tổng quan năng lượng điện gió

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ 1.Giới tiệu chung lượng gió 1.1.Tổng quan: Hiện với phát triển công nghiệp đại hố nhu cầu lượng cần thiết cho phát triển đất nước Vấn đề đặt phát triển nguồn lượng cho phù hợp mà không ảnh hưởng tới môi trường cảnh quang thiên nhiên Trong đó, nguồn lượng than đá, dầu mỏ, khí đốt ngày cạn kiệt gây ô nhiễm môi trường nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính Để giảm vấn đề ta phải tìm nguồn lượng tái tạo , lượng để thay hiệu , giảm nhẹ tác động lượng đến tình hình kinh tế an ninh trị quốc gia Nhận thấy tầm quan trọng vấn đề lượng để phát triển Việt Nam có quan điểm sách sử dụng lượng hiệu nguồn lượng tái sinh có lượng gió Năng lượng gió nguồn lượng tự nhiên dồi phong phú, ưu tiên đầu tư phát triển Việt Nam Nhiều dự án công trình khởi cơng xây dựng với quy mơ vừa nhỏ tiêu biểu điện gió bán đảo Bạch Long Vĩ có cơng suất khoản 800Kw cơng trình phong điện Phương Mai III tỉnh Bình Định xây dựng Năng lượng điện gió nguồn lượng có tìm lớn Nhà máy điện gió xây dựng vùng nông thôn Mỹ vào năm 1890 Ngày cơng nghệ điện gió phát triển mạnh có cạnh tranh lớn, với tốc độ phát triển khơng lượng điện chiếm phần lớn thị trường lượng giới 1.2.Lợi ích lượng điện gió Năng lượng điện gió có nhiều lợi ích như: • Chi phí sản xuất thấp, khơng tổn hao lượng trình vận hành sản xuất lượng điện gió cạnh tranh với nguồn lượng khác than đá , khí đốt • Nhà máy điện gió khơng gây nhiễm mơi trường góp phần tạo cảnh quan cho việc phát triển du lịch nơi • Tạo mơi trường thân thiện, hoạt động nông nghiệp, công nghiệp hoạt động sản xuất gần nhà máy • Các nhà máy điện gió thường nơi đồng bằng, nông thôn, miền núi, hải đảo nên tạo cơng ăn việc làm cho cơng nhân nơi Với tất lợi ích vừa nêu lượng điện gió cạnh tranh với nguồn lượng khác Nhưng để phát triển xây dựng nhà máy điện gió phải khảo sát chặt chẽ, giám sát xây dựng nghiêm túc kỹ thuật để đảm bảo an toàn sử dụng vận hành 1.3.Tình hình lượng điện gió giới: Năng lượng điện gió nguồn lượng có triển vọng phát triển thời gian gần Rất nhiều quốc gia phát triển với quy mô lớn Đức, Hà Lan,Mỹ,Anh … thành lập quan lượng quốc tế (CEA) với 14 nước thành viên hợp tác nguyên cứu kế hoạch trao đổi thông tin kinh nghiệm việc phát triển lượng điện gió Các quốc gia : Úc, Canada, Đan Mạch, Thụy Điển, Na Uy, Tây Ban Nha, Phần Lan, Đức, Ý, Nhật, Hà Lan, New Zealand, Thụy Sĩ, Anh, Mỹ Vào năm 1995 nước thành viên có khoản 25000 tuabin kết nối với mạng lưới điện vận hành tốt Tổng công suất tuabin 3500 MW năm sản xuất triệu MWh Năng lượng điện gió trở thành nguồn lượng tái sinh phát triển nhanh giới đặc biệt châu Âu chiếm 70% tổng công suất Theo số liệu thống kê ngành điện, sản lượng điện sản xuất từ sức gió giới liên tục tăng: năm 1994 3.527,5MW, năm 1995 4.770MW, năm 1996 6.000MW, năm 1997 7.500MW 10.000MW Sử dụng điện sức gió, nhà sản xuất tiêu dùng an tâm nguồn “tài nguyên” này; phong điện gần khơng có tác hại đáng kể tới môi trường.