Nghiên cứu hệ thống phát điện dùng năng lượng sóng biển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM HOÀNG CHƯƠNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN DÙNG NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 9/2015 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM HOÀNG CHƯƠNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN DÙNG NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG TP Hồ Chí Minh, tháng 09/2015 ii LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: PHẠM HOÀNG CHƢƠNG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 10/03/1987 Nơi sinh: Bình Định Quê quán: Hoài Sơn, Hoài Nhơn, Bình Định Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: Dĩ An, Bình Dƣơng Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 0985252344 Fax: E-mail: hchuong87@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/… đến ……/…… Nơi học (trƣờng, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/2007 đến 7/2011 Nơi học: Trƣờng ĐH Kỹ thuật công nghệ HCM Ngành học: Kỹ Thuật Điện Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho xƣởng dệt Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 7/2011- Trƣờng ĐH Kỹ thuật công nghệ HCM Ngƣời hƣớng dẫn: ThS Phan Thị Thu Vân III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu hệ thống phát điện dùng lượng sóng biển” công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 09 năm 2015 Học viên thực Phạm Hoàng Chương iv LỜI CẢM TẠ Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thanh Phương tận tình bảo, giúp đỡ tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật giảng dạy truyền đạt kiến thức cho thời gian học tập Cuối cùng, xin cảm ơn người thân bạn bè đồng nghiệp động viên giúp đỡ để hoàn thành luận văn Mặc dù cố gắng chắn luận văn nhiều thiếu sót hạn chế định Kính mong nhận ý kiến đóng góp, phê bình quý thầy cô bạn bè ,đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 09 năm 2015 Học viên thực Phạm Hoàng Chương v TÓM TẮT CÔNG NGHỆ CHUYỂN ĐỐI NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN PLAMIS Tóm tắt – Công nghệ chuyển đổi lượng sóng biển công nghệ hình thành từ thập niên 70, nhiên chưa xem hoàn toàn nguồn lượng công nghiệp.Luận văn nghiên cứu lý thuyết khác công nghệ chuyển đổi lượng sóng biển với đầy đủ kiểu chủng loại Thiết bị chuyển đồi lượng sóng biển phân loại sau: + Thiết bị chuyển đổi lượng thông qua dao động cột nước + Thiết bị chuyển đổi lượng sóng biến ngập hoàn toàn nước +Thiết bị chuyển đổi lượng dao động thân máy Bộ chuyển đổi lượng sóng biển Pelamis khái niệm có tính chất đổi việc khai thác lượng từ sóng biển chuyển đổi thành sản phẩm hữu ích điện, áp suất thủy lực trực tiếp nước uống Hệ thống có phần chìm ngập nước biển, thiết bị có dạng hình trụ gồm nhiều đoạn ống nối với khớp nối Pittong thủy lực lấy lực đẩy từ đoạn ống bơm chất lỏng áp suất cao vào bình chứa sau nước đẩy qua làm quay tubin máy phát điện tạo điện Năng lượng từ tất khớp đưa vào đường cáp rốn đơn đến điểm nút đáy biển Các thiết bị kết nối với liên kết với bờ thông qua cáp đáy biển Pelamis thiết kế để neo đậu mực nước sâu khoảng 50 – 70m ( cách bờ khoảng – km), nơi có mức lượng cao Một Pelamis hoàn chỉnh