GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ 1.NĂNG LƯỢNG GIÓ 1.1Khái quát chung Trục quay của Trái Đất nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo do đó tạothành khi quay quanh Mặt Trời
Trang 1111Equation Chapter 1 Section 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
- -
BÀI TÌM HIỂU
CHỦ ĐỀ: TÌM HIỂU VỀ CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ
CỦA VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI
Giảng viên hướng dẫn: Thầy Lê Việt Tiến SINH VIÊN : Lê Xuân Sơn
Lớp : Kỹ thuật điện 05 MSSV : 20222054
Hà Nội, năm 2023
Trang 2M c L cụ ụ
LỜI MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NHÀMÁY ĐIỆN GIÓ 4
1.NĂNG LƯỢNG GIÓ 4
1.1Khái quát chung 4
1.2 Lợi ích của năng lượng gió 4
1.3 Tình hình năng lượng gió trên thế giới 4
2 CẤU TẠO CỦA MỘT NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ 6
2.1 Turbine gió là gì 6
2.2 Cấu tạo của turbine gió 8
2.3 Nguyên lý hoạt động của turbine gió 9
CHƯƠNG II NHỮNG NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆTNAM 10
1 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TRÊN THẾ GIỚI 10
1.1 Trang trại gió Hornsea ( Anh ) 10
2 Trang trại gió Cam Túc ( Trung Quốc ) 11
2 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ Ở VIỆT NAM 11
2.1 Nhà máy điện gió Hướng Linh 2 ( Quảng Trị ) 12
2.2 Nhà máy điện gió Đầm Nại ( Ninh Thuận ) 13
LỜI KẾT LUẬN 14
TÀI LIỆU THAM KHẢO 14
Trang 3LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay năng lượng gió, một trong những nguồn năng lượng táitạo, được sử dụng ngày càng rộng rãi khi thiết bị được sản xuất hàng loạt,công nghệ lắp ráp đã hoàn thiện, chi phí để hoàn thành một trạm điệngió hiện nay đã tiết kiệm hơn trước rất nhiều Các nước công nghiệp pháttriển trên thế giới đã và đang đẩy mạnh việc khai thác nguồn năng lượngnày và trong tương lai sẽ thay thế dần các nguồn năng lượng truyềnthống như than đá, thủy điện, hạt nhân Sau khi tìm hiểu và nghiên cứu,em xin trình bày những hiểu biết và đánh giá của mình về “các nhà máyđiện gió trên thế giới cũng như ở Việt Nam” Em thực hiện bài tìm hiêu nàyvới mục đích có cái nhìn tổng quát về các nhà máy điện gió cũng như tìmhiểu về cấu tạo, nguyên lý làm việc và lợi ích mà nhà máy điện gió manglại
Đây là bài tập lớn đầu tiên mà chính bản thân của em thực hiện,em đã cố gắng hết sức để hoàn thành tốt bài tìm hiểu của mình Nhưngtrong quá trình làm khó có thể tránh khỏi nhiều sai sót Vì vậy em rấtmong nhận được sự góp ý nhiệt tình từ thầy phụ trách bộ môn và các bạnđề em có thể học tập và rút ra kinh nghiệm cho mình để hoàn thành tốtcác nhiệm vụ về sau.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy phụ tráchbộ môn đã cung cấp những kiến thức hữu ích và hướng dẫn em hoànthành tốt bài tìm hiểu này
Em xin chân thành cảm ơn !
Trang 4CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ
1.NĂNG LƯỢNG GIÓ 1.1Khái quát chung
Trục quay của Trái Đất nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo do đó tạothành khi quay quanh Mặt Trời tạo thành các dòng khí theo mùa Gió là sựhình thành của các dòng khí từ nơi khí áp cao đến nơi có khi áp thấp.Năng lượng gió là động năng của không khí khi di chuyển trong bầu khíquyển Trái Đất Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượngMặt Trời.
