Tài liệu Nghiên cứu phương pháp thu năng lượng sóng biển

tai lieu, luan van1 of 98 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP THU NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN BẰNG HỆ HẤP THU TUYẾN TÍNH 1.1 Thực trạng nguồn lượng giới Triệu tỉ BTU Năm Hình 1.1 Biểu đồ nguồn lượng giới đến năm 2040 Hiện nay, an ninh lượng giới khu vực bị đe dọa nguồn tài ngun có hạn mà việc khai thác khơng ngừng tăng Từ biểu đồ hình 1.1 ta thấy lượng từ nhiên liệu hóa thạch lượng tiêu thụ nhiều nhất, nhiên nguồn lượng ngày cạn kiệt tái tạo được, việc sử dụng nguồn lượng phát thải khí CO2 nhiều gây nhiễm mơi trường việc tìm nguồn lượng khác tái tạo khơng gây nhiễm mơi trường để thay nhiên liệu hóa thạch vấn đề cần thiết Một nguồn lượng dồi hành tinh, lượng sóng biển document, khoa luan1 of 98 tai lieu, luan van2 đồ of 98 1.2 Biểu phân bố lượng sóng biển giới Việt Nam 1.2.1 Biểu đồ phân bố lượng sóng biển giới Hình 1.2 Phân bố nlsb tồn giới (kW/m) Từ hình 1.2 ta thấy lượng sóng tồn cầu chủ yếu tập trung nam bán cầu, khu vực phía nam Ấn Độ Dương Đại Tây Dương khu vực có lượng sóng trung bình năm lớn giới (10x104 đến 14x104 kW/m), khu vực bắc Thái Bình Dương bắc Đại Tây Dương có lượng sóng trung bình năm lớn (8x104 đến 10x104 kW/m), Khu vực biển Đông vùng biển kín nên lượng sóng khu vực nhỏ (2x104 đến 4x104 kW/m) document, khoa luan2 of 98 tai lieu, luan van3 đồ of 98 1.2.2 Biểu phân bố lượng sóng biển Việt Nam Hình Cơng suất sóng trung bình năm 2018 biển Đơng (W/m) Năng lượng sóng nước ta chủ yếu tập trung vùng biển thuộc Trung Bộ Nam Trung Bộ 1.3 1.3.1 Các phương pháp khai thác lượng sóng biển giới Phương pháp sử dụng hệ tuyến tính Hệ tuyến tính hệ gồm phao phần tử hệ chuyển động tính tiến Hệ tuyến tính minh họa hình sau: document, khoa luan3 of 98 tai lieu, luan van4 of 98 Bộ phận chuyển đổi NL Hình 1.4 Hệ tuyến tính Bộ phận liên kết Phao thu NL Bộ phận chuyển đổi NLBS => NL Hệ tuyến tính gồm phận chính: - Bộ phận thu NLSB sang NL (cụm phao) - Bộ phận liên kết - Bộ phận chuyển đổi NL Hiện phương pháp sử dụng hệ tuyến tính ứng dụng thực tiễn hạn chế 1.3.2 Phương pháp sử dụng hệ khơng tuyến tính Hệ khơng tuyến tính hệ gồm nhiều phần tử, phần tử chuyển đổi lượng có chuyển động quay Hệ khơng tuyến tính minh họa hình sau: document, khoa luan4 of 98 tai lieu, luan van5 of 98 n Bộ phận chuyển đổi NL Cơ cấu biến đổi chuyển động Bộ phận chuyển đổi NLSB => NL Hình 1.5 Hệ khơng tuyến tính Hệ khơng tuyến tính gồm phận chính: - Bộ phận thu NLSB sang NL (cụm phao) - Bộ phận biến đổi chuyển động - Bộ phận chuyển đổi NL 1.3.3 So sánh hệ thu NLSB dùng hệ tuyến tính khơng tuyến tính Bảng 1.1 Bảng so sánh hệ khơng tuyến tính hệ tuyến tính Hệ khơng tuyến tính Hệ tuyến tính Làm việc thích hợp với lượng Làm việc thích hợp với lượng sóng lớn sóng nhỏ Mất mát hiệu suất cấu biến đổi Không mát hiệu suất khơng chuyển động có cấu biến đổi chuyển động document, khoa luan5 of 98 tai lieu, luan van6 of 98 Cấu tạo hệ thống phức tạp Cấu