Thiết kế chọn thử nghiệm máy phát điện sử dụng sức gió công suất 1000w

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CÔNG NGHIỆP PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHỌN THỬ NGHIỆM MÁY PHÁT ĐIỆN SỬ DỤNG SỨC GIĨ CƠNG SUẤT 1000W Ngành : Công nghiệp phát triển nông thôn Mã số : 102 Giáo viên hướng dẫn : Trần Kim Khơi Sinh viên thực : Nguyễn Đình Đạc Khố học 2004 – 2008 Hà tây,2008 MỤC LỤC Nội dụng trang Chƣơng : TỔNG QUAN: 1.1 Đặt vấn đề 1.2.Sự phát triển việc khai thác lƣợng gió giới 1.3.Tình hình phát triển lƣợng gió Việt Nam 1.4.Phƣơng hƣớng thiết kế Chƣơng 2: SƠ LUỢC NGHIÊN CỨU VỀ GIÓ 2.1.Nghiên cứu gió 2.2.Ảnh hƣởng đặc tính gió việc sản suất lƣợng 12 2.3.Thu lƣợng 14 Chƣơng 3: THIẾT KẾ CHỌN BỘ CHỈNH LƢU VÀ ỔN ÁP 16 3.1.Thiết kế chỉnh lƣu 16 3.2.Thiết kế chọn ắc quy 21 3.3.Thiết kế biến đổi chiều – xoay chiều 22 3.4.Tính tốn chọn phận ổn áp 29 Chƣơng 4: THIẾT KẾ CHỌN RƠTO VÀ MÁY PHÁT 30 4.1.Tính tốn chọn roto gió 30 4.2.Tính tốn chọn máy phát điện 35 4.3.Thiết kế tháp- cột đỡ 37 Chƣơng 5: LỰA CHỌN ĐIỂM ĐẶT HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN 39 5.1.Chọn điểm đặt cho máy cỡ nhỏ 39 5.2.Xác định vị trí đặt máy 40 5.3.Xác định đăc trƣng vị trí đặt máy 46 DỰ TOÁN GIÁ THÀNH XÂY DỰNG 49 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 CÁC PHỤ LỤC 55 LỜI NÓI ĐẦU Đã từ xa xƣa, cách hai nghìn năm trƣớc cơng ngun ngƣời biết sử dụng lƣợng gió vào phục vụ mục đích khác nhƣ bơm nƣớc, xay xát nghành tàu biển biết dùng sức gió để đƣa thuyền với buồm Việc khai thác nguồn lƣợng phát triển số nƣớc châu âu, Bắc Phi nhƣ Đan Mạch, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Li Bi ….Tuy nhiên, Việt Nam ta việc khai thác nguồn lƣợng dồI cịn mẻ Chính vậy, đƣợc trí giáo viên hƣớng dẫn, tơi định thực khoá luận: “Thiết kế chọn máy phát điện sử dụng lƣợng gió cơng suất 1000W “ Việc thực khoá luận tạo thêm sở cho nƣớc ta sâu vào khai thác nguồn lƣợng dồi này, để biến lƣợng gió trở thành nguồn lƣợng quan trọng nƣớc ta Đồng thời phần sở để đánh giá kết sau bốn năm học tập rèn luyện trƣờng Thông qua em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Trần Kim Khơi tồn thể thầy tận tình giúp đỡ em bốn năm qua Sinh viên thực : Nguyễn Đình Đạc Chuơng : TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Thế kỷ 21 kỷ mà giới có bƣớc phát triển ngoạn mục Tuy nhiên, song song với phát triển nhu cầu lƣợng ngày tăng Trong nguồn lƣợng chủ đạo nhƣ lƣợng hoá thạch, lƣợng thuỷ điện ngày bị khai thác kiệt quệ Không việc khai thác nguồn lƣợng cịn dẫn đến nhiễm mơi trƣờng làm thay đổi điêu kiện tự nhiên, mà hậu biến đổi khí hậu tồn cầu, thiên tai xảy thƣờng xuyên khiến cho nhiều quốc gia phải chịu thiệt hai nặng nề