Nghiên cứu tiềm năng năng lượng gió ở Bình Thuận Và lập cáo cáo kêu gọi đầu tư trang trại điện gió ở Phước Thể, Tuy Phong

Với tốc độ phát triển như hiện nay thì không lâu nữa năng lượng điện gió sẽ chiếm một thị phần lớn trong thị trường năng lượng Theo thống kê ngày nay thì với IMW điện năng lượng gió lắp

Ở TỈNH BÌNH THUẬN VÀ LẬP BÁO CÁO

KEU GOI DAU TU TRANG TRAI ĐIỆN GIÓ

Ở PHƯỚC THỂ, TUY PHONG

: 02 ĐC02

TP.Hồ Chí Minh 01/2007

CÔNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập - Tự Dc - Hạnh Phúc

eee eee

BO GIAG DUC & DAC TAO

TRƯỜNG ĐẠT HỘC DỤ, KỸ THUẤT CỘNG NGHỆ

KHOA ĐIỆN ~ ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

Chú ý : 5V phát đóng bán nhiệm vụ này vào trang thứ nhất của luận án

Ho và tán SV: , li van Lee, lun - Mi&SV :

Ngành so

1L Đầu đề luận án tốt nghiệp :

NM ut iin %* “un hưng nang dau ge CMA ALS Bo Sibu

bại eco, Ca c {Cece ⁄ ^ hư Hit Veer Aron đu tei, + co <6 MW

Vi labs, Oo

3 Ngày giao nhiệm vụ luật dn 108/16 22006

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ :12/01/ 2007

LỜI CÁM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô trong khoa Điện - Điện Tử trường

ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ, các thầy các cô đã giảng dạy em trong bốn năm học tại

trường và trong thời gian làm luận văn em xin cắm ơn thầy NGUYEN BOI KHUE đã tận

tình hướng dẫn em trong thời gian em làm luận văn tốt nghiệp này

Trong thời gian học tại trường các thầy các cô đã truyền đạt cho em những kiến

thức vô cùng quý báu không những về chuyên môn mà còn cả về nhân cách con người, là

hành trang để chúng em vững bước trên con đường tương lai

Khi làm luận văn tốt nghiệp em đã học hỏi được rất nhiều kiến thức cả trong lý

thuyết và ngoài thực tế Tuy vậy , do kiến thức tích luỹ chưa được nhiều , tầm hiểu biết

và kinh nghiệm thực tế còn có hạn nên trong luận văn này không thể tránh khỏi những

thiếu sót , vì vậy em mong các thầy các cô hướng dẫn và chỉ cho em những thiếu sót để

sau này khi ra trường đi làm em không mắc phải những sai sót nữa

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên Trần Bảo Trọng

MỤC LỤC

Trang CHUONG I: TONG QUAN VE NANG LUGNG GIO

1.1.1.GIGI THIEU CHUNG 00 cceccscccssescssscsssesssssssssisesstesestvesteetseeesseeceseeceeeccc 1

1.1.2 CAC LGI [CH DO NANG LUONG GIO MANG LAL eecosccsssscccssesecssseecsee 2

1.1.3.THONG KE VIỆC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ

TRÊN THẾ GIỚI 5222222222222 nhe 3

1.2.2 TIEM NANG GIO G VIET NAM u.occccscccsssccccssssssessssesestsesseseseccesecccssececeecc 7

1.2.3.TIEM NĂNG GIÓ 6 TINH BINH THUAN Wu eeeccceccseccsecsesscsessecsceessceeees 14

CHUONG II: CONG NGHE NANG LUONG GIÓ

2.1.GIỚI THIỆU VỀ TUABIN GIO oeccsssssssssssssssssessecvesceeccecessessssseeeeeeeeeeeeccc 16

2.2.1.DUONG DAC TINH Ki THUẬT TUABIN GIÓ 18

2.2.2.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ NĂNG LƯỢNG GIÓ ccccec 19

CHƯƠNG II:KẾT CẤU LƯỚI NGUỒN VỚI ĐỘNG CƠ GIÓ

3.2 DIEU KHIEN GIAM SAT NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ se 46

3.3.KẾT CẤU LƯỚI NGUỒN TUABIN GIÓ VỚI HỆ THỐNG 56

3.3.1.SƠ ĐỒ KẾT LƯỚI TUABIN GIÓ - 222cc 56

3.3.2 TÍNH TOÁN CHỌN DAY CHO TRANG TRẠI GIÓ 20MW 58

3.3.3.THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHO CÔNG VIÊN GIÓ 20MW 63

CHƯƠNG IV:PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH CỦA DỰ ÁN

CHUONG V:LAP BAO CAO DAU TUTRANG TRAI GIO 20MW

5.2 ĐIỀU KIÊN TỰ NHIÊN VÙNG DỰ ÁN Hee 92

5.2.2.MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG TỐC ĐỘ GIÓ VÙNG DỰ ÁN 93

5.3.SƠ ĐỒ KHAI THÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG GIÓ -2-2ccoccec 93

5.7.TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG treo 94 5.7.1.NỘI DƯNG ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 2 94

5.7.3.NỘI DUNG ẢNH HƯỚNG CỦA CÔNG TRÌNH TỚI TÁC ĐỘNG MÔI

5.7.4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 22222222 95

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

CHUONG I: ;

