Năng lượng tái tạo - Phần 3 doc

44Bài giảng Năng lượng tái tạo III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 45Bài giảng Năng lượng tái tạo 1. Khái niệm: Năng lượng gió là động năng của không khi di chuyển trong bầu khi quyển của trái đất. Gió được sinh ra là do nguyên nhân mặt trời đốt nóng khi quyển, trái đất xoay quanh mặt trời. Vì vậy năng lượng gió là hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời. 1.1. Sự hình thành năng lượng gió Bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng đều làm cho bầu khí quyển, nước và không khí nóng không đều nhau.  khác nhau về nhiệt độ và áp suất  tạo thành gió 1.2. Sự lưu thông gió trên trái đất III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 46Bài giảng Năng lượng tái tạo 2. Các đại lượng liên quan đến năng lượng gió 2.1. Công suất gió Công suất gió được xác định theo công thức 32 . 2 == vrρ π t E P E: Là năng lượng tạo ra từ gió, được tính dựa vào khối lượng không khí chuyển động với vận tốc (v) qua mặt phẳng hình tròn bán kính (r) vuông góc với chiều gió trong thời gian (t). 322 . 2 =. 2 1 = vtrρ π vmE (3.1) (3.2) III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 47Bài giảng Năng lượng tái tạo 2. Các đại lượng liên quan đến năng lượng gió 2.1. Công suất gió m: khối lượng không khí qua mặt cắt ngang hình tròn diện tích (A), bán kính r . ρ : là tỷ trọng của không khí. V: là thể tích khối lượng không khí. v : Vân tốc gió (m/s). A: Diện tích đường tròn bán kính R (m 2 ). ρ: Mật độ không khí ( kg.m -3 ). vtrπAvtρVρm 2 =.== (3.3) III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 48Bài giảng Năng lượng tái tạo 2. Các đại lượng liên quan đến năng lượng gió 2.1. Công suất gió 5/1 1 1 )(= h h VV )/lg( )/lg( = 01 0 1 hh hh VVhay V : Vận tốc gió cần tìm trên độ cao h. V 1 : Vận tốc gió đo được gần mặt đất trên độ cao h1. h 0 : Chiều cao ở đó vận tốc gió bằng không. Ở trạng thái đoạn nhiệt của khí quyển, profin vận tốc gió theo chiều cao tiệm cận tốt quan hệ dạng: (3.4) (3.5) Với: III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 49Bài giảng Năng lượng tái tạo 2. Các đại lượng liên quan đến năng lượng gió 2.2. Điện năng cung cấp từ gió: (3.6) TAVKA t 3 = Với: A : Điện năng cung cấp từ gió (KWh) V : Tốc đô gió (m/s) K = 3,2 : Hê sô cơ bản của tuabin A t = п.r 2 : Diện tích quyét của cánh tuabin (m 3 ) III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 50Bài giảng Năng lượng tái tạo 3. Vận tốc gió và áp suất gió Để đo tốc độ và áp suất của gió ta dùng thiết bị đo gió (anemometer) 3.1. Máy đo tốc độ gió - Máy đo gió hình chén - Máy đo dạng cối xay gió 3.2. Đo áp suất gió - Ống Pitot III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 51Bài giảng Năng lượng tái tạo 3. Vận tốc gió và áp suất gió Căn cứ vào tốc độ gió người ta chia các cấp, trên thế giới hiện nay sử dụng bảng cấp gió Beaufor với các cấp ( ) - Gió thường xuyên thay đổi tốc độ, vì vậy để đánh giá được tiềm