neo đậu cho đu đưa đề nhận sóng đến bắt đầu trình chuyển hóa cúa tới từ đỉnh sóng liên tiếp kéo dài miên man sau Tứ khóa – Pelamis, công nghệ chuyển đổi lượng sóng biển, lượng tái tạo PELAMIS WAVE ENERGY CONVERTER Abstract – Wave Power is a technology that was founded in the 70’s, but which still not has reached full industrial recognition as a energy source In this thesis there is a vi literature study on different concepts of Wave Energy Converters(WEC) which has been build in full scale, and there is a great variety in the concepts Wave energy converter devices can be classified in numerous ways: + Oscillating water column devices + Overtopping devices + Oscillating bodies, or wave activated devices The Pelamis Wave Energy Converter is an innovative new concept for extracting energy from ocean waves and converting it into a useful product such as electricity, direct hydraulic pressure or potable water The system is a semi-submerged, articulated structure composed of cylindrical sections linked by hinged joints The wave-induced motion of these joints is resisted by hydraulic rams that pump high-pressure oil through hydraulic motors via smoothing accumulators The hydraulic motors drive electrical generators to produce electricity Power from all the joints is fed down a single umbilical cable to a junction on the sea bed Several devices can be connected together and linked to shore through a single seabed cable The Pelamis is designed to be moored in waters approximately 50-70m (typically 510km from shore) where the high energy levels found in deep swell waves can be accessed The complete machine is flexibly moored so as to swing head-on to the incoming waves and derives its 'reference' from spanning successive wave crests Keywords – Pelamis, Wave Energy Converter, Renewable Energy vii MỤC LỤC TRANG Trang tựa i Lý lịch cá nhân ii Lời cam đoan iii Lời cảm tạ iv Tóm tắt v Mục lục vii Danh sách chữ viết tắt xi Danh sách bảng xi Danh sách hình xii MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG SÓNG BIỂN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nước công bố 1.1.1 Một số dự án nhà máy điện sóng biển nước 1.1.2 Các nghiên cứu nước 1.2 Mục đích đề tài Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 Lý thuyết trường sóng vùng biển sâu ven bờ 10 2.1.1 Dạng sóng biển 10 2.1.2 Phân loại sóng biển 11 2.1.2.1 Phân loại sóng theo nguyên nhân, tượng 12 2.1.2.2 Phân loại sóng theo độ cao 12 viii 2.1.2.3 Phân loại sóng theo vùng sóng lan truyền, phát sinh 12 2.1.2.4 Phân loại sóng theo tỷ số độ cao, độ dài độ sâu -số Ursel (Ur) 13 2.2 Các lý thuyết mô mặt biển có sóng: 13 2.2.1 Lý thuyết sóng tuyến tính 13 2.2.2 Lý thuyết sóng có biên độ hữu hạn 15 2.2.2.1 Lý thuyết sóng ngắn 15 2.2.2.2 Lý thuyết sóng dài 16 2.2.3 Lý thuyết sóng solitary 17 2.2.4 Lý thuyết sóng cnoidal 20 2.3 Năng lượng sóng: 22 2.3.1 Cơ sở lý thuyết lượng sóng, mật độ lượng sóng 22 2.3.2 Thông lượng lượng sóng 23 Chương PHÂN TÍCH CÁC CÔNG NGHỆ TRÊN THẾ GIỚI VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM 26 3.1 Các vấn đề cần giải 26 3.2 Nguyên lý chuyển đồi lượng sóng biển thành điện hữu nhà máy điện xây dựng giới 26 3.2.1 