TONG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

1.1 GIỚI THIỆU VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ :

1.1.1 GIỚI THIỆU CHUNG:

Năng lượng gió sử dụng gió như nguồn năng lượng.Hệ thống năng lượng gió biến đổi năng lượng chuyển động của gió thành năng lượng cơ học hoặc năng lượng điện mà có thể khai thác để sản xuất điện cho những mục đích thực tiến

Năng lượng gió được chia làm 2 loại : Sử dụng năng lượng gió như một năng lượng cơ học và sử dụng năng lượng gió để sản xuất ra điện

Năng lượng cơ học của gió được sử dụng để chạy những con tàu cánh buồm (thuyển buồm)và những mục đích khác nhau như xay lúa gạo và bơm

nước.Ở Mỹ có khoảng 6 triệu cối xoay gió được đưa vào sử dụng từ những thập niên 80 cho đến khoảng 1935 để giúp đỡ những người di dân và nông dân ở miễn

tây.Năng lượng gió được sử dụng rộng rãi ngày nay để bơm nước ở khu vực nông thôn và những vùng xa xôi

Nẵng lượng điện ngày nay khai thác gió để sản xuất điện được sử dụng

phổ biến Tuabin gió hoạt động bởi sức gió cung cấp điện cho dân dụng ;thương mại và để bán Năm 2002 hơn 1% năng lượng điện của nước Mỹ được cung cấp từ điện gió Một vài nước ở Châu Âu phần lớn năng lượng điện được sản xuất từ

gió(Ở Đan Mạch hơn 20% năng lượng điện được sản xuất từ năng lượng gió,ở Đức

là 5%)

Dung lượng điện từ gió trên toàn cầu tăng 24% đến 59% vào năm

2005,khoảng 59,100MW.Nguồn dung lượng điện từ gid tang trung bình hàng năm vào khoảng 29% và hơn thế nữa trong 10 năm sau

Với tốc độ phát triển như hiện nay thì không lâu nữa năng lượng điện gió

sẽ chiếm một thị phần lớn trong thị trường năng lượng Theo thống kê ngày nay thì

với IMW điện năng lượng gió lắp đặt có thể cung cấp cho 350 ngôi nhà trong một

xã hội công nghiệp hay tương đương với 1000 người như thế với dung lượng lắp đặt

là 24,000 MW nó sẽ cung cấp cho khoảng hơn 24 triệu người.Trong một vài năm

đã qua việc xây dựng các nhà máy gió mới vượt trội hơn so với việc xây dựng các

nhà máy năng lượng hạt nhân Do sự vận hành phức tạp và nguy hiểm của nhà máy điện hạt nhân nên năng lượng gió được ưu tiên phát triển hơn

Tổng dung lượng điện gió được lắp đặt trên toàn thế giới từ năm 1980 cho

đến năm 2005

Trang 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

DUNG LUONG LAP ĐẶT NĂNG LƯỢNG GIÓ TRÊN THẾ GIỚI TỪ 1980-2005

1.1.2 CÁC LỢI ÍCH ĐO NĂNG LƯỢNG GIÓ MANG LAI:

Năng lượng gió có rất nhiều lợi ích

Chi phí sản xuất thấp nên có thể cạnh tranh được với các nguồn năng

lượng khác như : hạt nhân,than đá ,khí đốt

Các nhà máy gió khi hoạt động không cần nhiên liệu nên tránh được

việc thải ra khí CO;

Bảo vệ môi trường

Sự đa dạng và an toàn của nguồn cung cấp

Việc khảo sát nhanh và thực hiện triển khai nhanh chóng, dễ lắp đặt

Thân thiện môi trường, các hoạt động nông nghiệp và công nghiệp

vẫn có thể hoạt động gần các nhà máy gió

Tao được nhiều công ăn việc làm trén 1 MW đặc biệt là ở vùng nông

thôn

Năng lượng điện từ gió có thể điện phân nước nhằm sản xuất ra hydro

mà có thể lưu trữ lại nhằm phát triển công nghệ chạy bằng nhiên liệu

sạch hơn như ôtô chạy bằng hydro

Giá năng lượng gió không biến động như các đạng năng lượng chạy

bằng nhiên liệu hóa thạch

Trang 2

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

Với tất cả những lợi ích đó khi so sánh năng lượng điện gió với các dạng năng lượng khác thì chứng tỏ năng lượng điện gió là nguồn năng lượng đổi dào, ít tốn kém và nhiều vô tận Tuy nó có nhiều ích lợi như thế song muốn phát triển mạnh thì cần phải có các chính sách phù hợp mang tầm vóc quốc gia Hơn nữa việc thời tiết ngày càng thay đổi, khí hậu đang dần nóng lên nếu không có những chính sách phù hợp thì sẽ nguy hiểm cho thế giới loài người

