Tổng hợp về sự phát triển của máy phát điện tua bin gió trên thế giới

Bài viết này tổng hợp và thống kê sự phát triển của các loại công nghệ tua bin gió khác nhau, cũng như đánh giá ưu khuyết điểm của từng loại. Ngoài ra, bài viết còn so sánh các tua bin gió trên phương diện kỹ thuật và xu hướng sử dụng của từng loại trên thị trường. Xu hướng sử dụng các loại máy phát điện với công suất 2.5MW và cao hơn sẽ được đánh giá trong bài viết này để tăng hiểu biết cho bạn đọc về thị trường máy phát điện sử dụng năng lượng gió.

TỔNG HỢP VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN TUA BIN GIÓ TRÊN THẾ GIỚI N.GOUDARZU – W D ZHU Đại học Maryland, bang Baltimore, Hoa Kỳ KS TRẦN KHÁNH HƯNG biên dịch Công ty Tư vấn điện miền Nam Năng lượng gió - nguồn lượng dồi – ược ánh giá nguồn cung lượng cho giới ang ược khai thác ngày nhiều Trong thập niên gần ây, tua bin gió với loại máy phát iện khác ã ược nghiên cứu nhằm gia tăng cơng suất khai thác, giảm chi phí, mở rộng khả ứng dụng tua bin gió cho cơng trình ngồi biển bờ Bài viết tổng hợp thống kê phát triển loại cơng nghệ tua bin gió khác nhau, ánh giá ưu khuyết iểm loại Ngồi ra, viết cịn so sánh tua bin gió phương diện kỹ thuật xu hướng sử dụng loại thị trường Xu hướng sử dụng loại máy phát iện với công suất 2.5MW cao ược ánh giá viết ể tăng hiểu biết cho bạn ọc thị trường máy phát iện sử dụng lượng gió GIỚI THIỆU Trong năm gần ây, lượng tái tạo nhận ược ý ủng hộ mạnh mẽ toàn giới Một vài loại lượng tái tạo thủy iện ược coi ã hồn thiện cơng nghệ, nhiên, loại lượng khác lượng mặt trời nhiều hạn chế Năng lượng gió ã ược sử dụng từ hai ngàn năm trước: cối xay gió tận dụng lượng gió từ năm 200 trước cơng ngun, sử dụng roto tốc ộ cố ịnh Năng lượng gió dạng lượng dồi dào, có sẵn tồn giới ược coi lựa chọn tốt ể làm nguồn cung phát iện Tua bin gió thu thập lượng iện việc sử dụng máy phát ể chuyển ổi ộng sang iện Vì vậy, việc sử dụng máy phát hiệu quả, tin cậy ơn giản tối ưu hóa hiệu thu thập tăng công suất ầu Bài viết ánh giá thiết kế khác máy phát iện tua bin gió (bao gồm bờ ngồi biển) với tiêu chí bao gồm: giới hạn tốc ộ, giá thành, trọng lượng, kích thước, số 18 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2018 chất lượng iện hịa lưới Ngồi ra, loại máy phát ược so sánh iểm ưu nhược dựa tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên sâu ể kết luận ược ý tưởng máy phát tối ưu Bài viết thống kê thị phần máy phát công suất 2.5MW sử dụng tua bin gió, xu hướng thị trường cơng nghệ máy phát iện giới MÁY PHÁT ĐIỆN (SỬ DỤNG ĐIỆN TỪ) Máy phát iện ược phân loại dựa phạm vi ứng dụng nguyên lý hoạt ộng Bài viết phân loại dựa nguyên lý hoạt ộng Hình thể hện loại máy phát iện, bao gồm loại máy phát DC (1 chiều) cho ến máy phát sử dụng công nghệ tiên tiến siêu dẫn nhiệt ộ cao (high-temperature-superconducting - HTS) Bài viết chủ yếu tập trung vào máy phát iện xoay chiều nhiều pha (AC poly-phase) ây loại ược sử dụng nhiều công nghiệp lượng gió Hình 1: Biểu đồ loại máy phát AC machines: Máy phát iện xoay chiều Single phase: pha Synchronous: máy phát ồng Shaded pole hysteresis Reluctance Permanent Magnet: máy phát cực từ xẻ rãnh Induction: máy phát cảm ứng từ Squirrel cage: máy phát lồng sóc Wound rotor: máy phát rotor dây quấn Universal Machines: Máy phát vạn Polyphase: Nhiều pha Induction: cảm ứng từ Squirrel cage: máy phát lồng sóc Wound rotor: máy phát rotor dây quấn Synchronous: ồng Wound field: từ trường kích Permanent magnet: nam châm vĩnh cữu HTS: vật liệu siêu dẫn DC machines: máy phát chiều Homopolar HTS: Vật liêu siêu dẫn ồng cực 2.1 MÁY PHÁT CẢM ỨNG 2.1.1 MÁY PHÁT ROTO LỒNG SÓC (SCIG SQUIRREL-CAGE INDUCTION GENERATOR) Máy phát roto lồng sóc (SCIG) loại máy phát tốc ộ cố ịnh thông dụng loại tua bin gió thời gian dài Ưu iểm máy phát SCIG chi phí sản xuất ại trà thấp, nguyên lý công nghệ ơn giản, dễ sử dụng kết nối trực tiếp với lưới iện Tuy nhiên, tốc ộ máy phát SCIG có khoảng giới hạn nhỏ khơng thay ổi ược Máy phát SCIG có hộp truyền ộng a cấp hộp truyền ộng ln có cơng suất phản kháng 2.1.2 MÁY PHÁT CẢM ỨNG KÍCH TỪ KÉP (DFIG DOUBLY-FED INDUCTION GENERATOR) Sự gia tăng công suất thu thập ược, yêu cầu chất lượng iện hòa lưới tiêu giảm tải tiếng ồn ứng suất tác dụng lên hệ thống truyền lực ưu tiên thiết kế máy phát DFIGs, loại máy phát ược chế tạo vào năm cuối thập niên 90 với tốc ộ vận hành thay ổi ược Nguyên lý hoạt ộng DFIG giống với máy phát SCIG, roto DFIG có cuộn dây pha thay lồng sóc roto SCIG Máy phát DFIG có khoảng tốc ộ quay lớn nhờ vào kiểm sốt chiều dịng cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng kiểm sốt ược nhờ vào dòng iện roto converter Ứng dụng chải than hộp truyền ộng a cấp máy phát DFIG cần ược bảo dưỡng thường xuyên có khả hư hỏng Sản lượng iện thu thập ược hòa lưới thơng qua converter iện tử có giá thành cao nhạy cảm với dịng q tải Ngồi ra, trường hợp nhiễu ộng lưới iện, khả tự iều chỉnh máy phát hoạt ộng phức tạp 2.2 MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ (SG SYNCHRONOUS GENERATOR) Máy phát ồng (SGs ) thiết kế tân tiến ang ược thị trường ưa chuộng trở lại ang ược coi dạng ộng có tính cạnh tranh cho dạng máy phát iện cảm ứng Động SG tốc ộ cố ịnh ã ược sử dụng tua bin gió Máy phát ồng a pha có nhiều loại thiết kế, rotor dùng dịng chiều từ hóa, rotor dùng bánh răng, rotor sử dụng nam châm vĩnh cữu (PM – Permanent magnet), rotor có từ trở (reluctance) biến thiên, nhiều loại rotor khác ã ược nghiên cứu phát triển Tua bin gió a tốc khơng bánh thường sử dụng ộng SGs tốc ộ thấp, moment xoắn cao Rotor máy phát truyền ộng trực tiếp (DD – Direct Drive) ược kết nối trực tiếp vào trục cánh rotor Vì máy phát DD phải xoay tốc ộ thấp, dẫn ến việc cần phải cung cấp moment xoắn lớn so với loại máy phát có truyền ộng Máy phát DD khơng cần truyền ộng, ó hệ khí máy phát ược có tải trọng thiết kế lớn ể ảm bảo khả chịu moment xoắn lến, dẫn ến máy phát có khối lượng kích thước lớn Tuy nhiên, giá thành chế tạo tiếng ồn ược