Thiết kế mô hình turbine gió trục đứng công suất nhỏ phù hợp cho nhiều loại cánh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH TURBINE GIÓ TRỤC ĐỨNG CÔNG SUẤT NHỎ PHÙ HỢP CHO NHIỀU LOẠI CÁNH Ngành KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn TS BÙI MINH DƯƠNG Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Nguyễn Minh Hiếu 1711020289 17DDCA2 Nguyễn Văn Thảo 1711020387 17DDCA2 Vũ Nguyễn Bảo Vương 1711020488 17DDCA2 TP Hồ Chí Minh, 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH TURBINE GIÓ TRỤC ĐỨNG CÔNG SUẤT.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH TURBINE GIĨ TRỤC ĐỨNG CƠNG SUẤT NHỎ PHÙ HỢP CHO NHIỀU LOẠI CÁNH Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn: TS BÙI MINH DƯƠNG Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Minh Hiếu 1711020289 17DDCA2 Nguyễn Văn Thảo 1711020387 17DDCA2 Vũ Nguyễn Bảo Vương 1711020488 17DDCA2 TP Hồ Chí Minh, 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MƠ HÌNH TURBINE GIĨ TRỤC ĐỨNG CÔNG SUẤT NHỎ PHÙ HỢP CHO NHIỀU LOẠI CÁNH Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn: TS BÙI MINH DƯƠNG Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Minh Hiếu 1711020289 17DDCA2 Nguyễn Văn Thảo 1711020387 17DDCA2 Vũ Nguyễn Bảo Vương 1711020488 17DDCA2 TP Hồ Chí Minh, 2021 LỜI CÁM ƠN Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành KỸ THUẬT ĐIỆN- ĐIỆN TỬ với đề tài “Thiết kế mô hình Turbine gió trục đứng cơng suất nhỏ phù hợp cho nhiều loại cánh” kết trình cố gắng khơng ngừng nghỉ nhóm nhận hướng dẫn tận tình thầy anh chị khóa trước bạn bè Qua đây, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành tới người giúp đỡ nhóm hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến thầy TS.Bùi Minh Dương người trực tiếp hướng dẫn đồ án Thầy cung cấp cho nhóm tài liệu cần thiết cho nhóm Nhóm xin chân thành cảm ơn nhà trường thầy bên viện tạo điều kiện nhóm hồn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CÁM ƠN .9 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT/KÍ HIỆU v DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, VÀ HÌNH ẢNH ix LỜI MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài Tình hình nghiên cứu Mục đích nghiên cứu .3 Nhiệm vụ nghiên cứu .3 Phương pháp nghiên cứu Kết đạt .4 Kết cấu đề tài gồm chương CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG .6 1.1 Giới thiệu đề tài 1.1.1 Lý nhóm chọn đề tài .6 1.1.2 Giới thiệu đề tài 1.2 Tổng quan turbine gió 1.2.1 Về lịch sử 1.2.2 Nguyên lý làm việc cánh turbine giới thiệu turbine gió trục đứng (VAWT) .8 1.2.2.1 Nguyên lý làm việc cánh turbine 1.2.2.2 Giới thiệu turbine gió trục đứng (VAWT) 1.3 Cơ sở lý thuyết 11 1.3.1 Tổng quan cấu trúc turbine gió 11 1.3.2 Cơng suất gió 12 1.3.3 Hệ số công suất 13 1.3.4 Định luật công suất học Betz 15 1.3.5 Tỷ lệ tốc độ đầu cánh .17 1.3.6 Góc kích 18 i 1.3.7 Lực nâng 20 1.3.8 Lực kéo .21 1.3.9 Độ rắn cánh 22 1.3.10 Tốc độ cắt gió vào/ra 22 CHƯƠNG 24 TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TURBINE GIÓ TRỤC ĐỨNG 24 2.1 Các giải pháp thiết kế turbine gió trục đứng .24 2.1.1 Thay đổi kết cấu nguyên mẫu turbine .24 2.2.2 Sử dụng vịng bi