Các công nghệ chuyển đồi lượng sóng giới 26 3.2.1.1 Nguyên lý sử dụng dao động sóng biển để tạo dao động hệ phao 26 3.2.1.2 Nguyên lý biến đổi điện để tạo điện 27 3.2.1.3 Nguyên lý sử dụng phương pháp dao động thuỷ lực để biến đổi điện cách tạo áp suất không khí 28 ix 3.2.1.4 Nguyên lý sử dụng phương pháp dao động lắc có sông suất lớn biến đổi lượng sóng sang - điện 30 3.2.1.5 Nguyên lý tạo điện từ sóng với công suất nhỏ qua tua bin thủy lực 31 3.2.1.6 Nguyên lý tạo điện guồng quay 31 3.2.1.7 Phương pháp tích tụ lượng sóng biển để chuyển sang điện với công suất lớn 32 3.2.2 Các kiểu nhà máy điện xây dựng thực tế 33 3.2.2.1 Nhà máy điện Pelamis 33 3.2.2.2 Thiết bị chuyển đổi lượng CETO 38 3.2.2.3 Nhà máy điện Oyster 42 3.2.2.4 Nhà máy điện SDE 45 3.2.2.5 Nhà máy điện OWC 48 3.3 Đánh giá tiềm năng lượng sóng biển Việt Nam 52 3.3.1 Đánh giá thực tế từ nghiên cứu 59 3.3.2 Chọn lựa công nghệ ứng dụng Việt Nam 60 3.3.3 Thiết kế hệ thống phát điện dùng công nghệ chuyển đổi lượng sóng biển Pelamis 61 3.3.3.1 Chọn lựa thông số thiết bị chuyển đổi lượng sóng biển Pelamis 61 3.3.3.2 Phương án thi công hệ thống 62 Chương SỬ DỤNG MATLAB ĐỂ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VÀ CÁC ĐÁP ỨNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN 67 4.1 Tổng quan MATLAB 67 4.1.1 Khái niệm MATLAB 67 4.1.2 Cấu trúc liệu MATLAB ứng dụng 67 x 4.1.2.1 Dữ liệu 68 4.1.2.2 Ứng dụng 68 4.1.2.3 Thanh công cụ Toolbox 68 4.1.3 Hệ thống Matlab 69 4.2 Mô hình hóa, mô hệ thống động sử dụng Simulink 70 4.2.1 Khái niệm Simulink 70 4.2.2 Phương pháp xây dựng mô hình 70 4.2.3 Giới thiệu số khối chức sử dụng mô 72 4.2.3.1 Khối Busbar 73 4.2.3.2 Khối Three-phase Progammable Voltage Source 73 4.2.3.3 Khối Synchronous Machine pu standard 73 4.2.3.4 Khối HTG 76 4.2.3.5 Khối Excitation System 77 4.3 Mô mô hình hệ thống nghiên cứu Matlab 77 4.3.1 Sơ đồ đơn tuyến mô hình nghiên cứu 77 4.3.2 Mô hình mô matlab 78 4.3.2.1 Bộ chỉnh lưu cầu pha 79 4.3.2.2 Bộ nghịch lưu pha 80 4.3.2.3 Bộ điều khiển hòa lưới 88 4.3.2.4 Bô điều chế độ rộng xung PWM 89 4.3.3 Kết mô 90 Chương KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 xii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: Dự án Enersis Hình 1.2: Nhà máy điện Oyster Hình 2.1: Các yếu tố sóng dạng sóng tiến hình sin 11 Hình 2.2: So sánh sóng Stokes bậc (tuyến tính) sóng Stokes bậc 16 (sóng ngắn) 16 Hình 2.3: Các số M, N công thức tính tốc độ hạt nước 19 chuyển động sóng solitary 19 Hình 2.4: Vùng áp dụng loại lý thuyết sóng 21 Hình 2.5: Dạng sóng Airy, Stokes, cnoidal solitary 22 Hình 2.6: Sơ đồ phân bố lượng sóng 23 Hình 3.1: Nguyên lý sử dụng dao động phao để tạo điện 26 Hình 3.2: Nguyên lý biến đổi điện để tạo điện 28 Hình 3.3: Sử dụng dao động thủy lực để biến đổi lượng sóng sang điện 29 Hình 3.4: Phương pháp lắc có công suất lớn để tạo điện từ lượng sóng 30 Hình 3.5: Máy phát điện tuốc bin thuỷ lực 32 Hình 3.6: Phương pháp tạo điện từ sóng biển guồng quay 32 Hình 3.7: Nguyên lý làm việc hệ thống nắn chỉnh PACCELA 33 Hình 3.8: Phương thức đặt thiết bị Pelamis 34 Hình 3.9: Hệ thống động lực 35 Hình 3.10: Thời gian ý tưởng Pelamis ứng dụng vào thực tế 37 Hình 3.11: Hình ảnh thực