năng lượng thủy triều dạng tubine

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY TIỂU LUẬN Đề tài: NL THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE Giảng viên hướng dẫn: ThS HOÀNG TRÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy ThS Hoàng Trí, tận tình hướng dẫn, dạy dỗ suốt trình học tập vừa qua Với vốn kiến thức tiếp thu trình học không tảng cho trình nghiên cứu luận mà hành trang quí báu để em bước vào đời cách vững tự tin Cuối em kính chúc Thầy ThS Hoàng Trí dồi sức khỏe, đạt nhiều thành công tốt đẹp công việc …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… Trang TÓM TẮT TIỂU LUẬN NL THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE Thủy triều tượng nước biển, nước sông lên xuống chu kỳ thời gian phụ thuộc biến chuyển thiên văn Trong âm Hán-Việt, thủy có nghĩa nước, triều cường độ nước dâng lên rút xuống Sự thay đổi lực hấp dẫn từ Mặt Trăng (phần chủ yếu) từ thiên thể khác Mặt Trời (phần nhỏ) điểm bề mặt Trái Đất Trái Đất quay tạo nên tượng nước lên (triều lên) nước rút (triều xuống) vào khoảng thời gian định ngày Như biết, tiến trình hình thành lịch sử nhân loại thể rõ lượng động lực để phát triển kinh tế không ngừng nâng cao chất lượng sống người Vì nhu cầu lượng tang trưởng với tốc độ chóng mặt Khủng hoảng lượng biến đổi khí hậu mối quan tâm lớn giới Một nguyên nhân gây tình trạng sử dụng khai thác nguồn nhiên liệu hóa thạch Nguồn lượng hóa thạch, quà quý mà thiên nhiên ban tặng cho người ngày cạn kiệt, giá thành tăng cao, nguồn cung lại không ổn định Các số thống kê chuyên gia kinh tế lượng đưa lời cảnh báo giới phải đối mặt với tình trạng khủng hoảng thiếu lượng vài năm tới Theo ước tính chuyên gia khoảng 80 năm nguồn lượng truyền thống cạn kiệt Với tình trạng nguồn lượng mới, sạch, dễ tái tạo để thay nguồn lượng truyền thống cần phải trọng đặc biệt quan tâm nghiên cứu, số đó, nguồn lượng thủy triều cần phải nghiên cứu phát triển Sau xin trình bày “NL THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE” dạng khai thác nguồn lượng thủy triều qua tiểu luân Trang MỤC LỤC Trang LỜI CÁM ƠN……………………………………………………………………… … TÓM TẮT ĐỒ ÁN…………………………………………………………………… MỤC LỤC……………………………………………………………………………… DANH MỤC BẢNG BIỂU…………………………………………………………… DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ……………………………………………………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NL THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE.……………… CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ĐIỆN THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE CHƯƠNG 3: NHẬN ĐỊNH…………………………………………………………… 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………….14 Trang DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Báng 1.1: Năng lượng thủy triều………………………………………………………….6 Báng 1.2: Nguyên lý vận hành………………………………………………………… Báng 2.1: Điện thủy triều……………………………………………………………….…7 Báng 2.2: Các dạng tubine thủy triều…………………………………………….… ….7 Báng 2.2.1: Hệ thống Limpet………………………………………………………… .7 Báng 2.2.2: Hệ thống phát điện chạy lượng thủy triều DeltaStream……… Báng 2.2.3: Tua-bin Hammerfest Strom HS1000……………………………………… 10 Báng 2.2.4: Tubine phát điện lớn Pháp…………………………………………… 11 Báng 3.1: Ưu điểm……………………………………………………………………….13 Báng 3.2: Nhược điểm…………………………………………………………… …….13 Báng 3.3: Kết luận……………………………………………………………… …… 13 Trang DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Trang Hình 1.1: Trường hấp dẫn mặt trăng trái đất……………………………… Hình 1.2: Các tubine điện thủy triều……… Hình 2.1: Tubine điện thủy triều………………………………………………………… Hình 2.2: Một ba tubine hệ thống phát diện DeltaStream……………… …….8 Hình 2.3: Hệ thống phát điện chạy lượng thủy triều……………………….….9 Hình 2.4: DeltaStream…………………………………………………… …………… Hình 2.5: Mô hình DeltaStream đặt biển…………………………………….10 Hình 2.6: Tua-bin Hammerfest Strom HS1000………………………………….