xây dựng quy trình thiết kế trạm phát điện gió

Ngoài ra, giá thành của điện gió, điện mặt trời cũng đều cao hơn so với thủy điện, nhiệt điện… Tuy nhiên, dưới cái nhìn của môi trường bền vững, một số nhà kinh tế cho rằng khi so sánh c

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN

XÂY DỰNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN

SVTG : NGUYỄN HOÀNG NHẠC MSSV : 06102137

TP.HỒ CHÍ MINH - 04/2010

PHẦN

GIỚI THIỆU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

-o0o -

-o0o -KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Họ và tên sinh viên : ĐẶNG PHẠM HOÀI BẢO MSSV: 06102006 NGUYỄN HOÀNG NHẠC MSSV: 06102137 Lớp : 061022 Ngành : Điện công nghiệp Tên đề tài : XÂY DỰNG QUI TRÌNH THIẾT KẾ TRẠM PHÁT ĐIỆN GIÓ 1 Mục tiêu đề tài: Hình thành qui trình thiết kế một trạm phát điện gió với tiêu chí rõ ràng, đầy đủ, đơn giản 2 Nội dung các phần thuyết minh tính toán : - Tình hình năng lượng và tiềm năng Năng Luợng Gió của Việt Nam

- Giới thiệu chung về hệ thống phát điện gió

- Thiết kế lưu đồ khối của các hệ thống phát điện gió

- Thiết kế các khối

3 Các tài liệu :

4 Người hướng dẫn : TS.VÕ VIẾT CƯỜNG

5 Ngày giao nhiệm vụ : Ngày … tháng … năm 2010

6 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : Ngày … tháng … năm 2010

Giáo viên hướng dẫn Thông qua bộ môn

Tp.HCM, Ngày tháng năm 2010

CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên : ĐẶNG PHẠM HOÀI BẢO

MSSV: 06102006 NGUYỄN HOÀNG NHẠC MSSV:

Lớp : 061022 Ngành : Điện công nghiệp

Tên đề tài : XÂY DỰNG QUI TRÌNH THIẾT KẾ TRẠM PHÁT ĐIỆN GIÓ

Ngày tháng năm 2010

Giáo viên hướng dẫn

CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên : ĐẶNG PHẠM HOÀI BẢO

MSSV: 06102006 NGUYỄN HOÀNG NHẠC MSSV:

Lớp : 061022 Ngành : Điện công nghiệp

Tên đề tài : XÂY DỰNG QUI TRÌNH THIẾT KẾ TRẠM PHÁT ĐIỆN GIÓ

Ngày tháng năm 2010

Giáo viên phản biện

Năng lươ ̣ng đang là vấn đề cấp bách hiê ̣n nay do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan để phục vụ cho các nhu cầu của con người ngày càng cao dẫn đến thiết bị sử dụng năng lượng ngày càng nhiều , các nguồn năng lượng đang đươ ̣c khai thác từ nhiên liê ̣u hóa tha ̣ch dần dần ca ̣n kiê ̣t d ẫn đến việc tăng giá dầu thô trong những năm gần đây Mặt khác, các nguồn năng lượng tự tái tạo chưa phát triển kịp để đáp ứng cho nhu cầu sắp tới Chính vì vậy, chúng ta cần phải đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng việc sử dụng năng lượng tái tạo vào thực tế cuộc sống nhiều hơn nữa

Hiện nay, việc ứng dụng phát điện bằng các nguồn năng lượng tái tạo nhất

là năng lượng gió vào thực tế tại Việt Nam là rất hạn chế Chính vì vậy, với sự định hướng và hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn TS.VÕ VIẾT CƯỜNG, em

đã thực hiện đề tài này với mong muốn giúp cho mọi người có cái nhìn ban đầu về

hệ thống phát điện bằng sức gió với quy mô hộ gia đình và quy mô công nghiệp

Nội dung đồ án bao gồm các phần sau:

Phần I : Tình hình năng lượng hiện nay và tiềm năng phát triển Năng lượng

gió tại Việt Nam

Phần II : Tổng quan về hệ thống phát điện gió

Phần III: Thiết kế các khối của hệ thống kết nối trực tiếp với lưới

Phần IV: Kết luận và hướng phát triển đề tài

Do thời gian có hạn và đề tài này khá mới mẻ, nguồn tài liệu về năng lượng gió còn khá hạn chế Do đó, đề tài này chắc chắn không thể tránh được những sai sót, rất mong quý thầy cô và các bạn chỉ dẫn và đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn Xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn

TS VÕ VIẾT CƯỜNG, người đã định hướng và hướng dẫn tận tình những

hướng đi, kiến thức chuyên môn để em hoàn thành đề tài này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô khoa Điện – Điện tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, những người đã truyền dạy cho em những kiến thức quý giá, chỉ bảo em trong suốt thời gian qua

Cảm ơn các bạn, những người đã góp ý, giúp đỡ và động viên tôi hoàn thành đề tài

Cuối cùng, em xin gửi lời biết ơn đến bố mẹ và những người thân trong gia đình đã luôn bên cạnh và ủng hộ tôi trong cuộc sống

Tp.HCM, ngày tháng năm 2010

Sinh viên thực hiện

I Tình hình năng lượng hiện nay:

1 Tình hình chung trên thế giới:

1.1 Tài nguyên thiên nhiên – năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt:

Nguồn tài nguyên là của cải vô giá mà trái đất hàng tỷ năm tích lũy được nhưng nó không phải là vô tận Nguồn tài nguyên sẽ cạn kiệt, sớm hay muộn, điều đó chỉ còn là thời gian và phụ thuộc vào con người Sự xung đột để tranh giành đã, đang và sẽ tiếp diễn khốc liệt

Sự suy giảm được báo trước

Theo nhiều dự báo, số cung dầu lửa toàn cầu sẽ còn gia tăng ít ra trong 5 năm tới trước khi đạt đỉnh điểm khí đốt thiên nhiên và urani có lẽ còn gia tăng trong một hay hai thập kỷ trước khi lên mức tối đa và bắt đầu giảm dần Phúc trình thị trường dầu lửa trung hạn của Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) tháng 7-2007 đã kết luận: sản lượng dầu lửa toàn cầu rất có thể đạt

96 triệu thùng/ngày vào năm 2012, nhưng khó thể vượt quá con số này vì những khám phá mới rất hiếm hoi 82,2% trữ lượng dầu mỏ của thế giới tập trung ở khoảng mười nước: Arab Saudia, Iran, Iraq, Kuwait, Venezuela, Nga, Libi, Kazakstan, Nigieria… 55,8% nguồn cung khí đốt của thế giới tập trung chủ yếu ở 3 nước Nga, Iran, Qatar

Nga chiếm hơn 10% trữ lượng dầu mỏ, 20% trữ lượng than của thế giới, 7% trữ lượng khí thiên nhiên Với trữ lượng như vậy, hiện Nga đứng đầu thế giới về khí đốt thiên nhiên, đứng thứ hai về dầu mỏ và là nguồn cung cấp than và urani quan trọng cho thế giới Song theo nghiên cứu của các chuyên gia, khoảng 20-30 năm nữa tài nguyên thiên nhiên ở Nga sẽ chẳng còn lại lại bao Hiện tỷ lệ khai thác dầu của Nga đã vượt quá 60%, việc tìm kiếm những mỏ mới thay thế ngày càng khó, 50 năm qua việc phát hiện những mỏ mới giảm 10 lần Thời kỳ hoàng kim năng lượng của Nga sẽ nhanh chóng biến mất và đối diện với thời kỳ cạn kiệt tài nguyên

Saudia Arabia, nước chiếm 25% trữ lượng dầu mỏ thế giới và là nước sản xuất và xuất khẩu dầu thô hàng đầu thế giới Saudia Arabia giữ một vai trò chủ chốt trong việc làm thỏa mãn những cơn khát “vàng đen” của thế giới Dầu mỏ đem lại khoản tiền có số dư tương đương với số dư của Trung Quốc có được từ khoản đầu tư và xuất khẩu Dầu mỏ và khí đốt là con bài kinh tế quan trọng bậc nhất của khu vực Arab

Từ những năm 1970, dầu mỏ đã đem lại sự hưng thịnh và giàu có cho khu vực này Nhưng người ta đang lo ngại rằng trữ lượng dầu của nước này đang sụt giảm vì phần lớn dầu lửa của Saudia Arabia được khai thác từ một số mỏ dầu khổng lồ nhưng các mỏ này đã được khai thác quá lâu, hơn một nửa thế kỷ qua, và thực tế đang ngày một khó khai thác hơn Người ta cũng đang lo ngại về thời kỳ hậu dầu mỏ của khu vực này

Không chỉ riêng dầu mỏ; các nguồn cung khí đốt tự nhiên, than và urani có thể bắt đầu suy giảm sau một đến hai thập kỷ nữa Nếu muốn khai thác được than người ta càng phải đào sâu hơn vào trong lịng đất, càng đào sâu càng ngốn nhiều tiền hơn và càng nguy hiểm hơn Lấy ví dụ ở Trung Quốc khi công việc khai thác than là một công việc nguy hiểm nhất và than

là sản phẩm của máu, nước mắt và sinh mạng của biết bao người thợ mỏ cùng với những gì

mà trái đất đã tích góp trong lòng hàng tỷ năm

Các tin tức báo chí hàng đầu trên các trang thương mại hàng ngày cho thấy: số cầu toàn cầu sẽ tiếp tục gia tăng khi hàng trăm triệu người tiêu dùng giàu có đang lên ở Trung Quốc và

Ấn Độ đua nhau mua xe hơi; những khu dầu lớn như Ghawar ở Arab Saudia và Canterell ở Mexico nay đang cạn kiệt dần; và số lượng các khu dầu mới được khám phá mỗi năm một ít

đi

1.2 Tình trạng ô nhiễm môi trường và xu hướng năng lượng sạch

1.2.1 Năng lượng hóa thạch và vấn đề bảo vệ môi trường:

Nhiệt điện - những “nhà máy thải CO2”

Hình 1.1 Nhà máy nhiệt điện

Nghiên cứu từ Tổ chức chương trình phát triển Liên hiệp quốc (UNDP) cho biết, phát điện

là nguồn phát thải CO2 chính Cứ 10 tấn CO2 phát tán vào khí quyển thì phát điện chiếm tới 4 tấn Cách thức các nước phát điện như thế nào, phát được bao nhiêu điện và bao nhiêu CO2 bị thải ra trong từng đơn vị năng lượng… rất quan trọng đối với những nỗ lực giảm nhẹ biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay

Nhu cầu điện trên thế giới dự kiến sẽ tăng gấp đôi vào năm 2030 Những mô hình đầu tư phát điện mới xuất hiện cũng theo hướng đáng lo ngại Lượng than đá ngày càng chiếm tỷ trọng lớn trong nguồn cung cấp điện Gia tăng đầu tư lớn nhất là trong các kế hoạch ở Trung Quốc, Ấn Độ và Hoa Kỳ, 3 nguồn phát thải CO2 lớn nhất hiện nay Năm 2006, Trung Quốc ước tính cứ mỗi tuần lại xây thêm 2 nhà máy điện đốt than mới Nhà chức trách Hoa Kỳ đang cân nhắc đề án xây dựng trên 150 nhà máy điện đốt than, với kế hoạch đầu tư 145 ngàn tỷ USD cho tới năm 2030 Trong 10 năm tới, Ấn Độ lên kế hoạch tăng hơn 75% công suất phát điện bằng than Trong mỗi trường hợp trên, việc gia tăng công suất các nhà máy nhiệt điện là một trong những động lực chính gây gia tăng lượng CO2 phát thải

Các chuyên gia cho rằng, triển vọng đạt được mức giảm mạnh về phát thải CO2 liên quan tới ngành điện phụ thuộc một phần vào tốc độ phát triển và triển khai công nghệ mới về các-bon thấp, một phần vào các yếu tố bên phía người sử dụng, như sử dụng điện sao cho hiệu quả

hơn Ngoài ra, những chính sách của Nhà nước đối với việc hình thành nên hỗn hợp năng lượng sẽ rất quan trọng đối với từng lĩnh vực

Than đá là nguồn năng lượng chủ yếu của loài người với tổng trữ lượng trên 700 tỷ tấn, có khả năng đáp ứng nhu cầu con người khoảng 180 năm Tuy nhiên, các vấn đề môi trường hiện nay đang tồn tại:

 Khai thác than đá bằng phương pháp lộ thiên tạo nên lượng đất đá thải lớn, ô nhiễm bụi, ô nhiễm nước, mất rừng Khai thác than bằng phương pháp hầm lò hiện nay làm mất 50% trữ lượng, gây lún đất, ô nhiễm nước, tiêu hao gỗ chống lò và gây các tai nạn hầm lò

 Chế biến và sàng tuyển than tạo ra bụi và nước thải chứa than, kim loại nặng

 Ðốt than tạo ra khí SO2, CO2 Theo tính toán một nhà máy nhiệt điện chạy than công suất 1.000 MW hàng năm thải ra môi trường 5 triệu tấn CO2, 18.000 tấn N0X, 11.000 - 680.000 tấn phế thải rắn Trong thành phần chất thải rắn, bụi, nước thải thường chứa kim loại nặng và chất phóng xạ độc hại

Dầu và khí đốt trong tình trạng hiện nay đang tạo ra các vấn đề môi trường:

Hình 1.2 Nhà máy Lọc dầu

 Khai thác trên thềm lục địa gây lún đất, ô nhiễm dầu đối với đất, không khí, nước Khai thác trên biển gây ô nhiễm biển (50% lượng dầu ô nhiễm trên biển gây ra là do khai thác trên biển)

 Chế biến dầu gây ô nhiễm dầu và kim loại nặng kể cả kim loại phóng xạ

 Ðốt dầu khí tạo ra các chất thải khí tương tự như đốt than

Thủy điện có ảnh hưởng đến môi trường không?

Thuỷ năng được gọi là năng lượng sạch Tổng trữ lượng thế giới 2.214.000 MW, riêng

Việt Nam 30.970 MW chiếm 1,4% tổng trữ lượng thế giới Tuy nhiên, việc xây dựng các hồ

chứa nước lớn tạo ra các tác động môi trường như động đất kích thích, thay đổi khí hậu thời tiết khu vực, mất đất canh tác, tạo ra lượng CH4 do phân huỷ chất hữu cơ lòng hồ, tạo ra các biến đổi thuỷ văn hạ lưu, tăng độ mặn nước sông, ảnh hưởng đến sự phát triển của các quần thể cá trên sông, tiềm ẩn tai biến môi trường

Hình 1.3 Nhà máy Thủy Điện

Năng lượng hạt nhân: rất dồi dào, rất rẻ, rất nguy hiểm:

Hình 1.4 Nhà máy Điện hạt nhân

Năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng giải phóng trong quá trình phân huỷ hạt nhân các nguyên tố U, Th hoặc tổng hợp nhiệt hạch Theo tính toán năng lượng giải phóng ra từ 1g U235 tương đương với năng lượng do đốt 1 tấn than đá Nguồn năng lượng hạt nhân có ưu điểm không tạo nên các loại khí nhà kính như CO2, bụi Tuy nhiên, các nhà máy điện hạt nhân hiện nay là nguồn gây nguy hiểm lớn về môi trường do chất thải phóng xạ, khí, rắn, lỏng

và các sự cố nhà máy Sự cố tại nhà máy điện hạt nhân Checnobưn Liên Xô là một ví dụ điển hình

1.2.2 Xu hướng năng lượng hiện nay của thế giới:

Năng lượng truyền thống, rẻ hay không rẻ?

Năng lượng tự nhiên, mà đại diện của nó là dầu mỏ, than đá… hiện nay được đánh giá là

rẻ hơn các loại năng lượng tái tạo Phần lớn các nhà đầu tư, các doanh nghiệp đều cho rằng suất đầu tư và và giá điện sản xuất từ gió và mặt trời khá cao, khó cạnh tranh với điện truyền thống (nhiệt điện và thủy điện) hiện nay Suất đầu tư cho nhà máy điện từ than xấp xỉ 1 triệu USD/MW trong khi điện gió cao gấp 1,2-1,7 lần, điện nguyên tử cao gấp 3-3,5 lần so với nhiệt điện Ngoài ra, giá thành của điện gió, điện mặt trời cũng đều cao hơn so với thủy điện, nhiệt điện…

Tuy nhiên, dưới cái nhìn của môi trường bền vững, một số nhà kinh tế cho rằng khi so sánh các loại năng lượng này, nhiều người đã “bỏ quên” nhiều yếu tố chi phí chưa được tính

đủ như: sản xuất điện từ than gây ô nhiễm lớn ảnh hưởng đến sức khỏe và mất nhiều kinh phí

để khắc phục ô nhiễm (1 nhà máy điện từ than công suất 1.000 MW, mỗi năm phải thải 6 triệu tấn CO2, 44 ngàn tấn SO2, 22 ngàn tấn NOx và nửa triệu tấn thải rắn) Trong khi đó, khi sử dụng năng lượng sạch tái tạo được sẽ giảm khí nhà kính Chúng ta có thể “bán môi trường sinh thái” thu về nhiều triệu USD, giảm bớt sự chênh lệch chi phí giữa hai loại năng lượng

Bài toán an ninh năng lượng

Một cái nhìn xa hơn, các nhà nghiên cứu cho rằng năng lượng tái tạo đóng một vai trò quan trọng trong bài toán an ninh năng lượng của mỗi quốc gia Theo một báo cáo của Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công thương), vào tháng 8 năm nay, nguồn năng lượng của Việt Nam hiện đang cạn kiệt dần Than chỉ còn 3,88 tỷ tấn; dầu còn 2,3 tỷ tấn… Ước tính, nguồn năng lượng tự nhiên hiện nay của chúng ta sẽ cạn kiệt trong thời gian tới, trong đó dự báo nguồn dầu mỏ thương mại trên thế giới còn dùng khoảng 60 năm, khí tự nhiên 80 năm, than 150-200 năm Tại Việt Nam, các nguồn năng lượng tự nhiên này có thể còn hết trước thế giới một vài chục năm An ninh năng lượng trở thành vấn đề cấp bách Vấn đề dầu mỏ hiện nay là một ví dụ Các mỏ dầu tập trung chủ yếu ở các vùng mà tình hình chính trị luôn bất ổn và mỗi cơn khủng hoảng dầu mỏ diễn ra, tình hình kinh tế thế giới lại lung lay…

đóng góp rất đáng quan tâm của những nguồn năng lượng mới

2 Tình hình hiện nay tại Việt Nam:

2.1 Nhu cầu điện và khả năng đáp ứng hiện nay:

Năm 2009, EVN đã đảm bảo cung cấp điện trong tình hình thời tiết có nhiều diễn biến bất thường, sụt giảm đáng kể lượng nước về trong và sau mùa lũ ở các hồ thủy điện miền Bắc; nhiều dự án đường dây và trạm biến áp gặp vướng mắc trong công tác giải phóng mặt bằng…

Với mục tiêu đảm bảo cung ứng điện và đẩy nhanh tiến độ các công trình nguồn và lưới điện trong Quy hoạch điện VI, trước mắt, những tháng mùa khô năm 2010, sẽ khai thác tối ưu các nguồn điện, kể cả BOT, IPP và nhập khẩu, đảm bảo vận hành an toàn hệ thống truyền tải 220-500 kV, đặc biệt là đường dây 500kV Bắc - Nam; đẩy mạnh các chương trình tiết kiệm điện, giảm tổn thất điện năng; hoàn thành tiếp nhận lưới điện hạ áp nông thôn; tiếp tục giảm chi phí sản xuất kinh doanh, tăng năng suất lao động từ 7-10% so với năm 2009, tiết kiệm chi phí 5% so với định mức được duyệt, đưa nhiều dự án nguồn vào hoạt động, tập trung thúc đẩy tiến độ các công trình đường dây và trạm biến áp - coi đây là một trọng tâm trong công tác đầu tư xây dựng

Với dự báo nhu cầu phụ tải tăng cao trong năm 2010, NPT sẽ phải đối mặt với nhiều thách thức cả trong quản lý vận hành lẫn đầu tư xây dựng lưới truyền tải Nhất là hiện nay, nhiều nguồn điện đã cận kề nhưng lưới điện đồng bộ vẫn đang chậm tiến độ do thiếu vốn và khó khăn giải phóng mặt bằng Bên cạnh đó, vấn đề tính toán giá truyền tải chưa rõ ràng; hành lang pháp lý về đấu nối vào lưới truyền tải điện còn thiếu Vì vậy, NPT đề nghị duyệt giá truyền tải bằng 10% giá bán điện bình quân, đồng thời cho phép NPT được vay vốn từ các dự