Bản chất của năng lượng gió là một nguồn tài nguyên tái tạo hoàntoàn, sạch và không gây ô nhiễm môi trường, được ưu tiên đầu tư và pháttriển Nhà máy điện gió đầu tiên được xây dưng ở vùng nông thôn Mỹ vàonăm 1890 Ngày nay công nghệ điện gió phát triển mạnh và có sự cạnhtranh lớn, với tốc độ phát triển như hiện nay thì chẳng bao lâu nữa nănglượng điện gió sẽ chiếm phần lớn trong thị trường năng lượng của thế giới.
1.2 Lợi ích của năng lượng gió
Năng lượng gió có rất nhiều lợi ích như:
Chi phí sản xuất và lắp đặt thấp, không tốn năng lượng trong quátrình vận hành và có thể cạnh tranh được với các nguồn năng lượng khácnhư than đá, khí đốt, Nhà máy điện gió không gây ô nhiễm môi trườngchiếm ít diện tích hơn nữa có thể tạo cảnh quan đẹp xung quang khu vựcđó, tạo lợi ích kinh tế về công nghiệp và du lịch Các nhà máy điện gióthường được đặt ở những nơi đồng bằng, nông thôn, miền núi, từ đó tạothêm công ăn việc làm cho nhiều công nhân tại đó.
Với những lợi ích như trên, năng lượng gió có tiềm năng rất lớn sẽtrở thành một nguồn năng lượng chính của con người trong tương lai.Nhưng để phát triển nó cần khảo sát nghiêm túc chặt chẽ việc xây dựngđúng kĩ thuật nhà máy điện gió để đảm bảo an toàn khi sử dụng và vậnhành.
Trang 51.3 Tình hình năng lượng gió trên thế giới
Năng lượng điện gió là nguồn năng lượng có triển vọng và phát triển trong thời gian gân đây Có rất nhiều nhiều quốc gia đã phát triển vớiquy mộ lớn như Đức, Hà Lan, Mỹ,Anh và đã thành lập cơ quan năng lượng quốc tế (CEA) với 14 nước thành viên hợp tác nguyên cứu các kế hoạch trao đối thông tin kinh nghiệm về việc phát triển năng lượng điện gió Các quốc gia này là : Úc, Canada, Đan Mạch, Thụy Điển, Na Uy, Tây Ban Nha, Phân Lan, Đức, Ý, Nhật, Hà Lan, New Zealand, Thụy Sĩ, Anh, Mỹ Vào năm 1995 các nước thành viên có khoản 25000 tuabin được kết nổi với mạng lưới điện và đang vận hành tốt Tổng công suất của các tuabin này là 3500 MW và hằng năm săn xuất ra 6 triệu MWh Năng lượng điện gió đã trở thành nguôn năng lượng tái sinh phát triển nhanh nhất trên thế giới đặc biệt là ở châu Âu đang chiếm 70% tổng công suất này.
Theo số liệu thống kê của ngành diện, sản lượng điện năng sản xuất từ sức gió trên thế giới đang liên tục tăng: năm 1994 là 3.527,5MW, năm 1995 là 4.770MW, năm 1996 là 6.000MW, năm 1997 là 7.500MW và hiện nay là hơn 10.000MW Sử dụng điện năng bằng sức gió, các nhà sản xuấtvà tiêu dùng đều lý thể an tâm về nguồn “tài nguyên” này; hơn nữa phong điện gân như không có tác hại đằng kế nào tới môi trường.(theo số liệu nǎm 2002)
Qua khảo sát người ta nhận thấy năng lượng gió trên thế giới là rất lớn và được phân bổ tất cả các nước Năng lưọmg điện có thể khai thác hằng năm là 53000 TWh và có thể cung cấp vượt quá nhu cầu điện thể giới vào năm 2020 Theo khảo sát hằng năm của viện năng lượng quốc tế
Trang 6thì nhu cầu tiều thụ diện thể giới vào năm 2020 là 25800TWh trong đó năng lượng điện gió sẽ chiếm 12% tổng nguồn nãng lượng.
