Năng lượng gió và ứng dụng

Khi c qua ti liu ny, nu phỏt hin sai sút hoc ni dung kộm cht lng xin hóy thụng bỏo chỳng tụi sa cha hoc thay th bng mt ti liu cựng ch ca tỏc gi khỏc Ti li u ny bao g m nhi u ti li u nh cú cựng ch bờn nú Ph n n i dung b n c n cú th n m gi a ho c cu i ti li u ny, hóy s d ng ch c nng Search tỡm chỳng Bn cú th tham kho ngun ti liu c dch t ting Anh ti õy: http://mientayvn.com/Tai_lieu_da_dich.html Thụng tin liờn h: Yahoo mail: thanhlam1910_2006@yahoo.com Gmail: frbwrthes@gmail.com NNGLNG GIể NGOI KHI Bựi Vn o, President Floating Windfarms Inc Vi giỏ du lờn cao, xp x 140 ụ la mt thựng, nng lng tr thnh mt cp bỏch cho mi quc gia, t nc phỏt trin cho ti nhng nc ang phỏt trin Giỏ du lờn kộo theo giỏ cỏc nng lng khỏc nh khớ t, thanThờm vo ú l mụi trng Than hay du khớ thi nhiu húa cht ụ nhim, hõm núng qu t Cú i Bc Kinh s thy rừ nh hng ca húa cht thi i mụi trng sng ca ngi ti õy Nng lng r t du khớ ó y mnh cỏch mng sn xut ca nhõn loi trm nm Nhng nng lng ny ang i trờn ng gim xut Tựy theo c tớnh, tr lng du ch s ht di 100 nm Tỡm ngun nng lng mi nht l mt ngun nng lng tỏi to (renewable energy) tr thnh mt gic m cn bin thnh hin thc, mt nhu cu, mt bi toỏn cho nhõn loi Trong cỏc ngun nng lng tỏi to ny, cho n nay, ch cú thy in l ỏng k Trong nhng ngun cũn li: in giú, in mt tri, trỏi t (geothermal), biomass cho n tim nng ln l in giú Khỏi quỏt v nng lng giú: ó t lõu, ngi ó bit x dng nng lng giú X Hũa Lan, ni ting vi nhng qut giú khp nc h Ngy xa nng lng ny c x dng xay lỳa, bm nc K t cú nng lng du khớ, nng lng giú lựi dn vo quờn lóng Nhng k t khng hong nng lng nm 1970, nng lng tỏi to c chỳ ý tr li S chỳ ý ny cng c gia tng vi qu t hõm núng Vo thp niờn 1980, nhng tri in giú (wind farm) bt u c thit k v xõy ct Trong hn hai mi nm qua, in giú ó cú nhng bc tin vt bc Vi giỏ thnh ban u gp mi ln giỏ in sn xut t than, giỏ mt kilowatt-gi in sn xut bng giú ó tin gn giỏ US $ cents/kW-h in sn xut t than ỏ Tt c nhng tri in giú u dựng loi turbine trc ngang Hỡnh 1: Turbine Giú Trc Ngang Phn ln cụng xut ca nhng turbine ngang mc 1.5 MW cho ti MW Hin cỏc ni trờn th gii, nhiu d ỏn c vi mc ớch nõng cao s úng gúp ca nng lng tỏi to u chõu, nhiu quc gia nờu mc tiờu 20% nng lng tỏi to nm 2020 Trung Quc, mc tiờu nờu 3% in t ngun tỏi to (khụng tớnh thy in) Ti bang Texas M, nh kinh doanh T B Pickens s thit lõp tri in giú trờn 4.000 MW, chi phớ trờn t dollar Hin cỏc cụng ty lm ph tựng in giú sn xut khụng cung cp cho nhu cu Nng lng giú ngoi bin thc s khai thỏc tim nng in giú, phi bin Hỡnh 2: Tim nng giú ngoi bin so vi lc a Hỡnh nờu tim nng in giú ngoi bin u Chõu Trờn lc a, tc giú khong một/giõy Ngoi khi, tc giú lờn n trờn 10 một/giõy Nng lng giú t l vi tc giú lu tha Th cú ngha vi tc giú ú, nng lng in giú s tng gp gn ln Nu tớnh theo tim nng, nc Na-Uy cú kh nng sn xut 20,000 t kW-h mi nm, dựng cho t gia ỡnh ti cỏc nc phỏt trin (hn c dõn s u Chõu) Nu tớnh theo giỏ tr kinh t, nng lng giú bin tr giỏ hn 2,000 t dollar, gp hn 10 ln Na-Uy thu c t du khớ Gt hỏi nng lng giú bin gt hỏt nng lng giú bin, cỏc nc u Chõu ang tin hnh mt s nhng d ỏn Thụng thng nht