vào khớp nối trục turbine gió .25 2.2 Mục tiêu thiết kế turbine gió trục đứng 25 CHƯƠNG 26 PHƯƠNG PHÁP THAY ĐỔI CẤU TRÚC CÁNH CỦA TURBINE GIÓ TRỤC ĐỨNG .26 3.1 Thay đổi kết cấu nguyên mẫu cánh turbine - Tìm hiểu thử nghiệm .26 3.2 Sử dụng vòng bi vào khớp nối trục turbine 28 CHƯƠNG 30 QUY TRÌNH THIẾT KẾ TURBINE GIĨ TRỤC ĐỨNG CƠNG SUẤT NHỎ 30 4.1 Phần khí .30 4.1.1 Giới thiệu 30 4.1.2 Các thiết bị VAWT .30 4.1.3 Thiết kế mẫu cánh phần mềm AUTOCAD 2018 30 Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 31 4.1.4 Các loại cánh quạt 32 4.1.4.1 Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 33 4.1.4.2 Turbine cánh kiểu H-rotor 34 4.1.4.3 Turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius 35 4.2 Phần điện 36 4.2.1 Chọn máy phát điện 36 4.2.1.1 Máy phát điện xoay chiều không đồng .36 4.2.1.2 Máy phát đồng nam châm vĩnh cửu (PMSG) .37 4.2.2 Bộ nạp acquy 38 4.2.3 Thiết bị đo 40 ii 4.2.3.1 Đồng Hồ Kim Sanwa YX-360Tre .40 4.2.3.2 Máy đo tốc độ kỹ thuật số laser không tiếp xúc RPM DT2234C+ 41 4.2.3.3 Máy đo tốc độ gió Anemimeter 42 CHƯƠNG 43 LẮP ĐẶT TURBINE GIÓ TRỤC ĐỨNG, ĐO ĐẠC VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 43 5.1 Giới thiệu 43 5.2 Thi cơng, lắp ráp mơ hình 43 5.3 Nghiệm thu kết 45 5.3.1 Quy trình đo .45 5.3.2 Kết đo phân tích thảo luận 47 5.3.2.1 Tốc độ gió số vịng quay turbine gió .47 5.3.2.1.1 Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 47 5.3.2.1.2 Turbine cánh kiểu H-rotor 49 5.3.2.1.3 Turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius .51 5.3.2.1.4 So sánh số vòng quay loại cánh 53 5.3.2.2 Hệ số công suất tỉ lệ tốc độ đầu cánh turbine gió 54 5.3.2.2.1 Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 54 5.3.2.2.2 Turbine cánh kiểu H-rotor 57 5.3.2.2.3 Turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius .59 5.3.2.2.4 So sánh kết hệ số công suất loại cánh 61 5.3.2.3 Cơng suất điện vận tốc gió 62 5.3.2.3.1 Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 62 5.3.2.3.2 Turbine cánh kiểu H-rotor 64 5.3.2.3.3 Turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius .65 5.3.2.3.4 So sánh công suất điện loại cánh 67 5.3.2.4 Điện áp turbine gió 68 5.3.2.4.1 Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 68 5.3.2.4.2 Turbine cánh kiểu H-rotor 69 5.3.2.4.3 Turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius .70 5.3.2.4.4 So sánh kết điện áp loại cánh 71 5.3.2.5 Kết thu .73 iii CHƯƠNG 74 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI .74 6.1 Về thiết kế 74 6.2 Về lý thuyết 75 6.3 Kết luận đề tài 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 iv DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT/KÍ HIỆU Chữ viết tắt/ kí hiệu HAWT VAWT WWEA TCN v A P ρ, 𝜌𝑎𝑖𝑟 e D H T Cp n CL L CD λ A δ s R N c PVC AC DC PMSG f p N Dο E° Ib Cụm từ đầy đủ Nghĩa tiếng việt Horizontal Axis Wind Turbine Vertical Axis Wind Turbine Tuabin gió trục ngang Tuabin gió trục đứng hiệp hội lượng gió giới Trước Cơng Ngun Tốc độ gió Diện tích qt Cơng suất Mật độ khơng khí Khoảng cách chồng lắp Lực kéo Chiều cao cánh tuabin world wind energy association Wind speed Swept area POWER Air density Overlap