Luận văn Đánh giá tiềm năng năng lượng mặt trời ở Việt Nam theo số liệu quan trắc khí tượng thủy văn

hất của phần phía Nam đất nước. Trong những đặc điểm chung của khí hậu Miền khí hậu phía Nam là có một nền nhiệt độ cao và hầu như không thay đổi trong năm và có sự phân hóa theo mùa sâu sắc trong chế độ mưa-ẩm phù hợp với mùa gió, khí hậu đồng bằng Nam Bộ biểu hiện những nét riêng rất đáng chú ý của môi trường địa lý đặc biệt ở vùng này. Một là do ở gần xích đạo hơn cả, lại có địa hình bằng phẳng và thấp sàn sàn mực nước biển, nên đồng bằng Nam Bộ có một nền nhiệt độ cao và đồng đều trên toàn vùng. Ở hầu khắp các nơi trong vùng, nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 26-27oC đảm bảo tổng nhiệt độ năm lên tới 9.500-10.000oC. Đó là những giá trị cao nhất mà không một vùng nào khác ở nước ta đạt được. Thêm vào đấy, do gần xích đạo trên đường diễn biến hàng năm của nhiệt độ, đã xuất hiện hai cực đại (cực đại chính vào tháng 4, phụ vào tháng 8) và hai cực tiểu (cực tiểu chính vào tháng 12, phụ vào tháng 7) chênh lệch nhiệt độ trung bình tháng cực đại và cực tiểu rất nhỏ chỉ khoảng 3-40C (biên độ nhỏ nhất so với cả nước). Điều kiện tự nhiên thuận lợi, hiện nay bộ mặt kinh tế của Nam Bộ rất khởi sắc, là vựa lúa lớn, trung tâm kinh tế lớn của cả nước. Các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời được ứng dụng khá nhiều ở vùng này, nhiều nhất cả nước. Tổng quan vùng Tây Nguyên. Khu vực Tây nguyên gồm các tỉnh: Lâm Đồng, Đắc Lắk, Gia Lai, Kon Tum, Đắk Nông. 17 trạm thuộc đài khu vực Tây Nguyên có vị trí địa lý, kinh độ từ 107041 (Đắk Nông) đến 108046 (M’ Đrak), vĩ độ từ 11032 (Bảo Lộc) đến 14039 (Đắk Tô). Tâu Nguyên là vùng cao nguyên có độ cao trung bình các trạm 641,918m. Cao nhất là trạm Đà Lạt với độ cao 1508,563m. Thấp nhất là trạm A Jun Pa với đọ cao 159,697m. Trên nền chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo của Miền khí hậu phía Nam, khí hậu Tây Nguyên biểu hiện những nét đặc sắc liên quan với ảnh hưởng của độ cao địa hình và ảnh hưởng chắn gió của dãy Trường Sơn. Khí hậu Tây Nguyên có sự hạ thấp nền nhiệt độ nói chung theo quy luật giảm nhiệt độ theo độ cao địa hình. Tuy nhiên hàng năm giữa mùa nóng và lạnh không có sự chênh lệch nhiệt độ đáng kể. bên cạnh đó một yếu tố khác cũng tạo nên nét đặc sắc của khí hậu vùng này đó chính là phân hóa rõ rệt hai mùa khô - ẩm. Tình trạng khô hạn trong mùa khô ở đây còn trầm trọng hơn mùa khô ở Nam Bộ, nhiều nơi, có từ 1 đến 3 tháng lượng mưa trung bình không quá 2 -3mm. Trái lại vào mùa hạ, quá trình hình thành mưa trong luồng gió Tây Nam bão hòa hơi nước lại được tăng cường thêm nhờ tác dụng của dãy Trường Sơn chắn ngang hướng gió. Kết quả là lượng mưa mùa hạ ở đây rất lớn, đóng góp trên 90% lượng mưa toàn năm, năng lượng mưa toàn năm khoảng 1800- 2800mm vào loại cao ở nước ta. [10] Tây Nguyên có nhiều đặc điểm kinh tế xã hội, môi trường đặc biệt vào loại bậc nhất ở nước ta. Dân cư có nhiều dân tộc sinh sống: Ba Na, Gia Rai, Ê đê, Cơ Ho, Mạ, Xơ Đăng, Mơ Nông. So với các vùng khác trong cả nước, điều kiện kinh tế - xã hội của Tây Nguyên có nhiều khó khăn, như là thiếu lao động lành nghề, cơ sở hạ tầng kém phát triển, sự