Tìm hiểu năng lượng tái tạo; Phân tích, đánh giá hiệu quả khai thác sử
dụng năng lượng mặt trời
LỜI NÓI ĐẦU
Năng lượng là một trong những yếu tố thiết yếu cho sự tồn tại và phát
triển của xã hội cũng như duy trì mọi sự sống trên trái đất. Trong nhiều thập
kỷ vừa qua, việc tiêu thụ năng lượng trên thế giới tăng lên cùng với sự phát
triển kinh tế, trong đó nhiên liệu hóa thạch như dầu thô, than đá và khí tự
nhiên chiếm phần lớn nguồn năng lượng tiêu thụ. Do sự khai thác và sử
dụng mạnh mẽ, nguồn năng lượng hoá thạch quý giá, nguồn năng lượng
không tái tạo, đang cạn dần, dẫn đến nguy cơ mất an ninh năng lượng ở
nhiều quốc gia, khu vực và quốc tế. Việc phát triển và khai thác năng lượng
tái tạo là một hướng đi quan trọng và rất được quan tâm trên thế giới và Việt
Nam.
Nhiều năm qua, Đảng và Chính phủ đã quan tâm đầu tư cao nhất cho
ngành năng lượng so với các ngành công nghiệp khác. Các doanh
nghiệp điện, dầu khí, than đá có đóng góp lớn để đảm bảo năng lượng cho
phát triển kinh tế và sinh hoạt nhân dân. Tuy nhiên hiện tại đã có những
cảnh báo về mất an ninh năng lượng. Nếu ngành năng lượng nước ta không
đi trước thì không thể đáp ứng đủ năng lượng cho tăng trưởng kinh tế bền
vững, nước ta khó trở thành nước công nghệp vào năm 2020 như nghị quyết
TW đã đề ra. Nếu chỉ dựa vào năng lượng hóa thạch như hiện nay mà không
quan tâm phát triển các dạng năng lượng sạch, tái tạo thì cũng khó đảm bảo
an ninh năng lượng dài hạn khi nguồn năng lượng hóa thạch đang cạn dần.
Hơn nữa, nếu sử dụng quá nhiều năng lượng khoáng sẽ gây ô nhiễm lớn.
Việt Nam là nước được đánh giá rất dồi dào tiềm năng về năng lượng tái
tạo (như năng lượng gió, thuỷ điện, mặt trời...). Năng lượng tái tạo có thể tạo
ra nguồn điện ngoài lưới tại chỗ, rẻ tiền, góp phần đảm bảo an ninh năng
lượng. Nếu được đầu tư phát triển nguồn năng lượng tái tạo đúng hướng,
nguồn năng lượng này có thể góp phần quan trọng vào giải quyết vấn đề
năng lượng, khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường, góp
phần đảm bảo sự phát triển kinh tế bền vững của Việt Nam.

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP
1.1. TÌM HIỂU CHUNG VỀ VIỆN KHOA HỌC NĂNG LƯỢNG
1.1.1 Quá trình thành lập
Viện Khoa học năng lượng là Viện nghiên cứu cấp quốc gia trực thuộc
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Khoa học năng lượng có chức
năng nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ và đào tạo cán bộ trình độ
cao về năng lượng.
Tiền thân của Viện Khoa học năng lượng ngày nay là Tổ Năng lượng
thuộc Ủy Ban Khoa học Kỹ thuật Nhà nước, nước Việt Nam Dân chủ Cộng
hòa.
Tới năm 1975, Viện Khoa học Việt Nam được thành lập, Tổ Năng lượng
trước đây được chuyển và nâng cấp nhiều lần thành phòng Năng lượng,
Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật Năng lượng thuộc Viện Khoa học
Việt Nam. Do nhiều lần sắp xếp lại tổ chức, ngày 12 tháng 5 năm 2008, Thủ
tướng Chính phủ ký ban hành Nghị định số 62/2008/NĐ-CP quy định chức
năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Viện Khoa học và Công
nghệ Việt Nam, trong đó có việc thành lập Viện Khoa học năng lượng ngày
nay.
- Tên giao dịch bằng tiếng Anh: Institute of Energy Science
- Tên viết tắt bằng tiếng Anh: IES
1.1.2. Cơ cấu tổ chức
- Các phòng ban:
1. Phòng quản lý Phụ trách phòng: KS. Trần Thế Vinh
Tổng hợp
2.TT nghiên cứu hệ thống Giám đốc: Th.s. Đoàn Văn Bình
Năng lượng
3.TT năng lượng mới và tái tạo Giám đốc: KSC: Trần Khắc Tuyến
Phan Thu Phương Đ1 – QLNL
3