năng từng vùng người ta sử dụng các thông số gồm vận tốc gió trung bình V tb , tốc độ gió cực đại V max và tần suất tốc độ gió. - Vận tốc gió trung bình theo thời gian (m/s) Với: V i : Vận tốc gió tức thời đo được tại mỗi thời điểm. n : Số lần đo trong thời gian đo n V V i ∑ =  (3.7) III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 52Bài giảng Năng lượng tái tạo 3. Vận tốc gió và áp suất gió - Vận tốc gió trung bình trong năm (m/s): - Năng lượng E (Jun/s): Là năng lượng của dòng khí có tiết diện ngang với diện tích F được xác định theo biểu thức: 365 ∑ = ngày tbn V V 22 32 FVρmV E == Với : m (kg/s): Khối lượng không khí chảy qua tiết diện F trong thời gian 1 giây với vận tốc V được tính theo công thức m = ρFV ρ : Khối lượng riêng của không khí trong điều kiện thường (T = 15 O C, P = 760 mmHg) là ρ = 1,23 KG/m 3 . (3.8) (3.9) (3.10) III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 53Bài giảng Năng lượng tái tạo 4. Tuabin gió Tuabin gió là máy dùng để biến đổi động năng của gió thành năng lượng Cấu tạo: Chú thích: III. NĂNG LƯỢNG GIÓ [...]... ng Năng lư ng tái t o (3. 19) 78 8 .3 HT GIÓ N I LƯ I AIRDOLPHIN 8 .3. 2 Tính toán hi u su t MF i n gió ph thu c t c gió 2-
c tính i n năng h phát i n n i l
i Airdolphin-1000 cao 13 m N um t năng lư ng gió là W (kWh/m2), thì i n năng E do h th ng Airdolphin-1000 phát ra ư c ư c tính như sau:  W πD 2  E =  4.η ht     3-
c tính năng l
ng gió và i n năng Năng lư ng thu ư c n u t tua bin gió 3 công... gi ng Năng lư ng tái t o 63 III NĂNG LƯ NG GIÓ 8 M t s mô hình phát i n s d ng năng lư ng gió 8.1 Mô hình h th ng phát i n gió gia ình Các thông s chính: - K t h p MF gió công su t 150 - 30 0W cùng v i dàn năng lư ng m t tr i - Tuabin gió 3 cánh làm b ng g ho c composite - C t tháp 3, 4 chân, c t ơn có dây néo - MF không c n h p s - i n áp ra DC Bài gi ng Năng lư ng tái t o 64 III NĂNG LƯ NG GIÓ 8... n: 1- i u khi n ch phát i n, 2- i u khi n ch làm vi c gi m t c “stall mode” 3- Thi t b an toàn 4- i u khi n n p c qui Máy phát i n gió Airdolphin 5- H ghi và truy n s li u Bài gi ng Năng lư ng tái t o 68 8 .3 HT GIÓ N I LƯ I AIRDOLPHIN 8 .3. 1 Các c i m c a HT phát i n gió Airdolphin ư ng c trưng công su t phát i n ng v i 2 ch làm vi c Bài gi ng Năng lư ng tái t o 69 8 .3 HT GIÓ N I LƯ I AIRDOLPHIN 8 .3. 1... i năng lư ng gió/ i n năng c a MF Tính ξ theo P, V Bài gi ng Năng lư ng tái t o 74 8 .3 HT GIÓ N I LƯ I AIRDOLPHIN 8 .3. 2 Tính toán hi u su t MF i n gió ph thu c t c gió B ng 4: Hi u su t MF i n gió Airdolphin-1000 và hi u su t h th ng V n t c gió (m/s) Công su t phát (W) Hi u su t máy phát (%) 3 15 35 19,9 4 40 40 22,8 5 ,3 100 43 24,5 6 170 50 28,5 7 250 46 26,2 8 35 0 45 25,6 9 500 44 25,1 10 620 38 ... d ng năng lư ng gió 8.2 Mô hình h th ng phát i n gió c m dân cư Các thông s : - K t h p MF công su t m t vài v i dàn năng lư m t tr i ho c MF diezel gió kW ng i n - i n phát ra ưa lên lư i 220V Bài gi ng Năng lư ng tái t o 65 III NĂNG LƯ NG GIÓ 8 M t s mô hình phát i n s d ng năng lư ng gió 8 .3 H th ng i n gió n i lư i AIRDOLPHIN Bài gi ng Năng lư ng tái t o 66 8 .3 HT GIÓ N I LƯ I AIRDOLPHIN 8 .3. 