distance Drag force’s magnitude The height of the turbine blades Total moment or torque generated by the turbine (N.m) Power coefficient The rotation speed of rotor Lift coefficient Lift force’s magnitude Drag coefficient Tip Speed Ratio Swept area Blade Solidity Pitch radius The number blades Chord length Polyvinyl clorua Alternating Current Direct Current Permanent Magnet Synchronous Generator The frequency The number of poles End plate diameter The voltage between brushes The blades moment of inertia v Mômen xoắn tuabin Hệ số cơng suất Số vịng quay rotor Hệ số nâng Cường độ lực nâng Hệ số kéo Tỉ lệ tốc độ đầu cánh Khu vực tham chiếu Độ rắn cánh Độ cao Bán kính Số lượng cánh Độ dài đường kết nối cánh Nhựa PVC Dòng điện xoay chiều Dòng điện chiều Máy phát điện đồng nam châm vĩnh cửu Tần số Số cực Tốc độ quay roto Đường kính cuối Điện áp chổi than Mơmen qn tính cánh Ip The end plates moment of inertia Is Pin The shaft moment of inertia Power in the wind Mass flow rate of air inside the stream tube Power out Overlap distance Downwind velocity Upwind velocity The initial angular velocity The final angular velocity Kinetic Energy Moment Coefficient The angle of attack Time ṁ pout e vd vu ω1 ω2 E M α τ vi quạt Mơmen qn tính cuối Mơmen qn tính trục Cơng suất gió Tốc độ dịng chảy khơng khí Cơng suất Hệ số chồng chéo Vận tốc gió sau cánh quạt Vận tốc gió trước cánh quạt Tốc độ góc lúc đầu Tốc độ góc lúc sau Động Hệ số Moment Góc kích Thời gian DANH MỤC BẢNG Bảng Nội dung Trang Cơng suất tốc độ gia tăng điện gió số nước trên giới 1.1 So sánh loại cánh VAWT 10 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lực nâng 20 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến lực kéo 21 4.1 Bản vẽ mặt đứng, trên, cánh hứng gió loại cánh turbine 31 4.2 Mối liên hệ số cực tốc độ quay 38 5.1 Bảng nghiệm thu kết đo mơ hình tầng 47 5.2 Bảng tốc độ vịng quay lần đo turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 48 5.3 Bảng đo vận tốc gió tốc độ vịng quay turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 49 5.4 Bảng tốc độ vòng quay lần đo turbine cánh kiểu H-rotor 50 5.5 Bảng đo vận tốc gió tốc độ vịng quay turbine cánh kiểu H-rotor 50 5.6 Bảng tốc độ vòng quay lần đo turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius 51 5.7 Bảng đo vận tốc gió tốc độ vịng quay turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius 52 5.8 So sánh kết đo vận tốc gió tốc độ vịng quay loại cánh 53 5.9 Tỷ lệ tốc độ dầu cánh hệ số công suất turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 55 5.10 Tỷ lệ tốc độ dầu cánh hệ số công suất turbine cánh kiểu H-rotor 57 5.11 Tỷ lệ tốc độ dầu cánh hệ số công suất turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius 59 5.12 So sánh hệ số công suất loại cánh 61 5.13 Công suất điện vận tốc gió turbine Savonius 62 a vii Nhận xét: - Dựa vào biểu đồ biểu thị cơng suất điện vận tốc gió turbine Savonius cánh hình xoắn ốc cho thấy tăng - Cơng suất điện turbine Savonius cánh hình xoắn ốc tăng từ 9.1 (W) đến 29.4 (W) vận tốc gió từ 3.4 (m/s) đến (m/s) 5.3.2.3.2 Turbine cánh kiểu H-rotor Bảng Kết Quả Đo Bảng 5.14: Cơng