tạo hệ thống đơn giản Thích hợp triển khai vùng sóng biển xa bờ (NLSB lớn) Thích hợp triển khai vùng sóng biển gần bờ (NLSB nhỏ) Hệ thống chiếm nhiều khơng gian để bố trí Hệ thống chiếm khơng gian để bố trí Bảo trì bảo dưỡng khó khăn Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng Kinh phí đầu tư cao Kinh phí đầu tư Qua nghiên cứu NLSB Việt Nam ta thấy NLSB Việt Nam nhỏ nên phù hợp với việc dùng hệ hấp thu tuyến tính để khai thác NLSB Việt Nam 1.3.4 1.3.4.1 Các nghiên cứu nước hệ thống thu NLSB tuyến tính Vật liệu làm phao Vì phải hoạt động môi trường khác nghiệt, vật liệu chế tạo phao thu NLSB phải đảm bảo điều kiện sau:  Cơ tính tốt  Khơng bị ăn mịn mơi trường nước biển  Chịu ánh nắng mặt trời trực tiếp (tia UV)  Tuổi thọ cao 1.3.4.2 Đặt trưng hình học phao Có nhiều nghiên cứu đặt trưng hình học phao Các nghiên cứu tập trung chủ yếu ảnh hưởng hình dạng, kích thướt phao đến khả thu NL Qua nghiên cứu trên, tác giả nhận thấy hệ thu lượng tuyến tính việc dùng phao cầu phù hợp để chuyển đổi từ NLSB sang NL Các nghiên cứu để tối đa khả thu NL phao ứng với điều kiện biên cụ thể (độ chìm phao, độ nhảy phao, cộng hưởng phao, giải pháp công nghệ thay đổiluan6 đặcoftrưng hình học phao,…) cịn hạn chế document, khoa 98 tai lieu, luan van7 hình of 98 nghiên cứu Việt Nam khai thác NLSB 1.3.5 Tình Hiện Việt Nam có nhiều nhà đầu tư xây dựng nhiều cơng trình lượng lượng gió, lượng mặt trời, Các nghiên cứu lượng biển, đặc biệt NLSB Việt Nam giai đoạn sơ khai, có nghiên cứu sơ có vài tài liệu lượng biển Tuy nhiên chưa có ứng dụng cụ thể phát điện biển Các nghiên cứu thực thông qua đề tài nghiên cứu khoa học 1.3.6 Những nội dung cần nghiên cứu giải a) Tính thực tiễn Qua phân tích cơng trình nghiên cứu nước thiết bị khai thác NLSB, tác giả nhận thấy vấn đề chưa giải mang ý nghĩa khoa học thực tiễn sau: - Hiện chưa có cơng trình nghiên cứu sâu đặc trưng sóng biển gần bờ Việt Nam - Hiện chưa có cơng trình nghiên cứu việc dùng hệ tuyến tính thu NLSB với cơng suất nhỏ, lắp ráp gần bờ, phù hợp với điều kiện sóng biển Việt Nam - Chưa có cơng trình nghiên cứu NLSB phịng thí nghiệm tương thích với đặc trưng sóng thực tế - Chưa có cơng trình nghiên cứu đánh giá hiệu suất thu hồi lượng từ sóng biển Việt Nam để từ làm sở cho nhà đầu tư nước - Hầu chưa có cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng thủy triều đến hoạt động hệ thu NLSB nguyên lý tuyến tính b) Về mặt ý nghĩa khoa học - Chưa có cơng trình thiết lập mơ hình tốn hệ tuyến tính (mơ hình động lực học) để tiến hành mô thực nghiệm để nâng cao hiệu suất thu hồi lượng document, khoa luan7 of 98 tai lieu, luan van8 of 98 - Chưa có giải pháp cơng nghệ để đáp ứng với lý thuyết mô nghiên cứu c) Tính cấp thiết đề tài Trong bối cảnh chung giới đối mặt với cạn kiệt nguồn lượng hóa thạch dầu mỏ, khí đốt, than đá,… vấn đề nhiễm môi trường đến mức báo động Việc nghiên cứu nguồn lượng tái tạo nói chung nghiên cứu khai thác NLSB nói riêng thực cần thiết để đáp ứng mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế nước ta Đặc biệt, xây dựng hệ thu NL công suất nhỏ, hoạt động độc lập gần bờ phù hợp với điều kiện sóng biển, điều kiện kinh tế xã hội Việt Nam 1.4 1.4.1 Xác định nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cứu a Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu giải pháp cung cấp lượng cho thiết bị phương tiện đánh bắt hải sản gần bờ hệ thống hấp thu NLSB tuyến tính b Mục tiêu cụ thể: Nghiên cứu tiềm khai thác NLSB Việt Nam giải pháp nâng cao hiệu suất khai thác NLSB hệ hấp thu tuyến tính 1.4.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu hệ thống khai thác NLSB điều kiện sóng biển Việt Nam thực thơng qua kênh tạo sóng phịng thí nghiệm, phù hợp với sóng thực tế 1.4.3 Phương pháp nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý thuyết NLSB, lý thuyết chuyển đổi NLSB sang lượng - Từ sở lý thuyết, tiến hành thiết kế mơ hình thí nghiệm, - Làm thực nghiệm để đánh giá hiệu document, khoa luan8 of 98 tai lieu, luan van9 of 98 - Xác lập mơ hình tốn để tìm thơng số hệ phao thích hợp kiểm chứng thực nghiệm - Từ mơ hình tốn, xây dựng ràng buộc phù hợp để nâng cao hiệu suất khai thác NLSB Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 1.4.4 a Ý nghĩa khoa học Luận án khái quát đặc điểm NLSB Việt Nam, xây dựng mơ hình tạo NLSB mơ hình hấp thu NLSB phù hợp với đặc điểm NLSB Việt Nam, đề giải pháp nâng cao hiệu suất khai thác, từ làm sở cho nghiên cứu, ứng dụng phát triển vấn đề khoa học tính tốn mơ phỏng, thiết kế, chế tạo thiết bị khai thác NLSB cho nghiên cứu Cụ thể sau: - Đã mô trình tạo sóng, thơng số sóng chiều cao, bước sóng thay đổi tự động trình thí nghiệm để phù hợp với sóng thực tế - Đã tiến hành mô thực nghiệm để đánh giá hiệu suất thu hồi - Đã tiến hành mơ để xác định vị trí lắp đặt phao bể tạo sóng để đạt hiệu thu lượng cao - Đã thiết lập mơ hình tốn (mơ hình động lực học) để tiến hành mơ thực nghiệm để nâng cao hiệu suất thu hồi lượng - Đã đề xuất giải pháp công nghệ để thực lý thuyết nghiên cứu b Ý nghĩa thực tiễn Cung cấp sở khoa học cho nghiên cứu lựa chọn thiết bị chuyển đổi NLSB phù hợp với đặc điểm sóng Việt Nam từ xây dựng mơ hình vật lý phát thu NLSB PTN làm sở cho việc xây dựng trạm thu NLSB công suất nhỏ, lắp ráp gần bờ phục vụ phương tiện biển document, khoa luan9 of 98 tai lieu, luan van10 98 SỞ LÝ THUYẾT VÀ MÔ PHỎNG HIỆU SUẤT THU CHƯƠNG ofCƠ HỒI CỦA HỆ TUYẾN TÍNH 2.1 Cơ sở lý thuyết NLSB Sóng nước dao động mực nước tuần hồn vị trí mực nước cao (đỉnh sóng) mực nước thấp (đáy sóng) qua vị trí mực nước trung bình khoảng thời gian định (1/2 chu kỳ) 2.1.1 Phương trình mơ tả mặt nước tự sóng đơn hình Sine Phương trình mơ tả dạng mặt nước tự có sóng hàm thời gian t khoảng cách x có dạng: 2𝜋𝑥 𝜆 𝜂 = Acos ( 2.1.2 − 2𝜋 ) 𝑇 = 𝐻 2𝜋𝑥 cos ( 𝜆 − 2𝜋𝑡 ) 𝑇 = 𝐻 cos⁡(𝑘𝑥 − 𝜔𝑡) Năng lượng sóng Tổng lượng sóng bao gồm động năng: - Động gây tốc độ quỹ đạo hạt nước chuyển động sóng - Thế thể độ cao phần nước phía bụng sóng 2.1.3 Thơng lượng