Phương pháp tua bin gió không khí ở độ cao lớn

Hệ thống năng lượng gió trên không (Airborne Wind Energy System-AWES), là một loại chuyển đổi năng lượng gió mới được hình thành để sản xuất điện. Hệ thống mới này sử dụng cánh hoặc máy bay có dây buộc bay để tiếp cận gió thổi ở các tầng khí quyển mà các tuabin gió truyền thống không thể tiếp cận được.

CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SEVEN PHƯƠNG PHÁP TUA BIN GIĨ KHƠNG KHÍ Ở ĐỘ CAO LỚN Phạm Hải Minh(1), Nguyễn Vũ Nhật Nam(1), Tào Thị Quỳnh Anh(2), TS Nguyễn Đức Tuyên (1) Sinh viên khoa Hệ Thống Điện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (2) Sinh viên Viện Kinh tế quản lí Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tác giả liên hệ: quynhanhtaothi@gmail.com Ý TƯỞNG Ở nước ta năm gần có bước tiến mạnh mẽ phát triển lượng điện gió, tiềm với 39% tổng diện tích Việt Nam ước tính có tốc độ gió trung bình hàng năm lớn 6m/s, độ cao 65m, tương đương với tổng công suất 512 GW Và 8% diện tích Việt Nam có tiềm gió tốt (tốc độ gió độ cao 65m 7-8 m/giây), tạo 110 GW Qua đây, muốn đề xuất dự án Tuabin gió khơng khí độ cao lớn hay cịn gọi Airborne Wind Energy System (AWES) nhằm khai thác tối đa phát triển tiềm điện gió tốt [1] Hệ thống lượng gió khơng (Airborne Wind Energy System-AWES), loại chuyển đổi lượng gió hình thành để sản xuất điện Hệ thống sử dụng cánh máy bay có dây buộc bay để tiếp cận gió thổi tầng khí mà tuabin gió truyền thống khơng thể tiếp cận Từ khóa: AWE; AWES, Hệ thống lượng gió khơng, Tuabin gió khơng khí độ cao lớn GIỚI THIỆU Ở nước ta năm gần có gió khơng khí độ cao lớn hay gọi bước tiến mạnh mẽ phát triển Airborne Wind Energy System (AWES) nhằm lượng điện gió, tiềm với 39% tổng khai thác tối đa phát triển tiềm diện tích Việt Nam ước tính có tốc điện gió tốt [1] độ gió trung bình hàng năm lớn 6m/s, độ cao 65m, tương đương với tổng công 2.PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG suất 512 GW Và 8% diện tích Việt Nam 2.1 PHÂN LOẠI có tiềm gió tốt (tốc độ gió độ cao • Tuabin gió khơng (Airborne Wind 65m 7-8 m/giây), tạo 110 Energy System) bao gồm hai loại thiết GW Qua đây, muốn đề xuất dự án Tuabin bị lượng[2]: 140 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SEVEN • • Trạm mặt đất (Ground Gen-AWES): • Trạm mặt đất cố định cho phù hợp độ cao từ 300-10000m phương án dễ dàng tiếp cận khả tối ưu từ 300-1000m thi so với trạm di chuyển Nó có chu trình tạo lượng chu Trạm di chuyển (Fly Gen -AWES):phù trình sản xuất (Generation phase) hợp độ cao từ 300-10000m tối chu trình phục hồi (Recovery phase) ưu từ 300-1000m • 2.2 PHÂN TÍCH CHUNG Trong hệ thống Trạm mặt đất lượng điện sản xuất mặt đất công việc học thực lực kéo, truyền từ máy bay đến hệ thống Trạm mặt đất di chuyển có hệ thống phức tạp nhằm mục đích cung cấp dịng điện ln ln tích cực mà làm đơn giản hóa kết nối họ với lưới điện mặt đất thông qua nhiều sợi dây Các hệ thống Trạm di chuyển sử dụng thừng, tạo chuyển động máy phát tuabin gió máy bay để tạo điện điện Các hệ thống Trạm mặt đất Những máy bay có nhiều phân loại thành trạm mặt đất cố hình thức, chẳng hạn máy bay có cánh, định di chuyển máy bay cánh quạt, chí bóng Hình Ground -Gen mặt đất cố định Hình Các hệ thống Fly-Gen bay Trong hệ thống Trạm di chuyển có cánh trì khơng cách sử dụng lực nâng tạo từ cánh Hình Trạm mặt đất di chuyển chúng tương tự hầu hết hệ thống DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 141 CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SEVEN Trạm mặt đất, hệ thống máy bay cánh lượng điện, tận dụng tối đa quạt [3] phụ thuộc vào lực đẩy từ cánh quạt lượng gió đem lại hệ thống Trạm di chuyển sử dụng - Có thể đáp ưng nhu cầu lượng nhẹ khơng khí Khơng có vấn đề nước ta giới phương pháp cao, hệ thống Trạm di chuyển sử dụng tuabin để tạo điện khơng làm ảnh hưởng đến mơi trường • Thách thức: máy bay truyền tảỉ xuống đất thông qua - Thử thách cất cánh, hạ cánh một sợi dây thừng đặc biệt mang cáp điện vấn đề khó khăn tự động hóa phải Trạm di chuyển sản xuất điện liên tục đòi hỏi để nghiên cứu hoạt động ngoại trừ trình cất - Cáp dài cần đảm bảo độ ổn định, cánh hạ cánh an tồn khó khăn lớn - Sự khó khăn thời tiết làm ảnh hưởng đến chu trình bay thiết bị KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN • • Kết Quả: Ứng dụng thực nghiệm: - Vào tháng 12 