Với điều kiện khí hậu như Đà Lạt nói riêng và tỉnh Lâm Đồng nói chung, việc sử dụng nước nóng để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày như tắm, giặt,… là thiết yếu. Khi mức sống của người dân càng cao, nhu cầu này càng lớn. Nếu không có giải pháp thích hợp ngay từ bây giờ, lưới điện quốc gia sẽ phải gánh chịu sự gia tăng tải để phục vụ cho nhu cầu đun nước nóng do người dân gia tăng việc sử dụng các bình nước nóng dùng điện.
1. SỰ CẦN THIẾT THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VỀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐUN NƯỚC NÓNG SINH HOẠT BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI ĐÀ LẠT
Việc gia tăng sử dụng các bình đun nước nóng bằng điện đã, đang và sẽ gây nên những vấn đề đáng quan tâm sau:
- Như đã nói trên, việc dùng điện để đun nước nóng sẽ gia tăng. Trong khi đó, Việt Nam vẫn đang còn thiếu rất nhiều điện. Việc thiếu hụt điện này chưa thể giải quyết triệt để trong vòng 10 năm tới, khi mà tốc độ tăng trưởng kinh tế của nước ta đang rất cao.
- Nhu cầu điện gia tăng cũng đồng nghĩa với việc gia tăng đốt cháy các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt dần như: than, dầu, khí đốt,… Hơn nữa, việc đốt cháy các nguồn năng lượng nói trên còn làm gia tăng các vấn đề về môi trường như: khí thải nhà kính và dự gia tăng nhiệt độ bầu khí quyển, mưa acid, ô nhiễm không khí, nguồn nước…
- Việc sử dụng các bình nước nóng bằng điện làm gia tăng các quan ngại về an toàn điện. Chỉ riêng tại Đà Lạt trong gần 1 năm qua đã có ít nhất 2, 3 vụ điện giật chết người khi đang sử dụng các bình nước nóng bằng điện.
Vì vậy, việc tìm kiếm một giải pháp tiết kiệm, an toàn để cung cấp nước nóng cho sinh hoạt của người dân là việc làm cấp thiết và có ý nghĩa rất lớn về mặt chiến lược. Chính vì vậy, tỉnh Lâm Đồng đã trở thành một trong những tỉnh đi đầu trong cả nước về việc tìm một giải pháp mang tính phát triển bền vững khi Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Lâm Đồng giao Đề tài “Ứng dụng công nghệ đun nước nóng sinh hoạt bằng năng lượng mặt trời tại Đà Lạt” cho trường Đại học Dân lập Yersin Dalat là Cơ quan Chủ trì thực hiện và TS. Nguyễn Thế Bảo làm Chủ nhiệm đề tài.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
- Phát triển hệ thống thiết bị thu nhiệt mặt trời dùng đun nước nóng thích hợp với điều kiện Lâm Đồng nhằm tiết kiệm năng lượng.
- Việc sử dụng thiết bị đun nước nóng dùng năng lượng mặt trời còn mang lại sự an toàn cho người sử dụng (do không sợ bị điện giật như khi sử dụng bình nước nóng bằng điện) và an toàn cho môi trường do giảm khí thải nhà kính sinh ra khi đốt các dạng nhiên liệu hóa thạch để sản xuất điện.
- Đề xuất với chính quyền địa phương các cơ chế về mặt chính sách và tài chính nhằm phát triển việc ứng dụng công nghệ đun nước nóng sinh hoạt bằng năng lượng mặt trời tại Đà Lạt.
3. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
- Thu thập, điều tra các số liệu về khí tượng thủy văn của thành phố Đà Lạt nói riêng và tỉnh Lâm Đồng nói chung, bao gồm số liệu: bức xạ mặt trời, số giờ nắng, nhiệt độ môi trường, gió, độ ẩm,… để tính toán thiết kế các hệ thống đun nước nóng dùng năng lượng mặt trời (NLMT) cho Đà Lạt, Lâm Đồng.
- Khảo sát, đánh giá tiềm năng và phân tích hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ đun nước nóng bằng NLMT phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt tại thành phố Đà lạt nhằm tiết kiệm năng lượng.