án ODA Bởi lẽ, trong kế hoạch đầu tư cho lưới truyền tải năm 2010 khoảng 11.700 tỷ đồng, NPT mới bố trí được 10.528 tỷ đồng, còn thiếu 1.172 tỷ đồng và nguồn vốn đối ứng cho đầu

tư công trình Với những công trình dự án lưới điện cấp bách có thời gian thực hiện dưới 1 năm, đề nghị cho phép tiếp tục áp dụng cơ chế đặc biệt đối với các dự án truyền tải trọng điểm, cấp bách

Tốc độ tăng trưởng trung bình của sản lượng điện ở Việt Nam trong những năm trở lại đây đạt mức rất cao, sản lượng điện năng tăng theo các năm thể hiện dưới hình 1.5

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Năm Triệu KWh

Hình 1.5 Sản lượng điện thương phẩm từ năm 1997 – 2005

Việt Nam là một nước đang phát triển và đang trải qua sự tăng trưởng kinh tế nhanh chóng Để đạt sự tăng trưởng này đòi hỏi sự phát triển ứng trong cung cấp điện

Đồ thị hình 1.2 cho ta thấy sản lượng điện từ năm 1997 – 2005 luôn tăng theo từng năm, tốc độ tăng trưởng luôn là hai con số từ 10% – 17%, nó cho thấy nhu cầu điện năng ngày càng cao và luôn gấp đôi tốc độ tăng GDP

Hình 1.6 Tốcđộ tăng trưởng GDP và tốc độ phát triển điện năng từ 1997 – 2005

Bản

g 1.1

Cấ

u trúc ngu

ồn cun

g cấp điệ

n (31/12/2005)

(MW)

Tỷ lệ (%) Ghi chú

Nhà máy thủy điện 4.155 36

Nhà máy nhiệt điện

nhiên liệu than

1.245 11

Nhà máy phát điện

nhiên liệu dầu

198 2 Tuabin khí 2.939 26 EVN

Nhà máy nhiệt điện

nhiên liệu Diesel

285 3

Các IPP 2.518 22 IPP

Bảng 1.1 trình bày cấu trúc nguồn cung cấp điện năm 2005, tổng công suất đặt của tất cả

nhà máy tại Việt Nam là 11.340 MW, bao gồm công suất từ các nhà máy của tập đoàn điện

lực Việt Nam EVN và công suất từ các nhà máy IPP không thuộc EVN Đồ thị hình cho thấy

cung cấp điện của Việt Nam phụ thuộc chủ yếu vào thủy điện và các nhiên liệu hóa thạch Cả

hai đều đã gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm cho môi trường và tác động đến hệ sinh thái tự nhiên

Hơn nữa, nguồn cung cấp điện lớn nhất hiện nay, thủy điện, gần như đã khai thác hết tiềm

năng có thể Vào mùa khô, công suất phát của các nhà máy thủy điện giảm mạnh do lưu lượng

nước vào các đập thủy điện giảm nhiều, trong khi đó phụ tải lại tăng tiêu thụ Điều này gây ra

sự thiếu điện nghiêm trọng trong toàn bộ hệ thống

Đứng trước thách thức thiếu hụt điện (không nằm ngoài xu thế chung của toàn cầu),

chúng ta cần cân nhắc những biện pháp ứng xử thích hợp Trong ngắn hạn, việc tiết kiệm điện

trong các hoạt động sản suất và sinh hoạt đóng vai trò hết sức quan trọng Trong trung hạn và

dài hạn, Việt Nam cần có chiến lược đảm bảo an ninh năng lượng bằng cách một mặt mở rộng

khai thác những nguồn năng lượng truyền thống; mặt khác, thậm chí còn quan trọng hơn, phát

triển các nguồn năng lượng mới, đặc biệt là các nguồn năng lượng sạch và có khả năng tái tạo

Theo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2006 – 2015 có xét đến năm 2025 (gọi tắt là quy hoạch điện VI) đã được Thủ tướng chính phủ phê duyệt ngày 18/07/2007, đề đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của cả nước với mức tăng GDP khoảng 8,5% - 9%/năm giai đoạn 2006 - 2010 và cao hơn, dự báo nhu cầu điện nước ta tăng ở mức 17% năm (phương án cơ sở), 20% năm (phương án cao) trong giai đoạn 2006 - 2015, trong đó xác định phương án cao là phương án điều hành, chuẩn bị phương án 22% năm cho trường hợp tăng trưởng đột biến

Hình 1.7 Đồ thị cơ cấu nguồn điện theo công suất đặt năm 2005

Hình 1.7 cho ta bức tranh cung cầu về điện cho những năm 2015 và 2020 được minh họa trên đồ thị kèm theo Màu vàng mô tả khả năng đáp ứng bằng mọi nguồn điện năng hiện có trong nước Màu xanh mô tả nhu cầu điện năng, theo hai giả thiết khác nhau: sử dụng điện ở mức cao nhất; gọi là kịch bản cao (HS) hay thấp nhất; gọi là kịch bản thấp (LS)

Theo bức tranh trên, đến năm 2015, mức chênh lệch giữa cung và cầu điện năng sẽ là 46,3 TWh (kịch bản thấp) và 102,4 TWh (kịch bản cao) Còn đến năm 2020, mức chênh lệch giữa cung và cầu điện năng sẽ cao hơn nhiều: 159,8 TWh (kịch bản thấp) và 270,8TWh (kịch bản cao)

100% = 11.340MW

2.2 Năng lượng tái tạo ở Việt Nam

Các nguồn năng lượng đang được khai thác

2.2.1 Nhà máy thủy điện

Chiếm khoảng 1/6 tổng năng lượng cung cấp trên toàn thế giới và đã được phát triển

ổn định trong suốt thế kỷ 20 Đa số được áp dụng tại các quốc gia cố địa hình đồi núi và

có các con sông lớn Thủy điện là một nguồn năng lượng tái tạo tương đối sạch, ít gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, cũng có một vài tác động tới hệ sinh thái nơi đặt nó

2.2.2 Năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch

Bao gồm than đá, dầu mỏ và khí thiên nhiên Chúng chiếm một tỉ trọng rất lớn và

đang là nguồn năng lượng cung cấp nhiều nhất trên thế giới Đa số nguyên liệu này được lấy từ lòng đất với số lượng có hạn rồi một ngày nào đó sẽ cạn kiệt

2.2.3 Nhà máy điện hạt nhân

Là nguồn năng lượng mới được khai thác nhưng hứa hẹn một tiềm năng rất lớn năng lượng hạt nhân cũng có thể được coi là nuồn năng lượng tái tạo vì nguồn nguyên liệu của

nó là vô tận Tuy nhiên, nguồn năng lượng cũng tiềm ẩn những mối nguy hiểm rất lớn với con người nếu chất thải của nó không được xử lý tốt và rò rỉ phóng xạ ra ngoài

TWh

Hình 1.8 Bức tranh cung cầu điện năng nước ta năm 2015 và 2020

(http://www.vietnamnet.vn ngày 09/05/2008)

2.2.4 Nhà máy điện địa nhiệt

Đây là nhà máy phát điện dùng sức nóng từ lòng đất làm quay tuabin để phát ra điện Điều này đòi hỏi việc xây dựng tốn kém nhưng hiệu suất alị không cao Nhiệt lượng có được của địa nhiệt là từ sự co bóp của hành tinh cũng như sự phân rã của chất phóng xạ bên trong nhân quả đất Khi khai thác thì nhiệt độ của vùng dất xung quanh sẽ bị nguội dần đi và năng lượng sẽ không hồi phục hoàn toàn, vì vậy cần giữ cho tốc độ khai thác thấp hơn tốc độ tái tạo

Việt Nam có hơn 300 nguồn nước khoáng nóng có nhiệt độ bề mặt từ 30oC đến 105oC, tập trung nhiều tại Tây Bắc, Trung Bộ Dự báo đến năm 2020 có thể phát triển khoảng 200

MW

2.2.5 Nhà máy phát điện sử dụng năng lượng gió

Các tuabingió đã được phát triển với công suất lớn

trong vài thập kỷ vừa qua, nhưng hiện tại nó là một trong

những nguồn điện năng tái tạo có tốc độ phát triển nhanh

nhất

Phân bố mật độ năng lượng gió vào khoảng

800-1.400 kWh/m2/năm tại các hải đảo,

500-1000kWh/m2/năm tại vùng duyên hải miền Trung, Tây

Nguyên và duyên hải Nam Bộ, các khu vực khác dưới

500kWh/năm

2.2.6 Năng lượng sinh khối (Bioenergy)

Cũng là một thành phần có đóng

góp rất lớn trong hệ thống năng

lượng trên thế giới, chiếm khoảng

10,6%

Tiềm năng năng lượng sinh khối

bao gồm gỗ, củi, rơm rác, phụ

phẩm nông nghiệp của Việt Nam

khoảng 43-46 triệu TOE/năm,

trong đó khoảng 60% là năng

lượng gỗ củi và 40% năng lượng

rơm rác, phụ phẩm nông nghiệp

Riêng năng lượng khí sinh học,

tiềm năng lý thuyết được đánh giá

sơ bộ khoảng 0,4 triệu TOE/năm

nhưng tiềm năng khai thác được

chỉ chiếm khoảng 10% Hình 1.10 Năng lượng sinh khối

2.2.8 Năng lượng mặt trời

Hình 1.11 Năng lượng mặt trời

Đây là nguồn năng lượng năng lượng nguồn gốc của các nguồn năng lượng tái tạo nói trên Tuy nhiên ta cũng có thể khai thác năng lượng mặt trới một cách trực tiếp bằng nhiều phương pháp sẽ được tim hiểu kỹ hơn trong các phần tiếp theo

Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới, số giờ nắng trung bình khoảng 2.000-2.500 giờ/năm với tổng năng lượng bức xạ mặt trời trung bình khoảng 150kCal/cm2/năm, tiềm năng lý thuyết được đánh giá khoảng 43,9 tỷ tấn dầu tương đương (TOE)/năm

