a. Tên luận văn: Nghiên cứu hệ thống phát điện MHD sử dụng năng lượng địa nhiệt
b.Họ và tên cá nhân thực hiện luận văn: Nguyễn Thị Ngọc Giang
c. Tên đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Đình Chiểu
d. Mục tiêu nghiên cứu:
- Khả năng phát triển của các nhà máy điện địa nhiệt
- Nghiên cứu các mô hình máy phát điện MHD và chu trình địa nhiệt điện
- Chọn được máy phát điện AC MHD có hiệu suất cao và dạng sóng dòng điện ngõ ra ít bị méo dạng
- Nghiên cứu hệ thống máy phát điện AC MHD sử dụng nguồn nhiệt từ năng lượng địa nhiệt
e. Kết quả thực hiện (tóm tắt)
Ngày nay nguồn năng lượng chúng ta sử dụng hàng ngày phần lớn xuất phát từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, con người cần phải thay thế dần những nguồn nhiên liệu hóa thạch khi chúng đang dần cạn kiệt và không có lợi cho môi trường sống.
Bởi vậy, nguồn năng lượng tái tạo đang là xu hướng thiết thực và gần như vô tận đang được xem là giải pháp tốt nhất ở thời điểm này. Trong đó địa nhiệt là nguồn năng lượng vô tận ít chịu ảnh hưởng của thời tiết đã được con người sử dụng từ lâu chủ yếu là sưởi ấm. Với công nghệ hiện nay con người có thể sử dụng nguồn nhiệt từ các giếng địa nhiệt để tạo ra điện bằng cách sử dụng hơi nóng làm quay tuabin của máy phát. Nhưng hiệu suất các máy phát điện đó không cao do bị tổn thất bởi các thành phần cơ khí chuyển động.
Tuy nhiên từ thập kỷ qua, nhu cầu về điện đang gia tăng với tốc độ đáng báo động và cầu đang vượt trước cung. Các phương pháp ngày nay để phát điện không có nhiều hiệu quả và nó có thể không đủ hoặc không thích hợp để bắt kịp với nhu cầu ngày càng tăng. Cuộc khủng hoảng năng lượng nghiêm trọng gần đây đã buộc thế giới phải suy nghĩ lại và phát triển loại máy phát điện từ thủy động lực học (MHD). MHD là một phương pháp có hiệu quả cao và độc đáo để phát điện, dựa trên vật lý plasma và nguyên lý làm việc của nó được dựa trên quy luật cảm ứng điện từ Faraday. Điện được sản xuất trực tiếp từ năng lượng nhiệt của plasma (khí ion hóa) khi đi xuyên qua từ trường mạnh.
Luận văn của tác giả Nguyễn Thị Ngọc Giang sẽ nghiên cứu về máy phát điện đĩa AC MHD sử dụng kim loại lỏng sẽ cho hiệu suất phát điện cao hơn các máy phát điện DC MHD có dạng hình ống sử dụng khí ion hóa. Do đặc điểm cấu tạo máy phát điện đĩa sẽ tạo ra mật độ từ thông cao hơn máy phát điện hình ống và kim loại lỏng có độ dẫn điện cao hơn khí ion hóa.
Mục đích luận văn nhằm nghiên cứu khả năng phát triển của các nhà máy điện địa nhiệt - Nghiên cứu các mô hình máy phát điện MHD và chu trình địa nhiệt điện; chọn được máy phát điện AC MHD có hiệu suất cao và dạng sóng dòng điện ngõ ra ít bị méo dạng; nghiên cứu hệ thống máy phát điện AC MHD sử dụng nguồn nhiệt từ năng lượng địa nhiệt.
Công nghệ phát điện từ thủy động đã hình thành từ khá lâu, đã được nghiên cứu, thử nghiệm và đưa vào sử dụng ở các quốc gia phát triển trên thế giới. Nó có ưu điểm là phát điện trực tiếp từ năng lượng nhiệt của plasma (khí ion hóa) khi đi xuyên qua từ trường mạnh mà không cần đến các thành phần cơ khí chuyển động. Đây là một phương pháp có hiệu quả cao và độc đáo để phát điện. Máy phát điện từ thủy động gồm DC MHD và AC MHD. Máy phát điện AC MHD sẽ trực tiếp tạo ra dòng điện xoay chiều mà không cần đến biến tần như máy phát điện DC MHD. Do đó, dòng điện sinh ra không bị tổn hao trong quá trình biến đổi cũng như không bị ảnh hưởng bởi các hài bậc cao khi sử dụng biến tần.
Kết quả sau khi nghiên cứu: Chọn được máy phát điện AC MHD có hiệu suất phát điện cao 62,5% và dạng sóng dòng điện ngõ ra hầu như không bị méo dạng; tính toán được hiệu suất phát điện của chu trình kết hợp địa nhiệt - AC MHD là 32,49%.
Tính toán được hiệu suất phát điện của chu trình địa nhiệt truyền thống là 24,95%; tính toán được hiệu suất phát điện của chu trình địa nhiệt tuabin 2 cấp là 26,83%.
Tính toán được hiệu suất phát điện của chu trình kết hợp địa nhiệt - AC MHD kết hợp tuabin hơi nước theo dữ liệu bài toán trong [4] là 17,56%.
So sánh hiệu suất phát điện của chu trình kết hợp địa nhiệt - AC MHD kết hợp tuabin hơi nước (17,56%) với hiệu suất chu trình kết hợp địa nhiệt - DC MHD kết hợp tuabin hơi nước (14,36%) đã được công bố.
Với kết quả nghiên cứu trên ta thấy rằng: Khi sử dụng máy phát điện AC MHD sẽ cho hiệu suất cao hơn các máy phát điện thông thường và không cần dùng đến bộ chuyển đổi DC - AC như máy phát điện DC MHD. Do đó, hệ thống sẽ giảm được một phần chi phí, giảm được sự tổn thất năng lượng và giảm được sử ảnh hưởng của sóng hài khi sử dụng bộ chuyển đổi DC - AC.
Hiệu suất của hệ thống kết hợp địa nhiệt - AC MHD cao hơn hệ thống địa nhiệt truyền thống là 7,54%, hệ thống địa nhiệt tuabin 2 cấp là 5,66%.
- Hiệu suất hệ thống địa nhiệt - AC MHD cao hơn hệ thống địa nhiệt - DC MHD là 3,2%.
g. Năm tốt nghiệp: 2017
(Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo luận văn tại Trung tâm Thông tin và Thống kê khoa học và công nghệ).