tái tạo
Trung
tâm
công
nghệ
NL và
vật liệu
mới
Trung
tâm tư
vấn và
phát
triển
năng
lượng
Trung
tâm
nghiên
cứu
ứng
dụng và
TKCN
Phòng
quản lý
tổng hợp
Viện trưởng
Phó viện
trưởng
Hội đồng khoa học:
Chủ tịch

Phan Thu Phương Đ1 – QLNL
5
Tìm hiểu năng lượng tái tạo; Phân tích, đánh giá hiệu quả khai thác sử
dụng năng lượng mặt trời
Viện đã có quan hệ hợp tác với nhiều chuyên gia và tổ chức nghiên cứu
triển khai trong và ngoài nước về lĩnh vực khai thác, sử dụng nghiên cứu và
triển khai các dự án về năng lượng, thủy lợi, thủy điện.
1.1.5 Kết quả và năng lực sở trường của Viện
1.1.5.1 Một số kết quả nghiên cứu khoa học và triển khai công nghệ
Trong thời gian vừa qua,lực lượng các bộ nghiên cứu năng lượng đã thực
hiện nhiều đề tài NCKH và ứng dụng phát triển công nghệ năng lượng bao
gồm:
- Các đề tài NCKH, nhiệm vụ thuộc Chương trình mục tiêu quốc gia cấp
Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam, cấp Bộ và cấp tỉnh.
1.1.5.2 Các dự án triển khai công nghệ và HTQT
Triển khai công nghệ.
- Tham gia thẩm định các công trình năng lượng.
- Tư vấn thiết kế quy hoạch, lập báo cáo NCKH và TKNL các công
trình năng lượng.
- Tư vấn lập hồ sơ mời thầu và xét thầu, giám sát thi công các công
trình năng lượng.
1.2. TÌM HIỂU VỀ TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG
VÀ VẬT LIỆU MỚI
1.2.1.Quá trình thành lập và cơ cấu tổ chức
Trung tâm Công nghệ năng lượng và Vật liệu mới là đơn vị trực thuộc
Viện Khoa học năng lượng (tương đương cấp Phòng của Viện nghiên cứu
khoa học thuộc Chính Phủ) trên cơ sở sắp xếp lại Phòng Biến đổi năng
lượng và vật liệu mới, Phòng Công nghệ tiết kiệm năng lượng theo quyết
Phan Thu Phương Đ1 – QLNL
6

Nam. Tổ chức sản xuất và thử nghiệm thiết bị, vật liệu mới trong năng
lượng.
Phan Thu Phương Đ1 – QLNL
7
Tìm hiểu năng lượng tái tạo; Phân tích, đánh giá hiệu quả khai thác sử
dụng năng lượng mặt trời
+ Thực hiện công tác đào tạo và hợp tác quốc tế trong lĩnh vực nghiên
cứu được giao.
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
2.1.Các nguồn năng lượng tái tạo
2.1.1. Khái niệm

Năng lượng tái tạo (năng lượng tái sinh) là các dạng năng lượng được tái
tạo lại sau mỗi chu kỳ sử dụng. Có thể coi đây là nguồn năng lượng vô tận.

