Đang tải... (xem toàn văn)
Untitled BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯƠNG QUANG VĨ TÌM HIỂU VÀ NGHIÊN CỨU VẤN ÐỀ ÐO GIÓ, PHỤC VỤ ÐẦU TƯ TRANG TRẠI ÐIỆN GIÓ NGÀNH KỸ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯƠNG QUANG VĨ TÌM HIỂU VÀ NGHIÊN CỨU VẤN ÐỀ ÐO GIÓ, PHỤC VỤ ÐẦU TƯ TRANG TRẠI ÐIỆN GIÓ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯƠNG QUANG VĨ TÌM HIỂU VÀ NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ ĐO GIÓ, PHỤC VỤ ĐẦU TƯ TRANG TRẠI ĐIỆN GIÓ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯƠNG QUANG VĨ TÌM HIỂU VÀ NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ ĐO GIÓ, PHỤC VỤ ĐẦU TƯ TRANG TRẠI ĐIỆN GIÓ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2018 %Ӝ*,È2'Ө&9¬ĈҤ27Ҥ2 75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&6Ѭ3+Ҥ0.Ӻ7+8Ұ7 7+¬1+3+Ӕ+Ӗ&+Ë0,1+ 3+,ӂ81+Ұ1;e7/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ӻ 'jQKFKRJLҧQJYLrQSKҧQELӋQ 7rQÿӅWjLOXұQYăQWKҥFVӻ 7uPKLӇXYjQJKLrQFӭXYҩQÿӅÿRJLySKөFYөÿҫXWѭWUDQJWUҥLÿLӋQJLy 7rQWiFJLҧ 75ѬѪ1*48$1*9Ƭ MSHV: 1620634 Ngành: ӻWKXұWÿLӋQ Khóa: 2016 Ĉӏnh Kѭӟng: ӬQJGөQJ +ӑYjWrQQJѭӡLSKҧQELӋQ 764XiFK7KDQK+ҧL &ѫTXDQF{QJWiF 3KzQJĈjRWҥRNK{QJFKtQKTX\ ĈLӋQWKRҥLOLrQKӋ 0903688130 ,é.,ӂ11+Ұ1;e7 9ӅKuQKWKӭF NӃWFҩXOXұQYăQ +uQKWKӭFYjNӃWFҩXFӫDOXұQYăQSKKӧSYӟLFiFTXLÿӏQKKLӋQKjQK 9ӅQӝLGXQJ 2.1 Nh̵n xét v͉Àб ǡÙǡЛ Л ǡï ЪOX̵QYăQ 1ӝLGXQJQJKLrQFӭXU}UjQJNKRDKӑFSKKӧSYӟLWrQOXұQYăQ&iFNӃWTXҧÿѭӧFSKkQWtFKEjQOXұQVR ViQKNKiNKRDKӑF 2.2 Nh̵±¯Ю уоЦ À РЪМ прк ׯï¯а Ю пСлфÀЮ 9LӋFVӱGөQJFiFNӃWTXҧFiFQJKLrQFӭXNKiFYjYLӋFWUtFKGүQÿѭӧFWKӵFKLӋQFKѭDWӕW9tGөKuQKKD\ WiFJLҧFKѭDQrXQJXӗQWUtFKGүQ 2.3 Nh̵±Ыͭc tiêu nghiên cͱu, ph˱˯ng pháp nghiên cͱu s͵ dͭng LVTN 0өFWLrXQJKLrQFӭXU}UjQJ 2.4 Nh̵n xét T͝ng quan cͯ¯͉ tài 7әQJTXDÿmQrXEұWÿѭӧFYҩQÿӅFҫQQJKLrQFӭX 2.5 С±¯͉ n͡Ƭ Нрн п 1ӝLGXQJYjFKҩWOѭӧQJÿҥW\rXFҫX 2.6 С±¯͉ kh̫£ͱng dͭǡах Э ͯ¯͉ tài &yWKӇiSGөQJOêWKX\ӃWYjRWKӵFWӃFKRTXiWUuQKÿRSKkQWtFKÿӇÿӅ[XҩW[k\GӵQJQ{QJWUҥLSKiWÿLӋQJLy WX\QKLrQFҫQSKҧLFyFiFQJKLrQFӭXFKLWLӃWKѫQ &yWKӇOjPWjLOLӋXWKDPNKҧR 2.7 Lu̵£ О Яуǡефз¿ȋ͇t sót t͛n t̩i): &KӍVӱDFiFYҩQÿӅYӅWUtFKGүQ II CÁC VҨ0ӄ CҪN LÀM RÕ &iFFkXK͗LFͯDJL̫QJYLrQSK̫QEL͏Q 1&iFYҩQÿӅYӅWtQKFKtQK[iFNKLÿRJLyWKHRF{QJQJKӋPjWiFJLҧÿӅ[XҩW 2+LӋQQD\YLӋF[ӱOêGӳOLӋXÿRJLyFyQKLӅXSKҫQPӅP QJRjLSKҫQPӅP$PPRQLW25PjWiFJLҧÿӅ [XҩW Km\FKRELӃWYuVDRFKӑQSKҫQPӅP$PPRQLW25 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC 5.2 Phần mềm WindFarmer 5.2.1 Tổng quan phần mềm WindFarmer Phần mềm WindFarmer có chức tương tự phần mềm WAsP, có thêm số cơng cụ như: - Phân tích tối ưu hóa cánh đồng điện gió - Xác định khoảng cách tối thiểu Turbin điện gió - Tạo số liệu phục vụ cho việc đánh giá chi tiết cho Turbin điện gió từ mơ hình phần mềm WAsP - Cơng cụ tài hỗ trợ phân tích tài cho giai đoạn tổng thể cơng trình - Hỗ trợ kế hoạch xây dựng 5.2.2 Thông tin đầu vào - Các kết đo đạc Trạm đo gió, lấy từ Trung tâm đo lường Trạm - Phân bố xác suất gió Weibull độ cao tâm cánh quạt - Mật độ khơng