Nghiên cứu tổng quan về năng lượng gió ở Việt Nam

Đây là nguồn năng lượng sạch... Tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam không nhỏ... Vấn đề năng lượng sạch đang được quan tâm nhiều và là một sự lựa chọn cho ngành

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Nhân loại đang bước vào thập niên đầu của thế kỷ XXI Thiếu hụt năng lượng và vấn đề ô nhiễm môi trường đang là những mối đe dọa sự phát triển bền vững của ngôi nhà chung “Trái đất” của chúng ta Ngay cả nguồn thủy điện tưởng như vô hại đến môi trường thì nay người ta đã phải quan tâm đến những hậu quả nghiêm trọng là làm mất cân bằng sinh thái Do vậy, việc khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo như nặng lượng hạt nhân, năng ượng địa nhiệt, năng lượng gió, năng lượng Mặt trời… là hướng đi quan trọng trong quy hoạch phát triển nặng lượng, đảm bảo an ninh năng lượng cho mỗi quốc gia

Nặng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu của con người và là một yếu tố đầu vào không thể thiếu được vủa hoạt động kinh tế Khi mức sống của người dân càng cao, trình độ sản xuất của nên kinh tế ngày càng hiện đại thì nhu cầu về năng lượng cũng ngày càng lớn, và việc thoả mãn nhu cầu này thực sự là một thách thức đối với hầu hết mọi quốc gia Ở Việt Nam, cùng với sự phát triển công nghiệp và sự hiện đại hóa thì nhu cầu năng lượng cũng rất cần cho sự phát triển đất nước Vấn đề đặt ra là phát triển nguồn năng lượng sao cho phù hợp mà không ảnh hưởng tới môi trường và cảnh quan thiên nhiên Trong khi đó các nguồn năng lượng hóa thạch như: than đá, dầu mỏ, khí đốt ngày càng cạn kiệt Mặt khác việc sử dụng các nguồn năng lượng này sẽ ô nhiễm môi trường, tác nhân gây hiệu ứng nhà kính Từ đầu năm đến nay, đất nước ta đã chịu nhiều cơn bão lớn gây thiệt hại lớn về người và của cải; nguyên nhân sâu xa chính là môi trường bị hủy hoại gây nên biến đổi khí hậu Để giảm những vấn đề trên ta phải tìm nguồn năng tái tạo, năng lượng sạch để thay thế hiệu quả, giảm nhẹ tác động của năng lượng đến tình hình an ninh kinh tế chính trị quốc gia Nhận thấy được tầm quan trọng về vấn đề năng lượng để phát triển Việt Nam có các quan điểm về chính sách về sử dụng năng lượng hiệu quả nguồn năng lượng tái sinh trong đó có năng lượng gió

Năng lượng gió là nguồn năng lượng tự nhiên, dồi dào và phong phú, được ưu tiên đầu tư và phát triển ở Việt Nam Nhiều dự án đã được khởi công xây dựng với quy mô vừa và nhỏ Tiêu biểu là công trình điện gió ở bán đảo Bạch Long Vĩ có công suất 800Kw, điện gió Phương Mai III ở tỉnh Bình Định đang được xây dựng

Trang 2

Năng lượng gió là nguồn năng lượng sạch, vô tận, thân thiện với môi trường và có tiềm năng rất lớn Nội dung chúng em nghiên cứu dưới đây là tổng quan về ứng dụng năng lượng gió ở Việt Nam, chủ yếu là ứng dụng sản xuất điện gió Bên cạnh đóđưa ra những tiềm năng, công nghệ sản xuất và những ưu nhược điểm cũng như tháchthức phát triển ứng dụng năng lượng gió ở Việt Nam