Vấn đề đặt phải tìm cho nguồn lƣợng tái tạo có trữ lƣợng dồi dễ khai thác, rẻ tiền an tồn với mơi trƣờng Trong nguồn lƣợng lƣợng gió nguồn lƣợng an toàn mơi trƣờng Đứng phƣơng diện kinh tế lƣợng gió hiệu Đầu tiên gió nguồn tài ngun có sẵn tự nhiên khơng có biên giới Tiếp xây dựng nhà máy phát điện từ gió khơng tốn nhiều tiền chi phí xây dựng nhà máy sản xuất điện từ nguồn lƣợng khác Máy phát điện từ gió dễ dàng bổ sung từ máy phát điện thông thƣờng nhu cầu điện ngƣời dân tăng lên Mặt khác chi phí đầu tƣ thấp làm cho chi phí sản xuất điện từ gió giảm đột ngột hai thập niên gần Trên góc độ mơi trƣờng , gió nguồn ngun liệu sạch, khơng làm nhiễm mơi trƣờng, Điện làm từ gió cịn có khả giảm đáng kể CO2 thải môi trƣờng Tuy nhiên làm để khai thác nguồn lƣợng cách hiệu cần sâu vào việc nghiên cứu gió việc chế tạo máy móc để thu đƣợc nguồn lƣợng cách tốt Chính việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phát điện ứng dụng sức gió phần cơng nghiên cứu lƣợng gió ứng dụng vào sống Đây vừa sở để đánh giá kết học tập bốn năm học qua, vừa sở để lƣợng gió đƣợc khai thác hiệu hơn, điều kiện kinh tế Vệt Nam đà phát triển nhu cầu lƣợng ngày lớn Việc phát triển lƣợng gió tăng thêm nguồn lƣợng phục vụ kinh tế phát triển, giảm ô nhiễm mô trƣờng, đƣa kinh tế Việt Nam phát triển bền vững 1.2 Sự phát triển việc khai thác lƣợng gió giới Năng lƣợng gió đƣợc sử dụng từ hàng nghìn năm Con ngƣời biết dùng lƣợng gió để di chuyển thuyền buồm hay khinh cầu, ngồi lƣợng gió cịn đƣợc sử dụng để tạo công học nhờ vào cối xay gió Ý tƣởng dùng lƣợng gió để sản xuất điện hình thành từ phát minh điện máy phát điện đời Từ cuối thập niên 1920, ngƣời Mỹ biết sử dụng cối xay gió nhỏ để cung cấp điên cho khu vực nông thôn Lúc đầu nguyên tắc cối xay gió đƣợc biến đổi nhỏ, thay chuyển đổi động gió thành lƣợng học dùng máy phát điện để sản xuất lƣợng điện Khi môn học phát triển thiết bị xây dựng hình dáng cánh quạt đƣợc cải tiến cho phù hợp.Ngày ngƣời ta gọi tuốc bin gió khái niệm cối xay gió khơng cịn phù hợp Những năm 1970, khủng hoảng dầu hỏa làm thay đổi toàn cảnh lƣợng giới, việc nghiên cứu sản xuất lƣợng từ nguồn khác đƣợc đẩy mạnh tren toàn giới Những cối xay gió học ngày đƣợc xây dựng kỹ thuật với cánh quạt đƣợc chế tạo từ sợi thuỷ tinh vật liệu có sức chịu đựng tốt Trƣớc đây, nhà máy phát điện từ gió thơng thƣờng sản xuất từ 1,5-4 triệu KWh điện năm, đủ để cung cấp điện cho 150-400 hộ gia đình Ở Mỹ, nhà máy phát điện từ gió cung cấp 10 tỉ KWh điện năm Sản lƣợng chiếm 1% nhu cầu lƣợng cho nƣớc Vào năm 1980 Mỹ vua sử dụng lƣợng gió sản lƣợng điện chiếm 90% sản lƣợng giới Đến năm 1996 sản lƣợng giảm xuống 30% Gần chi phí đầu tƣ khai thác nguồn lƣợng gió giảm kỹ thuật