lượng sóng Thơng lượng lượng sóng lượng sóng truyền theo hướng truyền sóng, qua mặt phẳng vng góc với hướng truyền sóng tính từ mặt biển đến đáy biển 2.1.4 Cơng suất sóng: Theo tài liệu cơng suất sóng đơn vị chiều dài sóng Pwavefront (w/m) xác định công thức: 𝑃𝑤𝑎𝑣𝑒𝑓𝑟𝑜𝑛𝑡 = 𝜌𝑔2 𝑇𝐻 16𝜋 Theo tài liệu cơng suất sóng đơn vị diện tích mặt nước Pdensity⁡ (w/m2) xác định công thức: document, khoa luan10 of 98 10 tai lieu, luan van13 98 CHƯƠNG ofNGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG THU NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN THEO NGUYÊN LÝ HỆ HẤP THU TUYẾN TÍNH PHỤC VỤ THÍ NGHIỆM 3.1 Giới thiệu Trong luận văn này, mục đích đánh giá hiệu suất thu hồi từ lượng sóng biển tiến hành phịng thí nghiệm, nên khơng đặt nặng vấn đề công suất điện thu mà cần thu điện để đủ đánh giá, nhiên sóng tạo phịng thí nghiệm phải phù hợp với sóng thực tế biển Để tiến hành chế tạo hệ phao hệ tuyến tính, ta nghiên cứu số vấn đề kỹ thuật liên quan đến hai hệ 3.2 Nghiên cứu xây dựng hệ thống thí nghiệm Thông số kỹ thuật chuyển đổi lượng sóng sang lượng xác định sau: a) Điều kiện đầu vào: Đặc trưng sóng phịng thí nghiệm (biên độ, bước, tần số) phù hợp với sóng thực tế b) Những thơng số cần tính tốn chế tạo hệ thu NL tuyến tính: Thơng số phao (Đường kính, trọng lượng, độ bền, v.v ) - Ở đây, đường kính trọng lượng phao trọng lượng phận chuyển đổi NL thông số quan trọng liên quan đến lực đẩy Archimedes vị trí phao so với mặt sóng - Kiểm tra lực đẩy Archimedes để phao khơng bị chìm 3.2.1 Nghiên cứu xây dựng kênh tạo sóng có khả tạo sóng có thơng số đồng dạng với thơng số sóng thực tế Mục tiêu việc xây dựng mơ hình tạo sóng thiết lập số liệu sóng phịng thí nghiệm đồng dạng với số liệu sóng ngồi mơi trường thực tế, để làm sở cho việc bước đầu xây dựng hệ thống khai thác điện từ NLSB đánh giá cách tin cậy hiệu hệ thống phịng thí nghiệm trước xây document, khoa luan13 of 98 13 tai lieu, luan van14 of 98 dựng ngồi mơi trường biển thực tế Vì ta cần tìm hiểu lý thuyết đồng dạng trước xây dựng số liệu sóng phịng thí nghiệm cho tương thích với sóng biển thực tế Việt Nam 3.2.1.1 Cơ sở lý thuyết đồng dạng Có hai tiêu chuẩn phổ biến nghiên cứu mơ hình thủy lực tiêu chuẩn Reynolds tiêu chuẩn Froude Khi dòng chảy bị ảnh hưởng lực ma sát (độ nhớt) yếu dịng chảy ống, lực cản vật thể chuyển động với vận tốc thấp tiêu chuẩn Reynolds sử dụng Rem = Rep Khi dòng chảy bị ảnh hưởng trọng lực chủ yếu dịng chảy sơng, sóng nước, máy thủy lực tiêu chuẩn Froude sử dụng Frm = Frp 3.2.1.2 Các tỷ lệ tiêu chuẩn froude: a Các tỷ lệ cho mơ hình thái (undistorted model) Khi tỷ lệ hình học mơ hình cho tất phương mơ hình gọi mơ hình thái b Các tỷ lệ cho mơ hình khơng thái (distorted model) Trong thí nghiệm mơ hình, nhiều lúc lấy tỷ lệ theo phương ngang phương đứng giống đưa đến chiều sâu nhỏ, dẫn đến ảnh hưởng ma sát lớn đồng thời khó xây dựng theo tỷ lệ mơ hình (ví dụ độ nhám) khó để đo thơng số thí nghiệm Do phải xác định tỷ lệ theo phương đứng phương