năm 2016, Makani lần Năng lương gió độ lớn cao tài vận hành nguyên mẫu nguyên hứa hẹn cho việc sản xuất 600 kW với sải cánh 28 mét Kể từ bên vững lượng điện với lượng tháng năm 2018, Makani vận lượng gió thổi từ 300 đến hành địa điểm thử nghiệm diều 1000m so với mặt đất trích lượng Hawaii [6] xuất 1800TW lớn khoảng 100 - Ở nước EU, nước phát triển lần so với nhu cầu lượng thành công hệ thống Skypull MW lượng gió cung cấp gấp đơi tuabin gió cơng suất định mức bề mặt 400TW [4] tương tự, lắp đặt vị trí Gió khí có xu hướng nhanh Máy bay khơng người lái có kích thước qn gió bề mặt, điều nhỏ lần so với cánh quạt tuabin đặt hội thú vị để thu hoạch gió truyền thống hoạt động độ lượng với tốc độ cao với gió cao 200-600 mét, giảm 90% tác động khí so với gió bề mặt thị giác Chi phí lượng quy [5] • Cơ hội: đổi (LCoE) cho hệ thống Skypull 1MW - Không chiếm nhiều diện tích đất thấp 30% so với tuabin gió - Giá thành rẻ so với việc lắp đặt truyền thống vị trí có gió thấp cột tuabin gió thơng thường - Tiềm Tua bin gió khơng - Là nguồn tài nguyên vô hạn Việt Nam: Nước ta thuộc khu hứa hẹn cho việc sản xuất bền vững vực nhiệt đới gió mùa ẩm Khơng 142 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SEVEN thế, có vùng biển [4] K Marvel, B Kravitz, and K Caldeira, “Geophysical rộng lớn => phát triển loại Limits to Global Wind Power,” Nat Clim Change 3, hình lãnh thổ nước ta vùng núi ngồi biển mà khơng ảnh hưởng đên thương mại hay kinh 118 (2013) [5] C Archer and K Caldeira, “Global Assessment of High-Altitude Wind Power,” Energies 2, 307 (2009) https://en.wikipedia.org/wiki/Makani_ [6] https:// en.wikipedia.org/wiki/Makani_ tế trị [6] https://en.wikipedia.org/wiki/Makani_(company)?fbclid=IwAR2P3B41dvvKcTgz6g5keyNomN- KẾT LUẬN T9ErIxh7pDtErXFnORrJNJFbJ2P7cxM7o Các thiết bị lượng gió khơng khí độ cao lớn đặt cho nhiều hội nước ta có đường bờ biển trải dài [7] https://solarimpulse.com/efficient-solutions/ skypull-airborne-wind-energy?fbclid=IwAR2kTVAaTRl0JlLPERLh3jY61QbUq1AvSD-OdO71PhR2cFn0FPmoNDF6m9M từ Bắc vào Nam, khí thuận lợi, mơi trường nhiệt đới gió mùa ẩm, hồn lưu gió tích cực đáp ưng nhu cầu lượng nước ta giới không làm ảnh hưởng đến mơi trường Tuy nhiên bên cạnh xuất thách thức khó khăn cơng nghệ, kĩ thuật Để thương mại hóa, thực hóa vấn đề này, cần có nhiều dự án nghiên cứu Chính Phủ đầu tư cách nghiên túc nguồn lượng thay cho nguồn lượng hóa thạch TÁC GIẢ Ý TƯỞNG Phạm Hải Minh 20181223 Là sinh viên KTĐ, K63 Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Hướng nghiên cứu điện gió Mail: Minh.ph181223@sis.hust.edu.vn Nguyễn Vũ Nhật Nam 2018 Là sinh viên KTĐ, K63 Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Hướng nghiên cứu điện gió Mail: Nam.nvn181231@sis.hust.edu.vn Tào Thị Quỳnh Anh 20181941 Là sinh viên Kinh Tế Cơng Nghiệp K63, Viện Kinh Tế Quản Lí Hướng nghiên cứu điện gió Mail: Anh.ttq181941@sis.hust.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO 1] http://nangluongvietnam.vn/news/vn/nhandinh-phan-bien-kien-nghi/tong-quan-tiem-nang- GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN va-trien-vong-phat-trien-nang-luong-tai-tao-viet- Ts Nguyễn Đức Tuyên: Tốt nghiệp Trường nam.html Đại học Bách khoa Hà Nội (2006), thạc sĩ [2] Airborne wind energy: basic concepts and physical foundations U Ahrens, M Diehl, R (2009) tiến sĩ (2012) từ Viện công nghệ Schmehl (Eds.), Airborne wind energy, Springer, Shibaura Thầy giảng viên Berlin (2013), pp 3-22 [Chapter 1] Trường Đại học Bách khoa Hà Nội với [3] A Cherubini et al., “Airborne Wind Energy Systems: A Review of the Technologies,” Renew Sustain Energy Rev 51, 1461 (2015) chuyên ngành nghiên cứu lượng tái tạo DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 143 ... nhiều diện tích đất thấp 30% so với tuabin gió - Giá thành rẻ so với việc lắp đặt truyền thống vị trí có gió thấp cột tuabin gió thơng thường - Tiềm Tua bin gió khơng - Là nguồn tài nguyên vô... trí Gió khí có xu hướng nhanh Máy bay khơng người lái có kích thước qn gió bề mặt, điều nhỏ lần so với cánh quạt tuabin đặt hội thú vị để thu hoạch gió truyền thống hoạt động độ lượng với tốc độ. .. quạt lượng gió đem lại hệ thống Trạm di chuyển sử dụng - Có thể đáp ưng nhu cầu lượng nhẹ không khí Khơng có vấn đề nước ta giới phương pháp cao, hệ thống Trạm di chuyển sử dụng tuabin để tạo