cải tiến nên gió trở thành nguồn lƣợng tạo điện có sức cạnh tranh số khía cạnh Tại châu Âu tuốc bin gió đƣợc nối mạng tồn châu Âu, nhờ vào mà việc sản xuất điện đựơc điều hoà phần Sự phát triển lƣợng gió đƣợc tài trợ nhiều nƣớc thơng qua nhiều hình thức khác nhƣ qua việc hồn trả thuế ( Hoa Kỳ) hay thơng qua mơ hình hạn nghạch đấu thầu (nhƣ Anh Ý ) Trên nhiều thị trƣờng điện lƣợng gió phải cạnh tranh với nhà máy điện mà phần đƣợc khấu hao tồn từ lâu Vì mà Đức có đền bù giá giảm dần theo thời gian từ nhà cung cấp lƣợng thơng thƣờng dƣới hình thức luật lƣợng tái sinh Bộ luật quy định giá tối thiểu mà doanh nghiệp vận hành lƣới điện phải trả cho nhà máy sản suất điện từ lƣợng tái sinh Theo thống kê cho thấy, sản lƣợng điện sản xuất từ gió đứng đầu Đức Tây Ban Nha, Hoa Kỳ, Đan Mạch Ấn Độ Tong số 20 thị trƣờng lớn giới châu Âu có 13 nƣớc đứng đầu Đức, sản lƣợng Đức bỏ xa nƣớc khác Ở châu Phi ngoại trừ Ai Cập với sản lƣợng 145 MW nƣớc khác có cơng st lắp đặt 100 MW Theo số liệu thống kê Viện lượng gió Đức tháng năm 2005: (Nguồn: WINDPOWER MONTHLY 04/2005 ) Số thứ tự Quốc gia 01 Đức Công suất (MW) 16.628 02 Tây Ban Nha 8.263 03 Hoa Kỳ 6.752 04 Đan Mạch 3.118 05 Ấn Độ 2.983 06 Ý 1.265 07 Hà Lan 1.078 08 Nhật 940 09 Liên hiệp Anh Bắc Ireland 897 10 Trung quốc 764 11 Áo 607 12 Bồ Đào Nha 523 13 Hy Lạp 466 14 Canada 444 15 Thụy Điển 442 16 Pháp 390 17 Úc 380 18 Ireland 353 19 New Zealand 170 20 Na Uy 160 Các nƣớc lại 951 Tổng cộng toàn giới 47.574 Bảng 1.1: Sản lƣợng điện từ gió số nƣớc giới Có thể nhận nhiều nƣớc khám phá nguồn lƣợng gió năm gần dự đốn có tăng truởng mạnh năm tới Trong năm 2005 theo tính tốn có khoảng 10000 MW đƣợc lắp đặt tồn giới có 2000 MW Đức 1.3 Tình hình phát triển lƣợng gió Việt Nam Nƣớc ta nƣớc có vùng bờ biển dài hai nghìn số, hàng năm lƣu lƣợng gió thổi vào đất liền lớn vào mùa hè Tốc độ gió thổi vào cao thích hợp cho việc phát điện Lịch sử việc sử dụng lƣợng gió nƣớc ta có từ lâu đời Tuy nhiên sử dụng lƣợng gió để chạy máy phát điện năm gần đƣợc để ý tới, phát triển chậm Hiện tỉnh Bình Định có dự án xây dựng nhà máy phát điện sức gió nhƣng cơng suất đạt 20 KW 10 năm trƣớc thành phố Hồ Chí Minh xuất cơng ty chuyên nhận cung cấp linh kiện máy phát điện sức gió Dự kiến đến năm 2020 nhà máy điện nguyên tử nƣớc ta bƣớc vào hoạt động sản lƣợng điện đáp ứng 80% nhu cầu Có giải pháp để đáp ứng nhu cầu điện thời gian khơng xa xây dựng trạm điện sức gió Sau gia nhập WTO, kinh tế Việt Nam đứng trƣớc nhiêu thách thức lớn Để vƣợt qua đƣợc cần có cơng nghiệp điện phát triển Xây dựng điện sức gió giải pháp hiệu để đáp ứng nhu cầu 1.4 Phƣơng hƣớng thiết kế Trong bối cảnh tồn cầu hố phát triển khai thác lƣợng lĩnh vực quan trọng