chung đụng của nhiều sắc dân trong một vùng đất nhỏ và với mức sống còn thấp. Tuy nhiên, Tây Nguyên có lợi điểm về tài nguyên thiên nhiên. Tây Nguyên có đến 2 triệu hecta đất bazan màu mỡ, tức chiếm đến 60% đất bazan cả nước, rất phù hợp với những cây công nghiệp như cà phê, ca cao, hồ tiêu, dâu tằm, trà. Cà phê là cây công nghiệp quan trọng số một ở Tây Nguyên. Diện tích cà phê ở Tây Nguyên hiện nay là hơn 290 nghìn ha, chiếm 4/5 diện tích cà phê cả nước. Đắk Lắk là tỉnh có diện tích cà phê lớn nhất (170 nghìn ha) và cà phê Buôn Ma Thuột nổi tiếng có chất lượng cao. Tây Nguyên cũng là vùng trồng cao su lớn thứ hai sau Đông Nam Bộ, chủ yếu tại Gia Lai và Đắk Lắk. Tây Nguyên còn là vùng trồng dâu tằm, nuôi tằm tập trung lớn nhất nước ta, nhiều nhất là ở Bảo Lộc Lâm Đồng. Ở đây có liên hiệp các xí nghiệp ươm tơ xuất khẩu lớn nhất Việt Nam. Việc phân bổ đất đai và tài nguyên không đồng đều cũng gây ra nhiều tranh chấp. Trước đây, chính quyền có chủ trương khai thác Tây Nguyên bằng hệ thống các nông lâm trường quốc doanh (thời kỳ trước năm 1993 là các Liên hiệp xí nghiệp nông lâm công nghiệp lớn, đến sau năm 1993 chuyển thành các nông, lâm trường thuộc trung ương hoặc thuộc tỉnh). Các tổ chức kinh tế này trong thực tế bao chiếm gần hết đất đai Tây Nguyên. Ở Đắk Lắak, đến năm 1985, ba xí nghiệp Liên hiệp nông lâm công nghiệp quản lý 1.058.000 hecta tức một nửa địa bàn toàn tỉnh, cộng với 1.600.000 hecta cao su quốc doanh, tính chung quốc doanh quản lý 90% đất đai toàn tỉnh. Ở Gia Lai-Kon Tum con số đó là 60%. Tính chung, đến năm 1985, quốc doanh đã quản lý 70% diện tích toàn Tây Nguyên. Sau năm 1993, đã có sự chuyển đổi cơ chế quản lý, nhưng con số này cũng chỉ giảm đi được 26%. Tài nguyên rừng và diện tích đất lâm nghiệp ở Tây Nguyên đang đứng trước nguy cơ ngày càng suy giảm nghiêm trọng do nhiều nguyên nhân khác nhau, như là một phần nhỏ diện tích rừng sâu chưa có chủ và dân di cư mới đến lập nghiệp xâm lấn rừng để ở và sản xuất (đất nông nghiệp toàn vùng tăng rất nhanh) cũng như nạn phá rừng, khai thác lâm sản trái phép chưa kiểm soát được. Do sự suy giảm tài nguyên rừng nên sản lượng khai thác gỗ giảm không ngừng, từ 600 – 700 nghìn m3 vào cuối thập kỉ 80 - đầu thập kỉ 90, nay chỉ còn khoảng 200 – 300 nghìn m3/năm. Hiện nay, chính quyền địa phương đang có thử nghiệm giao đất, cho thuê đất lâm nghiệp cho các tổ chức, hộ gia đình, cá nhân sử dụng ổn định và giao rừng, khoán bảo vệ rừng cho hộ gia đình và cộng đồng trong buôn, làng. Nhờ địa thế cao nguyên và nhiều thác nước, nên tài nguyên thủy năng của vùng lớn và được sử dụng ngày càng có hiệu quả hơn. Trước đây đã xây dựng các nhà máy thủy điện Đa Nhim (160.000 kW) trên sông Đa Nhim (thượng nguồn sông Đồng Nai), Đray H'inh (12.000 kW) trên sông [Serepôk]. Mới đây, công trình thủy điện Ya ly (700.000 kW) đưa điện lên lưới từ năm 2000 và đang có dự kiến xây dựng các công trình thủy điện khác như Bon Ron - Đại Ninh, Plây Krông. Tây Nguyên không giàu tài nguyên khoáng sản, chỉ có bôxit với trữ lượng hàng tỉ tấn là đáng kể. Theo tài liệu cũ của Liên Xô để lại, Tây Nguyên có trữ lượng Bô xít khoảng 8 tỉ tấn. Ngày 1 tháng 11 năm 