tế Pelamis 37 xiii Hình 3.12: Nguyên lý chuyển đổi lượng sóng biển CETO 39 Hình 3.13: Mô hình đồ họa chiều CETO đơn giản 40 Hình 3.14: Thiết bị chuyển đổi lượng sóng biển Oyster 43 Hình 3.15: Nhà máy điện SDE 46 Hình 3.16: Vị trí lắp đặt nhà máy điện OWC 49 Hình 3.17: Cách bố trí nhà máy điện OWC đơn giản 49 Hình 3.18: Nhà máy điện PICO 51 Hình 3.19: Nhà máy điện LIMPET 52 Hình 3.20: Năng lượng sóng trung bình mùa gió đông bắc 53 Hình 3.21: Năng lượng sóng trung bình mùa gió tây nam 54 Hình 3.22: Năng lượng sóng trung bình năm 55 Hình 3.23: Hệ thống neo đậu cho Pelamis 64 Hình 3.24: Sơ đồ kết nối điện cho Pelamis 65 Hình 4.1: Mô hình phân tích sóng Sin 71 Hình 4.2: Cửa sổ tạo khối từ thư viện 71 Hình 4.3: Cách tiến hành chạy mô 72 Hình 4.4: Kết hiển thị tín hiệu hình Sin 72 Hình 4.5: Khối Busbar 73 Hình 4.6: Khối Three-phase Programmable Voltage Source 73 Hình 4.7: Khối Synchronous Machine pu stardand 74 Hình 4.8: Khối HTG 76 Hình 4.9: Khối Excitation System 77 Hình 4.10: Sơ đồ kết lưới mô hình nghiên cứu 78 Hình 4.11: Mô hình hệ thống xây dựng Matlab 78 xiv Hình 4.12: Mô hình hòa lưới 79 Hình 4.13: Mô hình chỉnh lưu 79 Hình 4.14: Trạng thái đóng ngắt khóa bán dẫn 80 Hình 4.15: Các vector điện áp chuẩn sector 81 Hình 4.16: Vector Vref nằm sector 83 Hình 4.17: Vector không gian Vs-ref 85 Hình 4.18: Giản đồ đóng ngắt khóa 88 Hình 4.19: Mô hình điều khiển hòa lưới 88 Hình 4.20: Chuyển đổi hệ tọa độ quay abc sang hệ vuông góc α,β 89 Hình 4.21: Mô hình điều chế độ rộng xung PWM 90 Hình 4.22: Dòng stator từ thời điểm: t = 0s đến t = 4s 91 Hình 4.23: Quá trình độ từ thời điểm: t = 0s đến t = 0,2s 91 Hình 4.24: Công suất thực đầu máy phát 92 Hình 4.25: Điện áp đầu hòa lưới 92 Hình 4.26: Dòng điện đầu hòa lưới 92 MỞ ĐẦU Chúng ta biết rằng, kinh tế Việt Nam năm qua có chuyển biến mạnh mẽ, nhiều khu công nghiệp hình thành Bên cạnh gặp nhiều khó khăn môi trường, đặt biệt Việt Nam nước chịu tác động trực tiếp biến đổi khí hậu, ấm lên bầu khí gia tăng mực nước biển Vì việc sử dụng nguồn lượng sạch- bền vững không nhằm bảo vệ môi trường mà góp phần đối phó với biến đổi khí hậu, tạo phát triển cho đất nước vấn đề mang tính “thời sự” nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Trong thời gian vừa qua ngành điện nước ta phát triển nhanh, không đáp ứng đủ điện cho kinh tế tăng trưởng nhanh nhu cầu tiêu dùng nhân dân Ngành điện phải nhập thêm điện Trung Quốc mà thiếu điện nghiêm trọng, ảnh hưởng lớn đến sản xuất đời sống nhân dân Nguồn điện ta đa dạng: nhiệt điện chạy than, nhiệt điện chạy khí, nhiệt điện chạy dầu, thủy điện, phong điện, điện chạy lượng mặt trời Than đá, dầu mỏ, khí đốt, ngày cạn kiệt dần nên việc nghiên cứu xây dựng nhà máy phát điện chạy lượng tái tạo nhiều nước giới ngày đẩy mạnh Việc sử dụng lượng sóng biển để chạy máy phát điện nhiều nhà khoa học số nước giới nghiên cứu từ lâu công nghệ đại Trong tin thời ta thường nghe nước tích cực đẩy nhanh tỷ lệ phát điện lượng tái tạo lên cao Nhưng tiếc lượng tái tạo thấy nói đến nhiều lượng mặt trời lượng gió Nước ta nối tiếng đất nước có bờ biển dài, trải dọc theo toàn chiều dài đất nước Với điều kiện thiên nhiên ưu đãi vậy, không khai thác -1- nguồn lượng