ngang khác nhau, trường hợp gọi mô hình khơng thái 3.3 Xây dựng hệ thống kênh tạo sóng a Kênh tạo sóng document, khoa luan14 of 98 14 tai lieu, luan van15 of 98 Hình 3.1 Kênh sóng xây dựng phịng thí nghiệm, (1) Máy tạo sóng, (2) Thành mica, (3) Kênh nước Kênh tạo sóng xây dựng bê tơng có chiều rộng 0.75 mét, chiều cao 1.3 mét chiều dài 11 mét Mực nước kênh trì ổn định 0.9 mét Một bên thành kênh làm từ mica suốt chống đỡ khung sắt để quan sát biên dạng sóng b Cơ cấu tạo sóng Sóng tạo cách sử dụng hình nêm chuyển động tịnh tiến theo phương thẳng đứng, góc hình nêm 350 Hình 3.4 Hình nêm tạo sóng c Bộ phận triệt tiêu NL sóng (bộ phận hấp thu) Bộ phận hấp thụ quan trọng kênh tạo sóng để hấp thu lượng sóng tới nhằm giảm tối đa sóng phản xạ d Hệ thống điều ofkhiển document, khoa luan15 98 đo thơng số sóng 15 tai lieu, luan van16 of 98 Hệ thống điều khiển đo thơng số sóng hoạt động theo sơ đồ sau: Hình 3.5 Sơ đồ hệ thống điều khiển đo thơng số sóng e Xây dựng số liệu thơng số sóng đồng dạng Từ kênh tạo sóng có khả điều khiển thông số chế tạo, tác giả tiến hành tính tốn để xây dựng thơng số sóng đồng dạng với thơng số sóng biển thực Sai số chu kỳ (%) Chiều cao sóng thực (m) Chiều cao sóng đồng dạng (m) Chiều cao sóng tạo kênh (m) Sai số chiều cao (%) Chu kỳ sóng thực (s) Chu kỳ sóng đồng dạng (s) Chu kỳ sóng tạo kênh (s) 3,520 1,113 1,153 3,614 1,170 0,117 0,116 0,668 2,960 0,936 1,016 8,586 1,230 0,123 0,125 1,922 3,720 1,176 1,176 0,031 1,020 0,102 0,102 0,368 4,050 1,281 1,393 8,782 0,840 0,084 0,081 3,301 3,420 1,081 1,113 2,920 0,460 0,046 0,048 4,385 3,280 1,037 1,019 1,762 0,750 0,075 0,074 1,038 2,820 0,892 0,937 5,078 1,060 0,106 0,106 0,315 3,820 1,208 1,254 3,796 1,000 0,100 0,099 0,868 4,200 1,328 1,399 5,315 0,620 0,062 0,066 5,670 10 4,100 1,297 1,308 0,896 0,860 0,086 0,090 4,265 3,120 0,987 11 document, khoa luan16 of 98 0,939 4,812 1,020 0,102 0,100 2,002 Tháng 16 tai lieu, luan 4,170 van17 of 98.1,319 12 1,233 6,531 1,160 0,116 0,116 0,334 3,598 1,178 3,481 0,933 0,093 0,093 0,229 TB 1,138 Kênh tạo sóng tạo sóng có thơng số khác dựa vào khả thay đổi biên độ tần số dao động nêm tạo sóng thơng qua việc thay đổi độ lệch tâm e số vịng quay động servo cấu tạo sóng, nên tạo sóng đồng dạng với sóng điều kiện thực tế với sai số nhỏ 10% bảng 3.1 Sai số chấp nhận mơ hình thí nghiệm thủy lực 3.4 3.4.1 Chế tạo hệ thu lượng tuyến tính phục vụ thí nghiệm Chế tạo phao cầu Do điều kiện chế tạo phao khó khăn, tác giả liên hệ với công ty, sở sản xuất để cung cấp phao cầu Với phao 120 mm, không thỏa mãn điều kiện Archimedes, phao bị chìm Phao đường kính 200 mm nhựa thích hợp, tác giả dùng loại phao để nghiên cứu 3.4.2 Xây dựng phận chuyển đổi NL sang NL điện Trong luận án để thuận tiện việc đánh giá hiệu suất thu hồi NLSB sang NL có (cụ thể NL điện) tác giả dùng máy phát điện tuyến tính công cụ để chuyển đổi NL thu từ hệ phao sang NL điện Hình 3.9 Máy phát điện tuyến tính sau chế tạo document, khoa luan17 of 98 17 