1.Các... B ng 3: Các ch làm vi c c a máy phát Airdolphin Ch c trưng phát i n bình thư ng (Normal mode) T c gió (m/s) Công su t (W) 3, 5 Ch gi m t c (Stall mode) T c gió (m/s) Công su t (W) T c rôto (v/phút) 27 T c c rôto trưng (v/phút) phát i n 450 10 38 0 35 0 6,5 120 600 20 32 0 35 0 10 620 800 30 600 35 0 12,5 1000 1200 40 400 250 15 1780 130 0 50 0 0 17,5 2520 1500 65 0 0 20 32 00 1600 Bài gi ng Năng lư ng tái t... ng tái t o 70 8 .3 HT GIÓ N I LƯ I AIRDOLPHIN 8 .3. 1 Các c i m c a HT phát i n gió Airdolphin b B bi n i i n (Inverter) Windy Boy: - Chuy n i i n t máy phát i n gió hay t b c qui có V1= 2 3- 2 6 VDC thành V2 = 230 VAC, 50 Hz t i lên lư i i n nh m t thi t b ng b l p ngay trong máy - N n i n lư i 22 0-2 30 VAC, 50Hz B bi n i i n Wind Boy, thành i n 2 4-2 6VDC n p i n cho B c qui và T i n b c qui - Hi u su t bi...III NĂNG LƯ NG GIÓ 4 Tuabin gió - Tuabin gió tr c ng - Tuabin gió tr c ngang Bài gi ng Năng lư ng tái t o 54 III NĂNG LƯ NG GIÓ 5 Nh ng y u t c n quan tâm khi s d ng năng lư ng gió 1- Tính toán chi phí cho năng lư ng gió Chi phí trên m i ơn v i n năng phát ra (g) b i m t trang tr i gió có th ư c ư c tính b ng cách s d ng công th c sau: G = CR / E + M (3. 11) C: Là v n u tư ban u... tính theo công th c 1 l v = ∑v n l n=1 (3. 15) V i v: V n t c gió trung bình (m/s) l : S l n o v n t c gió trong 1 năm n : Ch s c a m i l n o Bài gi ng Năng lư ng tái t o 57 III NĂNG LƯ NG GIÓ 5 Nh ng y u t c n quan tâm khi s d ng năng lư ng gió 3- Kho ng cách t i các công trình dân cư - Tác ng t i t m nhìn - nh hư ng v ti ng n - Hi u ng “Bóng râm chuy n ng” 4- nh p nhô và s d ch chuy n nh p nhô c a... trung bình Vtb > 4 m/s - Ch t lư ng lo i máy này còn chưa n nh do ch t o ơn chi c ho c lo t nh , nhi u công o n th công - Giá thành 4 n 4,5 tri u ng Vi t Nam - V n hành h th ng ơn gi n - Tu i th kho ng 10 năm Bài gi ng Năng lư ng tái t o 61 III NĂNG LƯ NG GIÓ 7 ng cơ gió 7.2 ng cơ gió công su t l n hơn 500 W - Ch ư c ch t o th s lư ng không áng k - Ch t lư ng ch t o chưa cao - Không có phương ti n . là ρ = 1, 23 KG/m 3 . (3. 8) (3. 9) (3. 10) III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 53Bài giảng Năng lượng tái tạo 4. Tuabin gió Tuabin gió là máy dùng để biến đổi động năng của gió thành năng lượng Cấu tạo: Chú thích: III dạng: (3. 4) (3. 5) Với: III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 49Bài giảng Năng lượng tái tạo 2. Các đại lượng liên quan đến năng lượng gió 2.2. Điện năng cung cấp từ gió: (3. 6) TAVKA t 3 = Với: A : Điện năng cung. được Với M E CR G + = / (3. 11) (3. 12) III. NĂNG LƯỢNG GIÓ 56Bài giảng Năng lượng tái tạo 5. Những yếu tố cần quan tâm khi sử dụng năng lượng gió 1- Tính toán chi phí cho năng lượng gió E (KWh): Là năng lượng đầu