- Viết một chương trình máy tính (simulation program) để sử dụng trong công tác mô phỏng và tính toán thiết kế các hệ thống đun nước nóng dùng NLMT.
- Lắp đặt 6 bộ đun nước nóng dùng NLMT sử dụng 3 công nghệ khác nhau cho nhiều đối tượng như nhà trẻ, hộ gia đình và các khách sạn,… Nhằm khảo sát đo đạc năng suất và hiệu suất của các bộ đun nước nóng đó, từ đó rút ra loại thiết bị phù hợp cho điều kiện khí hậu Đà Lạt, Lâm Đồng.
- Nghiên cứu khảo sát kết cấu và cách lắp đặt bình chứa nước nóng sao cho nước nóng được trữ lâu nhất và hiệu quả nhất ứng với điều kiện khí hậu Đà Lạt, Lâm Đồng.
- Tổ chức các cuộc hội thảo khoa học nhằm phồ biến các kết quả đạt được, từ đó nhân rộng việc ứng dụng công nghệ đun nước nóng bằng NLMT phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt tại Tp. Đà Lạt nhằm tiết kiệm năng lượng.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
- Các bộ nước nóng dùng NLMT sẽ được lắp đặt và đo đạc đồng thời các thông số:
o Bức xạ mặt trời: cả thành phần trực xạ, tán xạ và trực xạ sẽ được ghi tự động bằng thiết bị đo bức xạ mặt trời Pyranometer và lưu tự động bởi bộ Datalogger.
o Nhiệt độ: nhiệt độ môi trường, nhiệt độ nước vào và ra thiết bị đun nước nóng sẽ được ghi tự động bằng các Thermocouples và lưu tự động bởi bộ Datalogger.
o Lưu lượng nước nóng: lưu lượng nước nóng sinh ra từ các thiết bị đun nước nóng cũng được đo đạc với nhiều chế độ xả tải khác nhau: xả tải liên tục, xả tải theo 1 biểu đồ tải định sẵn,…
- Việc đo đạc này sẽ được tiến hành trong những điều kiện thời tiết khác nhau: ngày nắng tốt, nắng diệu, mây mù, mưa,…
- Từ các đo đạc nêu trên, năng suất và hiệu suất của từng chủng loại thiết bị đun nước nóng sẽ được xác định.
- Các kết quả đo đạc và tính toán nói trên sẽ được đưa vào chương trình máy tính (simulation program) để kiểm chứng độ tin cậy và chính xác của chương trình được viết.
5. KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI
Kết quả của đề tài cho thấy, trong 3 loại công nghệ máy nước nóng NLMT được sử dụng trong đề tài này, công nghệ sử dụng ống thủy tinh hút chân không (công ty Quán Quân) tỏ ra ưu thế so với 2 công nghệ còn lại. Loại ống thủy tinh hút chân không luôn đạt được nhiệt độ nước nóng cao hơn và việc giảm nhiệt độ do mất nhiệt của nước nóng (qua đêm hay khi trời mưa mù) cũng chậm hơn so với 2 loại còn lại. Tuy nhiên, nếu chỉ cần nhiệt độ nước nóng khoảng 45 – 500C thì loại HELLO có ưu thế do rẻ tiền và kết cấu đơn giản, dễ lắp ráp.
Từ kết quả, nghiên cứu của đề tài cho thấy việc sử dụng công nghệ nước nóng bằng năng lượng mặt trời tại Đà Lạt là hoàn toàn khả thi. Khác với thói quen thường suy nghĩ rằng Đà Lạt không thể sử dụng NLMT vì trời lạnh và mưa gió chiếm hầu hết thời gian quanh năm, Các bộ đun nước nóng bằng NLMT vẫn có thể cung cấp nước nóng cho sinh hoạt ngay cả trong những ngày trời đầy mây. Bởi vì ngay trong những ngày trời mây, thành phần trực xạ của mặt trời vẫn đủ để đun nóng nước torng các bộ đun nước nóng bằng NLMT này.
