LA CHN GII PHAP KT CU d TURBINE PH

Tiểu ban Năng lượng, Kỹ thuật cơng trình, Vận tải Công nghệ Biển 61 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐỠ TURBINE PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ XÂY DỰNG Ở VEN BIỂN VIỆT NAM Mai Hồng Quân, Vũ Đan Chỉnh Viện Xây Dựng Cơng Trình Biển, Đại học Xây Dựng Số 55, Giải Phóng, Hà Nội Email: quandhxd@gmail.com Tóm tắt: Turbine phát điện nhờ sức gió hay cịn gọi Trạm Phong Điện nguồn lượng tái tạo giới có Việt Nam đưa vào khai thác So với trạm phong điện đất liền, trạm phong điện xây dựng ngồi khơi có lợi rõ rệt sức gió mạnh ổn định, giảm ảnh hưởng nhiễm tiếng ồn không đất Bài báo nhằm giới thiệu dạng kết cấu sử dụng cho trạm phong điện biển Việt Nam A SELECTION OF OFFSHORE WIND ENERGY GENERATED TURBIN SUPPORT STRUCTURE IN COASTAL ZONE OF VIETNAM Abstract: Wind turbine is one of renewable energy exploited in the world including Vietnam Compare with the onshore wind turbine, the offshore have some significant advantages as the high and stable wind velocity, reduce the effecting of the noise and save the land The purpose of this paper is to introduce some type of offshore wind turbine support structure which is suitable to build in Vietnam conditions Mở đầu: Phát điện nhờ sức gió mục tiêu theo đuổi toàn cầu, có Việt Nam nhằm cung cấp cho xã hội nguồn lượng tái tạo tiềm ảnh hưởng đến môi trường sống Theo nghiên cứu WorldBank Việt Nam với biển bờ biển dài nhiều đảo quốc gia có tiềm lớn lượng gió Trong bảng sau số địa phương có tiềm cung cấp điện gió Việt Nam Hội nghị Khoa học Cơng nghệ Biển toàn quốc lần thứ V 62 Bảng Tiềm gió Việt Nam (Số liệu cục Khí tượng Thủy văn 2005) Địa phương Tốc độ gió trung bình Vtb(m/s) Mật độ cơng suất gió (W/m2) Mật độ lượng bình quân/năm (E=kWh/m2) Pha Đin 3,2 - 751,1 Đảo Cô Tô 4,4 - 1.317,9 Bãi Cháy 3,3 64,0 562 Bạch Long Vĩ 7,3 119,0 4.487,0 Nam Định 3,6 72,0 631,0 Văn Lý 4,3 72,0 933,5 Đồng Hới 3,9 108,6 952,0 Quy Nhơn 4,1 106,6 935,0 Cam Ranh 4,2 124,3 1065,7 Đảo Phú Quý 6,8 108,0 3554,2 Plây Ku 3,1 69,6 610,0 Đà Lạt 3,0 66,2 580,0 Tân Sơn Nhất 3,2 56,1 492,0 Vũng Tầu 3,9 101,1 886,0 Phú Quốc 3,7 97,5 855,0 Rạch Giá 3,2 47,7 476,0 Trường Sa 6,3 307,1 2692,0 Số liệu điều tra cho thấy vùng biển ven biển miền trung, vùng đảo, hải đảo vùng có tiền điện gió trội Những trạm phát điện sức gió (Turbine gió) xây dựng nhiều đất liền, dù có ảnh hưởng định đến môi trường tiếng ồn, chiếm quỹ đất trồng trọt đáng kể Turbine phát điện nhờ sức gió ngồi biển (Phong điện biển) hướng nước giới phát triển nhằm tận dụng vận tốc gió lớn ổn định ngồi biển giảm tiếng ồn, không chiếm đất dành cho canh tác Đây hướng phát triển tất yếu Việt Nam tương lai gần Tiểu ban Năng lượng, Kỹ thuật cơng trình, Vận tải Cơng nghệ Biển 63 Roto- Cánh quạt Trụ Trụ Sàn công tác Kết cấu trụ đỡ Mực nước Cọc Trụ Trụ Đáy biển Đất Cọc Móng Hình 1: Cấu tạo cơng trình phong điện biển Cấu tạo cơng trình phong điện gồm phần: - Turbine: Gồm cánh quạt, phần thân rotor (Hub) Độ lớn cánh quạt độ cao đặt hub phụ thuộc vào công suất thiết kế, điều kiện gió vị trí xây dựng Cơng suất phát điện lớn đường kính cánh quạt cao độ đặt turbine lớn Ví dụ turbine cơng suất 4.5MW có đường kính cánh quạt D=112m, turbine 5MW D=126m - Kết cấu trụ trên: Phần kết cấu nối Turbine với phần trụ tính từ sàn công tác Kết cấu trụ thường trụ thép ống đường kính lớn Kết cấu dạng khung rỗng sử dụng - Kết cấu trụ dưới: Là phần kết cấu tính từ sàn cơng tác đến móng, trụ coi kết cấu cơng trình biển loại nhỏ Tùy độ sâu nước công suất thiết kế điều kiện cụ thể nơi xây dựng mà lựa chọn sử dụng kết cấu bê tông hay kết cấu thép, kết cấu monopile, tripods hay jacket Ở vùng nước sâu sử dụng kết cấu dạng có neo - Kết cấu móng: Có loại móng sử dụng cho cơng trình phong điện biển móng nơng trọng lực, móng cọc móng giếng 64 Hội nghị Khoa học Cơng nghệ Biển tồn quốc lần thứ V - Các phận phụ trợ: Giá cập tàu, cầu thang, sàn công tác sân bay phận phụ trợ gắn với cơng trình phục vụ cơng tác vận hành, bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa Giới thiệu giải pháp kết cấu cho phong điện biển phù hợp với điều kiện Việt Nam: 2.1 Kết cấu Monopile: Monopile kết cấu dạng đơn giản áp dụng thực tiễn Một ống thép vừa làm trụ đỡ phần vừa làm móng cọc cho cơng trình Trụ trụ liên kết trực tiếp hàn thông qua kết cấu chuyển tiếp liên kết trám xi măng cường độ cao Độ cứng ống thép độ sâu cọc phải thiết kế đủ cứng để chịu tải trọng ngang cơng trình Ống thép có đường kính đến 6m lớn độ dày đến 150mm Monopile kết cấu dùng nhiều vùng nước nông d