giảm kể ộ ổn ịnh tin cậy hệ thống ược nâng cao loại trừ ược khả hư hỏng truyền ộng Vì ưu kể trên, máy phát truyền ộng trực tiếp (DD) ược coi giải pháp kinh tế tốt tiền ầu tư ban ầu lớn Thiết kế máy phát DD dựa hai nhu cầu: máy phát có kích thước nhỏ với u cầu cơng suất hiệu năng, máy phát có hiệu lớn với kích thước cơng suất cố ịnh Máy phát iện truyền ộng trực tiếp ồng thường ược trang bị cuộn dây pha stator; dây quấn rotor ược cung cấp dòng DC từ mạch iện riêng biệt, dạng máy phát ược gọi máy phát iện ồng cảm ứng từ EESGs (Electrically Excited Synchronous Generator) Thay dây quấn, rotor sử dụng nam châm vĩnh cửu (PMs, Permanent Magnet), loại máy phát máy phát iện ồng sử dụng nam châm vĩnh cữu, gọi tắt PMSG (Permanent Magnet Synchronous Generator) 2.2.1 MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ CẢM ỨNG TỪ (EESG - ELECTRICALLY EXCITED SYNCHRONOUS GENERATOR) Máy phát EESG ược sử dụng lần ầu tiên Đức vào năm 1992, ược thiết kế Enercon BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2018 19 với tốc ộ ứng với công suất 500kW Stator máy phát EESG giống với máy phát cảm ứng iện với ba cuộn dây pha; rotor máy EESG có trục nhô thường ược sử dụng tốc ộ thấp Biên ộ tần số iện áp ược kiểm soát chuyển ổi converter So sánh với máy phát PMSG, EESG không cần dùng nam châm vĩnh cữu (PMs); nhờ ó giảm thiểu giá thành sản xuất máy phát dạng EESG loại máy phát ược sử dụng nhiều máy phát truyền ộng trực tiếp (DD) cỡ lớn tua bin gió Một khuyết iểm EESG việc phải kích dịng dây rotor dòng chiều sử dụng bàn chải carbon hay chổi than, sử dụng vòng tiếp iện Máy phát cần phận iện tử tiền, nhu cầu làm mát nhược iểm khác EESG thuờgn có kích thước ường kính rotor lớn Tuabin gió Enercon, tuabin E-126 tuabin ất liền lớn giới với cơng suất 7.58MW có ường kính rotor dài 126m Đường kính khổng lồ khiến cho việc vận chuyển lắp ặt khó khăn 2.2.2 MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ SỬ DỤNG NAM CHÂM VĨNH CỮU (PMSG – PERMANENT MAGNETS SYNCHRONOUS GENERATOR) Loại máy phát sử dụng nam châm vĩnh cữu (PM) ược xem ứng dụng tiên tiến có nhiều triển vọng loại tuabin gió truyền ộng trực tiếp (DD – direct driven) Tập oàn General Electric (GE), Zephyros, Mitsubishi Siemens nhà sản xuất ứng 20 dụng máy phát PMSG vào thiết kế tua bin gió họ Rotor máy phát PMSG nam châm vĩnh cữu Cảm ứng từ ược cung cấp nhờ vào nam châm thay dùng dây cuộn kích từ, nhiên dây stator hoạt ộng dựa nguyên tắc giống máy phát ba EESG PMSGs có nhiều ưu iểm so với EESG ường kính rotor có kích thước nhỏ hơn, khơng sử dụng phân khí phức tạp dễ hư hỏng kích iện, việc tản nhiệt dễ dàng hơn, tỉ lệ công suất ầu khối lượng tốt Công nghệ PMSG giảm trọng lượng cho máy phát nhờ vào loại bỏ truyền ộng, khe khí khoảng từ cách tốt giúp giảm thiểu liên kết từ thông Khuyết iểm máy phát PMSG giá thành cao nam châm vĩnh cữu, sản xuất lắp ráp Tình trạng khử từ nam châm vĩnh cữu gặp nhiệt ộ cao nhược iểm máy phát PMSG Tuy nhiên, vài năm trở lại ây, tiến sản xuất nam