Trang 3

PHỤ LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 4

1.1 Khái niệm 4

1.2 Sự hình thành 4

1.3 Đặc trưng của năng lượng gió 5

CHƯƠNG II: TIỀM NĂNG VÀ TRỮ LƯỢNG NĂNG LƯỢNG GIÓ 8

2.1 Tiềm năng và trữ lượng năng lượng gió trên thế giới 8

2.2 Tiềm năng và trữ lượng năng lượng gió ở Việt Nam 10

2.3 Ứng dụng năng lượng gió trong đời sống 12

CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN GIÓ 15

3.1 Sự hình thành năng lượng gió 15

3.2 Lý do sử dụng năng lượng gió 15

3.3 Công nghệ sản xuất điện gió 16

3.4 Tuabin gió và tháp 18

3.5 Ứng dụng của công nghệ điện gió 20

CHƯƠNG IV: THIẾT KỆ HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ NHỎ PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG 21

4.1 Cấu trúc chung 21

4.2 Thiết kế kỹ thuật 22

4.3 Khai thác và sử dụng hệ thống điện gió công suất nhỏ trong hộ gia đinh 26

CHƯƠNG V: QUY HOẠCH VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ Ở VIỆT NAM 28

5.1 Tình hình sử dụng và phát triển năng lượng gió ở Việt Nam hiện nay 28

5.2 Những lợi ích về môi trường và xã hội của năng lượng gió 31

5.3 Những đề xuất phát triển năng lượng gió ở Việt Nam 32

5.4 Những thuận lợi và khó khăn trong việc sử dụng năng lượng gió ở Việt Nam 33

5.5 Những vấn đề cần quan tâm khi sử dụng năng lượng gió 35

KẾT LUẬN 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

Trang 4

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN1.1– KHÁI NIỆM

Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển

Trái Đất Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời Sử dụngnăng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ Cổ đại

1.2 – SỰ HÌNH THÀNH

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 Một nửa bề mặt của

Trái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận được bức xạ của Mặt Trời và

thêm vào đó là bức xạ Mặt Trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các

cực, do đó có sự khác nhau về nhiệt độ và vì thế là khác nhau về áp suất mà

không khí giữa xích đạo và 2 cực cũng như không khí giữa mặt ban ngày và

mặt ban đêm của Trái Đất di động tạo thành gió Trái Đất xoay tròn cũng góp

phần vào việc làm xoáy không khí và vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi (so

với mặt phẳng do quỹ đạo Trái Đất tạo thành khi quay quanh Mặt Trời) nên

cũng tạo thành các dòng không khí theo mùa

Bản đồ vận tốc gió theo mùa do bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Coriolis

được tạo thành từ sự quay quanh trục của Trái Đất nên không khí đi từ vùng

áp cao đến vùng áp thấp không chuyển động thẳng mà tạo thành các cơn gió

xoáy có chiều xoáy khác nhau giữa Bắc bán cầu và Nam bán cầu Nếu nhìn từ

vũ trụ thì trên Bắc bán cầu không khí di chuyển vào một vùng áp thấp ngược

với chiều kim đồng hồ và ra khỏi một vùng áp cao theo chiều kim đồng hồ

Trên Nam bán cầu thì chiều hướng ngược lại

Ngoài các yếu tố có tính toàn cầu trên, gió cũng bị ảnh hưởng bởi địa

hình tại từng địa phương Do nước và đất có nhiệt dung khác nhau nên ban ngày đất nóng lên nhanh hơn nước, tạo nên khác biệt về áp suất và vì thế có gió thổi từ biển hay hồ vào đất liền Vào ban đêm đất liền nguội đi nhanh hơn nước và hiệu ứng này xảy ra theo chiều ngược lại

Trang 5

Đã từ lâu, con người đã biết sử dụng năng lượng gió Chuyển động của gió tạo

ra một lực cơ học ở dạng lực mặt Lực này có chiều, hướng, độ lớn và có năng lượngở dạng cơ năng Con người đã biết lợi dụng sức gió để ứng dụng vào cuộc sống (Cối xay gió, thuyền buồm, xay lúa, bơm nước…) Những ứng dụng đó chỉ dừng lại ở cấp độ ứng dụng đơn giản Hiện nay với tiến bộ KH-KT con người đã nghiên cứu và dứngdụng rộng rãi hơn năng lượng gió, cơ năng của gió làm quay các cánh quạt giúp các tuabin chuyển động tạo ra điện Hà Lan là nước đầu tiên ừng dụng năng lượng gió, nổi tiếng với những quạt gió Vào thập niên 1980, những trại điện gió (Wind farm) đầu được thiết kế và xây dựng Trong hơn hai mơi năm qua, điện gió đã có những bước tiến vượt bậc