khí - Độ nhấp nhơ địa hình 5.2.3 Thơng tin đầu - Ước lượng tính tốn cơng suất Turbin tồn trại gió 40 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC - Xác định vị trí Turbin gió 41 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC - Xuất vị trí Turbin gió vào Google Earth - Sàng lọc thiết lập lại giá trị đo bị thiếu 42 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC - Tổng hợp đánh giá đầy đủ tài dự án dùng đơn giá mẫu xây dựng hay đơn giá người dùng nhập vào 5.3 Phần mềm WindSim 5.3.1 Tổng quan phần mềm WindSim WindSim công cụ thiết kế trang trại điện gió đại, kết hợp với cơng nghệ đánh giá tiềm năng lượng gió cách xác định vị trí Turbin với vị trí có tốc độ gió cao độ bất ổn thấp WindSim phần mềm mạnh mẽ, dựa theo phương pháp tính toán động lực học kết hợp xử lý số liệu hình ảnh 3D tạo nên giao diện trực quan cho người sử dụng 5.3.2 Thông tin đầu vào - Mô hình địa hình kỹ thuật số (tương tự mơ hình độ gồ ghề địa hình) - Dữ liệu kết đo gió từ điểm khu vực quan sát 43 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC 5.3.3 Thơng tin đầu - Xác định vị trí Turbin gió - Phân tích liệu thành lập đồ tiềm gió quy mơ nhỏ - Tính tốn lượng hàng năm Trang trại gió tương lai 44 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC 45 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC Chương XÁC ĐỊNH VÙNG ĐO VÀ VỊ TRÍ ĐO 6.1 Tiêu chuẩn xác định vùng đo - Tiêu chuẩn Measnet 6.1.1 Kiểm tra vị trí đo Để đánh giá điều kiện vị trí, cần phải thực khảo sát Những khía cạnh thơng tin sau cần khảo sát đánh giá: Hình ảnh tồn cảnh Thơng tin đầy đủ vị trí dự định đặt cột đo Điều kiện địa hình đồi núi Điều kiện gồ ghề bề mặt Hình dạng chướng ngại vật Vị trí / tọa độ cột đo Thiết bị đo (nếu có vị đo) Những thơng tin thu q trình khảo sát vị trí liên quan tới việc thiết kế đợt đo phù hợp vị trí hệ thống đo 46 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC 6.1.2 Dữ liệu địa hình Về để đánh giá vị trí mơ hình dịng gió dịch chuyển, cần phải mơ tả xác tồn diện địa hình khu vực Mơ tả địa hình bao gồm yếu tố sau: Tài liệu mơ tả hay hình ảnh vị trí yếu tố đặc trưng xung quanh vị trí Bản đồ địa hình hay liệu vị trí cho thấy điều kiện đồi núi điều kiện gồ ghề Hình ảnh vệ tinh hay hình ảnh khơng Dữ liệu địa hình tạo thành sở thiết lập mơ hình địa hình kỹ thuật số cho vị trí xung quanh theo u cầu mơ hình tính tốn đặc trưng Do đó, liệu địa hình phải đáp ứng u cầu việc lựa chọn mơ phạm vi, độ phân giải, độ xác bao gồm thơng tin khác 6.1.3 Các thơng số khí tượng có Ngành khí tượng thủy văn Dữ liệu đầu vào cho quy trình đánh giá vị trí liệu đo lường liên quan đến thơng số khí tượng có Tốc độ gió Hướng gió Tiêu chuẩn độ lệch/nhiểu loạn tốc độ gió Nhiệt độ khơng khí Áp suất khơng khí 47 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC Độ ẩm khơng khí Độ nghiêng dịng khí 6.1.4 Tính đại diện phép đo gió Khi có thiết kế phù hợp