châm vĩnh cữu giá thành sản xuất giảm ang khiến cho máy phát PMSG trở nên hấp dẫn Hình thể chọn lựa thiết kế cho máy phát PMSG sử dụng tua bin gió truyền ộng trực tiếp Những phương án thiết kế bao gồm: dòng hướng tâm (dạng ĩa), dòng ngang dòng hướng tâm Thiết kế sử dụng dòng hướng tâm thơng dụng Hình 2: Biểu đồ thiết kế máy phát PMSGs tuabin truyền động trực tiếp (DD turbine) PMSG Axial flux: dòng hướng trục Single stator, single rotor: stato roto One teetered stator, two rotors: stator treo, rotor Torus (one toothless stator, two rotors): hình xuyến (một stator khơng răng, roto) Circumferential current: dòng iện chạy chu vi sử dụng nam châm vĩnh cữu Transverse flux: dòng hướng ngang Radial flux: dịng hướng tâm Trên giới có nhà sản xuất, Multibird Đức/Pháp WinWind Phần Lan ã kết hợp máy phát tua bin gió truyền ộng trực tiếp sử dụng nam châm vĩnh cữu (DD PM) với truyền ộng buồng Thiết kế tối giản hóa truyền ộng, giúp cho máy phát có hiệu cao so với tua bin gió ba buồng BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2018 2.2.3 MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ SỬ DỤNG VẬT LIỆU SIÊU DẪN (HTS SG – HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVITY SYNCHRONOUS GENERATOR) Nghiên cứu ứng dụng vật liệu siêu dẫn (HTS) loại máy khí có ộng quay bắt ầu từ nhữn gnăm 1980 Vật liệu HTS thô, dây dẫn HTS kết hợp chúng sử dụng máy HTS Ứng dụng vật liệu HTS ể chế tạo máy, ược biết máy sử dụng công nghệ ồng bộ, cảm ứng từ, ồng cực ã ược nghiên cứu từ lâu Hiện nay, hệ thứ hai vật liệu HTS ã ược giới thiệu vào thị trường Tua bin gió khơng sử dụng hộp truyền ộng có tốc ộ xoay thấp sử dụng dây HTS Tập ồn GE ã tiến hành nghiên cứu phát triển máy phát iện ồng có cơng suất 100MW sử dụng cảm ứng làm vật liệu HTS Công ty Windtec Solution ặt mục tiêu thiết kế tua pin gió có công suất 10MW sử dụng máy phát HTS Máy phát HTS cịn có ứng dụng khác ngồi tua bin gió lĩnh vực hàng hải Thế hệ dây dẫn HTS ảm bảo giá thành thấp khoảng 25% so với hệ thứ giúp cho việc ứng dụng vật liệu HTS có tính kinh tế việc sản xuất tuabin gió Cuộn HTS hoạt ộng nhiệt ộ cao (cao 30 ộ Kelvin) làm mát dễ dàng cho dù phải dùng tủ lạnh dân dụng bình thường Mật ộ lượng ạt ược dây HTS (200A/mm) cao so với vật liệu thông thường (5A/mm máy phát EESGs) nhờ giảm ược kể kích thước rotor Khối lượng máy phát giảm từ lần so với máy phát DFIG, lần so với máy phát PMSG SO SÁNH GIỮA CÁC HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN Amieli cộng ã nghiên cứu tính khả thi việc thay máy phát cảm ứng từ trang trại phong máy phát PMSG (máy phát iện ồng sử dụng nam châm vĩnh cữu) cho thấy máy phát PMSG có lợi cơng suất, kích thước tuabin cách hịa lưới Những nghiên cứu Soens, Poore and Lettenmaier, Li Chen tập trung vào việc so sánh máy phát cảm ứng từ máy phát PMSG tình trạng làm việc với tốc ộ khác Ở hai công suất khác nhau, 500kW 3MW, máy phát PMSG có kích thước lớn so với máy phát SCIG, nhiên hiệu suất truyền ộng tốt truyền ộng có