kinh tế nƣớc ta việc khai thác nguồn lƣợng sạch, mang tính bền vững nhƣ lƣợng gió Việc nghiên cứu khai thác địi hỏi vừa mang tính kỹ thuật vừa mang tính kinh tế Trong cơng nghiệp nƣớc ta lại cịn non trẻ sau nhiều nƣớc phát triển giới Bởi để đảm bảo tính kinh tế ta thiết kế chọn, hay nói khác tính tốn để sử dụng thiết bị có sẵn thị trƣờng để đƣa lắp đặt hệ thống khóa luận Với phƣơng pháp thiết kế nội dung khóa luận đƣợc trình bày nhƣ sau: Chƣơng 1: Tổng quan Chƣơng 2: Sơ lƣợc nghiên cứu gió Chƣơng 3: Thiết kế lựa chọn chỉnh lƣu ổn áp Chƣơng 4: Thiết kế chọn roto gió máy phát Chƣơng 5: Lựa chọn điểm đặt cho hệ thống máy phát điện Chƣơng 6: Kết luận kiến nghị Chƣơng SƠ LƢỢC NGHIÊN CỨU VỀ NĂNG LƢỢNG GIÓ 2.1 Nghiên cứu lƣợng gió Năng lƣợng gió động khơng khí chƣyển động với vận tốc v Khối lƣợng qua mặt phẳng hình trịn vng góc với chiều gió thời gian t là: m =  V =  A.v.t =   r v.t (2.1) Trong  tỉ trọng khơng khí, V thể tích khối lƣợng khơng khí qua mặt cắt ngang hình trịn diện tích A, bán kính r thời gian t Vì động E cơng suất P gió là: E=  m.v2 =  r t.v 2 (2.2) P= E  =  r v t (2.3) Ta thấy cơng suất gió tăng theo luỹ thừa bậc ba vận tốc gió vận tốc gió yếu tố định đến công suất nhƣ chất lƣợng muốn sử dụng lƣợng gió Khi rotor gió đặt nơi có gió, luồng gió tới bị chặn lại gây chênh lệch áp suất nhiễu động trƣớc sau cánh gió Trƣớc cánh gió dịng chảy khơng khí bị dồn lại làm cho áp suất tăng lên Nhƣng vƣợt qua cánh vậ tốc lƣợng phía sau bị giảm đi, dịng chảy khơng khí khơng qua cánh gió tiếp tục chuyển động khơng đổi làm cho áp suất phía sau cánh gió giảm đi, đồng nghĩa với lƣợng giảm theo Áp suất vận tốc sinh tƣơng tác luồng gió rotor gió khơng phải hệ khép kín Các nhiễu loạn sóng thay đổi theo thời điểm Ngoài hệ tƣơng tác phụ thuộc vào loại rôto phát điện Tƣơng tác rôto trục ngang với dịng khí chuyển động làm cho nhiễu động có dạng hình trụ, cịn dịng khí tƣơng tác với rơto trục đứng hình phức tạp Sự nhiễu đƣợc mơ tả nhƣ hình vẽ sau: - Với rôto trục ngang: Vùng nhiễu vùng nén khí Hình 2-1: Vùng bị nhiễu gió qua rơto trục ngang Vùng nén khí vùng nhiễu động Hình 2-2: Vùng bị nhiễu gió qua rơto trục đứng Tuy nhiên, mục đích cuối ta thu đƣợc lƣợng tối đa vận tốc tối thiểu Nhƣng nhƣ toàn lƣợng gió biến đổi hồn tồn thành lƣợng vận tốc gió sau cánh gió không, điều xảy Nhƣ để đảm bảo lƣu thơng dịng khí cách tốt 10 khác tùy theo điều kiện khí tƣợng Tuy nhiên, ngƣời ta nêu lên nguyên tắc chung với mặt đất gồ ghề cần cột gió cao hơn, cao tốt Sau bảng ảnh hƣởng vật chắn tới độ giảm công suất tăng nhiễu: Khoảng cách xi gió từ vật chắn tính theo H Tính 5H chất 10H Giảm Giảm Tăng Giảm mau tốc thƣa độ % công nhiễu suất % tốc 15H Giảm Tăng Giảm Giảm Tăng công