cho đợt đo, liệu sử dụng cho tất Turbin gió tương lai dự án điện gió Dựa phân tích kỹ lưỡng vị trí hệ số ảnh hưởng đến vị trí đó, phân tích xác định vị trí cách chuyên sâu đợt đo (kiểu đo, độ cao vị trí, bố trí sensor,vv…) Việc cung cấp liệu, theo yêu cầu, cách đầy đủ, xác hiệu Tính đại diện áp dụng việc thiết kế đợt đo gió thích hợp cho nhà đầu tư, cung cấp dẫn để nhà đầu tư thiết kế phép đo riêng đánh giá thời hạn hiệu lực đợt đo, điều thực bên thứ ba 6.2 Xác định sơ vùng đo lớn có khả xây dựng nhiều trang trại gió 6.2.1 Căn Dữ liệu ngành khí tượng thủy văn Dữ liệu khí tượng thủy văn Việt Nam Viện Khí tượng Thủy văn Quốc gia Việt Nam (VNIHM) quản lý Có thể tham khảo Dữ liệu khí tượng thủy văn Cục Quản lý Hải dương học Khí tượng Quốc gia Mỹ (NOAA) Từ năm 1994 kết nối 24 trạm khí tượng thuỷ văn Việt Nam để thu thập xử lý liệu 48 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC Thời gian gần nguồn liệu tiềm gió Việt Nam thu thập từ 150 trạm khí tượng thủy văn Tốc độ gió hàng năm đo trạm tương đối thấp, khoảng từ đến m/s đất liền Khu vực ven biển tốc độ gió cao hơn, khoảng từ đến m/s Ở khu vực đảo, tốc độ gió trung bình lên tới đến m/s Tuy nhiên liệu gió trạm khí tượng thủy văn cung cấp, dù có tính dài hạn, cho không đáng tin cậy để đánh giá tiềm năng lượng gió diện rộng trạm khí tượng thủy văn đặt thành phố thị trấn, việc đo gió tiến hành độ cao 10m liệu đọc lần/ngày 6.2.2 Căn vào kết đo Ngân hàng Thế giới Worldbank Năm 2001 Ngân hàng Thế giới tài trợ xây dựng đồ gió cho nước Campuchia, Lào, Thái lan Việt Nam [9] nhằm hỗ trợ phát triển lượng gió cho khu vực Bản nghiên cứu này, với liệu gió lấy từ trạm khí tượng thủy văn với liệu lấy từ mơ hình mơ MesoMap, đưa ước tính sơ tiềm gió Việt Nam độ cao 65m 30 m cách mặt đất, tương ứng với độ cao trục Turbin gió nối lưới cỡ lớn tua-bin gió nhỏ lắp đặt vùng có lưới nhỏ độc lập Nghiên cứu Ngân hàng Thế giới Việt Nam nước có tiềm gió lớn bốn nước khu vực: 39% tổng diện tích Việt Nam ước tính có tốc độ gió trung bình hàng năm lớn m/s độ cao 65 m, tương đương với tổng công suất 512 GW Đặc biệt, 8% diện tích Việt Nam xếp hạng có tiềm gió tốt Tuy nhiên, đồ gió Ngân hàng Thế giới nhiều chuyên gia đánh giá lạc quan mắc số lỗi trầm trọng tiềm gió đánh giá dựa chương trình mơ 49 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC Bảng 6.1: Tiềm gió Việt Nam độ cao 65m so với mặt đất Tốc độ gió Tại độ cao Diện tích Diện tích Tiềm 65m (km2) (%) (MW) 9 111 >0 450 Tổng 325 577 100 512 650 (m/s) 50 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC Hình 6.1 : Tài nguyên gió Việt Nam độ cao 65m [8] 51 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC 6.2.3 Căn vào kết nghiên Tập đoàn Điện lực Việt nam EVN Nghiên cứu tập đoàn điện lực Việt nam EVN “Đánh giá tài nguyên gió cho sản xuất điện” nghiên cứu thức tài nguyên lượng gió Việt Nam Tốc độ gió EVN đo độ cao 20, 40 50, 60m mặt đất, tùy