trọng lượng nhỏ Bảng tổng quan công loại máy phát khác (SCIG, DFIG, SG, PMSG, EESG, máy phát HTS) ứng dụng tua bin gió cơng suất lớn So sánh ược phân vùng từ tốt (Excellent – E) ến tồi (Poor – P) Từ tua bin gió truyền ộng trực tiếp ược sử dụng, dẫn ộng khơng cịn bắt buộc thiết kế Tuy nhiên, tuabin sử dụng truyền ộng trực tiếp (DD) to tiền so với tuabin sử dụng dẫn ộng Bù lại tua bin DD bền hiệu cao Tua bin DD với máy phát PMSG ược thiết kế với kích thước giá thành nhỏ công suất ầu so với máy phát EESG Trong nghiên cứu tuabin DD Bang, kết luận máy phát DD PMSG với dẫn ộng buồng có cơng suất thất thấp hơn, cơng suất hiệu cao tỉ lệ lượng thu ược chi phí tốt so với máy phát SCIGs, DFIGs, EESG Trong nghiên cứu Lewis, máy phát HTS giảm giá thành sản xuất nhờ vào việc sử dụng vật liệu HTS hệ thứ Khi hoạt ộng cơng suất với nhau, máy phát HTS có hiệu kích thước nhỏ so với máy phát cảm ứng khác Khi sử dụng Bảng 1, cần có thay ổi chỉnh sửa tùy theo mức ộ quan trọng tiêu chí ánh giá Những khía cạnh kinh tế, mơi trường, hạn chế kỹ thuật cần ược cân nhắc nhằm ánh giá ứng dụng tuabin gió cách thiết thực Ví dụ với tuabin gió ngồi biển, tiêu chí bảo dưỡng, kích thước, ộ phức tạp lắp ặt ộ bền quan trọng so với ộ ồn Bảng 1: So sánh suất loại máy phát Torque density: Độ ặc moment xoắn Speed range: Khoảng tốc ộ hoạt ộng Cost: Giá thành Size: Kích cỡ Gearbox requirement: Cần có dẫn ộng BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2018 21 Converter size: Kích thước chuyển ổi converter Efficiency: Hiệu suất Reliablilty: Độ bền Maintenance: Bảo trì Noise level: Độ ồn Fault detection: Khả phát lỗi Power factor: Hệ số công suất Power quality: Chất lượng iện Power range: Biên ộ công suất Simple structure: Cấu trúc ơn giản Reduce head-mass: Giảm khối lượng ầu trục XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MÁY PHÁT TUA BIN GIĨ Thị trường máy phát khơng cịn tập trung ứng dụng vào dạng máy SCIG từ năm 1990 từ dạng máy DFIG chiếm lĩnh thị trường từ năm 2003, SCIG dạng máy phát có thị phần nhỏ Máy phát DFIG với khả vận hành a tốc ộ có nhiều ưu so với máy SCIG dùng rotor quay cảm ứng Từ cuối thập niên 2000, máy phát DFIG chiếm lĩnh thị trường với thị phần 85% vào năm 2008 Nhiều loại máy phát ồng (SG) khác có thị phần dao ộng chút chu kỳ từ năm 1995 ến 2004, nhìn chung ều có tăng trưởng ều thị trường tua bin gió Thị trường tua bin gió ngồi biển gia tăng kể dẫn ến nhu cầu cho loại tua bin có cơng suất lớn bền tăng cao Tuy nhiên, máy phát dùng nam châm vĩnh cữu (PM) 22 ược công nhận loại máy phát có hiệu suất cao nhiều chủng loại máy phát hành thị trường Hiệu cao máy phát PM có nhược iểm chi phí sản xuất nguyên vật liệu cao so với máy phát DFIG Bù lại cho chi phí ầu tư ban ầu cao giảm thiểu chi phí bảo dưỡng phận thay Máy phát sử dụng nam châm vĩnh cữu ược công nhận thiết kế có tính kinh tế loại máy phát thông dụng thị trường Để hiểu ược xu hướng máy phát dành riêng cho tuabia gió cỡ lớn, thị trường máy phát với công suất