Dự đoán thay đổi của tiềm năng năng lượng gió và năng lượng mặt trời cho các khu vực của Việt Nam trong tương lai

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Dự đoán thay đổi của tiềm năng năng lượng gió và năng lượng mặt trời cho các khu vực của Việt Nam trong tương lai trình bày tính toán tỉ lệ thay đổi của tiềm năng năng lượng bao gồm Năng lượng mặt trời đầu ra (frSPO) và Mật độ năng lượng gió (fWPD); Thiết lập bản đồ phân bố tỉ lệ thay đổi của hai nguồn năng lượng này cho hai khu vực miền Nam và miền Bắc Việt Nam trong các giai đoạn dự đoán khác nhau trong tương lai dưới kịch bản biến đổi khí hậu mới nhất sử dụng trong báo cáo của IPCC.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Dự đoán thay đổi của tiềm năng năng lượng gió và năng lượng mặt trời cho các khu vực của Việt Nam trong tương lai

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 DỰ ĐOÁN THAY ĐỔI CỦA TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHO CÁC KHU VỰC CỦA VIỆT NAM TRONG TƯƠNG LAI Trần Thanh Huyền Trung tâm Động lực học Thủy khí Môi trường, Trường ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội email: thanhhuyentran.tth@gmail.com 1. GIỚI THIỆU CHUNG toàn cầu của NCEP/NCAR; và số liệu đầu ra từ mô hình HadGEM2-ES kịch bản RCP 6.0 Việt Nam được đánh giá là đất nước có (Representative Concentration Pathway) để tiềm năng cao về năng lượng mặt trời với thiết lập đầu vào cho mô hình tính toán. tổng số giờ nắng 2500 giờ/năm và tổng lượng Nghiên cứu sử dụng phương pháp sai số bức xạ hàng năm vào khoảng 230-250 trung bình năm và chuỗi số liệu tái phân tích kcal/cm2 (2,7-2,9 Mwh/m2) [1]. Đối với năng từ năm 2006-2011 để hiệu chỉnh số liệu mô lượng gió, tiềm năng ở Việt Nam được đánh hình trước khi áp dụng vào tính toán. Số liệu giá vào khoảng 642.000 MW [2]. Do đó, việc được đồng bộ hóa dưới độ phân giải 0,25 x nghiên cứu hiện trạng và tiềm năng trong 0,25 độ, thời gian trung bình hàng tháng. tương lai của hai nguồn năng lượng này là a) Tiềm năng năng lượng mặt trời cần thiết và có giá trị thực tiễn đóng góp cho Nghiên cứu sử dụng phương pháp tính nền phát triển năng lượng tái tạo nói riêng và toán Năng lượng mặt trời đầu ra của Crook et sự phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam al, 2011 để phát triển tính toán frSPO. Năng nói chung. lượng mặt trời đầu ra của một tế bào Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm (1) tính PVPpv(W/m2) có mối quan hệ tuyến tính với toán tỉ lệ thay đổi của tiềm năng năng lượng lượng bức xạ sóng ngắn đến Gtot (W/m2) [3]: bao gồm Năng lượng mặt trời đầu ra (frSPO) và Mật độ năng lượng gió (fWPD);và (2) . thiết lập bản đồ phân bố tỉ lệ thay đổi của hai Với là hiệu suất của một tế bào PV và nguồn năng lượng này cho hai khu vực miền được tính theo công thức [4]: Nam và miền Bắc Việt Nam trong các giai đoạn dự đoán khác nhau trong tương lai dưới 1 kịch bản biến đổi khí hậu mới nhất sử dụng trong báo cáo của IPCC. là hiệu suất của tế bào PVở Tref; và 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU là các thông số của một tế bào PV cụ thể; Tcell (oC) và Tref (oC) là nhiệt độ của tế bào PV Nghiên cứu tính toánfrSPO và fWPD giữa và nhiệt độ tham khảo (nghiên cứu này sử phân đoạn hiện tại (trung bình (TB) các năm dụng Tref=25oC). Nghiên cứu đưa giả thuyết 2006-2025) với 3 phân đoạn dự đoán trong các tấm PV được làm từ vật liệu tương lai bao gồm: Giai đoạn 1 (TB các năm monocrystalline silicon, và là loại PV nối 2026-2050 đối với hiện tại); Giai đoạn 2 (TB lưới không tập trung. các năm 2051-2075 đối với hiện tại); Giai đoạn Mối quan hệ giữa nhiệt độ môi trường, 3 (TB các năm 2076-2099 đối với hiện tại). nhiệt độ tế bàoPV và lượng bức xạ sóng ngắn Nghiên cứu sử dụng nguồn số liệu tái phân đến được thể hiện qua công thức [5]: tích từ bộ số liệu CFSR; số liệu tái phân tích 508
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 , , là các hệ số đặc trưng cho đặc tính Để đánh giá được năng lượng gió từ vận của tế bào PV sử dụng. tốc gió, nghiên cứu sử dụng mật độ năng Tuy nhiên và thay đổi tùy vào hệ lượng gió là yếu tố đánh giá [10]: thống PV sử dụng cũng như điều kiện môi 1 trường và vùng lắp đặt. Để đơn giản hóa bài 2 toán, thay vì sử dụng yếu tố Năng lượng mặt trời đầu ra, nghiên cứu sử dụng sự thay đổi Trong đó, WPD là mật độ năng lượng gió theo tỉ lệ thay đổi năng lượng mặt trời đầu ra (W/m2); ρ là mật độ không khí (kg/m3); Cp là chỉ số giới hạn Betz=16/27 (Lượng năng ( ) (hay frSPO). Công thức này sẽ triệt tiêu lượng tối đa có thể tạo ra theo lý thuyết của thành phần và trong phương trình. tua-bin từ gió). Cụ thể: Tỉ lệ thay đổi của mật độ năng lượng gió    P Gtot 2 (1 β c1  c2T1  c3Gtot 2 Tref  γ log10 log10 Gtot 2 ) 1 (fWPD) được tính theo công thức   P Gtot1(1 β c1  c2T2  c3Gtot1  Tref  γ log10 log10 Gtot1) ∆ , Trong đó ∆P=P2 – P1 với P1 là TB SPO ở 1 , thời đoạn hiện tại, P2 là TB SPO ở một trong 3 thời đoạn cần dự đoán đã nêu ở trên. Trong đó ∆WPD=WPD2 – WPD1 với WPD1 là TB WPD ở thời đoạn hiện tại, P2 là b) Tiềm năng năng lượng gió TB WPD ở một trong 3 thời đoạn cần dự Nghiên cứu sử dụng phương pháp tiếp đoán đã nêu ở trên. cận của Peterson & Hennessy, 1978 để phát triển tính toán fWPD sử dụng của định luật 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU hàm số mũ và công thức tính mật độ năng 3.1. Tỉ lệ thay đổi năng lượng mặt trời lượng gió. Nghiên cứu này bỏ qua thông số đầu ra về hướng gió vì tua-bin trong phần lớn các trường hợp sẽ quay theo hướng gió tại thời Kết quả nghiên cứu cho thấy sự gia tăng rõ điểm tính toán, và chỉ quan tâm đến độ cao rệt của frSPO ở phía Bắc Việt Nam trong 3 từ mặt đất đến trục quay của cánh quạt. giai đoạn dự đoán. Sự gia tăng tập trung ở Định luật hàm số mũ được áp dụng như sau khu vực Tây Bắc và giá trị dương được tìm [6]: thấy trên gần như toàn bộ khu vực phía Bắc Việt Nam ở giai đoạn 3 (Hình 1).Trái lại, năng lượng mặt trời đầu ra được dự đoán có xu hướng giảm nhẹ ở phía Nam Việt Nam Vz là tốc độ gió tại trục (m/s); z là chiều cao từ mặt đất đến trục quay cánh quạt (m); trong cả 3 giai đoạn. h = 10m; α là hệ số ứng suất gió (-). α phụ 3.2. Tỉ lệ thay đổi mật độ năng lượng gió thuộc chặt chẽ vào độ nhám mặt đất và tính ổn định của khí quyển. Để đơn giản hóa, Có thể thấy sự gia tăng rõ rệt của fWPD