thuộc vào tính sẵn sàng cột đo Để xác định Tốc độ gió độ cao khác, EVN sử dụng cơng thức ngoại suy đây: Trong Z độ cao so với mặt đất, Vr tốc độ gió độ cao tham chiếu Zr so với mặt đất, V(z) tốc độ gió độ cao Z, α hệ số mũ có giá trị phụ thuộc vào độ ráp địa hình Dữ liệu gió EVN đo đạc số điểm lựa chọn, sau ngoại suy thành liệu gió mang tính đại diện khu vực, cách lược bỏ tác động độ nhám bề mặt, che khuất vật thể nhà ảnh hưởng địa hình Dữ liệu gió mang tính khu vực sau sử dụng để tính tốn liệu gió điểm khác cách áp dụng quy trình tương tự theo chiều ngược lại Nghiên cứu chọn 12 điểm, điểm cho miền (Nam, Trung Bắc) để tiến hành đo gió năm Thêm vào nghiên cứu lựa chọn liệu điểm nhà đầu tư kiểm tra liệu gió Móng Cái, Đảo Quan Lạn (Quảng Ninh); Phà Rung, Đồ Sơn (Hải Phòng); Cửa Tùng (Quảng Trị); đảo Lý Sơn (Quảng Ngãi); Tu Bơng, Vạn Ninh (Khánh Hịa); Phương Mai (Bình Định); Ninh Phước, Cà Nà (Ninh Thuận); Tuy Phong, Hồng Thái, Lương Sơn (Bình Thuận) 52 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC Hình 6.2: Địa điểm đặt trạm đo gió EVN chủ đầu tư khác [9] Bằng cách làm vậy, nghiên cứu xác định điểm thích hợp cho sản xuất điện gió tương đương với cơng suất 1.785 MW Miền Trung có tiềm gió lớn với 880 MW tập trung chủ yếu tỉnh Quảng Bình Bình Định, tiếp đến miền Nam với tỉnh Ninh Thuận Bình Thuận 53 GVHD: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC 6.2.4 Căn theo kết đo Bộ Công Thương Ngân Hàng Thế Giới Đầu năm 2007, Bộ Công Thương với giúp đở Ngân Hàng Thế Giới, ký kết với AWS TruePower tiến hành đo gió, để xây dựng Atlas gió Việt Nam[8] So với kết nghiên cứu cũ, kết đánh giá nghiên cứu lần thận trọng nhiều Ví dụ, tốc độ gió lớn m/s nghiên cứu cũ đưa diện tích phát triển chiếm 2289 km2, nghiên cứu đưa số 21 km2, chưa kể đến chênh lệch độ cao làm kết thêm khác biệt , độ cao nghiên cứu cũ 65 m nghiên cứu 80m Những khu vực có tiềm cho phát triển điện gió Việt Nam nơi tập trung luồng gió Bắt đầu phía Nam, nguồn gió tốt dọc theo điểm duyên hải Nam Trung Bộ, đặc biệt thành phố Hồ Chí Minh Khánh Hồ, chủ yếu lệch hướng gió mùa đặc biệt vào mùa hè, xung quanh khu vực Đông Nam Á, thứ hai gió địa phương Tốc độ gió trung bình độ cao 80 m điểm dự đoán đạt từ 6,5 m/s đến 7,0 m/s Phía Nam có khu vực có gió tốt trung bình (5,0 m/s đến 6,0 m/s) dọc theo bờ biển gần Cần Thơ Khu vực thứ ba quan tâm vùng cao phía Tây Tỉnh Bình Định dọc theo đường biên giới tỉnh Đắk Lắk Gia Lai, nơi có khả chảy qua khoảng cách núi lớn tạo tốc độ gió trung bình từ 6,0 m/s đến 6,5 m/s Di chuyển phía Bắc, khu vực tương đối lộng gió chủ yếu tập trung bờ biển, đặc biệt gần Quảng Bình phía Đơng Nam Hà Nội chủ yếu gió biển Ngoài ra, dãy núi dọc theo biên giới Lào miền Trung dự báo tạo gió tương đối tốt dọc theo đường biên Ngoài khu vực này, đồ cho thấy hầu hết phần cịn lại Việt Nam có tốc độ gió tương đối thấp, dao động từ 3,0 m/s đến 5,0 m/s 80 m 54