2007, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định 167 phê duyệt quy hoạch phân vùng, thăm dò, khai thác, chế biến, sử dụng quặng bô xít từ giai đoạn 2007-2015, có xét đến năm 2025 và hiện nay, Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam cũng đã thăm dò, đầu tư một số công trình khai thác bô-xít, luyện alumin tại Tây Nguyên. Tuy nhiên, việc làm này đã vấp phải sự phản đối quyết liệt của các nhà khoa học và dân cư bản địa vì nguy cơ hủy hoại môi trường và tác động tiêu cực đến văn hóa - xã hội Tây Nguyên và có thể tổn thương cả một nền văn hóa bản địa. Ngoài ra, tiềm năng lớn về năng lượng mặt trời ở Tây Nguyên chưa được phát huy. Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu. Mạng lưới trạm quan trắc khí tượng Tổng quát chung về quan trắc khí tượng Đặc điểm của quan trắc khí tượng là đo đạc, quan sát, theo dõi sự biến đổi các quá trình vật lý, các hiện tượng khí tượng xảy ra trong khí quyển và trên mặt đất như: nhiệt độ, mây, khí áp, gió, mưa, độ ẩm, số giờ nắng, tổng lượng bức xạ mặt trời, bốc hơi nước, các hiện tượng khí tượng như: dông, bão, lốc, tố, vòi rồng, sương mù ... Truyền các kết quả số liệu quan trắc về các trung tâm dự báo khí tượng thuỷ văn để phục vụ cho công tác dự báo, đồng thời số liệu kết quả quan trắc khí tượng cũng được lưu trữ lâu dài để nghiên cứu khí hậu phục vụ các ngành kinh tế quốc dân và cho toàn xã hội. Phần lớn các hoạt động của con người đều chịu ảnh hưởng của thời tiết, để giảm bớt tới mức tối thiểu các ảnh hưởng không thuận lợi của các hiện tượng khí quyển đối với các hoạt động đó, con người ngay từ đầu dã sớm nghiên cứu các định luật chi phối thời tiết. Thu thập các kiến thức về thời tiết là mục tiêu của ngành khoa học được gọi là khí tượng học. Người ta nghiên cứu các hiện tượng thông qua quan trắc, các thực nghiệm và các phương pháp phân tích khoa học. Quan trắc khí tượng là đánh giá hoặc đo một hay nhiều yếu tố khí tượng bằng các dụng cụ đo qua đó các quan trắc khí tượng ghi nhận và bản thân quan trắc viên tiến hành công việc không dùng dụng cụ mà người ta gọi là các phép đo khí tượng không thực hiện bằng các dụng cụ khí tượng. Địa điểm mà tại đó tiến hành đánh giá một hay nhiều yếu tố khí tượng được tiến hành đều đặn gọi là trạm khí tượng. Các trạm quan trắc khí tượng được thiết lập một cách lý tưởng trên mặt đất hoặc trên biển và cách xa nhau một khoàng sao cho đáp ứng được các các tiêu chuẩn của khí tượng được gọi là mạng lưới quan trắc khí tượng. Khoảng cách hợp lý giữa các trạm quan trắc là khoảng cách mà chi phí cần thiết phụ thuộc vào mục đích sử dụng số liệu, vào khả năng biến đổi theo không gian và thời gian của yếu tố khí tượng quan sát được và vào bản chất địa hình của bề mặt trái đất tại vùng nơi đặt trạm. tại các trạm khí tượng thì các dụng cụ đo đạc lắp đặt tại trạm phải tuân thủ chặt chẽ mọi yêu cầu về mặt kỹ thuật chung. Các cơ sở phát triển mạng lưới trạm quan trắc trong quy hoạch từng giai đoạn: * Quy hoạch lưới trạm khí tượng thủy văn (KTTV) Là một trong những công tác quan trọng của Ngành Khí tượng thủy văn nhằm góp phần giữ vững, củng cố và phát triển mạng lưới quan trắc KTTV, nâng cao hiệu quả của việc đầu tư nhân lực, vật lực cho lưới trạm