tai lieu, luan van18kế, of 98 3.4.3 Thiết chế tạo hệ thống thu lượng điện Để nạp điện vào lưu trữ, tác giả thiết kế chế tạo hệ thống thu NL sau: Hình 3.10 Hệ thống thu NLSB document, khoa luan18 of 98 18 tai lieu, luan van19 98 CHƯƠNG ofNGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT THU NĂNG LƯỢNG QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM 4.1 Thực nghiệm thu NLSB hệ thống thu tuyến tính a Bố trí phao để thu lượng Trong nghiên cứu này, phao bố trí theo sơ đồ sau để đảm bảo lượng thu lớn ổn định: Hình 4.1 Sơ đồ bố trí phao theo sóng Sơ đồ thí nghiệm bố trí hình sau: Hình 4.3 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm (1) I/O Card, (2) Bộ lưu trữ, (3) Mạch chuyển đổi AC, (4) máy phát tuyến tính document, khoa luan19 of 98 19 tai lieu, luan van20 of 98 Mỗi trường hợp thí nghiệm thực lần, lần số liệu ghi nhận thời gian phút, với thời gian lấy mẫu 1(s) Sau tính trung bình để có số liệu hiệu điện tụ điện tăng dần trình nạp điện (phụ lục 3), từ số liệu ta có đồ thị hiệu điện lượng tụ hình sau: Hình 4.4 Đồ thị hiệu điện tụ điện q trình thí nghiệm Hình 4.5 Đồ thị lượng tụ điện thu q trình thí nghiệm Từ hình 4.4 4.5 ta thấy hiệu điện lượng tụ tăng liên tục theo thởi gian trình nạp điện Từ hai số liệu ta đánh giá hiệu suất thu NLSB hệ thống thí nghiệm document, khoa luan20 of 98 20 tai lieu, luan van21 of 98 4.2 Đánh giá hiệu suất thu lượng hệ thống thu tuyến tính Áp dụng cơng thức (4.24) ta xác định hiệu suất chuyển đổi từ NLSB sang lượng điện bảng sau: Bảng 4.1 Hiệu suất chuyển đổi NLSB sang lượng điện hệ thống Tháng NL sóng Năng lượng tụ (J) Hiệu suất (%) 117.924 16.015 13.581 268.67 61.828 23.013 12 624.177 151.889 24.334 document, khoa luan21 of 98 21 tai lieu, luan van22 98 CHƯƠNG ofNGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT THU HỒI NĂNG LƯỢNG TỪ SÓNG BIỂN 5.1 Xây dựng ràng buộc để phao thu NL sóng tối đa Để hệ phao thu lượng lớn nhất, hệ phao cần thỏa mãn điều kiện sau: a Điều kiện 1: Để thu NL lớn biên độ dao động phao phải biên độ dao động sóng nên phải có cộng hưởng dao động phao dao động sóng, tần số dao động riêng hệ phao phải tần số dao động sóng, b Điều kiện 2: Để phao không nhảy khỏi mặt nước làm ảnh hưởng đến hệ thống phao dao động theo sóng c Điều kiện 3: Để hệ phao hoạt động ổn định theo tài liệu phao phải chìm khoảng ½ đến 3/4 thể tích phao 5.2 5.2.1 Tính tốn, mơ hệ phao Trường hợp thỏa điều kiện a=0.1m, mp=1.86kg Hình 5.1 Biên độ dao động phao trường hợp tối ưu document, khoa luan22 of 98 22 tai lieu, luan van23 of 98 5.2.2 Trường hợp - a=0.1; mp=1.2kg Hình 5.3 Biên độ dao động phao - a=0.1; mp=2.4kg Ứng với thông số này, ta mô biên độ dao động phao hình sau: Hình 5.5 Biên độ dao động phao document, khoa luan23 of 98 23 tai lieu, luan van24suất of 98.phao thu 5.2.3 Hiệu Hình 5.8 Hiệu suất phao thu ba trường hợp phao Qua đồ thị ta thấy thông số phao thỏa mãn ba điều kiện hiệu suất thu hồi NL từ sóng đạt giá trị cao 5.3 5.3.1 Thí nghiệm kiểm chứng hiệu