………11 Hình 2.7: Động tubine Pháp………………………………… …………………12 Trang ` CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NL THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE 1.1 Năng lượng thủy triều: Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều lượng điện thu từ lượng chứa khối nước chuyển động thủy triều Hiện số nơi giới triển khai hệ thống máy phát điện sử dụng lượng thủy triều Hình 1.1: Trường hấp dẫn mặt trăng trái đất 1.2 Nguyên lý vận hành: Trong lòng biển, khối nước chuyển động thủy triều lên xuống ngày tạo động lớn làm quay tubine Tuy nhiên, nhịp điệu lên xuống, mạnh yếu thủy triều không theo quy luật rõ rệt, vậy, lắp đặt hệ thống tubine cần tính toán cho việc đặt cụm phát điện cộng hưởng động cao Hình 1.2: Các tubine điện thủy triều Trang CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ĐIỆN THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE 2.1 Điện thủy triều: Là lượng điện thu từ lượng chứa khối nước chuyển động thủy triều Hình 2.1: Tubine điện thủy triều 2.2 Các dạng tubine thủy triều: 2.2.1 Hệ thống Limpet: Hệ thống Limpet ví dụ điển hình khai thác dạng lượng Hệ thống hoạt động theo nguyên lý sau: -Lúc thuỷ triều thấp: chu trình nạp -Thủy triều lên cao: chu trình nén -Thủy triều xuống thấp: chu trình xả, kết thúc nạp cho chu kỳ Sự thay đổi chiều cao cột nước làm quay tubine tạo điện năng, máy Limpet đạt từ 250 KW đến 500 KW Chẳng hạn máy Limpet - phát 500 kW, đủ cung cấp cho 400 gia đình Trang 2.2.2 Hệ thống phát điện chạy lượng thủy triều DeltaStream: Các nhà sản xuất điện xứ Wales vừa công bố Hệ thống phát điện chạy lượng thủy triều DeltaStream, cấp điện cho 10.000 hộ gia đình Hệ thống giúp giảm ô nhiễm môi trường hiệu nhiều loại hình phát điện khác Hình 2.2: Một ba tubine hệ thống phát diện DeltaStream Trong lòng biển, khối nước chuyển động thủy triều lên xuống ngày tạo động lớn Tuy nhiên, nhịp điệu lên xuống, mạnh yếu thủy triều không theo quy luật rõ rệt, vậy, lắp đặt hệ thống cần tính toán cho việc đặt cụm phát điện cộng hưởng động cao Hệ thống DeltaStream nặng 150 tấn, có turbine dạng ba cánh quạt, turbine gắn chặt vào cột thẳng đứng Đường kính cánh quạt từ 15 đến 20 mét Trang Hình 2.3: Hệ thống phát điện chạy lượng thủy triều Mỗi turbine đặt cách quãng tương ứng với nửa bước sóng mà thủy triều thường tạo vùng biển xứ Wales Vì thế, người ta tận dụng động cao nhằm tăng hiệu suất phát điện Với hệ thống này, nhà sinh thái biển không băn khoăn tiếng ồn khuấy động hệ thống, tốc độ turbine chậm, vào khoảng 20 vòng /phút Hình 2.4: DeltaStream Trang 10 Tuy tubine quay chậm nhờ có bánh điều tốc ổn định tốc độ nên máy phát điện chạy liên tục, sản điện, đưa vào bờ cáp ngầm Hình 2.5: Mô hình DeltaStream đặt biển Hiện việc bảo trì hệ thống phát điện lượng thủy triều phải nhờ đến thợ lặn Tới đây, nhà máy điện trang bị cần cẩu loại lớn, nhấc cụm phát điện lên tàu để bảo trì 2.2.3 Tua-bin Hammerfest Strom HS1000: HS1000 cao 30m có trụ đỡ chân, phát triển công ty Andritz Hydro Hammerfest, phiên tua-bin gió Tuy nhiên, cánh quạt tua-bin thủy triều ngắn tua-bin gió quay chậm Năng lượng tạo hoạt động cánh quạt dòng hải triều Trang 11 Hình 2.6: Tua-bin Hammerfest Strom HS1000 Các quan chức Scotland cho biết tua-bin tạo điện từ thủy triều thành công giai đoạn thử nghiệm Sau giai đoạn thử nghiệm, HS1000 tiếp tục hoạt động để cung cấp điện cho gia đình quan đảo Eday Trung tâm Năng lượng Thủy triều Châu Âu chịu trách nhiệm kiểm soát tua-bin Các kỹ sư theo dõi tua-bin qua điện thoại camera Thành công HS1000 xem bước tiến đáng khích lệ dự án điện thủy triều đầy tham vọng Scotland khuyến khích quốc gia đưa thêm nhiều tua bin nước vào hoạt động địa điểm định sẵn Theo báo cáo, phủ Scotland cam kết đáp ứng 100% nhu cầu sử dụng điện nguồn lượng tái tạo năm 2030 Trang 12 2.2.4 Tubine phát điện lớn Pháp: Công nghệ tạo điện từ tubine Pháp