KTTV, không ngừng hoàn thiện chất lượng của mọi công việc nghiên cứu và nghiệp vụ KTTV, thiết thực phục vụ sản xuất, đời sống và an ninh quốc phòng. Quy hoạch lưới trạm KTTV là bước chuẩn bị cần thiết cho việc kiểm kê đánh giá tài nguyên và điều kiện KTTV, phục vụ đắc lực cho dự báo, cảnh báo các hiện tượng thiên tai phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai, phục vụ các ngành kinh tế quốc dân, trước hết là sản xuất nông nghiệp và khai thác năng lượng trong những năm tới và lâu dài về sau. *Tổ chức Lưới trạm KTTV Lưới trạm KTTV đang hoạt động có tổ chức, có hiệu quả như ngày nay là thành quả to lớn của Ngành KTTV, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ cao có thể và cần thiết phải có một số thay đổi trong cơ cấu lưới trạm, từng bước hợp lý hóa hợp lý hóa lưới trạm. * Quá trình hợp lý hóa lưới trạm KTTV đã, đang và sẽ tiến hành trên cơ sở những nguyên tắc sau đây: - Đảm bảo đầy đủ tính khoa học của lưới trạm. - Phục vụ đắc lực cho các ngành khoa học, phát triển kinh tế quốc dân và an ninh quốc phòng. - Kế thừa và bảo vệ cơ cấu chủ yếu và tính hợp lý của lưới trạm đã có - Tôn trọng hoàn cảnh thực tế, trước hết là điều kiện kinh tế, khoa học công nghệ và kỹ thuật có liên quan với việc duy trì hoạt động của các trạm * Quá trình quy hoạch lưới trạm KTTV Là quá trình điều chỉnh lưới trạm trên cơ sở các kết quả nghiên cứu vừa đạt được về các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới trạm. Công việc này được tiến hành theo các bước sau đây: - Kiểm điểm những ưu điểm, khuyết điểm của công tác hợp lý hóa lưới trạm trước đó. Kiểm tra các kết quả nghiên cứu và vận dụng kết quả nghiên cứu vào hoàn cảnh thực tế. - Phát hiện những tồn tại trong lưới trạm KTTV hiện tại. - Phân định các loại trạm và các hạng trạm trong lưới trạm KTTV. Xác định chức năng nhiệm vụ quan trắc và nhiệm vụ phát báo của mỗi hạng trạm. - Kiến nghị giải thể một số trạm không đủ tiêu chuẩn tồn tại - Kiến nghị thành lập một số trạm cần thiết * Lưới trạm KTTV này được chia thành 7 loại Căn cứ vào bản chất vật lý của đối tượng quan trắc, vào nội dung trang thiết bị quan trắc và mục đích thu thập số liệu đó là: (trạm khí tượng bề mặt, trạm khí tượng cao không, trạm khí tượng nông nghiệp, trạm hải văn, trạm thủy văn, trạm quan trắc môi trường) * Quá trình phát triển Mỗi một loại trạm được chia thành nhiều hạng, căn cứ vào trang thiết bị quan trắc và vai trò của trạm trong quá trình nghiên cứu đặc tính thống kê của từng yếu tố KTTV và trong công tác chỉnh lý số liệu. Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn của nước ta đã có lịch sử trên 100 năm xây dựng và phát triển, gắn liền với sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Năm 1867, trạm khí tượng đầu tiên được xây dựng tại Việt Nam là trạm Sài gòn Hospital. Đến năm 1902, khi Toàn quyền Đông Dương ban hành Nghị định thành lập Đài Quan sát Từ trường và Khí tượng Trung ương Đông Dương -Cơ quan quản lý mạng lưới trạm khí tượng đầu tiên tại Việt Nam, nước ta mới chỉ có 51 trạm (khí tượng 38 trạm, thủy văn 13 trạm). Đến nay, mạng lưới trạm khí tượng thủy văn nước ta bao gồm khí tượng bề mặt, khí tượng cao không, khí tượng thủy văn biển, thủy văn