1.13 THỐNG KÊ VIỆC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIO TREN THẾ GIỚI

Châu Âu dẫn đầu với tổng dung lượng lắp đặt với hơn 40,500 MW,chiếm 2/3 dung lượng của toàn cầu.Dung lượng lắp đặt cung cấp gần 3% dung lượng điện

của Châu Âu và cung cấp đủ cần thiết cho khoảng 4 triệu người,Tổ chức Năng

Lượng Gió Châu Âu (EWEA) đã để ra mục tiêu là đạt được 23% điện cần thiết của Châu Âu nhờ sức 8ió vào năm 2030 EWEA cũng đã thống kê rằng Châu Âu

có đủ tài nguyên gió đủ sức đương đầu â(¡ sự nhu cầu về điện của tất cả các nước

Đức là nước lắp đặt dung lượng năng lượng gió nhiều nhất chiếm khoảng

6% dung lượng điện khoảng 18,400 MW Tây Ban Nha đứng thứ hai với dung

lượng lắp đặt hơn 10,000 MW chiếm 8% năng lượng gió

Đan mạch với dung lượng lắp đặt là 3,100 MW thỏa mãn 20%nhu cầu sử dụng điện Đứng vào 15 nước sử dụng năng lượng gió nhiều của thế giới.Đan

Mạch cũng dẫu đầu thế giới về dung lượng lắp đặt năng lượng gió ở ngoài khơi với

dung lượng 400MW so với hơn 900 MW năng lượng gió trên toàn cầu được lắp đặt

ngoài khơi vào cuối năm 2006

Mỹ đã lắp đặt 9,100 MW dung lượng điện từ gió.Canada với 680MW cuối năm 2005 và tăng tới 1,200 MW vào cuối năm 2006.Trong khi đó chính phủ liên

bang Canada đã dé ra mục tiêu lắp đặt dung lượng diện gió vào năm 2010 là 4,000

MW và tăng lên 9,200 MW vào năm 2015

Châu Á đã lắp đặt 7,000 MW.Ấn Độ chiếm khoảng 4,400 MW và đứng

hàng thứ 4 sau Đức,Mỹ và Tây Ban Nha.Năng lượng gió ở Trung Quốc đang thực hiện khoảng 1,260 MW

Trong khi 3/4 tổng năng lượng gió được lắp đặt ở chỉ 5 nước thì phần còn

lại của thế giới cũng đang phát triển với mức trung bình 35 % mỗi năm trong 10

năm qua Dung lượng gió lắp đặt ở Úc cũng đã gấp đôi vào năm 2005 đạt 710

MW Úc dẫn đâu Châu Đại Dương nơi mà toàn bộ công suất là 890 MW.Châu Mỹ

La Tinh và Caribe đã lắp đặt công suất là 210MW.Đất nước Nam Phi cũng bắt đầu phát trển năng lượng gió và đã lắp đặt được 310 MW.Ai cập và Maroc mỗi nước

cung đã lắp đặt cho mình vơi dung lượng lần lượt là :150 MW và 60 MW

Trang 3

CHƯƠNG I TONG QUAN VE NANG LUGNG GIO _ TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

Bảng thống kê công suất lắp đặt năng lượng điện từ gi6 6 cdc nước và

CHƯƠNG I ———— ——ỄễỄễ_ TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

ree

Giá thành của 1 KWh điện từ gió đã giảm 90 % vào thập niên 80 xuống 4 cent hoặc ít hơn trong các nơi có gió tốt (Hình 1.2).Trong 1 vài thị trường ,điện sản xuất từ gió cũng đã rẻ hơn các máy phát điện sử dụng năng lượng thông thường.Giá thành của năng lượng gió giảm xuống do công nghệ ngày càng được nâng cao ,giảm giá thành của những dự án được tài trợ,và việc quản lý quy mô về

xây dựng và sản xuất các tuabin và phụ tùng

Bảng giá trị trung bình của IKWh của năng lượng gió,từ 1982-2002 và kế

Source: EPI from NREL, EWEA

Cents

Sự bùng nổ của năng lượng gió trên toàn cầu đã dẫn đến sự chạy đua về công nghệ chế tạo.Những tuabin hiện đại cao hơn và cánh roto đài hơn những tuabin 20 năm trước cho phép chúng sản sinh ra lượng công suất cao gấp 200 lần.Trong khi đó năng lượng gió thì không mất tiền và là vô tận 75% đến 90 % giá thành điện sản xuất từ gió nằm ở trong việc chế tạo và xây dựng các tuabin gió và

việc nối kết chúng với hệ thống điện.Một khi tuabin được lắp đặt thì chỉ phí còn lại lúc đầu là việc vận hành và bão dưỡng các tuabin,tiển thuê sử dụng đất và các loại thuế khác

Ở Mỹ và các nơi trên thế giới,thị trường năng lượng được quy định chặt chẽ.Khoảng 48 quốc gia đã có những quy định hoặc luật mà trong đó làm thuận lợi cho sự tăng trưởng của các nguồn năng lượng tái tạo

Trang 5

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

Nếu chỉ phí về môi trường ,xã hội và sức khoẻ của con người được phản ánh trong việc tiết kiệm điện thì năng lượng gió sẽ ít tốn kém hơn so vơi những nguồn năng lượng hóa thạch.Không giống như những nhà máy điện thông thường khác ,năng lượng gió không làm thoát ra hiệu ứng nhà kính mà nó làm ấm khí hậu

và làm ô nhiễm môi trường

Năng lượng gió cung cấp nhiều lợi ích hơn những năng lượng sạch khác.Giá cả của năng lượng điện gió thì ổn định và không lệ thuộc về giá tăng mạnh của các nhiên liệu hóa thạch.năng lượng gió hỗ trợ cho việc phát triển kinh

tế ở các địa phương vì việc làm ,tiển thuê đất và các doanh thu về thuế từ việc sản

xuất điện gió có khuynh hướng ổn định Và vi gió không bao giờ cạn kiệt nó đem

đến một nên an ninh năng lượng lâu dài mà những nguồn năng lương không tái tạo không thể có được