2.1.2. Sự cần thiết phát triển năng lượng tái tạo
Trong quá trình phát triển, các quốc gia luôn đặt vấn đề an toàn năng
lượng lên hàng đầu. Cùng với sự phát triển kinh tế, đời sống nhân dân tăng
cao nên nhu cầu sử dụng năng lượng càng tăng. Nguồn năng lượng sử dụng
chủ yếu ngày nay là dầu, than đá, khí gas.
Trong khi đó sự khai thác và sử dụng mạnh mẽ nên nguồn năng lượng hoá
thạch quý giá (không tái tạo) đang cạn dần, dẫn đến nguy cơ mất an ninh
năng lượng ở nhiều quốc gia, khu vực và quốc tế. Vì vậy, việc phát triển và
khai thác năng lượng tái tạo rất được các nước trên thế giới quan tâm phát
triển.
Năng lượng tái tạo có thể tạo ra nguồn điện ngoài lưới tại chỗ, rẻ tiền, góp
phần đảm bảo an ninh năng lượng. Nếu được đầu tư phát triển nguồn năng
lượng tái tạo đúng hướng, nguồn năng lượng này có thể góp phần quan trọng
vào giải quyết vấn đề năng lượng, khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên,

Hiện nay, nguồn điện mặt trời cung cấp năng lượng cho chiếu sáng, sưởi
ấm và các nhu cầu nhiêu liệu khác của khoảng 50 triệu căn nhà trên thế giới.
Năm 2007 đã sản xuất 53 tỉ lít nhiên liệu sinh học (cồn và diezel sinh học),
tăng 43% so với năm 2005.
Phan Thu Phương Đ1 – QLNL
9
Tìm hiểu năng lượng tái tạo; Phân tích, đánh giá hiệu quả khai thác sử
dụng năng lượng mặt trời
Năm 2007, các nhà đầu tư quan tâm hơn cả tới năng lượng gió và mặt
trời: hai lĩnh vực này chiếm 47% và 30% tổng số tiền đầu tư. Năm 2006, tại
các nhà máy "năng lượng xanh" có tới hơn 2,4 triệu người làm việc.
Hiện nay, tại không dưới 60 quốc gia có các chương trình nhà nước nhằm
gia tăng sản xuất năng lượng tái tạo. 48 quốc gia sử dụng chính sách cung
cấp các ưu đãi khác nhau cho công nghiệp sản xuất "năng lượng sạch", tức là
bằng cách đó khuyến khích sự từ chối nguồn năng lượng điện hạt nhân và
hyđrôcácbon.
Những nước tiêu thụ và sản xuất chính yếu nguồn nhiên liệu sinh học
sẽ vẫn là Hoa Kỳ, Liên minh châu Âu và Brazil. Dự đoán, etanol sẽ là thành
phần chính tạo nên sự gia tăng sử dụng nhiên liệu sinh học vì chi phí sản
xuất của nó sẽ ngày càng giảm nhanh hơn so với chi phí sản xuất diezel sinh
học. Nhu cầu ngày một tăng của lương thực là một yếu tố hạn chế sản xuất
nhiên liệu sinh học. Hiện nay, để sản xuất nhiên liệu sinh học trên thế giới
đang sử dụng gần 14 triệu ha hay 1% diện tích ruộng canh tác.
2.1.4. Phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam
Trong thời đại ngày nay khi mà nguồn tài nguyên năng lượng trên thế
giới đang ngày càng cạn kiệt (theo dự đoán của nhiều chuyên gia, trữ lượng
dầu mỏ trên thế giới sẽ được sử dụng hết vào năm 2050) thì việc tìm kiếm,
phát triển các nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) là rất quan trọng. NLTT là
năng lượng từ những nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô
hạn. Các dạng NLTT rất đa dạng bao gồm là năng lượng mặt trời, địa nhiệt,

đồng phát nhiệt điện bằng bã mía với tổng công suất lắp đặt 130MW.
Tháng 12/2009, nước ta đã nhận được 250 triệu đôla từ Quỹ Công nghệ
sạch (CTF) để thúc đẩy việc sử dụng năng lượng tái tạo (thủy điện, địa nhiệt,
gió, mặt trời….) đạt mức 5% vào năm 2020. Các nguồn năng lượng mới và
tái tạo này sẽ góp phần tiết kiệm 10% năng lượng tiêu thụ của quốc gia.