từ 2.5MW trở lên cần ược tách riêng nghiên cứu Bảng thể thống kê nhà sản xuất tua bin giới với nhiều loại máy phát cảm ứng từ khác (bao gồm máy phát loại SCIG DFIG) máy phát ồng (EESG PMSG) Cơng suất ầu ường kính rotor máy phát ược thống kê Cần lưu ý yếu tố mơi trường sức hướng gió ảnh hưởng ến cánh quạt hứng gió tuabin ể ạt ược công suất iện yêu cầu Khoảng 70% tuabin công suất lớn (2.5MW trở lên) loại sử dụng máy phát cảm ứng từ có cơng suất từ 2.5 ến 3MW Máy phát cảm ứng từ loại DFIG công ty Repower of Germany có cơng suất 6MW máy phát cảm ứng từ lớn Hơn 65% tuabin công suất lớn (2.5MW trở lên) loại sử dụng máy phát SG có cơng suất lớn 3MW Công ty Enercon Đức sản xuất ược loại máy phát ồng EESG có cơng suất 7.58MW tuabin lớn sản xuất năm 2012 Bảng 2: Những tuabin cỡ lớn với máy phát cảm ứng từ thị trường Manufacturer: Nhà sản xuất Power/rotor diameter: Tỉ số cơng suất đường kính rotor Bảng 3: Những tuabin cỡ lớn với máy phát đồng thị trường Manufacturer: Nhà sản xuất Power/rotor diameter: Tỉ số cơng suất đường kính rotor BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2018 Máy phát DFIG dẫn ầu thị trường thập kỷ gần ây ang tăng kích thước tuabin gió, qua ó giúp cho việc ầu tư cho tuabin gió cỡ lớn trở nên hấp dẫn Máy phát DFIG sử dụng ặt thấp bắt buộc phải tháo dỡ vài cấu kiện ể bảo dưỡng, ảm bảo tính an toàn cho tuabin Thị phần máy phát PMSG EESG chưa vượt mốc 22% ang có tăng trưởng nhanh năm gần ây Nhu cầu cho tuabin gió cơng suất lớn có khả vận hành vùng gió thổi chậm khả hòa lưới ơn giản khiến cho thiết kế PMSG EESG ang dần trở nên hấp dẫn Máy phát sử dụng nam châm vĩnh cữu (PM) chủ yếu dùng nam châm sắt có giá thành cao so với phận thông Ở mức hoạt ộng cơng suất lớn, q trình bảo dưỡng ịnh kỳ không ịnh kỳ máy phát sử dụng tuabin ngồi biển dài có chi phí lớn so với tuabin gió bờ Vì vậy, ứng dụng thiết kế PMSG vào trường hợp (tuabin ngồi biển hệ thống tuabin cơng suất lớn) có tính kinh tế tốt, số vốn ầu tư ban ầu tăng giảm khối lượng bảo dưỡng q trình vận hành Những tuabin cơng suất lớn thường có cơng suất rơi vào khoảng từ 2.5MW ến 3MW, khoảng cơng suất tuabin sử dụng máy phát SG chiếm khoảng 35% Máy phát SG, ặc biệt loại máy phát sử dụng nam châm vĩnh cữu ang dẫn ầu thị phần tuabin gió cơng suất cực lớn (trên 3MW) Tuabin sử dụng máy phát PM cơng suất lớn 3MW thường có ường kính rotor lớn so với máy phát cảm ứng từ có cơng suất Bảng thể thị phần nhà sản xuất tuabin gió từ năm 2005 Vestas ang công ty tiên phong thị trường tuabin gió với cơng suất từ ến 4.5MW Tuy nhiên thị phần Vestas giảm từ 34.1% năm 2004 ến 12.9% năm 2011 Thị trường tuabin gió ang thu hút nhiều nhà ầu tư, thị trường cạnh tranh khốc liệt so với trước ây Có nhiều cơng ty xuất lần ầu tiên top mười nhà sản xuất, Sinovel công ty xuất với thị phần tăng từ 3.4% năm 2007 ến 9.0% năm 2011 Những công ty khác Siemens hầu hết giữ nguyên thị phần qua năm Mitsubishi khơng cịn nằm top 10 nhà sản xuất tuabin gió giới gần ây Những công ty