(theo số liệu năm 2002) Qua khảo sát người ta nhận thấy lượng gió giới lớn phân bố tất nước Năng lượng điện khai thác năm 53000 TWh cung cấp vượt nhu cầu điện giới vào năm 2020 Theo khảo sát năm viện lượng quốc tế nhu cầu tiêu thụ điện giới vào năm 2020 25800TWh lượng điện gió chiếm 12% tổng nguồn lượng Số tự 10 11 12 13 14 thứ Quốc gia Công suất (MW) Đức Tây Ban Nha Hoa Kỳ Đan Mạch Ấn Độ Ý Hà Lan Nhật Liên hiệp Anh Bắc Ireland Trung quốc Áo Bồ Đào Nha Hy Lạp Canada 16.628 8.263 6.752 3.118 2.983 1.265 1.078 940 897 764 607 523 466 444 15 16 17 18 19 20 Thụy Điển 442 Pháp 390 Úc 380 Ireland 353 New Zealand 170 Na Uy 160 Các nước lại 951 Tổng cộng toàn giới 47.574 Bảng phân bố lượng điện gió số nước giới Nguồn: WINDPOWER MONTHLY 04/2005, Internet: www.windpower- monthly.com 1.4.Tiềm gió Việt Nam: 1.4.1.Vị trí địa lý: Việt Nam nằm khu vực Đông Nam Á , đất nước dài 2000km có đường bề biển kéo dài từ duyên hải miền trung tới nam trung nên có nguồn gió dồi từ biển thổi vào Vùng duyên hải miền trung bị chia cắt bỡi dãy núi có độ cao từ 1000-1500m vùng đất chủ yếu trồng trọt chăn ni có mật độ dân số đơng nhà máy thuỷ điện nhà máy nhiệt điện lại nên thường bị thiếu điện mùa khơ 1.4.2.Khí hậu Khí hậu Việt Nam khí hậu nhiệt đới ẩm, mưa nhiều Có gió mùa Đơng Bắc gió mùa Tây Nam Đặt biệt duyên hải miền trung có mùa Xn-Hạ-Thu- Đơng có lượng gió tương đối lớn có tốc độ gió năm 8-10m/s nhờ có bề biển dài nên có lượng gió quanh năm 1.4.3.Tiềm gió Việt Nam Vùng duyên hải miền trung cuả Việt Nam có tốc độ gió năm 8-10m/s người ta khảo sát tốc độ gió độ cao 65m 30m Tốc độ gió công suất điện độ cao 65m Các dãy núi miền trung miền nam Việt Nam nằm vị trí đặc biệt, chúng tạo thành rào chắn liên tiếp đón nhận gió mùa loại gió đến từ hướng Đông Bắc từ tháng 10 đến tháng thổi từ hướng Tây Nam từ tháng tới tháng Dọc theo miền trung Việt Nam có lượng gió tốt tốc độ gió tương đối mạnh lượng gió nhiều Mơ tả Tốc Diện 9m/s 113 30.8% 7.9% 07% 0.1% km2 % tổng diện tích 60.6% tiềm (MW) 398172 401444 102716 8748 Tiềm gió Việt Nam độ cao 65m 452 Tốc độ gió độ cao 30m Ở độ cao 30m thích hợp cho loại tuabin có cơng suất nhỏ, thích hợp nơi có tốc độ gió vừa chậm loại tuabin nhỏ thay tuabin lớn nơi đặt tuabin lớn 1.4.4.Lượng gió theo mùa Trong mùa Xn-Hạ-Thu-Đơng mùa có gió nhiều mùa đơng từ tháng 12-2 mùa hè từ ( tháng đến tháng 8) Những tháng cao điểm gió mùa Đơng Bắc Tây Nam Hai mùa cịn lại mùa chuyển tiếp Gió lớn xuất mùa đông mùa hè nằm vùng khác Ở nước ta gió mạnh xuất phía tây dãy trường sơn Gió mùa Đơng Bắc kéo theo gió mạnh miền nam Việt Nam điều xảy vùng ven biển gió thổi theo hướng Đơng Bắc tạo vùng có áp suất thấp phía bắc phía tây dãy Trường Sơn 1.4.5.Tiềm gió số vùng Việt Nam Vùng châu thổ sông mêkông đến thành phố HCM gió tốt ( tốc độ 7-7.5 m/s) khu vực có điều kiện phát triển nguồn lượng điện gió gần TP HCM có nhu cầu tiêu thụ điện lớn Trên dãy núi phía nam khu vựa duyên hải Miền Trung có gió nhiều.Ở vùng tây nguyên rộng lớn có tốc độ gió từ 7-7.5m/s, vùng biên giới Campuchia Khu vực nằm Pleiku Bn Ma Thuột có tốc độ gió lên đến 7m/s Khu vực miền biển phía Nam vùng duyên hải Miền Trung đỉnh núi có độ cao 1600 đến 2000m có lượng gió nhiều tốc độ gió cao từ 8.5 – 9.5 m/s Các đỉnh núi phía tây củaQui Nhơn Tuy Hòa với độ cao từ 1000 – 1200 có tốc độ gió tương đối lớn từ – 8.5 m/s … Như vùng ven biển có lợi lớn nguồn lượng gió lắp đặt loại tuabin có cơng suất lớn Khu vực phía Bắc vùng dun hải miền trung có dãy Trường Sơn chạy dài theo biên giới Việt Nam Lào có nơi cao tới 1800m có tốc độ gió tương đối lớn 8.5 – 9.5 m/s khu vực phái Bắc tỉnh Thừa Thiên Huế thích hợp đặt tuabin nhỏ độ cao 30m có tốc độ gió nơi – m/s Khu vực phía Bắc Việt Nam khu vực lân cận Hải Phịng gió tốt vận tốc đạt 7m/s Ở đỉnh núi biên giới Việt Nam - Lào đến vùng núi tây nam thành phố Vinh có gió tốt tốc độ từ – 9m/s Ở biên giới phía Bắc với Trung Quốc phía Bắc Đơng Bắc Hải Phịng tốc độ gió đạt tới – 8m/s Vậy với điều kiện khí hậu lượng gió, mật độ gió, tốc độ gió Việt Nam có nhiều điều kiện xây dựng nhà máy điện gió vùng có lượng gió tương đối tốt phát triển để đáp ứng nhu cầu điện cho quốc gia 1.4.6.Những thuận lợi khó khăn việc sử dụng lượng gió Những thuận lợi: • Năng lượng gió nhiên liệu sinh gió, nguồn nhiên liệu Năng lượng gió khơng gây nhiễm khơng khí so với nhà máy nhiệt điện dựa vào đốt cháy nhiên liệu than khí ga • Năng lượng gió có nhiều vùng Do nguồn cung cấp lượng gió đất nước phong phú • Năng lượng gió dạng lượng tái tạo lại mà giá lại thấp khoa học tiến tiến ngày Khoảng đến cent/kWh.Điều cịn tuỳ thuộc vào nguồn gió, tài cơng trình đặc điểm cơng trình • Tuabin gió xây dựng nơng trại, điều kiện kinh tế cho vùng nông thôn, nơi tốt gió mà tìm thấy Những người nơng dân chủ trang trại tiếp tục cơng việc đất họ tuabin gió sử dụng phần nhở đất trồng họ, chủ đầu tư lượng gió phải trả tiền bồi thường cho nông dân chủ trang trại mà có đất sử dụng việc lắp đặt tuabin gió Những khó khăn: • Năng lượng gió phải cạnh tranh với nguồn phát sinh thông thường giá Điều cịn phụ thuộc vào nơi có gió mạnh nào.Vì địi hỏi vốn đầu tư ban đầu cao máy phát điện chạy nhiên liêu khác • Năng lượng gió nguồn lượng khơng liên tục khơng ln ln có cần có điện Năng lượng gió khơng thể dự trữ khơng phải tất lượng gió khai thác thời điểm mà có nhu cầu điện • Những nơi có lượng gió tốt thường vị trí xa xơi cách thành phố, nơi lại cần điện CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TURBINE GIĨ 1.Các dạng tuabin gió: Hiện giới có nhiều dạng tuabin gió khác từ loại có cánh tới loại có nhiều cánh với hình dạng kích thước khác hình 1: Hình dạng tuabin gió Các tuabin gió chia thành hai loại: • • Một loại theo trục đứng giống máy bay trực thăng Một loại theo trục ngang Các loại tuabin gió trục ngang loại phổ biến có hay cánh quạt Tuabin gió cánh quạt hoạt động theochiều gió với bề mặt cánh quạt hướng chiều gió thổi Ngày nay, tuabin gió cánh quạt sử dụng rộng rãi 2.Tính tuabin gió: loại tuabin gió khác tính khác nhau, đường đặt tính chúng phụ thuộc vào hệ số công suất tỉ số vận tốc Ta có hệ số cơng suất: Cp = Tỉ số vận tốc: TSR = Trong đó: P : Cơng suất gió : Khối lượng riêng khơng khí (kg/m3) A : diện tích quét tuabin (m2) V : Vận tốc gió thổi (m/s) 10 CHƯƠNG IV NGUN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC TURBINE GIĨ Các tuabin gió tạo điện nào?Một cách đơn giản tuabin gió làm việc trái ngược với máy quạt điện, thay sử dụng điện để tạo gió quạt điện ngược lại tuabin gió lại sử dụng gió để tạo điện Các tuabin gió hoạt động theomột nguyên lý đơn giản Năng lượng gió làm cho cánh quạt quay quanh rotor Mà rotor nối với trục trục truyền động làm quay trục quay máy phát để tạo điện Các tuabin gió đặt trụ cao để thu hầu hết lượng gió Ở tốc độ 30 mét mặt đất tuabin gió thuận lợi: Tốc độ nhanh bị luồng gió bất thường Các tuabin gió sử dụng cung cấp điện cho nhà cửa xây dựng, chúng nối tới mạng điện để phân phối mạng điện rộng Nhìn từ phía ngồi vào xưởng lượng gió thấy nhóm tuabin làm việc tạo điện nhờ đường dây tiện ích nào?