2.1.5. Các dạng năng lượng tái tạo
2.1.5.1. Năng lượng gió
Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí
quyển trái đất.
Tiềm năng gió tại Việt Nam không bằng các nước châu Âu, song so
với Đông Nam Á thì lại có tiềm năng nhất bởi vì nước ta có bờ biển dài, lại
nằm giữa chí tuyến Bắc và xích đạo, nơi có gió thổi điều hòa nhất: tại bán
đảo là 860-1410 kWh/m
2
/năm; khu vực duyên hải là 800 - 1000
kWh/m
2
/năm; một số khu vực nội địa là 500-800 kWh/m
2
/năm. Đây là
nguồn tiềm năng lớn cung cấp điện cho những khu dân cư ven biển và đảo
xa bờ, đáp ứng nhu cầu năng lượng cho dân sự và quân sự.
Phan Thu Phương Đ1 – QLNL
11
Tìm hiểu năng lượng tái tạo; Phân tích, đánh giá hiệu quả khai thác sử
dụng năng lượng mặt trời
Hiện nay có Nhà máy điện gió Tuy Phong hoạt động với công suất 120
MW ở Bình Thuận sắp phát điện với 5 tuabin với công suất phát 1,5
MW/tuabin. Trong tương lai gần có dự án đầu tư xây dựng nhà máy điện gió

12
Tìm hiểu năng lượng tái tạo; Phân tích, đánh giá hiệu quả khai thác sử
dụng năng lượng mặt trời
Thuỷ điện là nguồn điện có được từ năng lượng nước. Đa số năng lượng
thuỷ điện có được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay
một tuốc bin nước và máy phát điện. Kiểu ít được biết đến hơn là sử dụng
năng lượng động lực của nước hay các nguồn nước không bị tích bằng các
đập nước như năng lượng thuỷ triều.
Thuỷ điện, sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông
hiện nay chiếm 20% lượng điện của thế giới.Nauy sản xuất toàn bộ lượng
điện của mình bằng sức nước, trong khi Iceland sản xuất tới 83% nhu cầu
của họ (2004),Áo sản xuất 67% số điện quốc gia bằng sức nước (hơn 70%
nhu cầu của họ). Canada là nước sản xuất điện từ năng lượng nước lớn nhất
thế giới và lượng điện này chiếm hơn 70% tổng lượng sản xuất của họ.
Ngoài một số nước có nhiều tiềm năng thuỷ điện, năng lực nước cũng
thường được dùng để đáp ứng cho giờ cao điểm bởi vì có thể tích trữ nó vào
giờ thấp điểm, trên thực tế các hồ chứa thuỷ điện bằng bơm thỉnh thoảng
được dùng để tích trữ điện được sản xuất bởi các nhà máy nhiệt điện để dành
sử dụng vào giờ cao điểm. Thuỷ điện không phải là một sự lựa chọn chủ
chốt tại cácnước phát triển bởi vì đa số các địa điểm chính tại các nước đó có
tiềm năng khai thác thuỷ điện theo cách đó đã bị khai thác rồi hay không thể
khai thác được vì các lý do khác như môi trường.
Lợi ích lớn nhất của thuỷ điện là hạn chế được giá thành nhiên liệu. Các
nhà máy thuỷ điện không phải chịu cảnh tăng giá của nhiên liệu hóa thạch
như dầu mỏ, khí thiên nhiên hay than đá, và không cần phải nhập nhiên liệu.
Các nhà máy thuỷ điện cũng có tuổi thọ lớn hơn các nhà máy nhiệt điện, một
số nhà máy thuỷ điện đang hoạt động hiện nay đã được xây dựng từ 50 đến
100 năm trước. Chi phí nhân công cũng thấp bởi vì các nhà máy này được tự
động hoá cao và có ít người làm việc tại chỗ khi vận hành thông thường.
Các nhà máy thuỷ điện hồ chứa bằng bơm hiện là công cụ đáng chú ý