chuyên sản xuất tuabin ang ưa tuabin gió vào tầm ngắm họ với thị phần 5% vào năm 2005 ến năm 2011 ã lên ến 21% Tuy nhiên máy phát PM có ộ bền tin tốt thành phần khí Sắt khơng phải vật liệu tốt ể sử dụng cho máy phát PM Đồng vật liệu nhẹ so với sắt, có khả tạo từ trường tính dẫn iện tốt ược coi loại vật liệu lý tưởng cho máy phát PM, nhiên giá thành vật liệu cao dẫn ến việc sử dụng ồng cho máy phát PM chưa mang tính kinh tế tốt Cơng nghệ máy phát với giá thành thấp ộ tin cậy cao giúp cho việc sản xuất máy phát cơng suất cực lớn dùng tuabin gió biển khả thi Vestas ã khai triển tuabin gió biển với công nghệ tiên tiến V-164 ứng dụng máy phát PMSG Gaema ã ăng ký chứng sản xuất tuabin gió cỡ lớn (công suất 5MW) vào năm 2012 lắp ặt vào năm 2014 SeaTitan ã ưa vào thị trường máy phát HTS với hiệu lên ến 96% với ường kính rotor lên ến 190m Chướng ngại lớn việc sử dụng máy phát PM so với máy phát DFIG giá thành ầu tư ban ầu hiệu máy PMSG bù lại cho nhược iểm Dù vậy, với loại tuabin lớn với công suất 3MW sử dụng dự án quy mơ lớn PMSG lựa chọn phổ Những hạn chế kết cấu chịu tải khả kiểm sốt cơng suất khó khăn ầu tiên việc sử dụng máy phát cơng suất lớn cho tuabin ngồi biển Tuabin gió truyền ộng trực tiếp Enercon, tuabin E -126 có cơng suất 7.5MW khơng có dẫn ộng mà sử dụng truyền ộng trực tiếp - có giá thành kết cấu lớn Tuabin gió Clipper Windpower có cơng suất 2.5MW trang trại phong cơng suất 20MW phía bắc thành phố New York bị hư hỏng thiết kế kết cấu bị lỗi dẫn ến việc phân bố moment xoắn không ều truyền ộng Những nghiên cứu gần ây công nghệ truyền ộng a máy phát (MGD Multiple-Generator Drivetrain) ang giải vấn ề lớn thiết kế MGD, giúp cho thiết kế MGD trở nên bền có khoảng tốc ộ hoạt ộng cao Bảng 4: Thống kê mười nhà sản xuất tuabin gió với thị phần lớn từ năm 2005 -2011 Manufacturer: Nhà sản xuất BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2018 23 KẾT LUẬN So sánh chủng loại máy phát khác nhau, DFIGs ang dạng máy phát phổ biến thị trường máy phát với 80% thị phần tuabin gió Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng tuabin công suất lớn ang tăng trưởng, máy phát PMSG ang thu hút ược ý nhà ầu tư vài năm trở lại ây Ưu iểm loại máy phát ồng (SG) với hệ thống dây HTS kích thước nhỏ vận hành công suất so với máy phát PMSG DFIG ang cho thấy khả ứng dụng máy phát SG vào sản xuất tuabin gió có ường kính rotor cực lớn Sự gia tăng kể thị phần tuabin gió cơng ty vừa nhỏ cho thấy tương lai phát triển mạnh mẽ công nghệ phong Sự phát triển thần tốc công nghệ sản xuất tuabin, với ủng hộ mạnh mẽ phủ giới giúp cho lượng xanh ngày dồi giúp cho người ngày phụ thuộc vào lượng hóa thạch TÀI LIỆU THAM KHẢO Solyali D, Redfern MA (2009) Have wind turbines stop maturing? In: IEEE 44th International Universities, Power Engineering Conference (UPEC) Carlin PW, Laxson AS, Muljadi EB (2001) The history and state of the art of variable-speed wind turbine technology.National Renewable Energy Laboratory, NREL/TP-500-28607, Golden