1.3– ĐẶC TRƯNG CỦA NĂNG LƯỢNG GIÓ

a Đặc điểm phân bố của năng lượng gió trên lãnh thổ

Tốc độ gió phân bố theo quy luật càng lên cao gió thổi càng mạnh Ở các vùng núi thì tại sườn đón gió, gió có tốc độ mạnh; ngược lại tại phía sườn khuất gió, gió yếu Trong các thung lũng hẹp và lòng chảo trũng gió rất yếu Tuy nhiên các thung lũng sông có hướng song song với hướng gió thịnh hành lại là nơi hút gió Trên các đèo vắt qua các khối núi lớn thường là con đường thuận lợi cho gió lùa qua

Ngoài khơi gió thổi mạnh và giảm dần khi vào đất liền Bờ biển và duyên hải lànơi trực tiếp đón gió từ biển thổi vào Tuy nhiên cường độ gió ở mỗi nơi còn tùy thuộc hướng của bờ biển đối với hướng gió thịnh hành và hình thế địa hình của vùng đất liền kế tiếp phía trong Trên các hải đảo phía Đông lãnh thổ gió thổi rất mạnh Tại các đảo phía Nam do gần xích đạo gió thổi có tốc độ nhỏ rõ rệt so với các đảo phía Đông

Hai nhân tố chính ảnh hưởng đến sự phân bố tốc độ gió là hoàn lưu và địa

hình.

Trang 6

b Đặc điểm phân bố của năng lượng gió theo mùa ở nước ta

Mỗi khu vực trên lãnh thổ chịu ảnh hưởng khác nhau của hai mùa gió Đông Bắc và Tây Nam Độ lớn của tốc độ và do đó độ lớn của năng lượng gió ở mỗi nơi trong từng mùa phụ thuộc vào địa hình và vị trí địa lý của khu vực đó

-Những khu vực có tiềm năng năng lượng gió mùa lạnh cao hơn mùa nóng rõ rệt là:

+Các hải đảo phía Đông lãnh thổ (trừ các đảo gần bờ từ Hải Phòng đến Diễn Châu – Nghệ An)

+Khu vực phía Đông tỉnh Lạng Sơn

+Các khui vực núi cao trên toàn lãnh thổ, kể cả Tây Nguyên

+Duyên hải và đồng bằng kể tiếp duyên hải từ Hà Tĩnh đến Cà Mau, đặc biệt từTuy Hòa đến Phan Thiết năng lượng mụa lạnh lớn vượt trội năng lượng mùa nóng

-Những khu vực có tiềm năng năng lượng gió mùa nóng cao hơn mùa lạnh rõ rệt là:

+Các đảo phía Tây Nam lãnh thổ

+Duyên hải phía Tây và phần đồng bằng kế tiếp của Nam Bộ

+Các vùng đất thấp và các vị trí dưới thấp phía Tây và Nam Tây Nguyên

+Vùng núi thấp phía tây Nghệ An, Hà Tĩnh và Bình Trị Thiên

+Duyên hải từ Hải Phòng đến Diễn Châu (Nghệ An) và đồng bằng kế tiếp

Ngoài ra, tạ các vùng khác trên lãnh thổ tiềm năng năng lượng của hai mùa gió gần tương đương với nhau

Tỷ lệ giữa tiềm năng hai mùa không thay đổi theo độ cao

Trang 7

c.Ưu nhược điểm của năng lượng gió

-Ưu điểm:

+Năng lượng gió không thải khí, hóa chất độc hại ra môi trường Đây là nguồn năng lượng sạch

+Ổn định giá năng lượng: đóng góp và đa dạng hòa năng lượng

+Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu và hạn chế sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp nhiên liệu từ nước ngoài

+Nhu cầu về điện của toàn nền kinh tế tang trung bình gần 13% năm và tốc độ tang của mấy năm trở lại đây còn cao hơn mức trung bình