2.2.9 Kết luận

Với mục tiêu khai thác nguồn năng lượng tái tạo để từng bước thay thế các nguồn năng lượng truyền thống đang cạn kiệt và giảm thiểu ô nhiễm, hiệu ứng nhà kính cũng như tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc phát triển nguồn năng lượng này, Việt Nam đã có những chiến lược và chính sách khá cụ thể Luật Điện lực được Quốc hội thông qua tháng 12/2004

đã quy định về Chính sách phát triển điện nông thôn, miền núi, hải đảo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2006-2015 có xét đến 2025 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tháng 7/2007 cũng nêu rõ các chương trình đầu tư phát triển điện nông thôn tiếp tục được thực hiện với mục tiêu phấn đấu đến năm 2010 có 95% và năm 2015 có 100% các xã có điện Đặc biệt, trong Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2050 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tháng 12/2007, mục tiêu đẩy mạnh phát triển năng lượng mới và năng lượng tái tạo đã được nhấn mạnh

Tuy nhiên, các dạng năng lượng mới và tái tạo chưa được đánh giá đầy đủ, bởi vậy cần có kế hoạch và đầu tư thích đáng cho điều tra bổ sung các số liệu tiến tới quy hoạch, phân vùng các dạng năng lượng này để có kế hoạch đầu tư, khai thác hợp lý Tăng cường tuyên truyền sử dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo cho vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo Lồng ghép sử dụng năng lượng mới và tái tạo vào chương trình tiết kiện năng lượng và các chương trình mục tiêu quốc gia khác như chương trình điện khí hóa nông thôn, trồng rừng, xóa đói giảm nghèo, nước sạch, VAC Hỗ trợ đầu tư cho các chương trình điều tra, nghiên cứu, chế thử, xây dựng điểm điển hình sử dụng năng lượng mới và tái tạo; ưu đãi thuế nhập thiết bị, công nghệ mới, thuế sản xuất, lưu thông các thiết bị; bảo hộ quyền tác giả cho các phát minh, cải tiến kỹ thuật có giá trị

2.2 Cải cách thị trường điện:

Xoá bỏ các rào cản trong lĩnh vực điện

Hệ thống pháp luật về năng lượng khi đưa ra kế hoạch cấp phép và nối lưới điện hiện tại được xây dựng dựa trên hệ thống các nhà máy điện tập trung nên cần yêu cầu quyền đăng nhập cũng như các thông số kỹ thuật cần thiết cho việc truy nhập vào lưới điện Đó chính là rào cản của thị trường khi mà lượng điện năng được tạo ra từ nguồn năng lượng thay thế dễ nhận thấy là không linh hoạt như các trạm điện truyền thống, không thể truyền đi với khoảng cách xa nếu không được nối với lưới điện

Sự thiếu minh bạch trong thị trường năng lượng truyền thống bao gồm:

1 Các rào cản về thể chế và luật

2 Các công ty có thị phần khống chế trong nước và trong khu vực

3 Gây khó khăn cho nguồn năng lượng tái tạo khi nối lưới

4 Hạn chế sự kết nối giữa thị trường trong nước và thị trường khu vực

5 Sự phân biệt đối xử về mức cước nối lưới

Thiếu sự thông thoáng, hiệu quả:

Một thách thức lớn là việc triển khai thiết kế lại các cơ sở hạ tầng lưới điện, các hệ thống quản lý, các quy định về lưới điện và tập hợp các luật về lưới điện Các yếu tố trên sẽ đưa

ra các yêu cầu cho công nghệ năng lượng tái tạo Sự kết nối lưới điện xuyên quốc gia là yếu tố then chốt giúp thị trường điện phát triển mà không bị bó hẹp trong một khu vực địa lý biệt lập

Các cải cách cần thiết để xóa bỏ các rào cản thị trường đối với năng lượng tái tạo:

1 Quy hoạch một cách hợp lý, đồng nhất, có kế hoạch nối lưới điện với chi phí thấp nhất

2 Việc nối lưới điện phải cân bằng, minh bạch về giá và xoá bỏ các hạn chế về truy nhập và mức cước truyền tải điện

3 Sự công bằng và minh bạch về giá năng lượng trên toàn mạng lưới để ñạt được sự đồng thuận và phân chia lợi nhuận cho các bên tham gia vào việc sản xuất điện

4 Sự thông thoáng, tách bạch giữa các công ty sản xuất điện và các công ty phân phối điện

5 Chi phí cho việc phát triển và bảo trì cơ sở hạ tầng lưới điện phải được thực hiện bởi các cơ quan quản lý có thẩm quyền thay vì để tự các dự án năng lượng tái tạo quyết định

6 Công bố các ảnh hưởng đến môi trường tới người tiêu dùng và cho phép người tiêu dùng được lựa chọn nguồn năng lượng sử dụng

Xoá bỏ sự thiếu minh bạch của thị trường:

Ngoài các rào cản kể trên thị trường còn có sự thiếu minh bạch, điều này đã hạn chế

sự phát triển của năng lượng tái tạo Điều này do phương thức hỗ trợ trực tiếp và gián tiếp từ nguồn vốn của chính phủ Thực tế các ảnh hưởng đến môi trường và xã hội từ các công nghệ sản xuất ñiện đều không được tính vào chi phí sản xuất điện Một rào cản lớn ngăn cản điện gió không phát triển theo đúng tiềm năng là sự thiếu hụt các biểu giá trong thị trường năng lượng, chúng không phản ánh đầy đủ chi phí cho xã hội khi sản xuất điện Hơn nữa, thị trường điện hiện tại cũng có sự khác biệt so với trước đây khi các công nghệ điện hạt nhân, nhiệt điện sử dụng than đá, khí đốt được đưa vào sản xuất Gần một thế kỷ qua việc sản xuất điện mang tính chất độc quyền của nhà nước với các khoản đầu

tư cho các hệ thống điện mới thông qua các quỹ hỗ trợ của nhà nước hoặc tiền thuế thu được

từ việc sử dụng điện Tại những nước còn áp dụng chính sách độc quyền về ngành điện, các công nghệ sản xuất điện gió không có lợi thế cạnh tranh Ở một số quốc gia đang đi theo hướng thị trường tự do, những hình thức hỗ trợ của nhà nước mang tính chất độc quyền hiện không còn được áp dụng nữa

Có 2 hướng phát triển có thể giải quyết tình trạng trên:

Xoá bỏ các hỗ trợ của nhà nước đối với các nguồn nhiên liệu hoá thạch và nguồn năng lượng hạt nhân Khuyến khích sự cạnh tranh lành mạnh, các công nghệ gây ô nhiễm không mở rộng thêm nữa, và gia tăng sự hỗ trợ cho năng lượng tái tạo Việc xoá bỏ sự bảo trợ đối với sản xuất điện truyền thống không chỉ tiết kiệm được tiền nộp thuế của người dân, minh bạch hoá thị trường mà còn giảm bớt các hỗ trợ cần thiết cho phát triển năng lượng tái tạo Bản thân điện gió không cần có các ưu tiên đặc biệt để phát triển nếu thị trường điện là minh bạch Tuy nhiên tình trạng này vẫn đang tồn tại mà không tính đến việc gây ô nhiễm môi trường do việc sản xuất điện truyền thống gây ra Sự hỗ trợ làm cho giá thành sản xuất điện thấp một cách giả tạo và trực tiếp đẩy các nguồn năng lượng thay thế ra ngoài thị trường, đồng thời các công nghệ và nhiên liệu kém cạnh tranh lại có điểm tựa để phát triển Việc xoá bỏ các hỗ trợ trực tiếp và gián tiếp đối với sản xuất điện hạt nhân và điện sử dụng nhiên liệu hoá thạch sẽ giúp định hướng thị trường theo hướng cạnh tranh trong lĩnh vực điện Theo số liệu của Chương trình phát triển Liên hợp quốc UNDP (United Nations Development Programme) mỗi năm ngành ñiện truyền thống nhận ñược 250 tỷ đôla Mỹ tiền hỗ trợ từ các nước trên thế giới Cơ quan đánh giá năng lượng thuộc UNDP thống kê hàng năm cho thấy chi phí hỗ trợ trên toàn cầu cho nhiên liệu hóa thạch và năng lượng hạt nhân từ năm 1995 đến 1998 là 215 tỷ đôla Mỹ so với số tiền 9 tỷ đôla Mỹ dành cho năng lượng tái tạo Quỹ tài trợ cho nghiên cứu và triển khai sẽ tạo ra sự thay đổi giúp cho công nghệ mới có thể đứng vững được trên thị trường đặc biệt trong giai đoạn phát triển ban đầu này Người ta ước tính sự hỗ trợ này giúp giảm khoảng 40% chi phí phần công nghệ của sản phẩm Theo báo cáo của cơ quan năng lượng quốc tế IEA có tên “ Năng lượng tái tạo: Xu hướng thị trường và chính sách tại các quốc gia thành viên của IEA” công

bố năm 2004 thì từ năm 1974 đến 2020, 92% ( tương đương 267 tỷ đôla Mỹ) tiền tài trợ cho lĩnh vực nghiên cứu và phát triển được chi cho các khối truyền thống trong đó phần lớn

là nhiên liệu hóa thạch và kỹ thuật hạt nhân, 8% (23 tỷ đôla Mỹ) còn lại dành cho tất cả các công nghệ năng lượng tái tạo

Chi phí thực tế của việc sản xuất điện truyền thống bao gồm các khoản chi lớn cho xã hội như việc ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ, sự xuống cấp của môi trường địa phương và môi trường trong vùng từ việc ô nhiễm do thuỷ ngân, mưa axit cho đến các ảnh hưởng thay đổi khí hậu toàn cầu Các chi phí bị ẩn đi bao gồm cả việc chối bỏ bảo hiểm cho các tai nạn xảy ra tại lò phản ứng hạt nhân Chi phí cho việc bảo hiểm này được coi là không khả thi

và quá tốn kém nếu tính vào hoạt động của nhà máy sản xuất điện hạt nhân Những chi phí cho việc ngưng hoạt động của các nhà máy này, xử lý các chất thải hạt nhân và chi phí cho sức khoẻ do tham gia các công việc

II Tiềm năng phát triển năng lượng gió tại Việt Nam

1.Giới thiệu chung về năng lượng gió

1.1 Sự hình thành 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 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

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 thắng 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