suất điện vận tốc gió turbine canh kiểu H-rotor Stt  Công suất điện (W) 5.5 7.7 12.8 17.6 Vận tốc gió (m/s) 3.4 3.8 4.5 Cơng thức tính 𝑃𝑔𝑖ó =𝑃𝑖𝑛 = 𝜌A𝑣 Trong đó: 𝑃𝑖𝑛 : Cơng suất gió (W) 𝜌: Mật độ khơng khí (kg/𝑚3 ) A: Diện tích qt gió (𝑚2 ) v: vận tốc gió (m/s) 𝐶𝑝 = 𝑃𝑜𝑢𝑡 𝑃𝑖𝑛 Trong đó: 𝑃𝑜𝑢𝑡 : Cơng suất điện(W) 𝐶𝑝 :Hệ số cơng suất 𝑃𝑖𝑛 : Cơng suất gió(W) 64 =1 𝑇𝜔 𝜌𝐴𝑣 (W) Biểu Đồ Kết Quả Đo 20 Công suất điện(W) 18 16 14 12 Công suất điện (W) 10 3.4 3.8 4.5 Vận tốc gió (m/s) Hình 5.17: Biểu đồ cơng suất điện vận tốc gió turbine cánh kiểu H-rotor Nhận xét: - Dựa vào biểu đồ biểu thị công suất điện vận tốc gió turbine cánh kiểu H-rotor cho thấy tăng - Công suất điện turbine cánh kiểu H-rotor tăng từ 5.5 (W) đến 17.6 (W) vận tốc gió từ 3.4 (m/s) đến (m/s) 5.3.2.3.3 Turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius Bảng Kết Quả Đo Bảng 5.15: Công suất điện vận tốc gió turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius Stt Vận tốc gió (m/s) Cơng suất điện (W) 3.4 3.8 4.5 15.3 21.4 25.1 35.7 49.1 65  Cơng thức tính 𝑃𝑔𝑖ó =𝑃𝑖𝑛 = 𝜌A𝑣 (W) Trong đó: 𝑃𝑖𝑛 : Cơng suất gió (W) 𝜌: Mật độ khơng khí (kg/𝑚3 ) A: Diện tích qt gió (𝑚2 ) v: vận tốc gió (m/s) 𝐶𝑝 = 𝑃𝑜𝑢𝑡 𝑃𝑖𝑛 =1 𝑇𝜔 𝜌𝐴𝑣 Trong đó: 𝑃𝑜𝑢𝑡 : Cơng suất điện(W) 𝐶𝑝 :Hệ số công suất 𝑃𝑖𝑛 : Công suất gió(W) Biểu Đồ Kết Quả Đo 60 Cơng suất điện(W) 50 40 Công suất điện (W) 30 20 10 3.4 3.8 4.5 Vận tốc gió (m/s) Hình 5.18: Biểu đồ cơng suất điện vận tốc gió turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius 66 Nhận xét: - Dựa vào biểu đồ biểu thị công suất điện vận tốc gió turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius cho thấy tăng - Công suất điện turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius tăng từ 15.3 (W) đến 49 (W) vận tốc gió từ 3.4 (m/s) đến (m/s) 5.3.2.3.4 So sánh công suất điện loại cánh Bảng 5.16: So sánh công suất điện loại cánh Vận Stt tốc gió (m/s) 3.4 3.8 4.5 5 Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 9.1 12.8 14.9 21.4 29.4 Công suất điện (W) Turbine cánh Turbine Darrieus kết kiểu H-rotor hợp cánh Sarvonius 5.5 15.3 7.7 21.4 25.1 12.8 35.7 17.6 49.1 Biểu Đồ Kết Quả Đo 60 Công suất điện (W) 50 40 Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 30 Turbine cánh kiểu H-rotor 20 Turbine Darrieus kết hợp cánh sarvonius 10 3.4 3.8 4.5 Hình 5.19: Biểu đồ so sánh kết đo cơng suất điện vận tốc gió loại cánh 67 Nhận xét: - Dựa vào biểu đồ hiển thị so sánh kết đo công suất điện vận tốc gió loại cánh cho thấy:  Turbine có kết cao turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius, công suất điện cao tăng từ 15.3 (W) đến 49.1 (W)  Đứng thứ hai turbine Savonius cánh hình xoắn ốc, cơng suất điện đạt từ 15.3 (W) đến 49.1 (W)  Đứng cuối turbine cánh kiểu H-rotor, công suất điện đạt thấp từ 5.5 (W) đến 17,6 (W) 5.3.2.4 Điện áp turbine gió 5.3.2.4.1 Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc Bảng Kết Quả Đo Bảng 5.17: Đo vận tốc gió điện áp turbine Savonius cánh hình xoắn ốc Stt Vận tốc gió (m/s) 3.4 3.8 4.5 Biểu Đồ Kết Quả Đo Điện áp (V) 2.6 3.2 3.6 4.8 Điện áp (V) Điện áp (V) 3.4 3.8 4.5 Vận tốc gió (m/s) Hình 5.20: Biểu đồ vận tốc gió điện áp turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 68 Nhận xét: - Dựa vào biểu đồ biểu thị công suất điện vận tốc gió turbine Savonius cánh hình xoắn ốc cho thấy tăng - Điện áp turbine Savonius cánh hình xoắn ốc đạt từ 2.6V đến 4.8V - Vận tốc gió, tốc độ quay turbine điện áp tỷ lệ thuận với Khi vận tốc gió tăng tốc độ vịng quay turbine cao sinh điện áp lớn 5.3.2.4.2 Turbine cánh kiểu H-rotor Bảng Kết Quả Đo Bảng 5.18: Đo vận tốc gió điện áp turbine cánh kiểu H-rotor Stt Vận tốc gió (m/s) 3.4 3.8 4.5 Biểu Đồ Kết Quả Đo Điện áp (V) 2.4 2.6 2.7 3.2 3.5 Điện áp (V) 2.5 Điện áp (V) 1.5 0.5 3.4 3.8 4.5 Vận tốc gió (m/s) Hình 5.21: Biểu đồ vận tốc gió điện áp turbine cánh kiểu H-rotor 69 Nhận xét: - Dựa vào biểu đồ biểu thị cơng suất điện vận tốc gió turbine cánh kiểu Hrotor cho thấy tăng - Điện áp turbine cánh kiểu H-rotor cánh hình xoắn ốc đạt từ 2.4 (V) đến 3.2 (V) - Vận tốc gió, tốc độ quay turbine điện áp tỷ lệ thuận với Khi vận tốc gió tăng tốc độ vịng quay turbine cao sinh điện áp lớn 5.3.2.4.3 Turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius Bảng Kết Quả Đo Bảng 5.19: Đo vận tốc gió điện áp turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius Stt Điện áp (V) 1.4 1.6 1.8 2.1 2.5 Vận tốc gió (m/s) 3.4 3.8 4.5 Biểu Đồ Kết Quả Đo Điện áp (V) 2.5 1.5 Điện áp (V) 0.5 3.4 3.8 4.5 Vận tốc gió (m/s) Hình 5.22: Biểu đồ vận tốc gió điện áp turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius 70 Nhận xét: - Dựa vào biểu đồ biểu thị công suất điện vận tốc gió turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius cho thấy tăng - Điện áp turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius cánh hình xoắn ốc đạt từ 1.4 (V) đến 2.5 (V) - Vận tốc gió, tốc độ quay turbine điện áp tỷ lệ thuận với Khi vận tốc gió tăng tốc độ vịng quay turbine cao sinh điện áp lớn 5.3.2.4.4 So sánh kết điện áp loại cánh Bảng Kết Quả Đo Bảng 5.20: So sánh điện áp loại cánh Stt Vận tốc gió (m/s) 3.4 3.8 4.5 Điện áp (V) Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 2.6 3.2 3.6 4.8 71 Turbine cánh kiểu H-rotor 2.4 2.6 2.7 3.2 Turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius 1.4 1.6 1.8 2.1 2.5 Biểu Đồ Kết Quả Đo Điện áp (V) Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc Turbine cánh kiểu H-rotor Turbine Darrieus kết hợp cánh sarvonius 3.4 3.8 4.5 Hình 5.23: Biểu đồ so sánh kết đo vận tốc gió điện áp loại cánh Nhận xét: - Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc turbine có điện áp cao nhất, điện áp tăng từ 2.6 (V) đến 4.8 (V) vận tốc gió từ 3.5 (m/s) đến (m/s) - Turbine cánh kiểu H-rotor turbine có điện áp cao nhất, điện áp tăng từ 2.4 (V) đến 3.2 (V) vận tốc gió từ 3.5 (m/s) đến (m/s) - Turbine Darrieus kết hợp cánh sarvonius turbine có điện áp cao nhất, điện áp tăng từ 1.4 (V) đến 2.5 (V) vận tốc gió từ 3.5 (m/s) đến (m/s) 72 5.3.2.5 Kết thu Qua trình nghiệm thu, kết đo cho thấy: - Kết đo vận tốc gió, tốc dộ vịng quay điện áp kết turbine Savonius cánh hình xoắn ốc có kết cao đạt 140 vòng/phút Cho thấy loại cánh Savonius hoạt động hiệu với nhiều loại tốc độ gió Cịn cánh turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius lại có kết thấp đạt 82 vòng/phút - Nhưng loại cánh turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius lại có tỷ lệ tốc độ đầu cánh (λ), hệ số công suất (𝐶𝑝 ), công suất điện (W) cao loại cánh chiếm 0.5871 cao turbine Savonius cánh hình xoắn ốc 0.0071 turbine cánh kiểu H-rotor có kết loại cánh đạt 0.5541  Qua so sánh cho thấy cánh turbine Savonius cánh hình xoắn ốc có hiệu loại cánh 73 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI Sau thời gian thực đồ án, dựa vào mục đích nghiên cứu kết hướng tới, thành viên nhóm thực u cầu đề tài “Thiết kế mơ hình turbine gió trục đứng cơng suất phù hợp cho nhiều loại cánh” đạt nhiều kết mặt 6.1 Về thiết kế  Đã đạt Nhóm xây thành công loại cánh: turbine Savonius cánh hình xoắn ốc, turbine cánh kiểu H-rotor, turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius Đạt yêu cầu mơ hình turbine gió trục đứng cơng suất nhỏ: - Tạo mơ hình cánh hiệu - Tăng khả tự khởi động turbine tốc độ gió thấp từ 3.4 m/s mà nguyên mẫu turbine chưa đạt - Tạo nguồn điện công suất nhỏ cho nhỏ người sử dụng - Qua trình nghiệm thu kết cho thấy kết cánh turbine Savonius cánh hình xoắn ốc có hiệu tốt loại cánh, đạt 3/5 tiêu đứng nhất, chiếm 3/5 tiêu đứng thứ  Mặt hạn chế Bên cạnh kết đạt mơ hình củng cịn mặt hạn chế như: - Vật liệu mơ hình có khối lượng cịn nặng làm cho turbine hoạt động chưa hiệu nhất, cần vật liệu có khối lượng nhẹ bền vật liệu - Mơ hình chưa có thẩm mĩ cao mẫu mã bên ngồi - Khó tìm kiếm thiết bị ảnh hưởng COVID-19 74 6.2 Về lý thuyết  Đã đạt Trong trình tìm tịi tham thảo từ tài liệu tham khảo, thành viên nhóm tiếp thu đươc kiến thức thiết kế turbine gió trục đứng: - Nguyên lý hoạt động turbine - Cấu tạo cánh turbine - Tìm hiểu nhiều loại cánh turbine gió trục đứng - Sử dụng thiết bị đo - Thiết kế, vẽ mơ mộ hình AUTOCAD 2108 - Biết cách thống kê, so sánh cánh turbine với - Giúp thành viên hiểu tầm quan trọng nguồn lượng tái tạo, nguồn lượng hóa thạch ngày cạn kiệt  Mặt hạn chế - Tài liệu tiếng Việt turbine gió trục đứng cịn - Việc nghiên cứu mơ hình ngồi thực tế bị hạn chế dịch bệnh COVID 19 hạn chế đường, nên mơ hình thiết kế dựa từ ngun mẫu Internet 6.3 Kết luận đề tài - Đồ án nhóm thực đạt yêu cầu đề ra, từ việc phát triển loại cánh turbine Savonius cánh hình xoắn ốc, turbine cánh kiểu H-rotor, turbine Darrieus kết hợp cánh Sarvonius, so sánh kết nghiệm thu cánh với chọn loại cánh có tiêu tốt để áp dụng vào thực tế Trong loại cánh nhóm nghiên cứu qua q trình nghiệm thu kết cho thấy kết cánh turbine Savonius cánh hình xoắn ốc có hiệu tốt loại cánh, đạt 3/5 tiêu đứng nhất, chiếm 3/5 tiêu đứng thứ - Mơ hình nhóm đạt mục đích nghiên cứu nhóm thiết turbine gió cơng suất nhỏ phù hợp nhiều loại cánh, hoạt động tốt tốc độ gió thấp 75 thành phố thị, sau q trình nghiên cứu khả tự động cánh turbine tăng lên tốc độ gió 3,4 m/s cánh nguyên mẫu gặp khó khăn việc tự khởi động, sản xuất nguồn điện cung cấp cho người sử dụng góp phần vào việc phát triển nguồn lượng - Chi phí thực lắp ráp mơ hình turbine gió trục đứng loại cánh Turbine Savonius cánh hình xoắn ốc khoảng 4.000.000 VNĐ, với thiết kế đơn giản, linh kiện dễ tìm nên