Nhà máy điện gió số 5 Ninh Thuận
Trang 72 CẤU TẠO CỦA MỘT NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ
Về cơ bản, cấu trúc của một nhà máy điện gió gồm hai phần đólà turbines gió và trạm năng lượng Phần quan trọng nhất của một nhà máy đó chính là turbine gió vì vậy trong bài tìm hiểu này chúng ta sẽ cùng đi sâu vào nghiên cứu cấu tạo cũng như cách hoạt động của turbine gió.
2.1 Turbine gió là gì
Tuabin điện gió (wind turbine) là một thiết bị cơ khí khá
đơn giản và cấu tạo cũng không quá phức tạp Mượn sức gió để chuyển đổi động năng thành cơ năng và tiếp tục chuyển đổi thành điện năng Điện gió được xem là một trong những năng lượng bền vững hấp dẫn nhất vì sản xuất sản lượng điện cao
nhưng vẫn bảo vệ được môi trường.
Trang 8Cũng giống như hệ thống điện mặt trời có các tấm pin solar chuyển đổi năng lượng thì tuabin gió có 3 cánh quạt (N=3) để đón gió Ở nước ngoài, tuabin gió được đặt trên các cánh đồng rộng lớn vì các cánh quạt phải được trải rộng để đảm bảo được lượnggió hập thụ và cách xa khu dân cư Các turbine được đặt ngoài khơisức gió sẽ tối ưu hơn nhưng chi phí xây dựng và bảo trì cao hơn đángkể.
Tỉ lệ sản sinh ra điện của tuabin điện gió sẽ thuận với tỉ lệ độlớn của cánh quạt
Tỉ lệ sản sinh ra điện của tuabin sẽ thuận với tỉ lệ độ lớn củacánh quạt Hiểu một cách đơn giản là: cánh quạt càng lớn thì khả
Trang 9năng sản sinh điện và phát huy tác dụng của tuabin điện gió càng
cao Điện gió khi sản sinh ra điện có thể hòa vào điện lưới quốc gia.
2.2 Cấu tạo của turbine gió
Động cơ Tuabin điện gió được xem như một chiếc máy phát điện sử dụng sức gió Chi tiết quan trọng nhất vẫn là chiếc motor điện một chiều Thiết bị này sẽ dùng cánh quạt cùng với nam châm có độ để đón lấy gió Tuabin bao gồm:
Anemometer: Bộ đo lường tốc độ gió Chúng có trách nhiệm
truyền dữ liệu của tốc độ gió đi tới bộ phận điểu khiển.
Blades: Đây là cánh quạt, khi gió thổi sẽ tạo lực vào cánh
quạt Làm quay trục của động cơ tuabin và sau đó là dẫn tới các chuyển động liên hoàn của hệ thống tuabin điện gió.
Brake: Bộ hãm (hay còn được gọi là phanh), chúng dùng để
dừng hoạt động motor trong trường hợp khẩn cấp.
Rotor: Bộ phận này bao gồm các cánh quạt và trục.Controller: Bộ điều khiển.
Gear box: Bộ phận hộp số Trong bộ phần này, phần bánh
răng của hệ thống sẽ được nối với trục tốc độ cao và trục tốc độ thấp Bánh răng này không thể thiếu và chúng khá đắt tiền.
Generator: Bộ phận máy phát để phát ra nguồn điện.
High – speed shaft: Là trục chuyển động tốc độ cao của một
máy phát.
Low – speed shaft: Ngược với High – speed shaft đó là trục
chuyển động tốc độ thấp.
Nacelle: Đây là phần vỏ của động cơ Bao gồm lớp vỏ bọc
ngoài và vỏ của Rotor Được dùng để làm lớp bảo vệ, che chở cho các thành phần chi tiết cấu tạo bên trong của động cơ.
Pitch: Đây là bộ phận giữ cho rotor có thể tạo ra điện khi
chúng quay trong gió.
Trang 11Cấu tạo Động cơ Tuabin điện gió 2.3 Nguyên lý hoạt động của turbine gió
Các turbine gió sẽ hoạt động, chuyển năng lượng của gió thànhnăng lượng cơ học và phát ra điện Turbine gió được đặt trên trụ cao để đón năng lượng gió giúp tốc độ quay nhanh hơn và ít bị các luồnggió bất thường.
