Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu hệ thống phát điện từ năng lượng địa nhiệt với chu trình kết hợp

Nghiên cứu về hệ thống phát điện từ năng lượng địa nhiệt tại HCMUTE tập trung vào việc phát triển công nghệ MHD (Magnetohydrodynamic) nhằm nâng cao hiệu suất phát điện. Năng lượng địa nhiệt là nguồn năng lượng tái tạo bền vững, không phụ thuộc vào thời tiết, và có khả năng cung cấp điện liên tục. Theo báo cáo của IRENA, năng lượng tái tạo đã cung cấp 23% sản lượng điện toàn cầu vào năm 2014, với dự đoán sẽ tăng lên 45% vào năm 2030. Địa nhiệt, với khả năng cung cấp năng lượng ổn định, đang trở thành một lựa chọn khả thi cho các quốc gia đang phát triển. Việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ MHD trong phát điện từ địa nhiệt có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm chi phí năng lượng.

Năng lượng địa nhiệt được hình thành từ nhiệt độ bên trong trái đất, có thể được khai thác để sản xuất điện. Các nhà máy điện địa nhiệt thường sử dụng ba loại chu trình: Dry steam, Flash steam, và Binary Cycle. Mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Đặc biệt, chu trình Binary Cycle cho phép sử dụng nước nóng từ giếng địa nhiệt để làm nóng một chất lỏng khác, từ đó tạo ra hơi nước để quay tuabin. Tuy nhiên, hiệu suất của các nhà máy điện địa nhiệt truyền thống thường không cao, chỉ đạt khoảng 10-20%. Việc áp dụng công nghệ MHD có thể cải thiện hiệu suất này bằng cách loại bỏ các thành phần cơ khí chuyển động, từ đó giảm thiểu tổn thất năng lượng.

Công nghệ MHD cho phép phát điện trực tiếp từ năng lượng nhiệt mà không cần đến các bộ phận cơ khí chuyển động. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện MHD dựa trên sự tương tác giữa plasma và từ trường. Khi plasma di chuyển qua từ trường, nó tạo ra điện năng. Công nghệ này đã được nghiên cứu và áp dụng tại nhiều quốc gia phát triển, cho thấy hiệu suất phát điện có thể đạt tới 34,81%, cao hơn nhiều so với các hệ thống địa nhiệt truyền thống. Việc ứng dụng công nghệ MHD trong phát điện từ địa nhiệt không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường, góp phần vào sự phát triển bền vững.

Mô hình hệ thống phát điện LMMHD kết hợp năng lượng địa nhiệt được đề xuất trong nghiên cứu này cho thấy hiệu suất vượt trội so với các mô hình truyền thống. Hệ thống này sử dụng kim loại lỏng như NaK để tạo ra điện từ nhiệt độ cao của địa nhiệt. Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình LMMHD có hiệu suất phát điện đạt 34,81%, trong khi hệ thống địa nhiệt truyền thống chỉ đạt 9,01%. Việc áp dụng mô hình này không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển năng lượng tái tạo tại Việt Nam.

Nghiên cứu về hệ thống phát điện MHD từ năng lượng địa nhiệt tại HCMUTE đã chỉ ra tiềm năng lớn của công nghệ này trong việc nâng cao hiệu suất phát điện. Việc áp dụng công nghệ MHD không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tiết kiệm chi phí năng lượng. Hướng phát triển trong tương lai cần tập trung vào việc tối ưu hóa các thông số kỹ thuật của hệ thống, đồng thời nghiên cứu thêm về khả năng ứng dụng công nghệ này trong các lĩnh vực khác nhau. Điều này sẽ góp phần vào việc phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.