việc lắp ráp sữ dụng hiệu nhiều tốc độ gió, nên mơ hình sử dụng để tạo nguồn điện công suất nhỏ phục vụ cho sinh hoạt tiết kiệm chi phí tiền điện gia đình Tóm lại, thơng qua q trình thực thiết kế lắp ráp mơ hình đồ án, thành viên nhóm tìm tịi, học hỏi kỹ thiết kế, xử lý tình huống, kiến thức lý thuyết thết kế mô hình VAWT cơng suất nhỏ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lịch sử lượng gió, 20/7/2021 https://devi-renewable.com/news/lich-sunang-luong-gio/ Phạm Đức Trung, Tuabin gió trục đứng – chặng đường vươn lên cạnh tranh với tuabin gió trục ngang, 20/7/2021 http://pecc2.com/vn/tuabin-gio-truc-dungchang-duong-vuon-len-canh-tranh-voi-tuabin-gio-truc-ngang.html Viện Nghiên cứu sáng chế Khai thác công nghệ, Tua-bin gió trục đứng - giải pháp cơng nghệ có tiềm thương mại hố tương lai, 21/7/2021 https://www.most.gov.vn/vn/tin-tuc/20292/tua-bin-gio-truc-dung -mot-giaiphap-cong-nghe-co-tiem-nang-thuong-mai-hoa-trong-tuong-lai.aspx Pebblles Ranch, Tesup 2.0 Wind Turbine Install and Review, 20/7/2021 https://www.youtube.com/watch?v=J2w_Pq5APt8&ab_channel=PebblesRanch sawddust7seg, Darrieus Windmill, 20/7/2021 https://www.youtube.com/watch?v=hbEiUvyzx2Q&ab_channel=sawdust7seg laidofftomass, Vawt wind turbine, 20/7/2021 https://www.youtube.com/watch?v=qkliyuME2cc&ab_channel=laidofftomass IQBL DESIGN, Savonius turbine flow simulation, 20/7/2021 https://www.youtube.com/watch?v=IBBsNdk9_MQ&ab_channel=IQBLDESIGN Jackie Nguyen, Nên chọn làm loại máy phát điện gió trục đứng hay trục ngang?, 10/8/2021 https://www.blogdiengio.com/2018/07/nen-chon-lam-loai-may-phatien-gio-truc.html TRẦN THỊ BÉ, Đánh giá tiềm năng lượng gió vùng biển ven bờ Việt Nam, 10/8/2021 https://fr.slideshare.net/trongthuy2/luan-van-tiem-nang-nang-luonggio-vung-bien-ven-bo-viet-nam-9d 10 CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT TỰ ĐỘNG HƯNG PHÁT, Máy phát điện xoay chiều | Kiến thức cần biết, 11/8/2021 https://huphaco.vn/may-phat-dienxoay-chieu/ 77 11 Schematic of a single stage savonius rotor 4, 15/8/2021 https://www.researchgate.net/figure/Schematic-of-a-single-stage-Savonius-rotor4_fig1_281899860 12 Efunda, 15/8/2021 https://www.efunda.com/math/solids/solids_display.cfm?SolidName=HalfCircula rCylindricalShell 13 PressureDistribution, 15/8/2021 http://avstop.com/ac/flighttrainghandbook/pressuredistribution.html 14 Typical wind turbine power output with steady wind speed, 15/8/2021 https://www.researchgate.net/figure/Typical-power-curve-Source-http-wwwwind-power-program-com-turbine_fig7_285097114 78 ... kế turbine gió trục đứng - Tạo nguồn điện công suất nhỏ phù hợp với nhiều loại cánh - Thiết kế nhiều loại cánh chọn loại cánh có khả hoạt động tốt - Mục tiêu đề tài thiết kế mơ hình turbine gió. .. tài thiết kế mơ hình turbine gió trục đứng cơng suất nhỏ phù hợp cho nhiều loại cánh, tạo nguồn điện phục vụ sinh hoạt cho người dân Sử dụng nhiều mẫu cánh để so sánh hiệu loại cánh từ chọn loại. .. gió trục đứng công suất nhỏ phù hợp cho nhiều loại cánh, tạo nguồn điện công suất nhỏ - Thiết kế nhiều mẫu cánh có khả hoạt động ổn định hoạt động vùng có tốc độ gió thay đổi liên tục từ kết