l phng phỏp ca an Mch: dựng turbine ngang, úng cc xung ỏy bin Tri in giú Horn Rev hỡnh tng trng cho phng phỏp ny Phng phỏp ny gii quyt c bin cú sõu di 30 Tuy th giỏ thnh cao bi vỡ lý sau: Giỏ turbine ngang cao Giỏ xõy nn múng cao Giỏ lp rỏp cao Giỏ bo trỡ cao Hỡnh 3: Tri in Giú Horn Rev an Mch Vỡ th cho nờn ng dng ca gii phỏp ny cũn gii hn Tr li Na-Uy, 96% tim nng in giú sõu cao hn 65 nờn gii phỏp an Mch tr thnh rt tn kộm Vn then cht quyt nh l giỏ thnh ca in giú Mt thụng s c x dng so sỏnh giỏ thnh ca cỏc nng lng tỏi to (khụng tn nhiờn liu) nh thy in, giú, mt tri Thụng s ú c tớnh nh sau: COE (cost of energy) = Installed Cost/Annual Energy Produced = Giỏ Thit K/Nng Lng Sn Xut Hng Nm COE c tớnh bng US Cents/ Killowatt-hour/ Year Bng giỏ di õy cho thy COE ca mt s dng nng lng: US$ 0.59 est for the 1.5 MW wind turbines in land-based windfarms = $1,300 per kW / 2200 kW-h/yr per kW US $1.00 estimate for the MW offshore upwind turbines with foundations in shallow waters = $3,000 per kW / 3,000 kW-h/yr per kW US $1.75 est for the proposed floating Hywind = $7,000 per kW / 4000 kW-h/yr per kW [Hywind an upwind turbine on a pontoon] US$ 0.40 est for the Shui-Bu-Ya, 1.84 GW, hydropower in China Ngoi cũn mt s nhng d ỏn khỏc ti Scotland, Italy nhng theo c tớnh giỏ thnh u trờn US $2.00 chuyn bng giỏ trờn giỏ nng lng thỡ phi k thờm tin lói ca nh bng cng thờm tin hnh v bo trỡ n gin húa, tin lói cng bo trỡ l 10% Nh th, vi COE l US$ 0.59, giỏ mt kW-h s l cents, tng ng vi giỏ in sn xut t than Sỏu cents, õy l mụt mc tiờu cn t ti nng lng giú phỏt trin Mc tiờu ny ó t c trờn lc a, nhng cha t c ngoi bin Lý thuyt m núi, gim thụng s COE tng i d Ch cn gim t s (giỏ thnh thit k) v tng mu s (nng lng sn xut hng nm) D th nhng cha tỡm c li gii Tri in Giú Ni Nm 2007, tụi v mt s cng s viờn ti Houston, Texas thnh lp Floating Windfarms Inc (FWF) vi mc tiờu tỡm li gii cho bi toỏn trờn í tng ca FWF tht l gin d gim giỏ thnh thit k, FWF dựng loi turbine trc dc (Darrieus vertican axis wind turbine VAWT) tng nng lng hng nm, FWF t VAWT trờn mt dn ni cỏch xa t lin ún giú nng lng cao Hỡnh tng trng cho tri in giú ni Hỡnh 4: Tri in Giú Ni Darrieus turbine (VAWT) ó c dựng tri in giú lc a t thp niờn 1980 California Hn 500 VAWT c t ti õy v ó c s dng hn 20 nm Hỡnh 5: Turbine Giú Trc Dc - VAWT - California Mt yu im ca VAWT l khụng xõy c cao, nờn khụng ún c nhng giú ln Wind over land: 150 Strong shear wind velocity increases rapidly with height It takes a tall wind turbine to catch the high wind over land VAWTs cannot be very tall Wind at Sea: Altitude in m (9/6) = 3.375 100 Over Land 50 Weak shear wind velocity over sea is At Sea strong and more uniform It does not require a tall wind turbine to catch the high wind at sea (see illustrative drawing at the right) VAWTs can be very cost-effective at sea 0 Wind Velocity in m/sec Hỡnh 6: Turbine Giú Trc Dc - VAWT Yu im V Li im Nhng nu mang khi, VAWT khụng nhng vt qua yu im m li cũn cú nhng u im sau: Giỏ thnh h Trng tõm thp nờn dn ni giỏ thnh h Giỏ lp rỏp thp vỡ khụng cõn thi cụng ngoi Bo trỡ h Vi nhng yu t trờn, chỳng tụi