+Không phát thải hiệu ứng gây nóng lên toàn cầu

Trang 8

CHƯƠNG II:

TIỀM NĂNG VÀ TRỮ LƯỢNG NĂNG LƯỢNG GIÓ

2.1 - TIỀM NĂNG VÀ TRỮ LƯỢNG NĂNG LƯỢNG GIÓ TRÊN THẾ GIỚI

Trên phạm vi toàn cầu, năng lượng gió là nguồn năng lượng phát triển nhanh nhất với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm xấp xỉ 29% trong vòng mười năm vừa qua Đến năm 2008, công suất lắp đặt điện gió toàn cầu đã vượt quá 121GW Tứclà hơn 15 lần công suất điện gió mười năm trước đây Khi đó công suất điện gió toàn cầu chỉ cỡ 7.6 GW Với công suất này, hàng năm sẽ sản xuất được 260 tỷ kWh và cắt giảm được 158 triệu tấn CO2 Năng lượng gió đã hát triển nhanh chóng thành một ngành công nghiệp hoạn thiện và bùng nổ toàn cầu Thị trường lắp đặt tuabin gió toàncầu năm 2008 cỡ 46 tỷ đô-la

Triển vọng tương lai của công nghiệp điện gió toàn cầu là rất khích lệ và được dự đoán tăng hơn 70% trong vòng vài năm tới để đạt tới công suất cớ 190 Gw vào năm 2013

H2.1 Tổng công suất lắp đặt điện gió toàn cầu thực tế và dự báo

1997 - 2010

Trang 9

Công suất lắp đặt (GW) mười nước hàng đầu thế giới về năng lượng gió cho trong hình H2.1

Bảng 1: Công suất lắp đặt (GW) mười nước hàng đâu thế giới 2008-2010

Bảng 2: Dự báo phát triển năng lượng gió toàn cầu 2007 – 2030

Tiềm năng năng lượng gió bốn nước ĐNA ở độ cao 65m Tiềm năng năng lượng gió ở độ cao 65M chỉ dành cho tuabin gió có công suất lớn Phần lớn vùng có gió là vùng mặt đất không có vật cản trở Mật độ công suất điện gió lấy theo giả thiết 4MW/Km2 Nếu tính tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam ở những vùng có gió tốt cho đến cực tốt (Các con số in đậm ở cuối bảng 3) thì công suất tiềm năng đã ước tới 111.916 MW hay ~112 GW Nếu giả thiết công suất này có hệ số phát điện trung bình hàng năm 20% - 25% thì niềm năng năng lượng gió trung bình hàng năm ước tính 200 đến 245 tỷ kWh Một tiềm năng rất lớn, gần gấp đôi tiềm năng thủy điện 123tỷ kWh với công suất 30 GW

Trang 10

Bảng 3:Tiềm năng năng lượng gió ở 4 nước Đông Nam Á (ĐNA)

Theo thống kê Trung Quốc là một nước được coi là có triển vọng và thực trạng sử dụng về nguồn năng lượng này là lớn nhất thế giới Sau đó là Đức, Tây Ban Nha, Hoa Kỳ, Ấn Độ

Tương lai của Đức là ngành năng lường này nằm ở ngoài khơi xa Chính phủ Đức đã đề ra mục tiêu từ này tới năm 2020 có thể đáp ứng 1/5 nhu cầu điện bằng nguồn năng lượng từ sức gió Theo ước tính Đức sẽ khai thác được nguồn năng lượnggió đạt 14.609 MW và sẽ chiếm 40% năng lượng gió trên thế giới

Tiếp theo là Mỹ, dự tính sẽ sản xuất thêm 1.687 MW nâng tổng công suất lên 6.374 MW Tiếp theo là Tây Ban Nha sẽ tăng thêm 1.377 để đạt được tổng số là 6.202 MW Đan mạch thêm 1.377 đạt tới tổng số 3.110 MW Ấn Độ nằm ở vị trí thứ

5 với tổng số năng lượng tư gió là 2.110 MW

2.2 - TIỀM NĂNG VÀ TRỰ LƯỢNG NĂNG LƯỢNG GIÓ Ở VIỆT NAM

Trang 11

Nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa và bờ biển dài hơn 3200Km, ngoài ra còncó gió mùa tây nam thổi vào mùa hè Tốc độ gió trung bình ở biển Đông Việt Nam khá mạnh Vì vậy nhờ vào vị trí địa lý mà tiềm năng về năng lượng gió ở Việt Nam làrất triển vọng Theo đánh giá, Việt Nam có tiềm năng lớn nhất khu vực Đông Nam Á về năng lượng gió.