1.2 Năng lượng gió

Năng lượng gió đã được sử dụng từ hàng ngàn năm trước đây để xay lúa, bơm nước và cho các ứng dụng dùng cơ năng khác Ngày nay, có hàng trăm ngàn những cối xay gió được thiết đặt trên khắp thế giới, có nhiều cái trong số đó được dùng để bơm nước Nhưng việc sử dụng năng lượng gió như là một phương tiện không gây ô nhiễm để phát điện với công suất đủ lớn thì đang là vấn đề thu hút được nhiều sự chú ý

Từ cuối thế kỷ 19, những cố gắng để phát điện từ năng lượng gió đã được thực hiện (với nhiều các mức độ thành công khác nhau ) Các máy dùng sức gió để nạp điện cho các acquy

đã được sản xuất ra từ những năm 30 Tuy nhiên, chỉ từ những năm 80 khi mà khoa học kỹ

thuật trở nên hoàn thiện để có thể đạt được những thành tựu to lớn trong công nghiệp, thì việc sản xuất các turbine lớn cho việc sản xuất điện năng mới được chú tâm thực hiện Giá cả của

các turbine gió giảm xuống đều đặn giữa đầu những năm 80 đến đầu những năm 2000

Hiện tại gió là một trong những phương pháp hiệu quả sẵn sàng để phát ra điện, mặc dù giá cả hiện tại của các nhiên liệu hóa thạch tương đối thấp Khoa học kỹ thuật vẫn đang tiếp tục được cải tiến để làm cho phát điện gió vừa rẻ hơn và đáng tin cậy hơn , vì vậy có thể thấy rằng năng lượng gió sẽ trở nên cạnh tranh hơn về mặt kinh tế trong vài thập niên tới

Năng lượng gió cũng là 1 trong những công nghệ năng lượng tái tạo phát triển nhanh nhất trên thế giới Tổng cộng có 31.000MW công suất phát điện gió đã được lắp đặt tính đến cuối năm 2002 Công suất này gấp 4 lần mức đã được lắp đặt vào cuối năm 1997, chiếm tỷ lệ tăng trưởng trung bình khoảng 40% mỗi năm

Gió có thể nói đó là một quá trình địa vật lý rất phức tạp, vì vậy chỉ có thể dự báo sự biến đổi với xác suất nhất định Đặc tính quan trọng nhất đánh giá động năng của gió là vận tốc Dưới ảnh hưởng của hàng loạt các yếu tố khí tượng (sự nhiễu loạn khí quyển, sự tác động của Mặt Trời và lượng năng lượng nhiệt truyền tới mặt đất…), và các điều kiện địa hình làm cho tốc độ gió thay đổi cả về giá trị và hướng Để đo vận tốc gió người ta sử dụng phong tốc kế (anemometer)

Các trạm năng lượng gió thường sử dụng gió trên độ cao tới 20–70 m so với bề mặt Trái Đất Trên các độ cao lớn (8–12)km gọi là tầng đối lưu, có gió thường xuyên hơn và gọi là dòng chảy luồng (hay luồng khí) Gió loại này có vận tốc lớn (25–80 m/s) Tiềm năng năng lượng của chúng lớn hơn nhiều Đặc tính gió ở tầng này khác nhiều so với đặc tính gió trên mặt đất Song sử dụng gió ở độ cao này gặp phải một khó khăn rất lớn về mặt kỹ thuật khi chuyển tải điện từ độ cao lớn tới mặt đất

Trong khi vận tốc tức thời của gió có tác động đáng kể tới động cơ gió và ảnh hưởng tới

hệ thống điều chỉnh tự động thì việc sản sinh ra năng lượng lại phụ thuộc trước hết vào vận tốc gió trung bình theo thời gian và diện tích bề mặt bánh công tác động cơ gió (gọi tắt là bánh công tác gió) chiếm chỗ khi quay

Tốc độ gió trung bình ở một vùng nhất định được xác định từ các số liệu theo dõi của các trạm khí tượng hoặc của các máy thám không đặc biệt Ở phần lớn các trạm khí tượng chỉ số các thiết bị đo vận tốc gió được ghi 6 lần trong một ngày đêm qua 4 giờ mỗi lần Các chỉ số này cho khả năng nhận được các dữ liệu tương đối chính xác về tốc độ gió trung bình theo chu kỳ Khi đó sự sai lệch với các số liệu tính vận tốc gió trung bình theo giờ không quá 1% Vận tốc trung bình theo thời gian được xác định bằng tỷ số của tổng các giá trị vận tốc gió tức thời đo được Vi với số lần đo n trong khoảng thời gian đo

Có thể giải thích một cách dễ hiểu như sau: Khi năng lượng được lấy ra khỏi luồng gió, gió sẽ chậm lại Nhưng vì khối lượng dòng chảy không khí đi vào và ra một tuốc bin gió phải không đổi nên luồng gió đi ra với vận tốc chậm hơn phải mở rộng tiết diện mặt cắt ngang Chính vì lý do này mà biến đổi hoàn toàn năng lượng gió thành năng lượng quay thông qua một tuốc bin gió là điều không thể được Trường hợp này đồng nghĩa với việc là lượng không khí phía sau một tuốc bin gió phải đứng yên

2 Tiềm năng năng lượng gió ở Việt Nam và khả năng ứng dụng

2.1 Tiềm năng năng lượng gió ở Việt Nam:

Việt Nam với bờ biển dài hơn 3.000 km nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa có địa hình

tự nhiên đa dạng, đồng bằng, trung du, cao nguyên, có bờ biển dài là một lợi thế tiềm năng cho khai thác nguồn năng lượng sức gió

Trong chương trình đánh giá về năng lượng cho Châu Á, Ngân hàng Thế giới đã có một khảo sát chi tiết về năng lượng gió khu vực Đông Nam Á, trong đó Việt Nam có tiềm năng gió lớn nhất với tổng tiềm năng điện gió của Việt Nam ước đạt 513.360 MW tức là bằng hơn

200 lần công suất của thủy điện Sơn La, và hơn 10 lần tổng công suất dự báo của ngành điện vào năm 2020, nhiều khu vực như vùng ven biển từ Bình Ðịnh đến Bình Thuận, vùng núi phía bắc miền Trung, Tây Nguyên, vùng núi phía Bắc giáp Trung Quốc , ở độ cao 65 m, có tốc độ gió trung bình năm đạt từ 8 đến 9,5 m/s, có thể xây dựng các nhà máy điện gió công suất lớn

Theo tính toán của tổ chức nói trên thì tổng tiềm năng lý thuyết về NLG ở Việt Nam được đánh giá là trên 100.000 MW ( tính với tốc độ gió từ 7 m/s trở lên) Vùng lãnh thổ khai thác được NLG có tổng diện tích chiếm gần 9% diện tích cả nước Từ những kết quả nghiên cứu của ngành khí tượng thuỷ văn, những kết quả đo gió bước đầu ở các độ cao đến 60 m và đặc biệt là những đánh giá rất thuận lợi của tổ chức khí tượng thế giới cho ta một nhìn nhận rất lạc quan về tiềm năng NLG của Việt Nam Ðể biến những đánh giá trên thành hiện thực, tạo cơ

sở khoa học tin cậy xây dựng chiến lược phát triển nguồn NLG Việt Nam, đồng thời tạo điều kiện khả thi sớm xây dựng các nhà máy điện gió công suất lớn, bổ sung cho hệ thống điện, nhất thiết phải tiến hành ngay nhiệm vụ điều tra cơ bản đánh giá chế độ gió và tiềm năng NLG theo yêu cầu của công nghệ điện gió công suất lớn Tất nhiên, để chuyển từ tiềm năng lý thuyết thành tiềm năng có thể khai thác, đến tiềm năng kỹ thuật, và cuối cùng, thành tiềm năng kinh tế là cả một câu chuyện dài; nhưng điều đó không ngăn cản việc chúng ta xem xét một cách thấu đáo tiềm năng to lớn về năng lượng gió ở Việt Nam

Bảng 1.2 Tiềm năng về năng lượng gió của Đông Nam Á

Hình 1.12 Bản đồ năng lượng gió

Ông Trần Việt Tuấn, chủ tịch hội đồng quản trị công ty cổ phần Phong điện Fuhrlaender Việt Nam, đơn vị đối tác của REVN cho biết, Fuhrlaender cũng đã đầu tư 25 triệu USD xây dựng nhà máy sản xuất lắp ráp tuabin điện gió tại Tuy Phong (Bình Thuận)

Theo tài liệu “Wind Energy Resource Atlas of Southeast Asia” của Ngân Hàng Thế Giới Worldbank (WB), xuất bản tháng 9/2001, Việt Nam là nước có tiềm năng năng lượng gió lớn nhất trong 4 nước: Việt Nam, Lào, CamPuChia và Thái Lan Tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam ở độ cao 65m được thống kê ở bảng sau:

Bảng 1.3 Tiềm năng năng lượng gió ở Việt Nam

Tốc độ gió TB Kém

(<6m/s)

Tạm (6-7m/s)

Tốt (7-8m/s)

Rất tốt (8-9m/s)

Tuyệt (>9m/s)

Hình 1.13 Biểu đồ phân bố tốc độ gió ở độ cao 65m tại Việt Nam (Nguồn WB)

thuận lợi là số lượng các cơn bão khu vực 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 - 7 m/giây, tức là vận tốc có thể xây dựng các trạm điện gió công suất 3 - 3,5 MW Ở cả hai khu vực này, dân

cư thưa thớt, thời tiết khô nóng, khắc nghiệt, và là những vùng dân tộc đặc biệt khó khăn của Việt Nam

Ngoài ra, các vùng đảo ngoài khơi như Bạch Long Vĩ, đảo Phú Quý, Trường Sa là những địa điểm gió có vận tốc trung bình cao, tiềm năng năng lượng gió tốt, có thể xây dựng các trạm phát điện gió công suất lớn để cung cấp năng lượng điện cho dân cư trên đảo

Tốc độ gió trung bình năm đo được ở độ cao 60m:

+ Đảo Phú Quý: 10,4m/s

+ Ninh Phước – Ninh Thuận: 7,1m/s

+ Tuy Phong – Bình Thuận : 6,7m/s

+ Vtb tháng 2/2006 ở độ cao 60m tại Duyên Hải – Trà Vinh: 10,3m/s

+ Vtb tháng 7/2006 ở độ cao 60m tại Xuân Trường – Đà Lạt: 11,4m/s

Hình 1.15 Tốc độ gió tại 1 số vùng tại độ cao 60m

Trên đây là kết quả đo do Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Điện 3 thực hiện với EVN làm chủ đầu tư Kết quả đo tương đối khớp với tài liệu “Wind Energy Resource Atlas of Southeast Asia” của WB Tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận có diện tích vùng gió tiềm năng khá lớn Tương ứng có thể xây dựng các cánh đồng điện gió

Với tổng công suất lắp đặt đến 600MW và 1.000MW Tại các vùng này thích hợp sử dụng các loại turbine gió với công suất từ 1,5MW trở lên

Năng lượng gió ở Việt Nam hứa hẹn nhiều tiềm năng ứng dụng cho ngành điện, nổi bậc là các vùng:

• Miền Nam Việt Nam:

+ Vùng bao quanh miền Nam Việt Nam gồm vùng Châu Thổ Sông Mê Kông đến thành phố Hồ Chí Minh, gió rất tốt, tiêu biểu 7,0-7,5 m/s kéo dài từ bờ biển phía bắc

+ Vùng Châu Thổ sông Mê Kông đến vài trăm km bên trong đất liền

+ Vùng Côn Đảo gió cũng rất tốt, đạt 8-9 m/s ở những khu vực địa hình đồi trọc

+ Vùng Châu Thổ được coi là cơ hội cho những máy phát điện gió nhỏ, với tốc độ gió trung bình 5,5-6 m/s tại nhiều vùng ven biển

• Ven biển Nam Trung Bộ:

+ Gió rất tốt đến 8-9,5 m/s được tìm thấy trên các đỉnh núi có độ cao 1.600-2.000 m, phía tây Qui Nhơn và Tuy Hoà ở độ cao 1.000-1.200 m tốc độ gió được dự đoán là 8-8,5 m/s Vùng bờ biển được đánh giá có tốc độ gió tốt Những bán đảo cạnh Phan Rang có gió từ ngoài khơi thổi vào theo hướng Đông Bắc, ở đây gió được tăng tốc nhờ độ nâng địa hình, nó được dự đoán 8-9,5 m/s

+ Những vùng thấp gần bờ biển vòng theo hướng Bắc Tuy Hòa và Qui Nhơn có vẻ ít gió, nhưng cũng thể hiện khả năng gia tăng như vùng gần Tuy Hoà tốc độ gió trung bình được đánh giá rất tốt, khoảng 7,5-7,8 m/s Như vậy, có nhiều vùng hứa hẹn cho máy phát điện gió quy mô nhỏ

+ Hai vùng giàu tiềm năng nhất để phát triển năng lượng gió là Sơn Hải (Ninh Thuận)

và vùng đồi cát ở độ cao 60-100m phía tây Hàm Tiến đến Mũi Né (Bình Thuận) Gió vùng này không những có vận tốc trung bình lớn, mà còn có một thuận lợi khác, đó là số lượng các cơn bão khu vực ít và gió có xu thế ổn định Đây là những điều kiện rất thuận lợi để phát triển năng lượng gió 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 3-3,5

MW Thực tế là người dân khu vực Ninh Thuận cũng đã tự chế tạo một số máy phát điện gió

cỡ nhỏ nhằm mục đích thắp sáng Ở cả hai khu vực này dân cư thưa thớt, thời tiết khô nóng, khắc nghiệt, và là những vùng dân tộc đặc biệt khó khăn của Việt Nam

+ Những đỉnh núi nhỏ ở độ cao 800-1.200 m ở phía tây Dải Trường Sơn sử dụng cho các turbine gió nhỏ, còn ở những vùng đồng bằng ven biển phía Bắc Huế được đánh giá có cơ hội rất tốt với tốc độ gió trung bình tại độ cao cách mặt đất 30 m là 5,5-6 m/s và có thể hơn 6 m/s ở những vùng gần bờ biển

Từ bảng phân bố dân cư trong vùng có tài nguyên gió tại độ cao 30m cho ta thấy, nếu xét tiêu chuẩn để xây dựng các tram điện gió cỡ nhỏ phục vụ cho phát triển kinh tế ở những khu vực khó khăn thì Việt Nam có đến 34% diện tích nông thôn có thể phát triển điện gió loại nhỏ Nếu so sánh con số này với các nước láng giềng thì Campuchia có 5%, Lào có 13% và Thái Lan là 9% diện tích nông thôn có thể phát triển năng lượng gió Đây quả thật là một ưu đãi dành cho Việt Nam

Bảng 1.4 Tỉ lệ phân bố dân cư trong vùng có tài nguyên gió (tại độ cao 30m) [6]

<4 m/s

Khá 4-5 m/s

Tốt 5-6 m/s

Rất tốt 6-7 m/s

2.2 Hiện trạng sử dụng năng lượng gió tại Việt Nam:

Dù được đánh giá là nguồn năng lượng có tiềm năng đáng kể, có thể khai thác bổ sung cho nguồn điện quốc gia, nhưng năng lượng gió ở nước ta hiện chưa phát triển, chỉ mới đang ở giai đoạn nghiên cứu ứng dụng Vẫn còn thiếu nhiều điều kiện để thu hút đầu tư vào ngành công nghiệp này

Trong trung hạn và dài hạn, Việt Nam cần có chiến lược đảm bảo an ninh năng lượng bằng cách một mặt mở rộng khai thác những nguồn năng lượng truyền thống, mặt khác, thậm chí còn quan trọng hơn là phát triển các nguồn năng lượng mới, đặc biệt là các nguồn năng lượng sạch và có khả năng tái tạo Khả năng này phụ thuộc rất nhiều vào những phát triển của công nghệ trong tương lai cũng như vào mức giá tương đối của các nguồn năng lượng khác nhau Cho đến thời điểm này, chúng ta mới chú trọng đến phương án thứ nhất, tức là tiếp tục khai thác các nguồn năng lượng truyền thống, chủ yếu là thủy điện

Về kế hoạch phát triển nguồn năng lượng mới, ngày 3/1/2006, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt ''Chiến lược ứng dụng năng lượng nguyên tử vì mục đích hòa bình tới năm 2020'' Theo dự báo của Viện Năng lượng Nguyên tử Quốc gia thì vào năm 2020, nếu theo đúng tiến

độ thì công suất điện hạt nhân sẽ đạt mức 2.000 MW, bằng 7% tổng công suất Cũng theo dự

báo này, khi ấy nhiệt điện khí sẽ chiếm tỷ trọng lớn nhất (38%), sau đó là đến thủy điện (29%), nhiệt điện than (17%) và nhập khẩu (9%)

Một điều đáng lưu ý là trong hàng loạt giải pháp phát triển nguồn điện để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế (như nhập khẩu điện, phát triển thủy điện, hay điện hạt nhân), dường như Việt Nam còn bỏ quên điện gió, một nguồn điện mà trong mấy năm trở lại đây có tốc độ phát triển cao nhất trên thị trường điện thế giới, hơn nữa giá thành ngày càng rẻ và rất thân thiện với môi trường

Đánh giá hiện trạng công nghệ năng lượng gió ở Việt Nam, GS.TS Lê Danh Liên cho rằng lĩnh vực năng lượng gió ở nước ta chưa phát triển, chỉ mới đang ở giai đoạn nghiên cứu ứng dụng Chỉ một số vùng có tiềm năng gió tốt để có thể ứng dụng các động cơ gió công suất trung bình và lớn Bên cạnh đó, còn một số trở ngại chính cho tương lai phát triển điện gió như vẫn chưa có chính sách và các quy định mua điện gió; chi phí đầu tư cao hơn các hệ thống phát điện truyền thống vì thế không hấp dẫn các nhà đầu tư; vẫn còn thiếu các dịch vụ

và khả năng tài chính để có thể vay từ ngân hàng cho việc phát triển điện gió; thiếu kiến thức

và năng lực kỹ thuật để thực hiện dự án điện gió cũng như các kỹ thuật cơ bản và dịch vụ sau lắp đặt Ngoài ra, chúng ta cũng chưa đủ nhận thức về công nghệ, chi phí, vận hành và chưa

đủ các số liệu về gió để có sự quy hoạch tổng thể…

Nhiều dự án điện gió rất lớn với mục tiêu hòa vào lưới điện Quốc Gia vẫn đang được xúc tiến Dự án xây dựng nhà máy Phong Điện 3, tại khu kinh tế Nhơn Hội, tỉnh Bình Định với tổng vốn đầu tư hơn 35,7 triệu USD Theo thiết kế, nhà máy được đầu tư xây dựng toàn bộ 14 turbine, 14 máy biến áp đồng bộ cùng các trang thiết bị và dịch vụ kèm theo Sản lượng điện hằng năm của nhà máy hoà vào lưới điện quốc gia đạt khoảng 55 triệu kWh sau khi nhà máy

đi vào hoạt động cuối năm 2008

Một dự án đầu tư rất lớn đang có thể trở thành hiện thực ở Việt Nam đó là xây dựng nhà máy điện gió có công suất phát điện 120 MW với vốn đầu tư 120 triệu USD (~2.000 tỉ đồng)

do tập đoàn EurOriont đầu tư chính Để có một hình dung về con số này, hãy so sánh với thủy điện-thủy lợi Rào Quán ở Quảng Trị, vốn đầu tư 2000 tỉ đồng và công suất phát điện là 64MW

2.3 Những yếu tố thúc đẩy phát triển năng lượng gió:

Sự phát triển thị trường của năng lượng gió được thúc đẩy bởi nhiều nhân tố, bao gồm nhu cầu cung cấp năng lượng ngày càng tăng, các ảnh hưởng về môi trường và áp lực cải tiến kỹ thuật Các yếu tố này tùy theo nước trên thế giới sẽ đưa ra các chính sách hỗ trợ phát triển công nghiệp

Đảm bảo nguồn cung cấp:

Nhu cầu về năng lượng toàn cầu đang tăng từng ngày Cơ quan năng lượng quốc tế(The International Energy Agency -IEA) dự đoán đến năm 2030 nhu cầu thế giới sẽ tăng hơn hiện tại 60% Hai phần ba lượng tăng này được tập trung tại Trung Quốc, Ấn