và đo mưa (dưới đây gọi chung là mạng lưới trạm khí tượng thủy văn) đã có trên 1200 trạm và điểm đo các loại. Các trạm này được phân bố rộng khắp trên lãnh thổ Việt Nam từ Bắc vào Nam, từ miền núi cao đến đồng bằng ven biển, các hải đảo xa xôi và thực hiện quan trắc tương đối càng đầy đủ các yếu tố về khí tượng thủy văn. Mạng lưới đó đã hòa nhập vào mạng lưới trạm khí tượng thủy văn toàn cầu và thực hiện tốt nhiệm vụ không chỉ đối với quốc gia mà còn cả đối với quốc tế. Để có được mạng lưới trạm như hiện nay, Nhà nước đã đầu tư cho nghiên cứu quy hoạch và đầu tư xây dựng mạng lưới một cách khá cơ bản và toàn diện: - Năm 1960, Nha khí tượng đã có quy hoạch mạng lưới trạm khí tượng. - Năm 1961, Bộ Thủy lợi với sự giúp đỡ của các chuyên gia Trung Quốc đã có quy hoạch mạng lưới trạm thủy văn cơ bản Miền Bắc Việt Nam. - Năm 1976 sau khi thống nhất đất nước, Bộ Thủy lợi đã có quy hoạch mạng lưới trạm thủy văn cơ bản tối thiểu từ Nam Bình Trị Thiên trở vào. - Năm 1987, Tổng cục KTTV đã ban hành Quyết định số 85 KTTV/QĐ ngày 1-4-1987 về quy hoạch mạng lưới trạm khí tượng thủy văn cơ bản, năm 1991 ban hành Quyết định số 88 KTTV/QĐ ngày 1-3-1991 về quy hạch mạng lưới trạm đo mưa cơ bản và năm 1998 ban hành Quyết định số 176 KTTV/QĐ ngày 17-3-1998 về qui hoạch mạng lưới rađa thời tiết thuộc bộ môn khí tượng cao không. - Năm 2007 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 16/2007/QĐ-TTg ngày 29 tháng 01 năm 2007 về việc Quy hoạch tổng thể mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi trường quốc gia đến năm 2020.[8]. Mạng lưới trạm quan trắc khí tượng hiện tại Mạng lưới các trạm quan trắc khí tượng thuộc trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia, Bộ Tài nguyên và môi trường gồm 176 trạm. Trong đó được phân ra các hạng trạm, hạng I, hạng II và hạng III. Được phân bố rộng khắp trên lãnh thổ Việt Nam, đại diện cho nhiều địa hình khác nhau ở từng khu vực: đồng bằng, miền núi, hải đảo Các trạm được quản lý theo các đài Khí tượng thủy văn khu vực, có 9 đài: Đài Khí tượng thủy văn khu vực Tây Bắc Đài Khí tượng thủy văn khu vực Việt Bắc Đài Khí tượng thủy văn khu vực Đông Bắc Đài Khí tượng thủy văn khu vực Đồng Bằng Bắc Bộ Đài Khí tượng thủy văn khu vực Bắc Trung Bộ Đài Khí tượng thủy văn khu vực Trung Trung Bộ Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Trung Bộ Đài Khí tượng thủy văn khu vực Tây Nguyên Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ Thời gian nắng Thời gian nắng là một trong những yếu tố quan trắc cơ bản tại tất cả các trạm quan trắc khí tượng. Thuật ngữ “nắng” liên quan với năng lượng bức xạ mặt trời, chủ yếu ở phần bức xạ nhìn thấy, với ánh sáng khuếch tán của bầu trời, mây và một số hiện tượng khí tượng khác. Thời gian nắng được tính đến 0,1 giờ và đường ghi bắt đầu từ lúc cường độ trực xạ của bức xạ mặt trời đạt tới ≥ 0,1 KW/m2 (≥ 0,2 calo/cm2ph). Phương pháp nghiên cứu Phương pháp đo thời gian nắng Các trạm khí tượng đo thời gian nắng bằng nhật quang ký Campell Stokes. Bộ phận cảm ứng của nhật quang ký là một quả cầu thủy tinh có tác dụng hội tụ các tia nắng chiếu tới tiêu điểm. Khi đặt quả cầu hướng về phía mặt trời, trên “mặt tiêu” của cầu đặt một