Tổng tiềm năng điện gió của Việt Nam ược đạt 513,360 MW tức bằng hơn 200 lần công suất của thủy điện Sơn La, và hơn 10 lần tổng công suất dự bảo của ngành điện năm 2020 Khu vực này chủ yếu dừa vào hướng gió tây nam

Trong chương trình đánh giá về năng lượng cho Châu Á, Việt Nam có tới 8.6%diện tích lãnh thổ được đánh giá có tiềm năng từ “tót” đến “rất tốt” để xay dựng vác trạm điện gió cỡ lớn thì diện tích này ở Campuchia là 0.2%, ở Lào là 2.9% và ở Thái Lan cũng chỉ là 0.2% Việt Nam có đến 41% diện tiechs nông thôn có thể phát triển điện gió loại nhỏ Nếu so sánh con số này với các nước láng giềng thì Campuchia có 6%, Lào có 13% và Thái Lan là 9%

Ở Việt Nam, các khu vực có thể phát triển năng lượng gió không trả đều trên toàn bộ lãnh thổ Với ảnh hưởng của gió mùa thì chế độ gió cũng khác nhau Nếu ở phía bắc đèo Hải Vân thì mùa gió manhjh chủ yếu trùng với mùa gió đông bắc Trongđó, khu vực giàu tiềm năng nhất là Quảng Ninh, Quảng Binh, Quảng Trị Ở phần phíanam đèo Hải Vân, mùa gió trùng với mùa gió Tây Nam và các vùng tiềm năng nhất thuộc cao nguyên Tây Nguyên, các tỉnh ven biển và đồng bằng sông Cửu Long Đặc biệt là hai vùng giàu tiềm năng nhất để phát triên năng lượng gió là Sơn Hải (Ninh Thuận) Vùng đồi cát ở độ cao 60 – 100m từ phía tây Hàm Tiến đến Mũi Né (Bình Thuận) Vùng này không những có vận tốc gió trung bình lớn mà còn có một thuận lợi là số lượng các cơn bão khu vực này ít và gió có xu thế ổn định Trong những tháng có gió mùa, tỷ lệ gió nam và đông nam lên đến 98% với vận tốc trung bình

6 – 7m/s tức là vận tốc có thể xây dựng các trạm điện gió công suất 3.0 - 3.5MW

Tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam không nhỏ Phân bố mật độ năng lượng được đánh giá vào khoảng 800 – 1400 kWh/m2 nằm tại các hải đảo, 500 – 100 kWh/m2 nằm tại vùng duyên hải miền Trung, Tây Nguyên và duyên hải Nam Bộ, cáckhu vực dưới 500 kWh/m2 năm

Trang 12

2.3 - ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ TRONG ĐỜI SỐNG

a Năng lượng gió trên thế giới

Cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 này vấn đề về nguồn năng lượng cung cấp cầnphải xem xét lại: hiện nay nguồn năng lượng hóa thạch đang cạn dần, đồng thời vấn đề gây ô nhiễm môi trường do việc đốt nhiên liệu hóa thạch càng trở nên trầm trọng Vấn đề năng lượng sạch đang được quan tâm nhiều và là một sự lựa chọn cho ngành năng lượng thay thế trong tương lai Nguồn năng lượng sạch đang được quan tâm nhưnăng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sóng biển, năng lượng thủy triều… Tất cả những loại năng lượng sạch này sẽ góp phần rất lớn vào việc cải tạo cuộc sống nhân loại và cải thiện môi trường Các hệ thống năng lượng này được xem như là một sự lựa chọn thay thế cho các hệ thống cung cấp từ lưới điện quốc gia ở các vùng nông thôn biệt lập, nơi mà việc phát triển lưới điện không khả thi về mặt kinh tế, trong đó, năng lượng gió được xem như là nguồn nănglượng dễ khai thác với công nghệ đơn giản và chi phí đầu tư và vận hành tương đối thấp