ti FWF tin rng s hon thnh s mng mang giỏ in ph thụng v h giỏ thnh tng ng vi than Tim nng in giú bin Vit Nam Tim nng in giú Vit Nam tht l ln gp nhiu ln so vi lc a Nu tớnh theo Hỡnh thỡ duyờn hi Nam Trung B v Nam B cú kh nng sn xut 5,000 t kW-h mi nm, cú kh nng chu ton gp nhiu ln nhu cu in cho Vit Nam v cỏc nc lõn cn Hỡnh 7: Giú Ngoi Bin ụng Hỡnh 8: Tim Nng in Giú Bin Vit Nam khai thỏc ngun nng lng ny, d nhiờn cn u t khuyn khớch u t, chớnh quyn cn chớnh sỏch nng lng tỏi to, mng li in, u t mong thu hỳt ngoi cho cỏc tri in giú ngoi bin CC NGUN NNG LNG MI: NNG LNG GIể MC LC Trang s PHN 1: M U I TNH CP THIT 03 II NNG LNG GIể 03 PHN 2: THC TRNG TRIN VNG PHT TRIN NNG LNG GIể TRấN TH GII V VIT NAM I II TèNH HèNH NNG LNG GIể TRấN TH GII 05 TèNH HèNH NNG LNG GIể VIT NAM 08 PHN 3: LI CH S DNG, NHNG MT HN CH V S NGUYấN Lí HOT NG CA TUABIN GIể I II LI CH CA VIC LP T TUABIN GIể MT HN CH KHI S DNG NNG LNG GIể 11 13 III S NGUYấN Lí HOT NG CA TUABIN GIể 14 PHN 4: NHNG NH HNG PHT TRIN NNG LNG GIể VIT NAM TRONG TNG LAI I CHNH SCH H TR CA CHNH PH 17 II NH HNG PHT TRIN 18 III GII QUYT KHể KHN 20 PHN 5: KT LUN Trang KếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG - D ỏn quy hoch nng lng giú phỏt in ti cỏc tnh duyờn hi Vit Nam EVN lm ch u t Phõn lm khu vc: Min Bc Vin Nng lng thc hin, Trung Cụng ty T xõy dng in (PECC4) thc hin v Nam Cụng ty T xõy dng in (PECC3) thc hin Thi gian thc hin t thỏng 3/2004 n thỏng 12/2006 - D ỏn phong in - Tnh Bỡnh Thun: Ngy 27/8/2008 on Fuhrlaender AG ca CHLB c ó bn giao cho Ch u t l Cụng ty CP nng lng tỏi to Vit Nam (REVN) 05 t mỏy sn xut in giú u tiờn cho d ỏn Giai on d ỏn s cú cụng sut lp t l 30 MW (20 turbine x 1,5 MW) vi din tớch chim t hn 300 ha, tng mc u t 817,35 t ng, d kin hon tt nm 2009 Trong giai on 2, d ỏn s nõng cụng sut lờn 120 MW K thut v cụng ngh khai thỏc nng lng giú 3.1 Nguyờn lý chung Nng lng giú l mt hm ca tc v lng khụng khớ Khi tc giú cao nng lng giú ln Mi quan h gia lng, tc khụng khớ v nng lng giú c th hin bi phng trỡnh ng nng [7]: Eg = mV2 (1) ú: Eg - nng lng giú (kgm); m - lng ca khụng khớ (kg); V - tc ca khụng khớ (m/s) Khi lng khụng khớ c tớnh bng cụng thc: m = FV t (2) ú: m - lng khụng khớ (kg); - mt khụng khớ (kg/m3); F - din tớch khụng khớ i qua (m2); V - tc ca khụng khớ (m/s); t - thi gian tớnh toỏn (s) Thay (2) vo phng trỡnh (1) ta cú: Eg = Ft V3 (3) FV3 (4) Cụng sut giú c tớnh theo cụng thc: Pg = Vỡ nng lng t l bc vi tc giú nờn cn phi c bit quan tõm n v trớ t turbine thu c giú cú tc ln Chỳng ta cú th s dng cụng thc sau d bỏo s gia tng ca tc giú theo chiu cao S / S = ( H / H ) (5) ú: S0 - tc giú ti chiu cao ban u; S - tc giú ti chiu cao tớnh toỏn; H0 - chiu cao ban u; H - chiu cao tớnh toỏn S m thay i theo mp mụ b mt l mt i lng o ca lc ma sỏt bi giú thi ngang qua mt t Nh vy, mt turbine giú c thit k tt, cú th nhn c khong 30% ca tng nng lng giú tim nng [7] 46 Số 10/9-2011 Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng KếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG Hiu sut tng cng = Roto ì Truyn ng ì Mỏy phỏt ì iu kin v giú 29% = 40% ì 90% ì 90% ì 90% Vớ d: Tc giú ti cao 35 m = m/s x 1,2 = m/s; mt nng lng tc giú m/s = 253 W/m2 ; din tớch cỏnh qut giú = (3,5)2 = 38,5 m2 thỡ AEO = 253 W/m2 x 38,5m2 x 20% x 8760 h/nm = 17.000 kWh/nm Nh thit k cú th s dng ng cong cụng sut ca nh sn xut ỏnh giỏ AEO (Nng lng giú trung bỡnh nm) õy l k thut c s dng bi cỏc chuyờn gia khớ tng xỏc nh tim nng phỏt in t mt ng c giú mt nh mỏy turbine giú thng mi V c bn l ghộp s phõn b tc vi ng cong cụng sut tỡm s gi trờn nm m turbine giú s phỏt ti cỏc mc nng lng khỏc [6] 3.2 o giú cú y s liu phc v tớnh toỏn thit k, ti khu vc d kin xõy dng trm in giú cn phi cú s liu t cỏc trm o giú lõn cn hoc phi xõy dng trm o giú Thi gian o ớt nht t n nm Cỏc thụng s cn phi thu thp bao gm [2], [6] - Tn sut v tc giú ng vi cỏc hng giú v cỏc cao khỏc - Vn tc giú trung bỡnh theo gi v trung bỡnh 10 phỳt ti cỏc ngy in hỡnh ca cỏc thỏng quan trc - Vn tc giú trung bỡnh cỏc thỏng nm - Tn sut lng giú, tn sut giú thnh hnh ti cỏc cao khỏc - ng cong phõn b tn sut tc theo phỳt cỏc thỏng thc t cỏc cao khỏc T cỏc thụng s trờn s xỏc nh c quy mụ khai thỏc ca d ỏn, hng, chiu cao ca turbin giú, loi turbin v s lng turbin v cui cựng l xỏc nh c tng hiu ớch nng lng in ca d ỏn Mt thit b o giú bao gm phn: cm bin (u o giú) v mt cụng c hin th cỏc d liu o c Sensor phỏt mt tớn hiu in tng ng vi tc ca giú Vớ d cm bin ca NWS, s dng mt chong chúng gm cỏnh dn ng mt mỏy phỏt in chiu (mt ng c giú bộ) Cỏc thay i v tc giú gõy mt thay i v in th dũng chiu v sau ú c c bi mt vụn k chun Kim dao ng i i li li ging nh l kim ch ng h tc ụtụ ghi c d liu, thit b o giú phi c c th cụng Phng phỏp lun ỏnh giỏ hiu qu trm in giú Phng phỏp lun phõn tớch hiu qu kinh t - ti chớnh ca mt d ỏn phong in cng tng t nh i vi cỏc d ỏn phỏt trin ngun in khỏc [1], [4] Cú ngha l phi xỏc nh chi phớ b ra, li ớch t c v la chn phng phỏp phõn tớch ỏnh giỏ hiu qu Chi phớ ca d ỏn phong in Ngoi nhng chi phớ c bn nh: u t xõy dng; u t thit b; chi phớ hnh hng nm; chi phớ khu hao; chi phớ bo him; cỏc loi thu i vi d ỏn phong in cn chỳ ý thờm n cỏc chi phớ sau: tỏc ng ca búng rõm nhp nhỏy n mụi trng; nh hng ting n ca turbine giú; nh hng ca Turbine giú ti cỏc loi chim; nh hng ti vụ tuyn vin thụng Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng Số 10/9-2011 47 KếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG Li ớch ca d ỏn : Li ớch lng húa c ca d ỏn phong in gn nh nht l sn lng in hng nm cung cp cho li in quc gia Ngoi cú th tớnh thờm li ớch ca chi phớ trỏnh c khai thỏc nng lng sch (CDM) [5] Phng phỏp phõn tớch: phng phỏp phõn tớch c s dng l Chi phớ - Li ớch Cỏc ch tiờu kinh t c xem xột l: NPV: Li nhun rũng quy v hin ti, IRR: Sut hon ni ti, B/C: T s B/C (Li ớch rũng/Chi phớ rũng quy v hin ti), Thi gian hon vn, Giỏ thnh in nng Vit chng trỡnh v kim tra chng trỡnh Chng trỡnh c vit v t tờn WPA (Wind Power Analysis) ó c vit bng ngụn ng Visual Basic theo cụng thc v thut toỏn xut trờn vi module (Hỡnh 1) module1: tính toán lợng trạm phong điện module2: phân tích tài dự án trạm phong điện Bắt đầu Bắt đầu V gió năm Vkđ, VmaxTB E gió, Vốn đầu t (Phân kỳ đầu t, tỷ lệ vốn), Giá, Thuế, Tỷ giá Sai Vkđ