Khi có gió, chuyển động sẽ tác động lực, đẩy cho cánh quạt quay và dọc theo trục của tuabin Đó là phần lực cơ học mà cánh quạt tạo ra.
Từ đó, các bộ phận chuyển động khác của động cơ máy phát điện sẽ quay khi kết nối với trục của tuabin Đây chính là cơ chế tạo ra năng lượng tái tạo Nguồn điện từ năng lượng gió này nhằm phục vụ cho con người để sử dụng cho các thiết bị trong đời sống sinh hoạt.
CHƯƠNG II NHỮNG NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TRÊN THẾ GIỚI
1.1 Trang trại gió Hornsea ( Anh )
Trang trại gió Hornsea là trang trại gió Vòng 3 bắt đầu xây dựng vào năm 2018 Được đặt ở Biển Bắc cách bờ biển phía đông nước Anh 120 km (75 dặm), nhóm trang trại gió cuối cùng được lên kế hoạch để có tổng công suất lên tới 6 gigawatt (GW).
Sự phát triển đã được chia thành một số subzones Dự án 1,2 GW 1 đã nhận được sự đồng ý về quy hoạch vào năm 2014 Việc xâydựng Hornsea One bắt đầu vào tháng 1 năm 2018, và các tua-bin đầu tiên bắt đầu cung cấp điện cho lưới điện quốc gia Vương quốc Anh vào tháng 2 năm 2019 Tất cả các tua-bin đã được lắp đặt vào tháng 10 năm 2019 và thiết bị được đưa vào vận hành hoàn chỉnh vào tháng 12 năm 2019 Với công suất 1.218 MW, đây là công suất lớn nhất thế giới sau khi hoàn thành.
Dự án 2 thứ hai có công suất 1,4 GW đã được chấp thuận lập kế hoạch vào năm 2016 Công suất đầu tiên đạt được vào tháng 12 năm 2021 và đi vào hoạt động đầy đủ vào tháng 8 năm 2022, vượt qua Hornsea One để trở thành trang trại gió ngoài khơi lớn nhất thế giới
Trang 12Vào năm 2016, một tiểu vùng thứ ba đã được chia thành hai dựán Hornsea 3 và 4, với công suất xấp xỉ 1–2 GW và 1 GW, nâng côngsuất của dự án đã phát triển lên tối đa 6 GW.
2 Trang trại gió Cam Túc ( Trung Quốc )
Dự án trang trại điện gió Cam Túc hay Cơ sở năng lượng gió Tửu Tuyền là một nhóm các trang trại gió lớn đang được xây dựng ở phía tây tỉnh Cam Túc Trung Quốc ở Dự án trang trại gió Cam Túc nằm ở khu vực sa mạc gần thành phố Tửu Tuyền, thuộc hai địa phương của huyện Qua Châu và cũng gần thành phố Ngọc Môn, thuộc tỉnh Cam Túc phía tây bắc, nơi có nguồn tài nguyên gió dồi dào Tổ hợp này đang hoạt động với công suất 40% trên công suất 8GW, công suất dự kiến là 20 GW.
Trang 13Dự án này là một trong sáu cụm điện gió quốc gia được chính phủ Trung Quốc phê duyệt Dự kiến sẽ tăng lên
20.000 megawatt vào năm 2020, với chi phí ước tính là 120 tỷ nhân dân tệ Trung Quốc (17,5 tỷ USD).
Trang trại gió Cam Túc ( Trung Quốc )
2 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ Ở VIỆT NAM
Nước ta đang rất chú trọng vào việc đẩy mạnh khai thác năng lược gió để thay thế dần các nguồn năng lượng khác Với lợi thế về địa lý và con người, việc lắp đặt và vận hành nhà máy điện gió ở ViệtNam trở nên rất thuận lợi Sau đây em xin giới thiệu một số nhà máyđiện gió tiêu biểu ở nước ta.