Có rất nhiều loại phát triển năng lượng gió như ở các trang trại hay năng lượng gió ngoài khơi Các bước chính trước khi thực hiện l chương trình phát triển năng lượng gió:

-Ðo lường gió và thu thập dữ liệu về gió

-Đánh giá về nguồn tài nguyên gió

-Chọn lựa địa điểm xây dựng

-Phát họa thiết kế cho hệ thống

-Tính khả thi của việc nghiên cứu

-Đánh giá về tác động đến môi trường

-Việc thỏa thuận mua bán điện

-Mời gọi đầu tư ,định giá và đấu thâu

-Xây dựng

-Vận hành và bảo dưỡng

Trang 6

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

————-——ễễ . _-_—_— _DnDỐ_Ẻ

1.2 TIỀM NĂNG GIÓ Ở VIỆT NAM:

1.2.1.CÁC DIEU KIỆN TỰ NHIÊN

1.ĐỊA LÝ

Địa hình của Việt Nam rất phức tạp, qua khảo sát người ta thấy ở vùng

duyên hải Miền Trung Việt Nam có lượng gió rất nhiều Đây là vùng đất rộng lớn

nằm dọc theo bờ biển , diện tích của khu vực này là 28.000 Km? Miễn Trung bị

chia cắt thành nhiều vùng bởi các dãy núi có độ cao từ 1000 + 1500 m Vùng đất

này chủ yếu là trồng trọt, với cây lúa là cây trồng chính Tuy là vùng trồng trọt

song mật độ dân cư ở đây lại rất đông và đời sống còn nhiều thiếu thốn

2.KHÍ HẬU

Khí hậu của Việt Nam là khí hậu nhiệt đới ẩm ướt Đặc điểm của loại khí

hậu này là lượng mưa nhiều quanh năm Nhiệt độ trung bình hàng năm 25°C -

27C

Lượng mưa hàng năm 27-39 cm Việt Nam có gió mùa Đông Bắc và gió

mùa Tây Nam Gió mùa Đông Bắc bắt đầu từ tháng 10 và di chuyển theo hướng

Nam và gió này thổi ổn định vào trung tuần tháng 12 Gió mùa thì đặc trưng bởi

thời tiết không thay đổi và lạnh Gió mùa đông bắc kết thúc vào tháng 4 hoặc

tháng 5 khi gió mùa Tây Nam đến và thổi theo hướng Bắc

1.2.2.TIEM NĂNG GIÓ Ở VIỆT NAM

Vùng này bao phủ miền Nam Việt Nam bao gém chau thổ sông Mekông

cho đến Thành phố Hồ Chí Minh có lượng gió rất tốt (từ 6-7 m/s) có bờ biển trải

đài từ châu thổ sông MêKông về hướng Bắc và sâu vào nội địa vài km(phụ thuộc

vào sự bằng phẳng và ghỗổ ghể của địa hình ).Một vài khu vực bờ biển có cơ hội tốt

dé thu hút đâu tư về năng lượng gió bởi vì sự có thể tiếp cận và sự có mặt của các

trung tâm có nhu cầu kế cận bao gồm chính Thành phố Hồ Chí Minh.Đảo Côn Sơn

có gió rất tốt (8-9m/s ở khu vực trống).Vùng Châu thổ sông MêKông cũng có

nhiều cơ hội phát triển những phát điện gió công suất nhỏ vơi tốc độ gió khoảng từ

5.5-6.0 m/s trong nhiều vùng duyên hải

Vùng duyên hải nam trung bộ có gió rất tốt tốc độ gió ở khu vực nầy vào

khoảng 8-9.5 m/s trên những đỉnh núi những nơi mà có độ cao trung bình từ 1600-

2000 m.Tuy nhiên việc làm này gặp rất nhiễu khó khăn -Vung núi phía Tây của

Quy Nhơn và Tuy Hòa ít gặp khó khăn hơn.Ở đó có độ cao trung bình khoảng

1000-1200 m và tốc độ gió được dự đoán là khoảng 8,0-8.5m/s

Tốc độ gió được xếp vào loại tốt và rất tốt năm ở những khu vực gần biển

-Những bán đảo ở mặt bên kia của Phan Rang thì có những lợi ích cụ thể tốc độ

gió ở khu vực ngoài khơi phía Đông -Bắc được dư đoán là 8.0-9.5m/s.Những khu

vưc nằm ở vị trị thấp ở đây cũng có rất nhiều gió.Nhìn về phía Bắc những bán đảo

xung quanh Tuy Hòa và Quy Nhơn ít trống hơn,mặc dù gần Tuy Hòa tố độ trung

bình được đánh giá vào loại tốt khoảng 7,5-7,8 m/s

Những vùng núi vùng Nam Trung Bộ tốc độ gió cũng nhiều ở vùng cao

nguyên rộng lớn đến vùng núi Tây-Nam gần Bảo Lộc tại độ cao khoảng 800-1000

m tốc độ gió tại đây vào khoảng 7.0-7.5m/s.Khu vực vùng núi nằm giữa Pleiku và

Trang 7

CHUONG I ee ee ae ae TONG QUAN VE NANG LUONG GIO re STREET

Buôn Mê Thuộc có độ cao chỉ khoảng 800 nhưng tốc độ gió trung bình tại độ

cao 65 m đạt đến tốc độ 7,0 m/s

1.2.2.1 BIỂU ĐỒ GIÓ CỦA VIỆT NAM Ở ĐỘ CAO 65M:

Hình 1.3 biểu điễn tốc độ gió ở độ cao 65m và mật độ phân bố công suất tại tốc độ gió tương gió ứng:

Ca

=

75-80 500-600 Tg, 8.0-8.5 600 - 720 Rất tết 85-90 720-8

(Nguồn:Atlas của Châu Á từ World Bank)

Ở độ cao 65m thì những vùng núi của miền Trung và miền Nam có

những vị trì đặc biệt chúng tạo thành những dãy lên tiếp nhau đón lấy gió mùa

mà nó bắt đầu từ hướng Đông Bắc từ tháng 10 tới tháng 5 và từ hướng Tây Nam từ tháng 6 đến tháng 9 Dọc theo các bờ biển miền Nam và Đông Nam cũn có rất nhiều gió

Trang 8

CHUONG I ee re TONG QUAN VE NANG LUGNG GIO Co

1.2.2.2 BIỂU ĐỒ GIO CUA VIET NAM Ở ĐỘ CAO 30M

Ở độ cao này rất thích hơp để phát triển điện gió ở những vùng nông

thôn sử dụng những loại tuabin nhỏ Những tuabin nhỏ rất thích hợp ở những cự

li gió có tốc độ thấp hơn và nó thích hợp đặt ở những nơi mà các loại tubin lớn không thể đặt được.Khu vực mà tốc độ gió đạt trung bình thích hợp cho những tuabin nhỏ bao gồm 1 phần rộng lớn ở miễn Nam và miễn Trung

Biểu đồ tốc độ gió ở độ cao 30m:

Map 4.2 Wind Resource at 30 m

_ 7.0-7.5 Cure tét

- MM 75-80 cớ:

* Sử dụng cho loại trbine nhỏ còn loại turbirwe

lớn yêu cầu vận tốc gió cao hơn

Hình 1.4 Biểu đô năng lượng gió ở độ cao 30 m

(Nguồn:Atlas của Châu Á từ World Bank)

Trang 9

CHUONG I TONG QUAN VE NANG LUGNG GIO

area ae a

eS

1.2.2.3 TOC DO GIO THEO THANG TRONG NAM:

Tốc độ gió ở độ cao 65m trong 4 mùa thì mùa Đông (từ tháng 12 đến tháng 2) có tốc độ gió lớn nhất và mùa hè (từ tháng 6 đến tháng 8) Gió lớn xuất hiện ở cả mùa Đông và mùa Hè nhưng nằm ở những vùng khác nhau Tuy nhiên vào mùa Đông thì gió thổi ổn định trong một khu vực và theo hướng Đông Bắc Ở nước ta gió mạnh xuất hiện ở phía Tây của dãy Trường Sơn Gió

mùa Đông Bắc cũng kéo theo những cơn gió mạnh ở miễển nam Việt Nam

Điều này xảy ra ở những vùng ven biển vì gió thổi theo hướng Đông Bắc tạo ra vùng có áp suất thấp đến phía Bắc và phía Tây của đấy Trường Sơn

Biểu đồ tốc độ gió ở độ cao 65m từ tháng 12 đến tháng 2(Hình 1.5)

Gulf of Tonkin

lớn yêu cầu vần tốc gió cao hơn Ei tbe Mega tem

BRS 52-25 SOC-720 ven Goce

MA 85-30 7-860 very Goce

MM 53-55 666-1071 Excient

Me +05 > 1063 Ewceient

te Wiad Aptrrng asei weviDptvpnne

tủ*ta netdffve Và kh: sử NI bong đh

Hình 1.5.Biểu đồ năng lượng gió ở độ cao 65m từ tháng 12 đến tháng 2

(Nguồn:Atlas của Châu Á từ World Bank) Màu đỏ trên bản đồ cho thấy tốc độ gió cực tốt từ tháng 12 đến tháng

2 thuộc các tỉnh miền duyên hải Nam Trung Bộ và khu vực miền Trung

Trang 10

CHUONG I TONG QUAN VE NANG LUGNG GIO

Sit dung cho loa turbine nh còn loại turing wae tung = rasa sre Ba ám Bees oe

n yêu cầu vận tốc gió cao NO Xà ĐC SẼ MS lo eo

lMNN 32-5 £ EEC-ICCO cece _ +55 » 1002 Erceier

“hú: 'Eg-sculn vent Gartienes Sete: weed hút sven 'U TAY 2 ever sare and

|

Hình 1.6 Biểu đồ năng lượng gió ở độ cao 65m từ tháng 3 đến tháng 5

(Nguồn:Atlas của Châu Á từ World Bank)

Màu trên bản đồ cho thấy vào các tháng này tốc độ gió ở các vùng không được tốt lắm chỉ vào khoảng từ 5-6.5m/s tùy vào từng vùng cụ thể,