phát điện cho 400 gia đình sinh sống làng Nhận thấy việc tạo nguồn điện từ dòng chảy thủy triều kênh English Channel, công ty công nghệ OpenHydro (Ai - len) công ty điện EDF Pháp hợp tác phát minh nông cụ lượng thủy triều lớn giới Dự án lượng thủy triều với giá 55 triệu USD hoàn thành vào năm 2012 lắp đặt bờ biển Paimpol, Brittany miền Bắc nước Pháp Dự án sản xuất tua - bin với trọng lượng lên tới 850 Hình 2.7: Động tubine Pháp Theo chuyên gia, dự án cung cấp đủ lượng điện cho 4.000 gia đình khu vực Trang 13 CHƯƠNG III: NHẬN ĐỊNH 3.1 Ưu điểm: - Nguồn lượng lý tưởng tương lai - Làm giảm phụ thuộc vào nguồn lượng truyền thống như: dầu mỏ, than đá… - Đảm bảo an minh giới - Không gây ô nhiễm môi trường - Khác với mô hình lượng mặt trời lượng gió, lượng thủy triều ổn định thủy triều ngày dự báo xác 3.2 Nhược điểm: - Chi phí đầu tư cao - Chi phí bảo trì cao - Việc bảo trì hệ thống phát điện lượng thủy triều phải nhờ đến thợ lặn, cần đến trang bị cần cẩu loại lớn, nhấc cụm phát điện lên tàu để bảo trì - Cản trở giao thông đường thủy - Ảnh hưởng đến môi trường sinh thái biển - Ngoài mô hình hoạt động thời gian ngắn ngày có thủy triều lên xuống nơi giới có địa hình thuận lợi để xây dựng nguồn lượng cách hiệu Trang 14 3.3 Kết luận: Theo đánh giá nhà khoa học, vùng biển Bà Rịa - Vũng Tàu có mật độ lượng thủy triều lớn nhất, khu vực Quảng Ninh - Hải Phòng lại có tiềm phát triển nguồn điện nhiều Việt Nam Kết đánh giá Viện Khoa học Năng lượng Việt Nam, Việt Nam có tiềm khai thác nguồn lượng thủy triều cao có nhiều vũng, vịnh, cửa sông, đầm phá đặc biệt có đường bờ biển dài 3.200km Khu vực Quảng Ninh, mật độ lượng thủy triều đạt khoảng 3,7 GWh/km2, Nghệ An khoảng 2,5 GWh/ km2 giảm dần đến khu vực Thừa Thiên Huế với 0,3 GWh/ km2 Về phía Nam, Phan Thiết 2,1 GWh/ km2, Bà Rịa - Vũng Tàu với 5,2 GWh/ km2 Với đặc điểm địa hình chế độ thủy triều, vùng biển Đông Bắc thuộc địa phận tỉnh Quảng Ninh TP Hải Phòng khu vực có tiềm phát triển điện thủy triều lớn nước, với công suất lắp máy lên đến 550MW, chiếm 96% tiềm kỹ thuật nguồn điện thủy triều Việt Nam Tuy nhiên, nguồn lượng chưa quan tâm khai thác, giai đoạn nghiên cứu sơ khai, chưa có ứng dụng cụ thể phát điện từ nguồn lượng Trang 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguồn từ Internet, đường link: https://sites.google.com/site/vnggenergy/phanloaisoluoc http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Thuy-trieu-nguon-nang-luong-moi-day-huahen/20016060/195/ http://nangluongvietnam.vn/news/vn/dien-hat-nhan-nang-luong-tai-tao/tiem-nang-phattrien-dien-thuy-trieu-lon-nhat-nuoc.html http://www.khoahoc.com.vn/congnghemoi/cong-nghe-moi/39618_Thu-nghiem-thanhcong-tua-bin-thuy-trieu.aspx http://nguyentandung.org/he-thong-phat-dien-chay-bang-nang-luong-thuy-trieudeltastream.html http://vi.wikipedia.org/wiki/N%C4%83ng_l%C6%B0%E1%BB%A3ng_th%E1%BB %A7y_tri%E1%BB%81u http://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BB%A7y_tri%E1%BB%81u http://tailieu.tv/tai-lieu/bai-giang-nang-luong-tai-tao-8738/ https://sites.google.com/site/vnggenergy/thuytrieuvasongbien Trang 16 ... 2.7: Động tubine Pháp………………………………… …………………12 Trang ` CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NL THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE 1.1 Năng lượng thủy triều: Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều lượng điện thu từ lượng. .. Các tubine điện thủy triều Trang CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ĐIỆN THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE 2.1 Điện thủy triều: Là lượng điện thu từ lượng chứa khối nước chuyển động thủy triều Hình 2.1: Tubine. .. 1.1: Năng lượng thủy triều ……………………………………………………….6 Báng 1.2: Nguyên lý vận hành………………………………………………………… Báng 2.1: Điện thủy triều …………………………………………………………….…7 Báng 2.2: Các dạng tubine thủy triều ………………………………………….…