Độ và một số nền kinh tế đang đang tăng trưởng mạnh khác; những nước này sẽ chiếm hơn

nửa nhu cầu năng lượng tiêu dùng toàn cầu vào năm 2030 Do nhu cầu năng lượng trên thế giới tăng vượt mức nên cần phải có sự đầu tư cho các cơ sở hạ tầng mạng lưới và nguồn tài nguyên mới, đặc biệt ở các nơi đang phát triển Cơ quan năng lượng quốc tế đánh giá tổng công suất toàn cầu sẽ tăng thêm khoảng 4800 GW tính từ nay ñến năm 2030 Như vậy cần đầu tư xấp xỉ 2000 tỷ $ (tương đương 1700 tỷ€) cho các nhà máy phát điện và khoảng 1800 tỷ $ cho mạng lưới truyền tải và phân phối Do vậy, các nước công nghiệp phát triển sẽ phải đối mặt với tình trạng này chứ không thể đứng ngoài cuộc nữa Trong lúc nhu cầu ngày càng tăng thì tình trạng quá tải của việc sản xuất điện lại ngày càng rõ hơn Rất nhiều các trạm phát điện lỗi thời sắp dần ngừng hoạt động IEA dự báo đến năm 2030 các nhà máy phát điện với công suất hơn 2000 GW cần được xây dựng ở các nước thuộc Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế (OECD) để thay thế các trạm đã hoạt động quá lâu Nếu không có biện pháp sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng thì nhu cầu ñiện năng cung cấp cho khối Châu Âu được dự đoán sẽ tăng lên 51% từ năm 2000 đến năm 2030, và như vậy cần đầu tư cho các nhà máy phát điện khoảng 625 tỉ € (tương ñương 760 tỉ $) Hơn một nửa chi phí này dùng dể thay thế các trạm quá cũ

Việc đánh giá tiềm năng của tiết kiệm năng lượng cho nhu cầu toàn cầu sẽ còn tiếp tục được xem xét Theo các nghiên cứu của Ecofys và DLR được sử dụng trong báo cáo này thì nhu cầu về điện chỉ tăng 30% ñến năm 2030 nếu những sáng tạo và kỹ thuật tiến

bộ được ứng dụng Mặc dù kịch bản hiệu quả năng lượng cao đã thừa nhận những hạn chế

về giá thành và cản trở khác nhưng nhu cầu điện toàn cầu sẽ đạt 39% vào năm 2030 thấp hơn đánh giá hiện tại của Cơ quan năng lượng quốc tế trong kịch bản tham khảo

Khi nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cùng với việc thiếu các biện pháp sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu hóa thạch, nguồn cung cấp chính chủ yếu cho các nhà máy phát điện, đặc biệt là khí đốt đang cạn kiệt dần.Trong khi đó các nền kinh tế chủ đạo trên thế giới lại tin tưởng vào sự gia tăng lượng nhiên liệu nhập khẩu, tuy nhiên các cuộc xung đột và bất ổn về chính trị tại một số nơi trên thế giới đang đe doạ trực tiếp đến nguồn cung cấp nhiên liệu Ở châu Âu, nguồn nhiên liệu dầu và khí đốt tập trung chủ yếu ở vùng Biển Bắc đang suy giảm nhanh chóng Hiện tại 50% nguồn năng lượng cung cấp cho châu Âu là nhập khẩu Chỉ trong hai thập kỷ con số này được dự đoán sẽ tăng lên 70% Thậm chí nguồn urani hiện tại là nguồn nguyên liệu cung cấp hơn 30% sản lượng điện cho châu Âu cũng được đánh giá là suy kiệt trong vòng 40 năm tới Hiện tại các nước châu Âu nắm giữ nhỏ hơn 2% lượng urani dự trữ của thế giới

Vấn đề môi trường:

Sự phát triển nguồn năng lượng gió còn được thúc đẩy mạnh mẽ do yêu cầu cấp bách chống lại sự thay đổi khí hậu toàn cầu Sự thay đổi khí hậu toàn cầu ngày nay được coi là mối đe doạ lớn nhất đến môi trường mà thế giới đang phải đối mặt Theo Nghị định thư Kyoto năm 1997, các nước thành viên của Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế (OECD) đã cam kết cắt giảm lượng khí thải CO trung bình khoảng 5,2% Ở các quốc gia đang phát triển ngoài những ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường khi đốt các nguyên liệu hóa thạch còn phải kể đến những tác động khác như vấn đề ô nhiễm không khí Các nhà

máy phát điện sử dụng nguồn nguyên nhiên liệu hiện nay thường gây ra các tác động đến môi trường như những nguy hiểm khi tìm kiếm và khai thác nguồn nguyên liệu hóa thạch, ô nhiễm do sự cố tràn dầu, các nguy cơ tiềm ẩn ảnh hưởng tới sức khỏe con người khi tiếp xúc với phóng xạ Tóm lại khai thác các nguồn nhiên liệu tái tạo như năng lượng gió là giải pháp giúp tránh được các rủi ro và các lo ngại về môi trường

Kinh tế:

Cùng với sự phát triển của thị trường giá thành các trạm điện gió đã có bước đột phá đáng kể So với thiết bị được sản xuất 20 năm trước, một máy điện gió hiện nay cung cấp một lượng điện năng gấp 180 lần nhưng với chi phí lại chỉ bằng một nửa tính theo đơn vị kWh.Tại những ñịa phương có tiềm năng gió, chi phí cho một trạm điện gió còn có thể cạnh tranh so với việc sử dụng năng lượng từ khí đốt và than đá Thông thường chi phí cho một trạm điện gió sẽ giảm nếu tốc độ gió trung bình ở địa phương cao Các phân tích của tạp chí Phong điện hàng tháng (Windpower Monthly) xuất bản tháng 1-2006 chỉ ra rằng với các địa điểm có vận tốc gió trung bình lớn hơn 7m/s thì chi phí đầu tư sẽ khoảng 1000 €/kW Như vậy năng lượng gió tiết kiệm hơn nhiều so với khí đốt, than đá và năng lượng hạt nhân Khả năng cạnh tranh của điện gió ngày càng được nâng lên so với nhiệt điện trong bối cảnh giá nhiên liệu tăng mạnh trong thời gian gần đây

Ở Mỹ các nhà máy phát điện từ sức gió ngày càng phát triển kéo theo sự quan tâm về những tiện ích mà nó mang lại Không có những bất ổn về chi phí đầu tư như một trạm phát điện truyền thống, năng lượng gió hứa hẹn một nguồn tài nguyên vô tận và không chịu những tác động của thị trường thế giới Nếu so sánh trực tiếp giá thành giữa năng lượng gió với nguồn nhiên liệu dùng cho phát điện khác thì sẽ không đánh giá đúng vì khi đó chúng ta thường không tính đến các chi phí phát sinh Lượng chi phí phụ trội này để giải quyết các tác động đến xã hội và môi trường như sự ô nhiễm không khí hay phát xạ bức xạ điện từ khi sử dụng nguyên liệu hóa thạch hay lò phản ứng hạt nhân Rõ ràng vấn đề này không được tính đến trong giá thành điện năng của các nhà máy điện truyền thống

Theo dự án “ExternE” được tiến hành trên toàn châu Âu đã khảo sát chi phí nguyên nhiên liệu của 15 thành viên EU Kết quả gần đây nhất được công bố năm 2002 chỉ ra rằng cho phí cho năng lượng gió ở mức thấp nhất từ 0,15-0,25 cent€/kWh trong khi đó chi phí cho nhiệt điện là 2-15 cent€/kWh Nghiên cứu này cũng cho thấy giá thành điện được sản xuất từ than đá và dầu sẽ tăng gấp đôi, còn từ khí đốt sẽ tăng thêm 30% khi tính đến các chi phí cho môi trường và sức khỏe Tuy nhiên hiện tại các ảnh hưởng gây ô nhiễm môi trường khi sử dụng nhiên liệu hóa thạch vẫn đang được xem xét thông qua việc đánh giá lượng cácbon phát thải được cắt giảm trong kế hoạch trao đổi lượng khí thải của khối châu

Âu Theo kế hoạch này sẽ giới hạn lượng khí CO2 phát thải ra bởi các tập đoàn công nghiệp lớn

Sự phát triển của địa phương và cơ hội nghề nghiệp:

Khi năng lượng gió được phát triển với quy mô công nghiệp sẽ thu hút một lực lượng đông đảo nhân công, góp phần nâng cao lợi ích kinh tế cho địa phương Các nhà máy chế tạo động cơ gió và các phụ kiện kèm theo của máy đã đưa tới rất nhiều cơ hội việc làm chủ yếu là các kỹ sư có trình độ chuyên môn và cả lao động phổ thông Ở những vùng nông thôn, năng lượng gió không chỉ mang đến cơ hội đầu tư mà còn tạo ra nghề nghiệp cho các vùng biệt lập Trên những vùng đất xây dựng trang trại gió người nông dân hàng năm sẽ thu được một khoản phí ổn định ngoài khoản lợi nhuận từ hoa màu có được do trồng trọt Tùy theo mức độ phát triển năng lượng gió của từng nước mà lượng nhân công yêu cầu cũng khác nhau Hiệp hội năng lượng gió của Đức (BWE) ước lượng số công việc được tạo ra ở Đ ức tính đến cuối năm 2005 là 64.000 người Trong khi đó Hội Đồng năng lượng gió toàn cầu (Global Wind Energy Council) ước tính tổng số nhân công tham gia vào lĩnh vực năng lượng gió trên toàn thế giới lớn hơn 150.000 người Ở Mỹ những nghiên cứu mới đây của Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (National Renewable Energy Laboratory) thuộc chính phủ tổng kết cho thấy so với các cơ sở sản xuất điện sử dụng nguồn nhiên liệu truyền thống thì đầu tư cho năng lượng gió có tác động tốt hơn ñến nền kinh tế nông thôn Điều này thể hiện rõ ở số lượng công việc được tạo ra, thu nhập cá nhân hay lượng thuế mà nhà nước thu được Ở những vùng đang phát triển trên thế giới, tài nguyên gió còn được quan tâm bởi khả năng cung cấp nguồn điện năng vừa rẻ và tiện dụng nhờ hệ thống điện độc lập cho các làng bản xa xôi Những tác động đến sự phát triển kinh tế này đã vượt mức kỳ vọng Nhờ khả năng cung cấp điện cho các nhu cầu thiết yếu như đèn chiếu sáng, tivi hoặc máy tính, năng lượng gió đã thực sự tạo ra những thay đổi trong cuộc sống gia đình, mở ra cơ hội học tập và giao thương kinh tế nhỏ lẻ