Điện truyền qua dây dẫn phân phối từ nhà, sở kinh doanh, trường học … Gió => Cánh quạt quay => Roto quay =>Trục tốc độ thấp quay => Hộp số => Tăng tốc =>Trục tốc độ cao quay =>Máy phát điện hoạt động => Điện Điện sản sinh vào máy biến áp, chuyển đổi điện máy phát điện khoảng 700V cho hệ thống phân phối 37 CHƯƠNG V CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH XÂY DỰNG NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ Để tiến hành xây dựng nhà máy điện gió cơng việc tiến hành khảo sát dịa hình đo tốc độ gió nơi Thiết bị đo gió có tên gọi anemometer lắp đặt độ cao định hình sau: Hình 10: phận đo gió Khảo sát đánh giá tìm gió khu vực điều kiện cần thiết để chọn tuabin có cơng suất phù hợp với tốc độ gió cho nhà máy hoạt động tốt tránh gây lãng phí Vì việc khảo sát đo gió phải tiến hành thời gian dài cho kết xác Sau cơng việc khảo sát đo gió hồn thành người ta tiến hành san lấp mặt xây dựng móng thân tháp gió hình bên 38 Tùy thuộc vào tốc độ gió mà chiều cao thân tháp gió khác nhau: Độ cao tháp Cơng suất cực đại tuabin gió 40 750 Kw 60 1500 Kw 65 1800 Kw 75 2000 Kw 85 2300 Kw 100 2500 Kw 120 3600 Kw 39 Hình 11: Xây dựng móng thân tháp gió 40 Cơng việc lắp tuabin vào thân tháp gió thơng qua hệ thống cần trục Khi tuabin lắp thân tháp tiến hành lắp rắp trục quay tuabin Hình 13: Lắp đặt tuabin vào thân tháp gió 41 Hình 13: lắp đặt trục quay tuabin vào tháp gió Bộ phận cánh lắp đặt vào tuabin, thiết bị chống xét cho cánh hoàn thành để đảm bảo an toàn cho tháp gió 42 Hình 14: Lắp ráp cánh tuabin vào phận rotor Hình ảnh trục nhìn từ bên 43 Hình 15: Trục phận tăng tốc tuabin gió 44 Hình 16:Kiểm tra lại thông số dạt Công việc cuối đóng điện hồn mạng lưới điện tồn nhà máy 45 Hình 17: Tủ điều khiển lưới điện Các nhà máy điện gió giới: Tùy vào địa hình nhà máy mà cách bố trí hình dạng trại gió khác 46 Hình 18: Mơ hình nhà máy điện gió đất liền 47 Hình 19: Mơ hình nhà máy điện gió ngồi biển 48 Hình 20: Mơ hình trại gió đất liền khơi 49 CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN Nội dung đề tài em nghiên cứu vè lượng gió nhà máy điện gió giới Việt Nam Những nhà máy dùng nguồn lượng sẵn có tự nhiên khơng thải khí Co2 nên khơng gây nhiễm mơi trường Cơng nghệ điện gió giới đà phát triển với trình độ kỷ thuật cao Việt Nam phải học hỏi kinh nghiệm để phát triển nhà máy điện gió nơi hải đảo, vùng đồi núi … nơi mà lưới điện quốc gia không kết nối Đề tài giới thiệu tổng quan nhà máy điện gió Giúp biết cơng nghệ xây dựng nhà máy Biết nhuyên lý làm việc nhà máy, đặc điểm cấu tạo tính làm việc tuabin gió nguyên tắc vận hành TÀI LIỆU THAM KHẢO Wiley Son – Wind Energy Handbook Wind Energy Systems Wind Tuabine energy Wind and Solar Power Systems http:// www.windpower.org http:// www.windwords.org http:// www.en.wilkipedia.org WINDPOWER MONTHLY 04/2005, Internet: www.windpower-monthly.com Tài liệu từ trang web http:// www.google.com 10 Web: https://www.slideshare.net/ 50 51 ... 11 12 13 14 thứ Quốc gia Công suất (MW) Đức Tây Ban Nha Hoa Kỳ Đan Mạch Ấn Độ Ý Hà Lan Nhật Liên hiệp Anh Bắc Ireland Trung quốc Áo Bồ Đào Nha Hy Lạp Canada 16.628 8.263 6.752 3.118 2.983 1.265... tuabin 3500 MW năm sản xuất triệu MWh Năng lượng điện gió trở thành nguồn lượng tái sinh phát triển nhanh giới đặc biệt châu Âu chiếm 70% tổng công suất Theo số liệu thống kê ngành điện, sản lượng... nghiệm việc phát triển lượng điện gió Các quốc gia : Úc, Canada, Đan Mạch, Thụy Điển, Na Uy, Tây Ban Nha, Phần Lan, Đức, Ý, Nhật, Hà Lan, New Zealand, Thụy Sĩ, Anh, Mỹ Vào năm 1995 nước thành viên