Trang 11

CHUONG I TONG QUAN VE NANG LUONG GIO

Ni 32-82 70-721 very Good

ME 05-3 72c-8 = very Goce

EE 32-5: 6-1002 Excetent

mm +55 zI #reiem

“ÝG' Bi fpbzsêu tai láirvea 9r+ei: vánd Điếtbyu

">6 cảtd# 1⁄4 1° long nki bon âo

Hình 1.7.Biểu đồ năng lượng gió ở độ cao 65m từ tháng 6 đến tháng 8

(Nguồn:Atlas của Châu Á từ World Bank) Tốc độ gió ở vào tháng 6 đến tháng 8 rất tốt ở những vùng duyên hải miền Trung tốc độ gió ở đây có thể đạt từ 7,0-7,5

Trang 12

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

| >80 Cực tốt

* Si dung cho loại tưrbirme nhỏ cồn loại turbine

lần yêu cẩu vận tốc gió cao hởn

Hình 1.8.Biểu đồ năng lượng gió ở độ cao 65m từ tháng 9 đến tháng 11

(Nguồn:Atlas của Châu Á từ World Bank)

Trang 13

CHUONG I TONG QUAN VE NANG LUGNG GIO

1.2.3 TIEM NĂNG GIÓ Ở TỈNH BÌNH THUẬN

1.2.3.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỈNH BÌNH THUẬN

Bình thuận là 1 tỉnh duyên hải,nằm ở vị trí bản lề giữa Trung Bộ ,Nam

Tây Nguyên và Đông Nam Bộ Phía Đông Bắc và Bắc giáp tỉnh Ninh thuận,phía Bắc Tây Bắc giáp với tỉnh Lâm Đồng ,phía Tây giáp tỉnh Đồng Nai

, Tây Nam giáp tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu,phía Đông và Đông Nam giáp biển Đông ,Phía Tây giáp Nam Tây Nguyên Có tọa độ từ 10233'42" đến 11233'18" vĩ độ

LAMM DOWEG Frenaee ~- Poe pe ges

‘ FORA THERE Sogutate provincia _—_— các neo

Hinh 1.9

1.2.3.2.CAC DIEU KIEN TU NHIEN VUNG:

Bờ biển dài hơn 192km (từ Mũi Đá Chẹt giáp Cà Ná -Ninh Thuận đến bãi bổi Bình Châu -Bà Rịa Vũng Tàu) có nhiều nhánh núi đâm ngang ra biển tạo nên các mũi:La Gàn, Mũi nhỏ ,Mũi Rơm,Mũi Ne,Kê Gà Chia bờ biển thành những đoạn lõm ,vòm ;nhưng vùng biển có cửa biển tốt như La Gàn- Phan Rí Cửa, Mũi né,Phan Thiết ,La Gi.Có lãnh hải rộng 52km?.Ngoài khơi

„cách đất lién 56 hai lý có huyện đảo Phú Quy rộng 23 kmˆ, là cầu nối giữa đất liền với quần đảo Trường Sa Do những thuận lợi về bờ biển nên Bình Thuận rất có tiềm năng bể gió

Các đỉnh núi cao :Núi Hỏa Diện ( thuộc tỉnh Tuy Phong ), Núi Đa My 1642m,Núi Dang Sruin 1302m ,Núi Ông 1024m(thuộc huyện Tánh Linh ),Núi Chỉ Két 1017m,Núi Gia Bang 1136m(Huyện Bắc Bình ).Núi Ông Trao 1222m(huyện Hàm Thuận Bắc)

Khí hậu:Bình thuận nằm trong vùng nhiệt đới , do địa hình Đông Bắc

tây Nam nên ít chịu ảng hưởng của gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam

nên khí hậu nóng khô hạn.Nhiệt độ trung bình 26°-27° lượng mưa thấp, trung

bình 800-1150 mm, độ ẩm tương đối trung bình 79-85%,mùa khô kéo dai 6 tháng

Trang 14

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

LOCXKGœĐEKKEEGEEGGEGPPEEEEEỶEEEỶEẼEEPễễEỶE —_—_. Co

Các nguồn điện chính:

Từ nhà máy thủy điện Da Nhim qua lưới truyền tải 110KV

Từ nhà máy thủy điện Hàm Thuận Đa Mi qua lưới truyền tải 110KV

Từ nhà máy thủy điện Đại Ninh

Tram phat dién Diesel 3800 KW

Trong đó , cung cấp điện cho khu vực thàng phố Phan Thiết có trạm

biến áp trung tâm có công suất 5OMVA, và sẽ được nâng cấp mở rộng lên 80-

100 MVA.Hệ thống lưới điện tại thành phố Phan Thiết cũng được nâng cấp cải

tạo, đáp ứng đủ các nhu cầu khu dân cư và các khu công nghiệp Phan Thiết

Biểu đồ tốc độ gió ở độ cao 65m ở khu vực tỉnh Bình thuận (Hình 1.10)

Toc dd gi0 d do cao 65m

Tốc độ Công suất {mys} (Wing) Quality*

<685 <200 — thêngtốt

55-60 200-2580 Khảngtốt 60-65 250-320 TnngBmù

70-75 400-500 Tự, 75-80 500-600 Tạ, 80-858 600-720 py a,

Hình 1.10.Biểu đồ năng lượng gió ở độ cao 65m ở tỉnh Bình Thuận

(Nguồn:Atlas của Châu Á từ World Bank)

Trang 15

CHUONG II CONG NGHE NANG LUGNG GIO

i

CHUONG II:

CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ 2.1.GIƠÍ THIỆU VỀ TUABIN GIÓ