nghiên cứu sử dụng hệ số α=1/7 [7] và giả ở khu vực phía Bắc Việt Nam trong 3 giai định khí quyển ở điều kiện ổn định. Theo đoạn dự đoán. Giá trị dương được ghi nhận thống kê, chiều cao trục trung bình hiện nay ở phía Tây và Trung Bắc của vùng nghiên vào khoảng 80m, cao hơn 45% so với những cứu. Vùng này đặc trưng bởi các dãy núi năm 98-99 và còn có xu hướng cao hơn cao và ít sự phát triển của đô thị (Hình 2). trong tương lai. Do đó nghiên cứu giả định Trong khi đó, ở khu vực phía Nam, fWPD chiều cao của thân trục trong tương lai sẽ đạt được dự đoán tăng mạnh tại khu vực Tây mức 150m và sử dụng độ cao này vào tính Nguyên, vùng biên giới tiếp giáp và vùng toán z. lãnh thổ của Cam Pu Chia. Trong cả 3 giai 509
Tuyển n tập Hội nghị Khoa học thườ ờng niên năm 2017. 2 ISBN: 97 78-604-82-227 74-1 đoạnn, xu hướng g giảm được dự ự đoán cho các c 4. KẾT T LUẬN vùngg ven biển miền m Trung của khu vực v Tuy phương pháp p tiếp cận củaa nghiên cứuu nghiêên cứu. còn nhiiều hạn chế (kỹ( thuật chỉn nh lý số liệuu mô hình h còn đơn giảản, ô lưới áp dụng d còn thô,, chuỗi sốố liệu để thẩm m định mô hìn nh còn ngắn),, nghiên cứu vẫn đưaa ra được cácc dự đoán xuu hướng thay t đổi của năng lượng gió và năngg m trời trong các giai đoạn lượng mặt n trong tươngg lai một cách khái qu uát. Một vài khu vực củaa Việt Naam được dự đoán có tiềm m năng phátt triển năăng lượng gió ó và mặt trờii và được dự ự đoán có ó xu hướng tăng t trong tư ương lai. Tuyy nhiên, cần c chú ý đếến các ảnh hư ưởng tới môii trường và kinh tế - sinh thái - xãã hội của haii nguồn năng n lượng này cũng như cân nhắc cácc vấn đề về cơ sở hạ h tầng, các kế hoạch vàà chính sách khi muốn n tiến hành, phát triển vàà mở rộng g xây dựng các c khu năng lượng gió vàà năng lưượng mặt trời trong tương lai. l 5. TÀI LIỆU L THAM M KHẢO Hìnhh 1. Bản đồ phân p bố frSP PO giai đoạn 1, [1] Vi, Nam, and Nam N Trung. 2012. “Tổngg ng dưới) của miền Bắc Việệt 2, 3 (từ trên xuốn quaan về hiện trrạng và xu hướngh của thịị Nam (trái); và miền m Nam Việệt Nam (phải)) trườờng năng lượnng tái tạo”. [2] Shaah, Jitendra, Mary Gracee Alindogan,, Praamod Jain, anda Carlo Bo orlaza. 2012.. “W Wind Energy Future F in Asiaa.” The Windd Eneergy Future in Asia Report 2012. 2 [4] Willd, Martin, Dooris Folini, Florrian Henschel,, Nattalie Fischer, and Björn Müller. M 2015.. “Prrojections of Long-Term L Chaanges in Solarr Raddiation Based on CMIP5 Cllimate Modelss andd Their Influeence on Enerrgy Yields off Phootovoltaic Systems.” Solar En nergy 116: 12–– 24. doi:10.1016/j.solener. 2015.003.039. [3], [5] Crook, Ja, Laa Jones, Pm Forster, F and R Cro ook. 2011. “C Climate Chang ge Impacts onn Futu ure Photovoltaaic and Conccentrated Solarr Powwer Energy Output,”” 310 01–9.doi:10.10339/c1ee01495a. [6] [7], [8] Peterson, Ernest W., anda Joseph P.. Hen nnessey. 1978 8. “On the UseU of Powerr Lawws for Estiimates of Wind W Powerr Pottential.” J Journal off Appliedd Hìnhh 2. Bản đồ phân p bố fWPPD giai đoạn 1, Meeteorology.doi:10.1175/1520 0- ng dưới) của miền Bắc Việệt 2, 3 (từ trên xuốn 04550(1978)0172.0.CO;. Nam (trái); và miền m Nam Việệt Nam (phải)) 510