giản đồ chuyên dùng bằng giấy, một vệt cháy sẽ tự in trên giản đồ từ Tây sang Đông, khi mặt trời đi từ Đông sang Tây. Nhật quang ký được đặt trong vườn khí tượng, tại vị trí quang đãng, quanh năm các tia sáng mặt trời từ lúc mặt trời mọc đến lúc mặt trời lặn đều có thể chiếu tới. Nhật quang ký đặt trên cột gỗ, cột sắt cách mặt đất 1m50, phía Bắc cột xây bậc đủ để quan trắc viên đứng thay giản đồ, lau chùi bảo quản máy. Máy đặt đúng quy cách phải đạt 3 yêu cầu: Máy ngang bằng Đúng vĩ độ trạm Trục cầu thủy tinh đúng hướng Bắc Nam Giản đồ lắp đặt vào 5 giờ sáng hằng ngày, được ghi tên trạm, ngày tháng thay giản đồ, tên người thay và lấy giản đồ ra vào 19 giờ. [2] Phương pháp thu thập, chiết xuất, thống kê, tổng hợp số liệu Thu thập các nguồn tài liệu từ kho lưu trữ của Trung tâm tư liệu khí tượng thủy văn và môi trường thuộc Trung tâm Khí tượng thủy văn Quốc gia, chiết xuất riêng số liệu về giờ nắng trong các bảng, biểu quan trắc khí tượng. Công tác này tác giả làm hoàn toàn bằng ghi chép thủ công do chưa có phần mềm hay dữ liệu số nào về vấn đề này. Từ các số liệu thô do quan trắc viên các trạm khí tượng chuyển về, dùng phương pháp quy toán giản đồ để tính số giờ nắng trong ngày. Cách quy toán giản đồ nhật quang ký Campell: Quy toán giản đồ nắng chính xác tới 1/10 giờ. Nếu cả giờ có nắng, ghi 1,0; kéo dài 1/10 ghi 0,1; kéo dài 5/10 ghi 0,5 Nếu phần lẻ ≥ 0,5 của 0,1 giờ (≥3 phút )quy thành 0,1 giờ; <0,5 của 0,1 giờ thì bỏ đi. Vết nắng gồm vết cháy đen, vết vàng và cả những vết đổi màu do nắng tạo nên. Nếu cả ngày chỉ có 1 chấm, dù chấm rất bé vẫn tính 0,1 giờ. Nếu trong một khoảng giờ có từ hai chấm trở lên, phải tính gộp lại và căn cứ vào độ dài tổng cộng để xác định thời gian có nắng. Nếu những chấm nhỏ (< 0,5 của 0,1 giờ) nằm rải rác trong một số khoảng giờ mà tổng lượng vẫn chỉ ≤ 0,1 giờ, thì tính là 0,1 giờ và ghi 0,1 vào trong các khoảng đó. (Nguồn: Quy phạm quan trắc khí tượng bề mặt) Thống kê, phân loại các tài liệu thu được sau đó tổng hợp các số liệu theo trật tự và logic, dùng các phầm mềm tính toán đưa ra các số liệu về tổng số giờ nắng trong các tháng, các ngày có nắng trong năm. Phương pháp xây dựng bản đồ bằng phần mềm ArcView GIS 3.2 Khái niệm ArcView là một phần mềm ứng dụng công nghệ Hệ Thông Tin Địa Lý (GIS) với một giao diện đồ hoạ thân thiện, tiện lợi, cho phép làm việc với các dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính, hiển thị dữ liệu này dưới dạng bản đồ, bảng biểu và đồ thị. ArcView cung cấp những công cụ truy vấn và phân tích dữ liệu, cho phép trình bày kết quả cuối cùng dưới dạng các bản đồ có chất lượng cao Cấu trúc dữ liệu trong ArcView Các dữ liệu trong hệ GIS thường rất nhiều và lưu trữ trong các tệp tin khác nhau. Tập hợp các tệp dữ liệu như vậy gọi là cơ sở dữ liệu. Làm việc với các tệp dữ liệu lớn như vậy rất phức tạp nên người ta phải xây dựng cấu trúc chặt chẽ cho các cơ sở dữ liệu để thuận tiện cho việc quản lý. Trong ArcView cũng như các hệ thông tin địa lý khác : cơ sở dữ liệu có hai dạng cấu trúc cơ bản sau : cấu trúc dạng raster và cấu trúc dạng vector Cấu trúc Raster Trong cấu trúc này, thực thể được biểu diễn thông qua các ô (cell) hoặc ô ảnh (pixel) của