Tuabin gió biến đổi động năng thành năng lượng điện Tất cả các tuabin

gió thương mại đều xoay theo phương ngang với roto 2-3 cánh quạt.Cánh của roto

| duoc giữ cố định bởi cái nắp gắn trên trục chính mà nó làm quay máy phát điện thông thường nó truyền qua hộp số Trục,máy phát ,hộp số và các bộ phận cơ học

và được đặt bên trong cái vỏ kim loại đặt trên đỉnh cột

Tuabin gió sẽ tự điều chỉnh cái hộp để hứng gió trực tiếp và tạo ra năng

lượng tốt nhất Tuabin sẽ ngừng lại ở tốc độ gió quá cao (cấp độ 25 m/s) để bảo vệ chúng khỏi hư hỏng.Roto sẽ vận hành ở tốc độ cố định hay thay đổi tùy theo thiết

kế.Những máy loại có công suất hàng MW_ phù hợp với tất cả sự thay đổi tốc độ.Tốc độ của roto có khả năng quay 15 vòng/phút hoặc cao hơn 1 hệ số, đối với những roto lớn thì tốc độ quay sẽ chậm hơn Công suất đầu ra sẽ được điều chỉnh khi tốc độ gió thay đổi cho tới giới hạn tải và sản xuất ra công suất tốt nhất

Cấu tạo đơn giản của tuabin được minh họa bằng hình sau(Hình 2.1) :

Trang 16

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

Hiện nay có rất nhiều loại cánh tuabin gió từ 2 cánh 3 cánh đến loại nhiều

cánh,cánh được đặt theo trục ngang hoặc đứng Đối với từng loại cánh khác nhau

thì đã tính làm việc của chúng cũng khác nhau.Hình dang của một số tuabin gió

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

2.2 ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT KHÁC NHAU CỦA CÁC LOẠI TUABINE GIÓ

2.2.1.ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH KĨ THUẬT CỦA CÁC TUABINE GIÓ KHÁC NHAU:

Tuabin gió thường được chia ra làm 2 loại :Loại không điều chỉnh cánh và loại điều chỉnh cánh được:

Đường đặc tính kĩ thuật của 2 loại:

So sánh giữa 2 loại:

liên quan

ngưỡng vận tốc gió do hiện | quá ngưỡng vận tốc gió

tượng đảo của cánh

mạnh tác động lên bỂ mặt cánh

Bảo trì máy móc | Dễ dàng ,số bộ phận của cơ | Phức tạp, Cần thiết bảo tri

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

Mối quan hệ giữa tỉ số vận tốc TSR với Hệ số Moment

Tỉsố vận tốc TSR(Tip Speed Ratio):

2.2.2.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ NĂNG LƯỢNG GIÓ :

2.2.2.1.CÔNG SUẤT GIÓ:

Khối lượng dòng không khí qua roto trong 1 giây:

1, +,

mà 24102) 2 (1)

Với v,:Tốc độ gió trước khi qua tuabin (m⁄s)

v„:Tốc độ gió sau khi qua tuabin (m⁄s)

y + \¿ “ °“ ` A Z £

(+2) i+¥2) :Tốc độ gió trung bình qua diện tích quét roto

A:Diện tích quét của roto (m?)

ø :Mật độ không khí (Kg/m?)

Trang 19

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

Hàm đạt cực đại khi v,/v,=1/3 và giá trị cực đại đạt được là 0.59 hay shay con

được gọi là hệ số công suất gió(Cp)

Công suất cực đại thu được:

1 3 16

Pyax =~ PAV’ — 2 27

Trang 20

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

P:Công suất đầu ra của máy phát tuabin gió(Kw)

ø:Mức phân bố của không khí (vào khoảng 1.225Kg/mỶ )

A:Diện tích quét roto(m”)

V:Tốc độ gió(m⁄s)

2.2.2.2.DIEN TICH QUET CUA ROTO:

Trong việc tính toán công suất , công suất ra của turbine gió thay đổi theo diện tích

quét của rotor Đối với loại turbine trục nằm ngang diện tích quét của rotor được

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

2.2.2.3 ĐO GIÓ:

Việc đo gió nhằm xác định vận tốc độ gió và hướng gió Sau đó xác định

được mật độ không khí nhằm tính toán được công suất đầu ra của năng lương

gió.Thiết bị để đo gió được gọi là anometter:

Sau khi đo gió sẽ gởi dữ liệu về máy tính xử lí nhằm điều chỉnh cánh gió

uay theo hướng có gió tốt nhất

Cột thu lôi Thiếtbjđo St

Thời gian lấy mẫu :1-3(s)

Đo trong vòng l năm

Địa thế đo:

Địa hình bằng phẳng:1 cái cho 20 tuabin gió

Địa hình phức tạp :1 cái cho 1 tua bin gió

Chống sét đánh cho cột tubin

Chống sét cho cột tua bin cũng rất quan trọng nhằm đảm bảo cho các thiết

bị trong tubine và các thiết bị ngoại vi điều khiển hoạt động của tuabin

Trang 22

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

được tích hợp bởi cáp nối đất và kim thu sét.Khung máy và tháp cũng được nối đất

tốt

+Hệ thống chống sét được tích hợp từ cánh roto đến móng

+Bộ chống sét bằng nhôm gắn trên cánh roto

+Hệ thống hai mạch chống sét dưới đáy

Sau khi được lắp đường dẫn sét từ cánh, cột thu lôi dây dẫn sét sẽ được dẫn

bên trong cột tháp và sau đó được dẫn xuống móng tháp và được nối đất bằng

những thanh nối đất và được nối vào nhau tạo thành lưới nối đất

Hộp điều khiển tuabin

Cáp điều khiển

(cáp quang)