Goudarzi N, Zhu WD, Bahari H (2013) Wind energy conversion:the potential of a novel ducted turbine for residential and commercial applications In: Proceedings of the ASME(2013) International Mechanical Engineering Congress & Exposition San Diego, California, USA (to be published) World Wind Energy Association Reports (2011) World wind energy report 2010 WorldWind Energy Association (WWEA),Bonn Global Wind Energy Reports (2012) Global wind energy outlook 2012 Global Wind Energy Council (GWEC), Brussels Goudarzi N (2011) Aerodynamic and electromagnetic modeling and analysis of a variable torque generator for wind turbine applications.Master Thesis, Department of Mechanical Engineering, University of Maryland Baltimore County, Baltimore, MD, USA 24 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2018 TỔNG qUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TRÊN MÁI NHÀ (Bài 1) TS ĐẶNG MẠNH CƯỜNG ThS TRƯƠNG TRUNG HIẾU Trường Cao đẳng Điện lực TP HCM TÓM TẮT Năng lượng mặt trời ang nguồn lượng tiềm mang tính thời Việt Nam thời iểm Chính phủ ã ban hành nhiều sách ưu ãi, ó quan trọng giá mua iện, nhằm thu hút nguồn lực ầu tư xã hội vào lĩnh vực mẽ Hiện có nhiều dự án lượng mặt trời ược triển khai khắp nước, ó ối với hộ gia ình lắp ặt lượng mặt trời mái nhà BẢN TIN SEEA giới thiệu nhiều với kỳ vọng mang ến cho kỹ sư, cán kỹ thuật kiến thức tảng ối ối với chủ ề 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI (NLMT) Từ 1839: Alexandre-Edmund Becquerel, nhà vật lý thực nghiệm trẻ Pháp, phát hiệu ứng quang iện tuổi 19, giúp cha thử nghiệm với pin iện phân tạo hai iện cực kim loại 1888: Ed Weston nhận ược sáng chế cho pin NLMT 1953: D Chapin, C Fuller G Pearson Silicon thực pin lượng mặt trời có diện tích bề mặt cm2 với hiệu xuất 4% (cơng bố trang bìa NY Times) 1954: Siemens Đức, G Spenke nhóm ơng phát triển phương pháp hiệu cho việc sản xuất poly-Si: Các nhà khoa học chuyên gia từ Wacker TU Munich tham gia cơng trình với Siemens Cái ược gọi Phương pháp Siemens công nghệ ể sản xuất pin NLMT bán dẫn loại Si tride (PECVD) lớp phản chiếu lớp thụ ộng, mà ược áp dụng cho tất pin NLMT thương mại Silicon Năm 1982: sản xuất iện quang toàn giới ạt giá trị 10 MW 1982: nhà máy quang iện 01 MW ược xây dựng ARCO Solar với 100 trackers lưỡng trục với c-Si module i vào sử dụng California  ... HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MÁY PHÁT TUA BIN GIĨ Thị trường máy phát khơng cịn tập trung ứng dụng vào dạng máy SCIG từ năm 1990 từ dạng máy DFIG chiếm lĩnh thị trường từ năm 2003, SCIG dạng máy phát. .. với máy phát PMSG DFIG ang cho thấy khả ứng dụng máy phát SG vào sản xuất tuabin gió có ường kính rotor cực lớn Sự gia tăng kể thị phần tuabin gió công ty vừa nhỏ cho thấy tương lai phát triển. .. phần tuabin gió cơng suất cực lớn (trên 3MW) Tuabin sử dụng máy phát PM công suất lớn 3MW thường có ường kính rotor lớn so với máy phát cảm ứng từ có công suất Bảng thể thị phần nhà sản xuất tuabin