một lưới các ô và mỗi pixel đều mang giá trị của thông số đặc trưng cho đối tượng. Trong máy tính, lưới ô này được lưu trữ dưới dạng ma trận trong đó mỗi ô là giao điểm của một hàng, một cột trong ma trận. Ở cấu trúc này, điểm được xác định bởi một pixel, đường được xác định bởi một số các pixel kề nhau theo một hướng, vùng được xác định bởi số các pixel mà trên đó thực thể phủ lên. Biểu diễn raster được xây dựng trên cơ sở hình học phẳng Ơcơlit. Mỗi một ô sẽ tương ứng với một diện tích vuông trên thực tế. Ðộ lớn của cạnh của ô vuông này còn được gọi là độ phân giải của dữ liệu. Trong cấu trúc này , mỗi một pixel được ấn định bởi một giá trị, do đó, những thuộc tính khác nhau của thế giới thực được lưu trữ trong các tệp tin riêng (Ví dụ : các kiểu đất được lưu vào 1tệp, các kiểu rừng được lưu vào 1 tệp khác). ArcView lưu trữ dữ liệu raster trong Arc/Info grids, thường là các file ảnh (ảnh vệ tinh, ảnh máy bay) theo cấu trúc mảng. Đây là dạng cấu trúc đơn giản nhất trong đó ảnh được thể hiện bởi các điểm ảnh (pixel) tổ chức thành mảng có tọa độ tính theo các dòng, cột và có gốc toạ độ nằm ở góc trên bên trái. Khi nhập ảnh vào ArcView sẽ chuyển từ hệ toạ độ ảnh sang hệ toạ độ thế giới thực(x,y). Kích thước pixel càng nhỏ thì khả năng thể hiện đối tượng càng chi tiết. Thông thường các đối tượng có kích thước lớn hơn 1/2 pixel sẽ được mã hóa thành 1 pixel và nhỏ hơn 1/2 pixel thì sẽ không được ghi lại. Ðiều này làm hạn chế về khả năng định vị chính xác. Cấu trúc vector Là dạng cấu trúc để biểu diễn các đối tượng thông qua điểm, đường và vùng với yếu tố căn bản là điểm có toạ độ. Trong đó đường là tập hợp các điểm và vùng là các đường khép kín. + Ðiểm : được biểu diễn bởi một cặp toạ độ (x,y) (VD: thể hiện một ngôi nhà của thế giới thực trên mô hình dữ liệu vector) + Ðường : là tập hợp của một loạt các cặp tọa độ (x1,y1 ; x2,y2 ; x3,y3 ;... xn,yn ); nếu là đoạn thẳng thì ít nhất gồm 2 điểm ; nếu là đường gấp khúc thì có thể coi là tập hợp của các đoạn thẳng (VD : thể hiện đường giao thông, các sông ) + Vùng : bao gồm các đường khép kín, được biểu diễn bằng một dãy toạ độ có điểm đầu và điểm cuối trùng nhau (x1,y1 ; x2,y2 ; x3,y3 ... xn,yn ; x1,y1 ) (VD : thể hiện giới hạn của một khu rừng; ranh giới các xã, huyện...) - một vùng được giới hạn bởi các đường thẳng khép kín gọi là một polygon. Lập bản đồ Để lập một bản đồ chuyên đề trong ArcView, ta sử dụng tool Legend Editor. Khi đã nhập dữ liệu vào máy, muốn thể hiện chúng trên một bản đồ để thấy rõ sự phân bố, mối quan hệ và phương hướng của các đối tượng mà không dễ nhìn thấy thông qua các dữ liệu biểu bảng. Việc lựa chọn thế nào để hiển thị là rất quan trọng. Việc cần thực hiện là chọn màu và biểu tượng thích hợp cho những đối tượng khác nhau hay tạo ra những bản đồ chuyên đề khác nhau dựa trên các giá trị thuộc tính của các đối tượng. Bản đồ chuyên đề là bản đồ thể hiện chuyên sâu một nội dung nào đó gọi là chuyên đề của bản đồ. Một bản đồ chuyên đề thường có 2 phần chính : Phần bản đồ nền : bao gồm các lớp thông tin về thủy hệ, địa hình, thực vật, giao thông, dân cư... tức là thông tin của một bản đồ địa lý. Phần bản đồ nền trong bản đồ chuyên đề