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

2.2.2.4.SỰ THAY ĐỔI TỐC ĐỘ GIÓ THEO ĐỘ CAO:

Tùy theo độ cao mà tốc độ gió thay đổi khác nhau biến theo :

Tùy theo địa hình mà ta có hệ số khác nhau sau đây là bảng hệ số thực

nghiệm n theo từng địa hình :

CHƯƠNG II rr CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ ee ANU LUNG OLY

2.2.2.5.HIỆU ỨNG CHƯỚNG NGẠI TRONG DÒNG GIÓ:

Sự dịch chuyển của gió trên đường đi gặp nhiều chướng ngại vật gây nên sự

thay đổi tốc độ và hướng gió

Sự tăng tốc của gió khi đi qua ngọn đổi nay núi (hiệu ứng bill)

Dòng không khí di chuyển nhanh hơn

Tốc độ gió trong khu vực đồng bằng nông thôn khoảng cách đặt cột tua bin

và độ cao của cột tubin khi gặp 1 vật cẩn có độ cao là H

Sự dịch chuyển của khối không khí xung quanh 1 công trình

Trang 25

CHUONG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

Hiệu ứng Bernoulli

¬ rÀn

TY} go's,

2.2.2.3.MAT DO KHONG KHI:

Công suất thì thay đổi theo mật độ không khí , còn mật độ không khí thì thay đổi

theo áp suất và nhiệt độ Theo định luật khí ta có :

P

Trong đó P : Áp suất không khí

T : Nhiệt độ tuyệt đối

R: hằng số khí

Mật độ không khí ở độ cao Hm so với mặt đất được tính như sau :

0.297.H {— —*}

3048

Trang 26

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

CAU TRUC BEN TRONG CUA 1 TUABINE GIO:

CAU TRUC TUBINE

-Thiết bị đo gió

-Hệ thống điều khiển lệch của tuabin

-Máy phát điện

-Vỏ bên ngoài

Cánh Roto | sẽ Bộ giảm độ ổn(bằng cao su) Thiết bị đo is

ACOTS điểu khiển

Trang 27

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

ree ree nen ES

2.3.CAC LOAI TUABIN CUA CAC HANG KHAC NHAU TREN THE GIỚI

2.3.1.Loại 2MW của hãng GEMASA:

GAMESA G90-2.0 MW

Cấu tao:

7.Tháp đỡ 16.Thiết bị đo gió

Hộp Số Xoay : 50Hz 1 :100,5

60Hz 1 :120,5

- Làm mát: Bơm Dầu với hệ théng Oil Cooler

Máy Phát 2MW

Công suất2MW Điện Áp :690Vac Tần số:50/60Hz

Loại ảo vệ:IP54

Số cực :4 Tốc độ quay:900:1900 vòng

Dòng điện hoạt động: 1500A

Hệ số công suất:0.96-0.98 Phương pháp điều khiển:

Tốc độ và công suất của máy phát được điển khiển thông qua hệ thống biến đổi dùng IGBT bằng phuơng pháp độ rộng xung (PWM)

Trang 29

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

s” Cut-out speed: 21 mis

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯƠỢNG GIÓ

CHUONG II ree CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ ee NAN EUYNG GIO

Wind Soead im/s}

Bảng phân bố công suất theo tốc độ gió:

CHUONG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯƠNG GIÓ

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG GIÓ

Các thông số kĩ thuật:

Đường kính Rotor:82m

Loại :Roto hướng lên với điều khiến cánh

Hướng xoay: Theo chiều kim đồng hồ

Điều khiển giám sát: SCADA của ENERCON

Đường đặc tính làm việc và hệ số Cp của tuabin:

CHUGNG III oe KẾT CẤU LƯỚI NGUỒN ĐỘNG CƠ GIÓ VỚI HỆ THỐNG CAE LUG NGUON DONG CO GIO VOI HE THONG

-Máy phát điện

-Hộp điều khiển tuabin

-Biến áp tăng áp

3.1.2.Phương pháp nối kết với lưới của tuabine gió:

Tùy theo cấu trúc của máy phát điện mà kết cấu với vào lưới nguồn khác

nhau như ta có thể nối kết trực tiếp vào lưới nguồn nếu máy phát điện là máy phát

cảm ứng còn đối với máy phát đồng bộ hoặc không đồng bộ ta có thể nối kết với

hệ thống lưới thông qua bộ biến tần

Nếu máy phát kiểu cảm ứng thì có thể nối trực tiếp với lưới mà không

cần biến tần Nhà máy loại này có các đặc điểm sau:

e Cấu trúc đơn giản

e©_ Công suất thay đổi khi thay đổi vận tốc gió

se Có dòng vào lớn khi kết nối với mạng lưới điện

e Có tiếng ôn lớn do bộ tăng tốc và cánh rotor

Nhưng đối với hệ thống điện luôn cần sự ổn định về điện áp cũng như tần số vì

vậy đa số việc kết cấu với lưới đều thông qua bộ biến tần để điều chỉnh điện áp và

tần số đồng bộ với lưới điện

Trang 35