Sự phát triển công nghiệp và kỹ thuật:

Từ những năm 1980 khi những động cơ gió đầu tiên được đưa ra thị trường cho đến nay thì công suất, hiệu suất và kiểu dáng thiết kế đã được cải tiến một cách toàn diện

Sự cải thiện đáng kinh ngạc nhất đó là công suất và hiệu suất của động cơ gió đã tăng lên đáng kể Hai mươi nhăm năm trước các máy điện gió chỉ có công suất 25 kW còn hiện nay các thiết bị đưa ra thị trường đạt công suất từ 750 kW đến 2500kW (2,5MW) Một động cơ gió 2MW thì cung cấp sản lượng điện gấp 200 lần những thiết bị được sản xuất năm 1980 Các máy điện gió ngày nay cũng được thiết kế cao và to hơn Phần động cơ trong các máy điện gió lớn nhất hiện nay có kích thước gấp tới 100 lần loại được sản xuất năm 1980 và đường kính cánh quạt (roto) cũng đã tăng lên 8 lần Quá trình chế tạo các ñộng cơ gió này ñược tích lũy từ các kiến thức chuyên sâu về khí động học, yêu cầu tải và từ lợi ích kinh trong quá trình kinh doanh

Quy trình hoàn thiện các thiết bị phụ kiện và động cơ gió được chế tạo tại các nhà máy trên khắp châu Âu và thế giới Những cơ sở sản xuất ñộng cơ gió hàng đầu Độ và Nhật Bản Động được mặt tại Đan Mạch, Đức, Tây Ban Nha, Mỹ, Ấn cơ gió có công suất lớn nhất đang ñược lắp ráp hiện nay lớn hơn 5MW, với đường kính cánh quạt lên tới hơn 100m Yêu cầu đặt ra cho các động cơ gió này là với cùng một công suất thì chiếm ít diện tích nhất Tùy thuộc vào vị trí đặt thiết bị, một động cơ gió công suất 1MW có thể cung cấp

đủ nhu cầu điện cho khoảng 650 hộ gia đình Hơn thế nữa tuổi thọ trung bình của các động

cơ gió này đạt từ 20-25 năm

Năng lượng gió ngày nay đã trở thành ngành kinh doanh lớn do lợi ích kinh tế mà nó đem lại ngày càng cao Các nhà sản xuất động cơ gió đang đầu tư xây dựng các nhà máy với số vốn nhiều triệu đôla Mỹ trên khắp thế giới để đáp ứng được các nhu cầu hiện nay Hơn nữa thị trường năng lượng gió đang thu hút được sự quan tâm đặc biệt của các nhà đầu

tư nước ngoài Năm 2002, một trong những tập đoàn lớn nhất thế giới General Electric

đã mua lại hãng sản xuất động cơ Enron Wind Tiếp sau đó là Siemens, tập đoàn ñã tiếp quản nhà máy Bonus Energy của Đ an Mạch năm 2004 Trong lĩnh vực cung cấp điện, một số công ty hoạt động dựa trên nguồn năng lượng truyền thống thì hiện nay cũng sở hữu nhiều trang trại ñiện gió quy mô lớn Một trong số đó có thể kể đến như Florida Power and Light ở Mỹ và Iberdrola ở Tây Ban Nha với công suất hơn 3500 MW Và cũng dễ dàng nhận ra một số các công ty kinh doanh dầu mỏ cũng quyết định rót vốn đầu tư vào năng lượng gió Ví dụ như Bộ phận năng lượng tái tạo của tập đoàn Shell đã đầu tư khoảng 740MW điện gió tập trung chủ yếu ở Mỹ Những thành tựu đạt được là minh chứng cho thấy năng lượng gió đang dần chiếm một thị phần đáng kể trên thị trường năng lượng

2.4 Các thông số đặc trưng của gió và chế độ gió ở Việt nam:

2.4.1 Tốc độ gió, cấp gió:

Căn cứ vào tốc độ gió người ta chia các cấp và bảng cấp gió được phổ biến sử dụng trên

thế giới hiện nay là bảng cấp gió Bô-Pho (Beaufor) với 17 cấp (xem bảng 1 dưới đây)

độ giú cực đại Vmax và tần suất xuất hiện cỏc tốc độ giú gọi tắt là tần suất tốc độ giú

2.4.2 Chế độ giú ở Việt nam:

Việt nam nằm ở khu vực gần xớch đạo trong khoảng 8o

đến 23o vĩ Bắc thuộc khu vực nhiệt đới giú mựa Giú ở Việt nam cú hai mựa rừ rệt: Giú Đụng Bắc và giú Đụng Nam với tốc

độ giú trung bỡnh ở vựng ven biển từ 4,5 đến 6 m/s (ở độ cao 10 - 12m) Tại cỏc đảo xa tốc độ giú tới 6 - 8m/s Như vậy tuy khụng cao bằng tốc độ giú ở cỏc nước Bắc Âu ở vĩ độ cao

nhưng cũng đủ lớn để sử dụng động cơ giú cú hiệu quả

Cũn ở cỏc vựng đồng bằng tốc độ giú nhỏ hơn 3 - 4 m/s, do đú việc sử dụng động cơ giú chắc sẽ khụng hiệu quả Ở cỏc vựng nỳi tốc độ giú cũn thấp hơn trừ một vài vựng nỳi cao

và những nơi cú địa thế đặc biệt tạo ra những hành lang hỳt giú Một đặc điểm nữa của giú Việt nam là hàng năm cú nhiều cơn bóo mạnh kốm theo giú giật đổ bộ vào miền Bắc và miền Trung Tốc độ giú cực đại đo được trong cỏc cơn bóo tại Việt nam đạt tới 45 m/s (bóo cấp 14)

Vỡ vậy khi nghiờn cứu chế tạo động cơ giú ở Việt nam phải chỳ ý chống bóo và lốc

Tiềm năng giú của Việt nam cú thể đỏnh giỏ thụng qua cỏc số liệu về giú của Cục Khớ tượng Thủy văn (xem bảng 2)

Bảng 1.6 Tiềm năng gió Việt nam

Địa ph-ơng Tốc độ trung

bình Vtb(m/s)

Mật độ công suất gió (W/m2

)

Mật độ năng l-ợng năm (E = kWh/m2

) Lai Châu 2,0 22,5 131,8 Pha Đin 3,2 - 751,1 Thái Nguyên 2,3 - 154,3

Lạng Sơn 2,7 - 379,2

Đảo Cô Tô 4,4 - 1.317,9

Bãi Cháy 3,3 64,0 562

Hà Nội 2,5 24,2 212,4 Bạch Long Vĩ 7,3 119,0 4.487,0

Nam Định 3,6 72,0 631,0

Văn Lý 4,3 72,0 933,5 Thanh Hóa 2,6 29,5 259,0

Vũng Tầu 3,9 101,1 886,0

Sóc Trăng 2,7 49,2 431,0

Phú Quốc 3,7 97,5 855,0

Rạch Giá 3,2 47,7 476,0 Bạc Liêu 2,8 - 383,5

Tr-êng Sa 6,3 307,.1 2.692,0

2.4.3 Vận tốc gió ở Việt Nam:

Vận tốc gió trung bình theo thời gian được xác định theo công thức:

n

V

V   i

(m/s) (1) Trong đó:

Vi – Vận tốc gió tức thời đo được tại mỗi thời điểm

n – Số lần đo trong thời gian đo

Vận tốc gió trung bình trong năm:



  ngµy m

m – Khối lượng không khí chảy qua tiết diện F trong thời gian 1 giây với vận tốc V bằng:

trăm đến 1000 kW thường được lắp trên độ cao 50- 60m Song các dữ liệu vận tốc gió ở độ

cao trên 12 m ta chưa có Vì vậy một vài đơn vị đã tiến hành đo gió ở độ cao 50 – 60 m tại

một số điểm Các số liệu đo đạc được ở độ cao trên tiệm cận thỏa mãn công thức :

Trong đó:

V – Vận tốc giú cần tỡm trờn độ cao h,

V1– Vận tốc giú đo được gần mặt đất trờn độ cao h1

Từ quan hệ trờn ta tỡm được vận tốc giú trờn độ cao 50m như sau (xem bảng 3)

Bảng 1.7 Vận tốc gió trên độ cao 12m, 50m và 65m

Địa ph-ơng

Tốc độ trung bình Vtb trên độ cao 12m (m/s)

Tốc độ trung bình Vtb trên độ cao 50m (m/s)

Tốc độ trung bình Vtb trên độ cao 65m (m/s) Lai Châu 2,0 2,7 2,8

2.5.Cỏc dự ỏn năng lượng giú ở nước ta:

(1)- Đảo Bạch Long Vĩ - Tỉnh Hải Phũng:

Do công ty Đầu Tư Phát Triển Năng Lượng phối hợp với công ty Cổ Phần Năng Lượng Sạch lập dự án

Thời gian lập dự án: Tháng 12 năm 2000

Chủ đầu tư: Ban Quản lý Dự Án Xây Dựng huyện đảo Bạch Long Vĩ

Nguồn vốn đầu tư: Vốn ngân sách Nhà nước-Kinh phí Biển Đông

Địa điểm: Tại huyện đảo TN Bạch Long Vĩ –TP HảI Phòng

Nhà máy điện gió Bạch Long Vĩ đã chính thức khởi công vào tháng 5 năm

2003 (Phó Thủ tướng Vũ Khoan tham dự) và làm lễ khánh thành vào tháng 10 năm

2004 (Thượng tướng Lê Văn Dũng, Bí thư TW Đảng, chủ nhiệm tổng cục Chính Trị-Bộ Quốc Phòng tham dự)

Riêng năm 2005, đã có 3 cơn bão lớn, tốc độ gió đều vượt qua cấp 12 ( Vmax≥ 35m/s), Turbine Gió-Phát điện vẫn vận hành an toàn

(2)- Bán đảo Phương Mai - Tỉnh Bình Định:

Do Viện Tư Vấn Nhật Bản ( Japan Consulting Institute) lập tháng 3 năm 1998