2
, cao nhất khoảng 1000 W/m
2
. Trong thực tế trữ
lượng NLMT có thể sử dụng là khoảng 170 TOE/năm, ở quy mô toàn cầu
thì năng lượng này không lớn lắm, nhưng nó lại có ý nghĩa đối với các quốc
gia mạng lưới phân phối điện năng vẫn còn thưa thớt như: Ấn Độ, Trung
Quốc hoặc Châu Phi.
Khả năng ứng dụng NLMT thay đổi theo từng vùng miền, điều kiện thời
tiết. Nếu tính trung bình cho toàn bộ diện tích trái đất, trong vòng 24 giờ,
một ngày, trung bình 1m
2
nhận được 4,2 kWh. Ở sa mạc, không khí rất khô
và có ít mây che phủ,nguồn NLMT là nhiều nhất, hơn 6,0 kWh/ngày/m
2
.
Ánh sáng mặt trời cũng thay đổi theo mùa, có những vùng nhận được rất ít
nguồn NLMT vào mùa đông chỉ khoảng 0,7 kWh/ ngày.
Năng lượng mặt trời có tiềm năng lớn, nhưng trong năm 2008 chỉ cung
cấp 0,02% của tổng cung cấp năng lượng của thế giới. Tuy nhiên, việc sử
dụng đã tăng lên gấp đôi mỗi năm, trong đó có tiềm năng cung cấp hơn 1000
lần tổng tiêu thụ năng lượng, sẽ trở thành nguồn năng lượng thống trị trong
vòng một vài thập kỷ tới.
Phan Thu Phương Đ1 – QLNL
14
Tìm hiểu năng lượng tái tạo; Phân tích, đánh giá hiệu quả khai thác sử
dụng năng lượng mặt trời
Trên thế giới, nhiều nước đã sử dụng năng lượng mặt trời như một giải
pháp thay thế những nguồn tài nguyên truyền thống. Tại Đan Mạch, năm
2000 hơn 30% hộ dân sử dụng tấm thu năng lượng mặt trời, có tác dụng làm

2
/ ngày).
+ Vùng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ
- Ở Bắc Bộ, nắng nhiều vào tháng 5. Còn ở Bắc Trung bộ càng đi sâu
về phía Nam thời gian nắng lại càng sớm, nhiều vào tháng 4.
Phan Thu Phương Đ1 – QLNL
15
Tìm hiểu năng lượng tái tạo; Phân tích, đánh giá hiệu quả khai thác sử
dụng năng lượng mặt trời
- Tổng bức xạ trung bình cao nhất ở Bắc Bộ khoảng từ thàng 5, ở
Bắc Trung Bộ tù tháng 4. Số giờ nắng trung bình thấp nhất là trong
tháng 2. 3 khoảng 2h/ngày, nhiều nhất vào tháng 5 với khoảng 6 –
7h/ngày và duy trì ở mức cao từ tháng 7.
+ Vùng Trung Bộ:
- Từ Quảng Trị đến Tuy Hòa, thời gian nắng nhiều nhất vào các tháng
giữa năm với khoảng 8 - 10h/ngày. Trung bình từ tháng 3 đến tháng 9, thời
gian nắng từ 5 - 6 h/ngày với lượng tổng xạ trung bình trên 3,489
kWh/m
2
/ngày (có ngày đạt 5,815 kWh/m
2
/ngày).
+ Vùng phía Nam:
- Ở vùng này, quanh năm dồi dào nắng. Trong các tháng 1, 3, 4 thường
có nắng từ 7h sáng đến 17h.
- Cường độ bức xạ trung bình thường lớn hơn 3,489 kWh/m
2
/ngày. Đặc
biệt là các khu vực Nha Trang, cường độ bức xạ lớn hơn 5,815
kWh/m

thuộc vào từng tháng khác nhau. Dưới đây là bảng số liệu lượng bức xạ
trung bình các tháng ở các địa phương.
Bảng2.2 : Lượng tổng xạ bức xạ mặt trời trung bình ngày của các tháng
trong năm ở một số địa phương của nước ta, (đơn vị: MJ/m
2
.ngày)
TT Địa phương Tổng xạ Bức xạ Mặt Trời của các tháng trong năm
(đơn vị: MJ/m
2
.ngày)
1
7
2
8
3
9
4
10
5
11
6
12
1 Cao Bằng 8,21 8,72 10,43 12,70 16,81 17,56
18,81 19,11 17,60 13,57 11,27 9,37
2 Móng Cái 18,81 19,11 17,60 13,57 11,27 9,37
17,56 18,23 16,10 15,75 12,91 10,35
3 Sơn La 11,23 12,65 14,45 16,84 17,89 17,47
11,23 12,65 14,45 16,84 17,89 17,47
4 Láng
(Hà Nội)