếm xấp xỉ 10,2% như thể hiện trong Hình 2. Ở đây, các dạng nguồn năng lượng tái tạo bao gồm: Năng lượng nhiệt từ sinh khối, địa nhiệt, nhiệt mặt trời; Năng lượng điện từ gió, mặt trời, sinh khối, địa nhiệt; Năng lượng cơ từ nước như thủy điện, thủy triều, sóng biển; Năng lượng nhiệt từ nhiên liệu sinh học ứng dụng cho phương tiện giao thông.2 Tỷ lệ nguồn năng lượng tái tạo trong tổng nguồn năng lượng tiêu thụ toàn cầu Đóng góp nổi trội trong sự tăng trưởng của năng lượng tái tạo trong cơ cấu năng lượng toàn cầu năm 2015 là các ứng dụng từ quang năng mặt trời và điện gió; thủy điện vẫn tiếp tục dẫn đầu về công suất đặt và sản lượng phát điện năng lượng tái tạo; năng lượng sinh khối (bao gồm cả năng lượng sinh khối truyền thống) vẫn đóng vai trò chủ 9 đạo ở các khu vực nông thôn và vùng xa, hẻo lánh dưới dạng ứng dụng nhiệt (trong công trình và công nghiệp) và ứng dụng cho giao thông.2 Công suất phát điện từ năng lượng tái tạo. Công suất phát điện từ năng lượng tái tạo trong năm 2016 đạt kỷ lục tăng trưởng cao nhất trong lịch sử với tổng công suất lắp đặt thêm là 161 GW, nâng tổng công suất lắp đặt toàn cầu lên 2017 GW (tăng 9% so với năm 2015).
Trong đó, năng lượng điện từ pin quang năng mặt trời chiếm đến 47% tổng công suất lắp đặt mới của năm 2016; gió và thủy điện chiếm phần lớn còn lại với 34% và 15.5% theo thứ tự. Xét về tổng công suất lắp đặt mới trong năm 2016, năng lượng tái tạo chiếm 62%, vượt xa so với tổng công suất lắp đặt mới trong năm của các nguồn năng lượng hóa thạch. Tính đến cuối năm 2016, năng lượng tái tạo đã chiếm 30%tổng công suất phát điện toàn thế giới, lượng điện sản xuất từ năng lượng tái tạo chiếm xấp xỉ 24,5% tổng nhu cầu điện năng toàn cầu; trong đó, riêng thủy điện có thể đáp ứng khoảng 16,6% như thể hiện trong Hình 2.3 Tỷ lệ sản lượng điện năng thế giới tính đến cuối năm 2016 Trong năm 2016, nhiều quốc gia đã đạt được mục tiêu thâm nhập rất cao vào tổng nhu cầu sử dụng điện đối với một số nguồn năng lượng tái tạo nhất định. Điển hình là năng lượng gió trong năm 2016 đã đáp ứng nhu cầu sử dụng điện rất cao ở một số quốc gia như: Đan Mạch (37,6%), Ai-len (27%), Bồ Đào Nha (24%), Đảo Síp (19,7%), và Costa Rica (10,5).