thường khá đơn giản, mang tính chất định hướng Phần chuyên đề:gồm các lớp đi sâu vào chuyên đề (ví dụ phân vùng số giờ nắng, bức xạ, mây, mưa.) Phương pháp đánh giá tiềm năng Dựa vào các kết quả nghiên cứu về số giờ nắng, các công nghệ ứng dụng năng lượng mặt trời đánh gia tiềm năng năng lượng mặt trời cho từng khu vực trên lãnh thổ Việt Nam, so sánh tiềm năng giữa các vùng. Phân loại vùng theo tiêu chí thuận lợi cho việc ứng dụng năng lượng mặt trời: Vùng rất thuận lợi Vùng tương đối thuận lợi Vùng ít thuận lợi Vùng không thuận lợi. Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Tiềm năng năng lượng mặt trời theo từng khu vực trên lãnh thổ Việt Nam 3.1.1. Khu vực Tây Bắc 3.1.1.1. Đặc điểm phân bố nắng Với trung bình số ngày nắng trong năm là 311/365 ngày chiếm 85% số ngày có nắng, thuộc vào hàng khu vực có số ngày có năng cao, thêm vào đấy là tổng bình quân số giờ nắng trong toàn vùng là 1870 giờ/ năm có thể thấy vùng Tây Bắc có tiềm năng lớn về năng lượng mặt trời. 3.1.1.1.1. Phân bố số giờ nắng giữa các tháng trong năm Biểu đồ 3.1. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 khu vực Tây Bắc Biểu đồ 3.2. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 khu vực Tây Bắc Từ biểu đồ 3.1 và 3.2 trên có thể thấy, trong các tháng số giờ nắng phân bố khá đồng đều giao động trong khoảng từ 116,2 giờ (tháng 12 năm 2010) đến 203,1 giờ (tháng 5 năm 2010), các tháng ít nắng hơn thường vào cuối mùa đông (tháng 12, tháng 1) Do đặc điểm khí hậu vùng Tây Bắc thường có nhiều mây và nhiều dạng mây, phân bố mây không đồng đều nên việc phân bố nắng từng tháng trong các năm thường có sự xáo trộn, chủ yếu việc phân bố nắng phụ thuộc vào phân bố các mùa trong năm. Các trạm trong khu vực Tây Bắc thường trạm Sơn La có số giờ nắng nhiều hơn các trạm trong vùng, đặc điểm phân bố giờ nắng giữa các tháng cũng có sự khác biệt (biểu đồ 3.3). Các tháng mùa hè (tháng 6,7) thường có nhiều mây gây mưa lũ, sạt lở nên các tháng này, số giờ nắng thường ít. Biểu đồ 3.3. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2009 trạm Sơn La Bên cạnh đó, trạm Kim Bôi thường có số giờ nắng ít nhất trong vùng, các tháng mùa đông số giờ nắng xuống còn 40,3 giờ (tháng 1 năm 2010) (biểu đồ 3.4), do vùng này được nhận định là có nhiều dông nhất Việt Nam mỗi năm có khoảng 111 ngày dông. Biểu đồ 3.4. Phân bố số giờ nắng các tháng trong năm 2010 trạm Kim Bôi 3.1.1.1.2. Phân bố số giờ nắng giữa các trạm trong năm Biểu đồ 3.5. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2009 khu vực Tây Bắc Biểu đồ 3.6. Phân bố số giờ nắng các trạm trong năm 2010 khu vực Tây Bắc Từ biểu đồ 3.5 và 3.6 ta thấy, tổng số giờ nắng trong các năm của các trạm không thay đổi nhiều, các trạm trong khu vực Tây Bắc có trung bình tổng số giờ nắng trong năm khoảng 1870 giờ. Trạm Kim Bôi thường có số giờ nắng ít, các trạm Tuần Giáo, Sơn La thường có số giờ nắng nhiều nhất trong khu vực (trên 2000 giờ/ năm). 3.1.1.2. Đánh giá tiềm năng 3.1.1.2.1. Thuận lợi - Với việc có số ngày có nắng trong năm lớn, 85% số ngày trong năm có nắng, vùng Tây Bắc rất thuận lợi cho việc áp dụng các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời hiện nay, đặc biệt là sử dụng pin