Chuẩn bị thí nghiệm Ta điều chỉnh lại hệ phao có sẵn cho thỏa điều kiện Đường kính phao sẵn có a=0.1, khối lượng phao có sẵn 0.2 kg, để đạt điều kiện tối ưu ta tiến hành tăng khối lượng phao cách bơm thêm nước vào phao để đạt khối lượng thỏa điều kiện (mp=1.86kg) 5.3.2 Thí nghiệm Sau có hệ phao với thơng số tính tốn tối ưu, tác giả thực q trình thí nghiệm thu NL để nạp tụ điện tương tự chương 4, ta chọn thơng số sóng phịng thí nghiệm phù hợp với sóng tháng ( H=0.048m) để làm thí nghiệm, ta kết sau: document, khoa luan24 of 98 24 tai lieu, luan van25 of 98 Hình 5.1 Biểu đồ thu NLSB hai dạng phao Nhận xét: Khi thí nghiệm với phao có thơng số tối ưu ta thấy hiệu thu hồi NL tăng lên rõ rệt (từ 13,58% lên 21,24%), qua ta thấy hiệu việc sử dụng phao có thơng số thỏa điều kiện 5.4 Giải pháp công nghệ Ở phần tác giả đưa giải pháp công nghệ để thực điều kiện sóng biển thực tế: Hình 5.13 Lưu đồ xác định thông số tối ưu cho hệ phao document, khoa luan25 of 98 25 tai lieu, luan van26 of 98 Để sử dụng hệ phao trường ta phải có giải pháp cơng nghệ để thực hiệu việc thay đổi thông số hệ phao Cụ thể thay đổi bán kính phao a khối lượng phao mp Tác giả đề xuất giải pháp công nghệ sau: - Phao sử dụng để khai thác NLSB phao cầu làm vật liệu có khả đàn hồi bơm khí vào hay hút khí ra, giải pháp nhằm thay đổi bán kính phao phù hợp với lực đẩy Archimedes - Trên phao có gắn van để bơm khí dung dịch lỏng vào, mục đích việc bơm dung dịch để thay đổi khối lượng mp phao Hình 5.2 Cấu tạo phao cầu với thông số phao thay đổi document, khoa luan26 of 98 26 tai lieu, luan van27 98 CHƯƠNG ofHƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Các kết luận án Luận án đạt kết sau: - Luận án tổng hợp đặc điểm sóng biển giới khu vực biển Đông Việt Nam làm sở cho nghiên cứu sóng khai thác NLSB - Đã khái qt hóa tình hình khai thác NLSB giới Việt Nam, phương pháp chuyển đổi NLSB thành điện áp dụng - Lập mơ hình động lực học thu NL hệ tuyến tính - Mơ để xác định hiệu suất sơ hệ thu NL tuyến tính - Xây dựng kênh tạo sóng có thơng số sóng điều khiển có khả tạo sóng có thơng số đồng dạng với sóng thực tế vùng biển Việt Nam - Xây dựng hệ thống thu NLSB theo nguyên lý hệ hấp thu tuyến tính phù hợp với đặc thù sóng biển Việt Nam - Đã xây dựng hệ thống thu NLSB phịng thí nghiệm đánh giá hiệu suất thu lượng hệ thống, với hiệu suất khai thác lượng sóng đạt từ 13,58% đến 24,49% - Đã đề xuất giải pháp tăng hiệu khai khác NLSB việc xây dựng ràng buộc cho phương trình động học hệ phao từ tính tốn thơng số phao tăng hiệu suất thu hồi NLSB 6.2 Hướng phát triển đề tài Đề tài có định hướng tiếp tục nghiên cứu để xây dựng trạm thu NLSB để phục vụ nhu cầu lượng cho phương tiện lưu thông biển Đặc biệt trạm thu không bị ảnh hưởng thủy triều document, khoa luan27 of 98 27 ... khai, có nghiên cứu sơ có vài tài liệu lượng biển Tuy nhiên chưa có ứng dụng cụ thể phát điện biển Các nghiên cứu thực thông qua đề tài nghiên cứu khoa học 1.3.6 Những nội dung cần nghiên cứu giải...