Theo tính toán của các nhà nghiên cứu, năng lượng từ mặt trời trên trái đất vào khoảng 173.000 tỉ KW còn năng lượng từ gió ước tính khoảng 3.500 tỉ KW Trên toànbộ bề mặt hành tinh của chúng ta, năng lượng có thể khai thác được từ gió lớn hơn năng lượng toàn bộ các dòng sông trên trái đất từ 10 đến 20 lần

Năng lượng gió đã được khai thác và ứng dụng từ rất lâu dùng để chạy bơm nước, thuyền buồm Các cối xay gió đã xuất hiện từ thế kỷ thứ 12 Từ đó đến nay việcnghiên cứu và phát triển công nghệ sử dụng năng lượng gió ngày càng phát triển với tốc độ ngày càng nhanh cả về số lượng lẫn chất lượng Theo thống kê, đến cuối năm

2003 tổng công suất lắp đặt tại các nhà máy phát điện bằng tua-bin gió trên thế giới là39.294 MW, gấp hơn 4 lần tổng công suất lắp đặt của các nhà máy điện ở Việt Nam hiện nay Giá trị này tăng 26% so với năm 2002 Như vậy việc sử dụng năng lượng gió đã được khoa học chứng minh và khẳng định bằng thực tế phát triển với tốc độ rấtnhanh của các tua-bin gió được lắp đặt trên thế giới Sự phát triển theo thời gian đã làm cho giá thành điện năng phát ra từ tua-bin gió giảm từ 6,15 UScent/kWh (năm 1995) xuống còn 4,6 UScent/kWh (năm 1999) và đến năm 2005 dự kiến sẽ chỉ còn 3,91 UScent/kWh Giá thành lắp đặt tua-bin gió hiện tại trung bình vào khoảng 1000

Trang 13

USD/kW Với giá thành điện năng sản xuất từ tua-bin gió ngày càng rẻ, kỹ thuật ngàycàng tin cậy, một số nước đang phát triển cũng đã triển khai nhiều dự án về nănglượng gió, trong số đó nổi bật là các nước Ấn Độ, Trung Quốc,…

b Tình hình phát triển điện gió của Việt Nam

Ngày nay, trước tình hình các nguồn năng lượng truyền thống (dầu mỏ, khí thiên nhiên, than,…) trên thế giới ngày càng khan hiếm, việc khai thác và sử dụng cácnguồn năng lượng mới (ngoài năng lượng nguyên tử) như năng lượng mặt trời, năng lượng gió… đang là những đề tài và những chương trình lớn đối với các quốc gia Việt Nam là vùng có tiềm năng năng lượng gió ở mức thấp, tuy nhiên ở một số vùng thuộc các hải đảo và ven biển miền Trung lại có tốc độ gió khá cao, phù hợp với việc tận dụng để phát điện Tốc độ gió cần thiết tại trục tua-bin (có cao độ khoảng 40 – 60m) phù hợp cho việc vận hành thương mại vào khoảng 6 - 7m/giây Tốc độ gió trung bình của Việt Nam ở độ cao cách mặt đất 30m theo đánh giá là khoảng 4 - 5m/giây ở các vùng bờ biển Ở một vài hòn đảo độc lập con số này đạt trên 9m/s, phù hợp để phát triển việc tận dụng loại năng lượng này

Từ những năm 80 trở lại đây nhiều nhà khoa học với các công trình, đề tài nghiên cứu khoa học đã tập trung nghiên cứu, khai thác nguồn năng lượng gió để phátđiện Tuy nhiên, các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở các ứng dụng có công suất thấp (từ vài trăm đến 1.000W) Các nghiên cứu này nhằm cung cấp điện cho các hộ gia đình vùng sâu, vùng xa, hải đảo, nơi mà lưới điện Quốc gia chưa vươn tới Định hướng này cũng đã được đề cập đến trong kế hoạch phát triển nguồn điện đến năm