tái tạo từ đại dương để phục vụ cho việc phát triển, đại hóa đất nước Vấn đề đặt điện chạy lượng sóng biển chưa phát triển ứng dụng rộng rãi giới ? Phải việc nghiên cứu sử dụng lượng sóng biển để chạy máy phát điện nhà khoa học giới nhiều vấn đề hay giá thành phát điện cao so với dạng lượng khác ? -2- Chƣơng : TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG SÓNG BIỂN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nƣớc công bố Nước ta nước có bờ biển dài, dài đến 3.200 km Quanh năm sóng biển vỗ bờ Nước ta lại có nhiều hải đảo Quanh đảo biển Khi có bão áp thấp nhiệt đới, sóng biển thường mạnh nhiều ngày liên tiếp Trong ngày có gió mùa đông bắc, sóng biển tỉnh ven biển miền Trung lớn Trong ngày có gió tây nam, sóng biển vịnh Thái Lan tỉnh Kiên Giang, Cà Mau lớn Vì lượng sóng biển ven bờ biển nước ta lớn Có thể nói nguồn lượng vô tận Nhiều nước giới thuận lợi Đó mạnh nước ta Nếu ta nghiên cứu thành công việc sử dụng lượng sóng biển để chạy máy phát điện với giá thành phát điện tương đối rẻ đem lại hiệu kinh tế lớn cho đất nước phát huy mạnh nước có Vấn đề đặt khai thác nguồn lượng vô tận để chạy máy phát điện thành công ? Năng lượng sóng biển có nhiều tiềm việc nghiên cứu gặp nhiều khó khăn, trở ngại Muốn nghiên cứu việc sử dụng lượng sóng biển để chạy máy phát điện, trước hết ta phải nghĩ đến khó khăn, trở ngại khắc phục khó khăn trở ngại hay không? Theo có số khó khăn trở ngại sau : + Sóng biển lên xuống nhấp nhô máy phát điện lại cần chuyển động quay theo chiều định Có nhiều cách để chuyển lượng sóng biển thành chuyển động quay theo chiều định kết thu khác Giá thành phát điện phụ thuộc phần lớn vào cách chuyển lượng Dùng -3- công nghệ đại phải đầu tư lớn, kết thu lại không nhiều giá thành phát điện cao điều dễ hiểu + Tính không ổn định sóng biển mực nước biển Điện sản xuất cần đặn ổn định, nhưng: - Sóng biển lúc cao, lúc thấp, lúc mạnh, lúc yếu - Chu kỳ khoảng cách sóng biển khó xác định - Mực nước biển lên cao, xuống thấp theo thủy triều + Khi có bão áp thấp nhiệt đới, sóng biển thường liên tục mạnh nhiều ngày, lớn ngày bình thường nhiều + Nước biển có độ ăn mòn cao + Các thiên tai động đất, sóng thần, + Nếu nhà máy điện phát điện với công suất nhỏ khó hòa vào lưới điện quốc gia Theo đánh giá Trung tâm Năng lượng Tái tạo biển Châu Âu, có khoảng 51 loại thiết bị chuyển đổi lượng sóng Tuy chưa có tiêu chuẩn phân loại thống nhất, tất dạng thiết bị phân loại theo tiêu chí: + Theo tiêu chí vị trí lắp đặt thiết bị + Theo tiêu chí độ sâu lắp đặt thiết bị + Theo tiêu chí nguyên lý vật lý công nghệ chuyển đổi lượng Ngoài có phân loại khác, ví dụ loại thiết bị sử dụng chế dao động cột nước sóng thiết bị sử dụng nguyên lý tràn nước sóng gọi thiết bị “ngăn chặn” sóng thiết bị dựa nguyên lý chặn sóng để tạo lượng, loại thiết bị dựa chế trường sóng tắt dần chế hấp thụ điểm phân loại dạng thiết bị “lựa theo chiều sóng” -4- Trên bảng 1.1 thống kê dạng thiết bị chuyển đổi lượng sóng theo tiêu chí: tiêu chí vị trí lắp đặt thiết bị, tiêu chí độ sâu tiêu chí nguyên lý vật lý công nghệ chuyển đổi lượng giới Bảng 1.1: Phân loại thiết bị chuyển đổi lượng sóng Độ sâu(m) Vị trí Trên bờ Nguyên lý vật lý Nhà máy