2.1 Nhà máy điện gió Hướng Linh 2 ( Quảng Trị )
Tọa lạc tại xã Hướng Linh, tỉnh Quảng Trị, với công suất lắp đặt 30 MW với hệ thống 15 tua bin gió, nhà máy điện gió Hướng Linh có sản lượng điện sản suất rất lớn cung ứng lên lưới điện quốc gia là
Trang 14480.000 kWh/ngày đêm, đạt doanh thu trước thuế gần 1 tỷ đồng/ngày.
Nhờ áp dụng các công nghệ tiên tiến nên quá trình vận hành của nhà máy ổn định, đến nay không xảy ra các sự cố nghiêm trọng.Sản lượng điện từ nhà máy đã góp phần đảm bảo nguồn năng lượng cung ứng cho lưới điện quốc gia Hiện nay các nhà thầu thi công đang tranh thủ những ngày thời tiết thuận lợi để đẩy nhanh tiến độ lắp đặt 5 tua-bin điện gió còn lại.
Trang 152.2 Nhà máy điện gió Đầm Nại ( Ninh Thuận )
Kỷ niệm 42 năm Ngày giải phóng miền Nam 30/4/2017), sáng 28/4, Công ty cổ phần TSV (doanh nghiệp đối tác Việt Nam) và Tập đoàn The Bule Circle (Singapore) đã khởi công xây dựng Nhà máy điện gió Đầm Nại, tại khu vực xã Tân Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận.
(30/4/1975-Dự án điện gió Đầm Nại được được đầu tư trên địa bàn xã Tân Hải vàPhương Hải (huyện Ninh Hải) và xã Bắc phong (huyện Thuận Bắc), với công suất 40 MW; diện tích sử dụng đất 9,6ha; tổng vốn đầu tư khoảng 80 triệu USD.
Được xây dựng giữa cánh đồng bao la rộng lớn những cánh quạt gió hiện lên tựa như một bức tranh vẽ giữa khung cảnh xanh bát ngát 16 trụ tuabin được xây dựng vững chắc Mang vẻ đẹp vừa hoang sơ lại vừa hiện đại Hai bên đường là khung cảnh sa mạc; và biển kế bên nhau, tạo nên điểm check in lý tưởng cho tín đồ mê “sống ảo”.
Vẻ đẹp của cánh đồng điện gió Đầm Nại
Trang 16LỜI KẾT LUẬN
Qua bài tìm hiểu có thể thấy, năng lượng điện gió là một nguồntài nguyên rất dồi dào và phong phú, được con người khai thác và sửdụng trong cuộc sống rất nhiều Việt Nam chúng ta là một đất nước đang phát triển nên cần chú trọng vào việc đẩy mạnh khai thác nguồn tài nguyên quý giá của thiên nhiên này Nếu không đầu tư nghiên cứu và phát triển điện gió là một lãng phí lớn trong khi nguy cơ thiếu điện luôn thường trực, ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng kinh tế và năng lực cạnh tranh quốc gia Dù cho có là một nguồn tài nguyên vô tận, nhưng việc sử dụng năng lượng hợp lý vẫn luôn luôn là ưu tiên hàng đầu của mỗi quốc gia Vì vậy chúng ta cần biết sử dụng tài nguyên năng lượng một cách hợp lý, tránh gây lãng phí, có như vậy năng lượng gió nói riêng hay các nguồn năng lượng khác nóichung sẽ trở nên hữu ích với con người.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Danielle Hardie, Wind Energy to the Rescue (presentation), 2007
[2] Đàm Quang Minh, Vũ Thành T Anh, Năng lự ượng gío Vi t Nam, tiềềm năng và tri n v ng, ệ ể ọBài t t sách VLOS ừ ủ
[3] Geitmann, S.: Erneuerbare Energien und alternative Krafstofe (Năng lượng tái t o và ạnhiền li u thay thềế), Hydrogeit Verlag, 2 Auf., Jan 2005 ệ
[4] Mark Z Jacobson, Solving the Energy, Climate and Air-Quality-Health Crises With Wind, 2006
[5] Margolick, M., Wind energy – Technology trends and applications in East Asia