2010 của Tổng Công ty Điện Lực Việt Nam (EVN)

Gần đây, một số dự án về nhà máy điện gió quy mô công nghiệp đã và đang được nghiên cứu triển khai như nhà máy điện gió có công suất 750 kW đã được lắp đặt tại huyện đảo Thanh niên Bạch Long Vĩ – Hải Phòng vào năm 2003, dự án nhà máy điện gió Cửa Tùng huyện Vĩnh Linh - Quảng Trị đã được nghiên cứu và lập dự án khả thi với công suất dự kiến lên đến 10-20-50MW

Có thể thấy rằng gió là một nguồn năng lượng sạch và kinh tế do thiên nhiên ban tặng Tuổi thọ của một tua-bin phát điện có thể lên đến 20-30 năm; một số tua-bin gió phát điện được xây dựng cách đây hơn 50 năm vẫn còn hoạt động tốt Việc khai thác

Trang 14

tốt nguồn năng lượng này sẽ giúp đa dạng hóa các nguồn phát điện, giảm bớt gánh nặng cho lưới điện vốn dựa trên các nguồn năng lượng truyền thống Vấn đề hiện nay là làm thế nào để quy hoạch và sử dụng nguồn năng lượng này một cách phù hợp.

Trang 15

CHƯƠNG III:

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN GIÓ

3.1 – SỰ HÌNH THÀNH NĂNG LƯỢNG GIÓ

Bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng đều làm cho bầu khíquyển, nước và không khí nóng không đều nhau Một nửa bề mặt của Trái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận được bức xạ của Mặt Trời và thêm vào đó là bức xạ Mặt Trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các cực, do đó có sự khác nhau về nhiệt độ và vì thế là khác nhau về áp suất mà không khí giữa xích đạo và 2 cực cũng như không khí giữa mặt ban ngày và mặt ban đêm của Trái Đất di động tạo thành gió Trái Đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy không khí và vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi (so với mặt phẳng do quỹ đạo Trái Đất tạo thành khi quay quanh Mặt Trời) nên cũng tạo thành các dòng không khí theo mùa

3.2 – LÝ DO SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ

-Năng lượng gió không thải khí, hóa chất độc hại và là nguồn năng lượng không suy kiệt theo thời gian

-Hiện nay giá dầu tăng cao kéo theo sự tăng giá của các nhiên liệu khác như khíđốt, than đá…

-Ổn định giá năng lượng, đóng góp và đa dạng hóa năng lượng

-Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu và đa dạng hóa năng lượng

-Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu và hạn chế sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp nguyên liệu từ nước n goài

-Nhu cầu về điện của toàn nền kinh tế tăng trung bình gần 13% năm và tốc độ tăng của mấy năm trở lại đây còn cao hơn mức trung bình

-Không gây ra hiệu ứng nhà kính như sử dụng các nguồn năng lượng hóa thạch

Trang 16

3.3 – CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN GIÓ

Hình3.1: Trạm năng lượng gió

a.Về mặt công nghệ

Trong nhiều trường hợp, việc xây dựng trạm điện gió ở những nơi có tốc độ trung bình lớn cho phép thay thế hoàn toàn điện lưới và thời gian hoàn vốn chỉ

khoảng 5 – 10 năm Tuy nhiên, ở những nới có tốc độ gió trung bình thấp chỉ ở mức

14 Km/h (mức thấp nhất được khuyến nghị cho việc xây dựng các trạm điện gió), thờigian hoàn vốn có thể kéo dài tới 20 năm

Những tiến bộ về kỹ thuật và công nghệ trong lĩnh vực điện gió trong những năm gần đây rất đáng kể, đã góp phần nâng cao tính cạnh tranh của các trạm điện gió Các loại vật liệu mới như sợi thủy tinh, sợi các –bon, sợi composite, cao su được áp dụng để chế tao ra các tuabin gió có chiều dài cánh tới 60 mét, nhưng chỉ nặng 20 tấn có thể quay tới 500 triệu vòng trong thời gian được bào hành 20 năm