PICO, nước sóng Azores Sóng tràn Tapchan, Na Uy nước sóng 1-25 Nước dâng sóng Sóng tràn/ chặn sóng Sóng tắt dần >25 Oceanlinx Oceanlinx Aquamarine Oyster Wavedragon Wavedragon Pelamis Wave Power Pelamis Sóng tắt dần C-wave C-wave Sóng tắt dần Raft design Matifer Hấp thụ điểm Xa bờ Tên thiết bị Dao động cột Dao động cột Gần bờ Nhà thiết kế Hấp thụ điểm Hấp thụ điểm Ocean Power Technology AWS II Finavera Renewable PowerbuOY AWS II AquaBuOY Hấp thụ điểm Wavebob Wavebob Hấp thụ điểm Camegie Corp CETO II Hấp thụ điểm WET-NZ WaveWobbler 1.1.1 Một số dự án nhà máy điện sóng biển nƣớc - Nhà máy Pelamis -5- Hình 1.1: Dự án Enersis Là dự án phát triển lượng tái tạo lớn Bồ Đào Nha nay, thực xong giai đoạn với ba tổ hợp phát điện có công suất tổ 750kW Các tổ hợp lắp đặt cách bờ biển 5km có độ sâu đáy biển 50m Giai đoạn dự án cấp phép thực hiện, dự án nâng công suất nàh máy lên 24MW - Các đặc điểm nhà máy điện Pelamis Máy phát điện Pelamis triển khai xây dựng khơi để nhận sóng có độ cao lớn, lượng cao Do sử dụng nguyên liệu bền với môi trường nước biển nên tuổi thọ chúng cao Tại môi trường này, thiết kế để bảo trì bên thiết bị, phần động lực phát điện, mà bảo trì bên thiết bị để kiểm tra hư hỏng ngoại lực tác động vào Đây dạng nhà máy điện có tỉ lệ chuyển đổi lượng điện cao, kiểm chứng thực tiễn hoạt động Nó đưa vào sản xuất công nghiệp triển khai hoạt động sau lắp đặt Nhà máy điện loại điều khiển công suất ngõ -6- cách để dàng hoạt động tốt điều kiện thời tiết xấu,chịu sóng biển có chiều cao lên tới 28m Do có thiết kế hợp lí với đường kính 3.5 m chìm phần nước biển nên thiết bị không gây cản trở tầm nhìn lưu thông biển Ngoài chúng chế tạo để hoạt động mặt biển có đầu nối xuống đáy biển thiết bị thu nhận truyền tải điện vào bờ nối đáy biển nên chúng ảnh hưởng đến sinh vật sống môi trường sinh thái đáy biển Đây nguồn lượng tái sinh thiết bị điện bọc bên khoang động lực nên chúng không thải môi trường chất thải độc hại Chi phí xây đựng nhà máy thấp, thiết bị chuyển đổi tích hợp sẵn bên pelamis, phí xây dựng xây cột neo đáy biển để giữ cho pelamis không bị trôi theo sóng thiết bị thu điện để chuyển vào đất liền sử dụng - Nhà máy điện OYSTER VÀ SDE Hình 1.2: Nhà máy điện Oyster + Cấu tạo Oyster -7- [...]... năng lượng sóng biển vẫn chưa được phát triển và ứng dụng rộng rãi trên thế giới ? Phải chăng việc nghiên cứu sử dụng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện của các nhà khoa học trên thế giới còn nhiều vấn đề hay giá thành phát điện còn rất cao so với các dạng năng lượng khác ? -2- Chƣơng 1 : TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG SÓNG BIỂN 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong... 22 Hình 2.6: Sơ đồ phân bố năng lượng sóng 23 Hình 3.1: Nguyên lý sử dụng dao động của phao để tạo ra điện năng 26 Hình 3.2: Nguyên lý biến đổi điện để tạo ra điện năng 28 Hình 3.3: Sử dụng dao động thủy lực để biến đổi năng lượng sóng sang điện năng 29 Hình 3.4: Phương pháp lắc có công suất lớn để tạo điện năng từ năng lượng sóng 30 Hình 3.5: Máy phát điện bằng tuốc bin thuỷ lực... được thế mạnh ít nước có được Vấn đề đặt ra là làm sao có thể khai thác được nguồn năng lượng vô tận đó để chạy máy