Bài giảng: NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Lịch sử phát triển năng lượng gió 2. Các loại turbin gió 3. Công suất gió 4. Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp 5. Hiệu suất cực đại của rotor 6. Máy phát turbin gió 7. Điều chỉnh tốc độ để đạt công suất cực đại 8. Công suất gió trung bình 9. Ước lượng năng lượng của turbin gió 10.Tính toán theo các đặc tính vận hành của turbin gió 11.Tính toán kinh tế máy phát điện dùng sức gióLịch sử phát triển năng lượng gió 2. Các loại turbin gió 3. Công suất gió 4. Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp 5. Hiệu suất cực đại của rotor 6. Máy phát turbin gió 7. Điều chỉnh tốc độ để đạt công suất cực đại 8. Công suất gió trung bình 9. Ước lượng năng lượng của turbin gió 10.Tính toán theo các đặc tính vận hành của turbin gió 11.Tính toán kinh tế máy phát điện dùng sức gió

Trần Công Binh NLTT ĐH BÁCH KHOA TP.HCM Bài giảng: NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Giảng viên: ThS Trần Công Binh 5/2012 C3: NĂNG LƯỢNG GIÓ Lịch sử phát triển lượng gió Các loại turbin gió Cơng suất gió Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp Hiệu suất cực đại rotor Máy phát turbin gió Điều chỉnh tốc độ để đạt cơng suất cực đại Cơng suất gió trung bình Ước lượng lượng turbin gió 10 Tính tốn theo đặc tính vận hành turbin gió 11 Tính tốn kinh tế máy phát điện dùng sức gió 12 Tác động mơi trường máy phát điện gió Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 1 Trần Công Binh NLTT Lịch sử phát triển lượng gió Năng lượng tái tạo Lịch sử phát triển lượng gió Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM Trần Công Binh NLTT Global Installed Wind Capacity Global Wind Energy Council http://www.gwec.net/fileadmin/documents/PressReleases/PR_stats_annex_table_2nd_feb_final_final.pdf Năng lượng tái tạo Annual Installed Wind Capacity Global Wind Energy Council http://www.gwec.net/fileadmin/documents/PressReleases/PR_stats_annex_table_2nd_feb_final_final.pdf Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM Trần Công Binh NLTT Growth in US Wind Power Capacity With new installations of about 4000 MW in First Half 2009 Năng lượng tái tạo Historical Change in Wind Economics, Constant 2005 Dollars Source: National Renewable Energy Lab (NREL), Energy Analysis Office Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM Trần Công Binh NLTT Lịch sử phát triển lượng gió Năng lượng tái tạo Top 10 Countries - Installed Wind Capacity (as of the end of 2008) Country MW Capacity % of Global Capacity US 25,170 MW 20.8% Germany 23,903 MW 19.8% Spain 16,754 MW 13.9% China 12,210 MW 10.1% India 9,645 MW 8.0% Italy 3,736 MW 3.1% France 3,404 MW 2.8% UK 3,241 MW 2.7% Denmark 3,180 MW 2.6% Portugal 2,862 MW 2.4% 104,104 MW 86.2% Total top 10 Global Wind Energy Council: http://www.gwec.net/fileadmin/documents/PressReleases/PR_stats_annex_table_2nd_feb_final_final.pdf Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM Trần Công Binh NLTT Installed Wind Capacity (2011) Năng lượng tái tạo 10 Top 10 Countries - Installed Wind Capacity (as of the end of 2013) Global Wind Energy Council: http://www.gwec.net Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 11 Trần Công Binh NLTT Installed Wind Capacity (2011) Năng lượng tái tạo 12 Installed Wind Capacity (2011) Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 13 Trần Công Binh NLTT US Wind Resources Năng lượnghttp://www.windpoweringamerica.gov/pdfs/wind_maps/us_windmap.pdf tái tạo http://www.windpower.org/en/pictures/lacour.htm 14 Wind Resource Atlas of SouthEast Asia Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 15 Trần Công Binh NLTT Wind Resource Atlas of SouthEast Asia Năng lượng tái tạo 16 Wind Resource Atlas of SouthEast Asia Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 17 Trần Công Binh NLTT Worldwide Wind Resource Map Source: www.ceoe.udel.edu/WindPower/ResourceMap/index-world.html Năng lượng tái tạo 18 PTN Năng lượng xanh – GREEN POWER LAB Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 19 10 Trần Cơng Binh NLTT Khảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố Weibull Năng lượng tái tạo 124 Khảo sát đặc tính cơng suất thực theo phân bố Weibull Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 125 63 Trần Công Binh NLTT Năng lượng tái tạo 126 Khảo sát đặc tính cơng suất thực theo phân bố Weibull Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 127 64 Trần Công Binh NLTT Khảo sát đặc tính cơng suất thực theo phân bố Weibull Năng lượng tái tạo 128 Khảo sát đặc tính cơng suất thực theo phân bố Weibull Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 129 65 Trần Công Binh NLTT Khảo sát đặc tính cơng suất thực theo phân bố Weibull Năng lượng tái tạo 130 Sử dụng hệ số khả CF (Capacity Factor, hệ số sử dụng) để ước lượng lượng máy phát điện gió 𝐶𝐹 = 𝑃𝑎𝑣𝑔 (đ𝑖ệ𝑛) 𝑃đ𝑚 (𝑚á𝑦 𝑝ℎá𝑡 đ𝑖ệ𝑛) Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM = 𝑷𝑎𝑣𝑔 (𝑔𝑖ó) (𝑔𝑖ó−đ𝑖ệ𝑛) 𝑷đ𝑚 (𝑚á𝑦 𝑝ℎá𝑡 đ𝑖ệ𝑛) 131 66 Trần Công Binh NLTT Sử dụng hệ số khả CF (Capacity Factor) để ước lượng lượng máy phát điện gió Hình 6.38: Hệ số khả CF turbine gió NEGMicon 1000/60, ứng với giá trị vận tốc gió trung bình khác nhau, có phân bố gió Rayleigh Năng lượng tái tạo 132 Sử dụng hệ số khả CF (Capacity Factor) để ước lượng lượng máy phát điện gió Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 133 67 Trần Công Binh NLTT Sử dụng hệ số khả CF (Capacity Factor) để ước lượng lượng máy phát điện gió (kW) Năng lượng tái tạo 134 Sử dụng hệ số khả CF (Capacity Factor) để ước lượng lượng máy phát điện gió Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 135 68 Trần Công Binh NLTT Sử dụng hệ số khả CF (Capacity Factor) để ước lượng lượng máy phát điện gió Năng lượng tái tạo 136 Sử dụng hệ số khả CF (Capacity Factor) để ước lượng lượng máy phát điện gió Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 137 69 Trần Công Binh NLTT Tính lượng hàng năm theo suất trung bình turbin gió Ví dụ 6.11: Xác định lượng điện nhận hàng năm hệ thống điện gió: Khảo sát hệ thống điện gió NEG 750/48 (máy phát cơng suất 750kW, cánh quạt có đường kính 48m) với turbine gắn tháp cao 50m, vùng có vận tốc gió trung bình độ cao 10m 5m/s Giả thiết mật độ khơng khí tiêu chuẩn, số liệu gió phù hợp với thống kê Reyleigh, mặt đất phẳng đạt cấp độ (class 1) với hiệu suất tồn cục hệ thống gió đạt 30% a) Tính cơng suất gió trung bình Pwind? b) Tính cơng suất phát điện trung bình Pelec? c) Ước tính sản lượng điện hàng năm Welec (kWh/năm)? d) Tính tỷ lệ cơng suất trung bình so với cơng suất định mức (CF)? e) Tính lại CF theo phương trình thiết lập? Năng lượng tái tạo 138 Sử dụng hệ số khả CF (Capacity Factor) để ước lượng lượng máy phát điện gió Ví dụ: Nhà máy gió Bạc Liêu: Lắp đặt độ cao 90m Tốc độ gió trung bình: 7m/s a) Tính (gần đúng) lượng điện cung cấp cung cấp cho lưới hàng năm? b) Tính cơng suất phát điện trung bình máy? c) Tính hiệu suất biến đổi gió – điện trung bình? Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM Turbin GE 1.6-82.5 Power: Rated power 1,600 kW Rated wind speed 11.5 m/s Cut-in wind speed 3.5 m/s Cut-out wind speed 25.0 m/s Rotor: Diameter 82.5 m Swept area 5,345.62 m2 Number of blades Rotor speed 16.8 rpm 139 70 Trần Công Binh NLTT Sử dụng hệ số khả CF (Capacity Factor) để ước lượng lượng máy phát điện gió Ví dụ thiết kế: Ở Bạc Liêu, biển độ cao 90m, nơi có tốc độ gió trung bình 7m/s, nhiệt độ 15oC Thiết kế để lắp turbine gió có cơng suất định mức 1,6MW: a) Chọn CF tính đường kính cách quạt? b) Tính (gần đúng) lượng điện cung cấp cung cấp cho lưới hàng năm? c) Tính tốc độ gió định mức? Biết hiệu suất biến đổi gióđiện định mức 35% d) Tính lại CF theo cơng suất gió trung bình? Nhận xét? Năng lượng tái tạo 140 11 Tính tốn kinh tế máy phát điện dùng sức gió Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 141 71 Trần Cơng Binh NLTT Tính tốn kinh tế máy phát điện dùng sức gió Năng lượng tái tạo 142 Tính tốn kinh tế máy phát điện dùng sức gió Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 143 72 Trần Cơng Binh NLTT Tính tốn theo chi phí đầu tư chi phí vốn vay phải trả hàng năm Năng lượng tái tạo 144 Tính tốn theo chi phí đầu tư chi phí vốn vay phải trả hàng năm Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 145 73 Trần Cơng Binh NLTT Tính tốn theo chi phí đầu tư chi phí vốn vay phải trả hàng năm Năng lượng tái tạo 146 Xác định chi phí hàng năm điện cấp từ máy phát điện gió Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 147 74 Trần Cơng Binh NLTT Xác định chi phí hàng năm điện cấp từ máy phát điện gió Năng lượng tái tạo 148 Xác định chi phí hàng năm điện cấp từ máy phát điện gió Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 149 75 Trần Cơng Binh NLTT Xác định chi phí hàng năm điện cấp từ máy phát điện gió Năng lượng tái tạo 150 12 Tác động môi trường máy phát điện gió Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 151 76 Trần Công Binh NLTT Tài liệu tham khảo Gilbert M Masters, "Renewable and Efficient Electric -Power Systems" -JOHN WILEY & SONS, 2004 Năng lượng tái tạo 152 Trần Công Binh GV ĐH Bách Khoa TP.HCM Phone: 0908 468 100 Email: tcbinh@hcmut.edu.vn binhtc@yahoo.com Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh TB 153 ĐH Bách Khoa TP.HCM 77 ... www.ceoe.udel.edu/WindPower/ResourceMap/index-world.html Năng lượng tái tạo 18 PTN Năng lượng xanh – GREEN POWER LAB Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 19 10 Trần Cơng Binh NLTT Năng lượng gió Việt Nam Năng lượng tái tạo 20 Năng lượng gió... Phong-Bình Thuận Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM Bạc Liêu 21 21 11 Trần Cơng Binh NLTT Năng lượng gió Việt Nam 2012 Năng lượng tái tạo 22 Năng lượng gió Việt Nam Tuy Phong Năng lượng tái tạo ĐH... gió Năng lượng tái tạo 58 Hệ hòa lưới gián tiếp Năng lượng tái tạo ĐH Bách Khoa TP.HCM 59 30 Trần Công Binh NLTT Máy phát turbin gió Năng lượng tái tạo 60 Máy phát turbin gió Năng lượng tái tạo