Trang 17

b.Về mặt kỹ thuật

Những tiến bộ về kỹ thuật hiện nay đã cho phép xây dựng các trạm điện gió công suất lớn (tới 3MW) XU thế chung về phát triển điện gió trên thế gới là xây dựngnhiều trạm điện gió gần nhau thành một tổ hợp Ở những vị trí thuận lợi nhất, theo tính toán, trong phạm vi 1 kilo mét vuông với sự bố trí tối ưu có thể xay dựng nhiều trạm điện gió và có thể đạt được sẳn lượng đến 20MWh/năm (tương đương

55kwh/m2/năm)

Theo công bố kết quả nghiên cứu của các chuyên gia thuộc Đại học tổng hợp Stanford được công bố trong tạp chí Khí tượng và Khí hậu số ra tháng 11 năm 2007, trước đây năng lượng gió được coi là không ổn định (vì phụ thộc vào tốc độ gió tự nhiên) nhưng hiện nay được coi là nguồn năng lượng ổn đình và tin cậy nhờ cách tiếp cận mới về điện gió Những cách tiếp cận này là tiền đề cho chương trình phát triển năng lượng gió quốc gia của Việt Nam

Thứ nhất: Trước đây các trạm điện gió không được sử dụng như những nguồn điện ổn định vì tốc độ gió thay đổi thường xuyên Vì vậy cách làm hiện nay là đầu nốinhiều trạm điện gió với nhau bằng một đường dây tải điện để hợp nhất các trạm điện gió nhỏ lẻ thành một nguồn năng lượng đủ mạnh và ổn định Việc hợp nhất các trạm điện gió sẽ giảm đáng kể sự dao động (do sự không ổn định của gió) công suất phát và ít nhất hơn một phần ba sản lượng điện phát ra sẽ được ổn định tương tự sản lượng điện của các nhà máy nhiệt điện Như vậy, nếu hớp nhất các nhiều trạm điện gió, xác xuất ổn định của năng lượng phát ra càng lớn

Hơn nữa, trên thực thế nếu tại địa điểm này gió lặng thì tại địa điểm khác sẽ có gió to, vì vậy nếu hớp nhất các trạm điện gió, sự bất ổn đĩnh sẽ giảm đáng kể Kết quảkhảo sát 19 địa điểm khác nhau đã cho phép các nhà khoa học Mỹ đi đến kết luận: Ở độ cao 80 mét tốc độ gió bình quân trong năm vượt 6.9 mét/giây Theo tính toán sẽ có

33 – 47% sản lượng điện năng theo dạng mô-đun

Trang 18

3.4 – TUABIN GIÓ VÀ THÁP

Các tuabin gió được thiết kế dạng khí động học để nhận được năng lượng gió cực đại Gió làm quay các cánh tuabin, trục quay được gắn với máy phát tạo ra điện

Các Tuabin gió hoạt động dựa trên một nguyên lý rất đơn giản Năng lượng giólàm cho cánh quạt quay quanh 1 roto Mà roto này được nối với trục chính, trục chính sẽ truyền động làm quay máy phát để tạo ra điện Các tuabin gió được đặt trên trụ cao để thu hầy hết năng lượng gió Ở độ cao 30m trên mặt đất thì các tuabin gió thuận lợi:

Tốc độ nhanh hơn và ít bị ảnh hưởng của các luồng gió bất thường Các tuabin gió có thể sử dụng để cung cấp điện cho nhà của hoặc trong xây dựng chúng có thể nối tới một mạng điện để phân phối rộng hơn

Hình 3.2 Mô hình một trạm điện gió

-Cánh gió: Các Tuabin gió hiện đại thường có hai hoặc ba cánh gió Gió thổi

qua các cánh quạt và là nguyên nhân làm cho các cánh quạt chuyển động và quay

- Pitch: Cánh gió được lật hoặc xoay để điều chỉnh tốc độ của rôto Cánh

được tiện hoặc làm nghiêng một ít để giữ cho roto quay trong gió không quá cao hayquá thấp để tạo ra điện

Định dạng
Số trang	37
Dung lượng	2,49 MB