phát điện thành công ? Năng lượng sóng biển tuy có rất nhiều tiềm năng nhưng việc nghiên cứu nó cũng gặp rất nhiều khó khăn, trở ngại Muốn nghiên cứu việc sử dụng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện, trước hết ta phải nghĩ đến những khó khăn, trở ngại là gì và có thể khắc phục... phát điện chạy bằng năng lượng tái tạo ở nhiều nước trên thế giới ngày càng được đẩy mạnh Việc sử dụng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện đã được nhiều nhà khoa học ở một số nước trên thế giới nghiên cứu từ lâu bằng những công nghệ rất hiện đại Trong các bản tin thời sự ta thường được nghe các nước đang tích cực đẩy nhanh tỷ lệ phát điện bằng năng lượng tái tạo lên cao Nhưng rất tiếc rằng năng. .. lớn Vì vậy năng lượng của sóng biển ở ven bờ biển nước ta rất lớn Có thể nói nguồn năng lượng đó là vô tận Nhiều nước trên thế giới không có được thuận lợi như thế Đó chính là thế mạnh của nước ta Nếu ta nghiên cứu thành công việc sử dụng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện với giá thành phát điện tương đối rẻ sẽ đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn cho đất nước và sẽ phát huy được thế mạnh ít nước... Thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển Oyster 43 Hình 3.15: Nhà máy điện SDE 46 Hình 3.16: Vị trí lắp đặt nhà máy điện OWC 49 Hình 3.17: Cách bố trí của một nhà máy điện OWC đơn giản 49 Hình 3.18: Nhà máy điện PICO 51 Hình 3.19: Nhà máy điện LIMPET 52 Hình 3.20: Năng lượng sóng trung bình mùa gió đông bắc 53 Hình 3.21: Năng lượng sóng trung bình mùa... nhu cầu tiêu dùng của nhân dân Ngành điện đã phải nhập khẩu thêm điện của Trung Quốc mà vẫn còn thiếu điện nghiêm trọng, ảnh hưởng lớn đến sản xuất và đời sống của nhân dân Nguồn điện của ta rất đa dạng: nhiệt điện chạy than, nhiệt điện chạy khí, nhiệt điện chạy dầu, thủy điện, phong điện, điện chạy bằng năng lượng mặt trời Than đá, dầu mỏ, khí đốt, ngày càng cạn kiệt dần nên việc nghiên cứu và xây... một số khó khăn và trở ngại sau : + Sóng biển chỉ lên xuống nhấp nhô nhưng máy phát điện lại cần chuyển động quay theo một chiều nhất định Có rất nhiều cách để chuyển năng lượng sóng biển thành chuyển động quay theo một chiều nhất định và các kết quả thu được cũng rất khác nhau Giá thành phát điện phụ thuộc phần lớn vào cách chuyển năng lượng này Dùng -3- những công nghệ rất hiện đại và phải đầu tư lớn,... bờ biển rất dài, dài đến hơn 3.200 km Quanh năm sóng biển vỗ bờ Nước ta lại có nhiều hải đảo Quanh đảo là biển Khi có bão hoặc áp thấp nhiệt đới, sóng biển thường rất mạnh trong nhiều ngày liên tiếp Trong những ngày có gió mùa đông bắc, sóng biển ở các tỉnh ven biển miền Trung cũng lớn Trong những ngày có gió tây nam, sóng biển trên vịnh Thái Lan ở các tỉnh Kiên Giang, Cà Mau cũng lớn Vì vậy năng lượng. .. lại không nhiều thì giá thành phát điện cao là điều rất dễ hiểu + Tính không ổn định của sóng biển và mực nước biển Điện sản xuất ra cần đều đặn và ổn định, nhưng: - Sóng biển lúc cao, lúc thấp, lúc mạnh, lúc yếu - Chu kỳ và khoảng cách giữa 2 làn sóng biển cũng khó xác định - Mực nước biển lên cao, xuống thấp theo thủy triều + Khi có bão hoặc áp thấp nhiệt đới, sóng biển thường liên tục mạnh trong