nhiễu tốc công nhiễu % độ % suất % % độ % suất % % vật chắn 0% (dầy 40 48 18 15 19 18 15 50 96 40 78 - 12 32 - 70 97 34 55 90 - 20 49 - đặc) 20% (lá thƣa) 40% dày) Định vùng 2,5 3,5 nhiễu Bảng 5-1: Sự giảm công suất tăng nhiễu sau vật chắn khác Gió bờ biển đáng ý tới việc lựa chọn địa điểm đặt máy Ảnh hƣởng gió bờ biển với ảnh hƣởng khác độ gồ ghề mặt biển mặt đất tạo nên gió mạnh sƣờn đồi núi nhiều đất liền 44 Đối với vùng núi, việc tìm vị trí đặt máy vùng núi khó khăn nhiều Tình hình gió vùng đìa hình phức tạp nhƣ vùng núi phụ thuộc nhiều yếu tố khác tác dụng qua lại chúng nhƣ yếu tố địa hình , vật chắn độ gồ ghề mặt đất độ biến thiên ngày tốc độ gió , hƣớng gió lạnh đêm mặt đệm Tất yếu tố tác động lên tình hình gió làm cho gió biến động khoảng cách ngắn Vì vậy, gió trạm khí tƣợng đặc trƣng cho đặc điểm gần Trong trƣờng hợp nhƣ điểm có chế độ gió tăng cƣờng Có thể số loại địa hình nhƣ sau: Đồi hay núi đứng độc lập Dãy đồi hay dãy núi Thung lũng Đèo Bất lợi việc tìm địa điểm đặt máy vùng núi dịng khơng khí bị nhiễu làm hƣ hại máy gió Đó trƣờng hợp gồ gề sƣờn núi dốc Tuy nhiên, mặt đất cao có nhiều lợi việc đặt máy gió thay cho cột tháp cao, giảm đƣợc chi phí đồng thời đƣa đƣợc máy gió lên vùng có gió mạnh Tăng cƣờng tốc độ gió cơng suất gió: Tại vùng thung lũng vùng sƣờn có gió thịnh hành đƣợc tăng cƣờng mạnh núi cao 45 Sau sơ đồ mô tả vị trí đặt máy gió thung lũng : miền gió mạnh Núi hƣớng gió đồng núi thung lũng 120km Hình4-5: Địa điẻm đặt máy gió thung lũng 5.3 Xác định đặc trƣng vị trí đặt máy Trong số trƣờng hợp ứng dụng máy gió, ngƣời ta thoả mãn tính tốn, thấy rõ tính hợp lý tìm đƣợc địa điểm đặt máy Tuy nhiên, muốn dựng động gió sở tính tốn hồn chỉnh máy gió giá trị kinh tế nó, ngƣời ta cần có thêm đặc trƣng gió vị trí Bảng 5-2 trình bày phƣơng pháp thuận lợi bất lợi chúng để phân tích đặc tính gió Phƣơng pháp thứ đơn giản nhất, dựa số liệu trạm khí tƣợng nơi gàn Số liệu phân tích chi tiết Chẳng hạn biến thiên hàng năm hàng ngày tốc độ gió có ích lợi số vấn đề Khi ta cần dùng hệ thông dự trữ lƣợng ta cần khoảng thời gian mà tốc độ gió giảm xuống dƣới giá trị định nhƣ ngƣỡng hoạt động máy gió 46 Phƣơng pháp thứ đƣợc dùng trƣờng hợp máy đặt gần trạm khí tƣợng(dƣới 10km đến 30b km) cho vùng gió mạnh địa hình phẳng Phƣơng pháp Tài liệu Thuận lợi địi Dùng số liệu gió Khơng trạm Bất lợi hỏi Chỉ tốt với diện khí nhiều thời gian tích rộng, tƣợng gần xác kinh phí để phân tốc độ gió hàng định đặc tính cơng tích Nếu dùng năm (5m/s) suất xác Khảo sát chỗ, Nếu có tƣơng Độ xác thay lập tƣơng quan quan tốt đổi có biến với trạm khí xác phƣơng động tốc độ tƣợng gần án hƣớng sau tính cơng suất Thu thập số liệu Chính xác nhất, Địi hỏi vị trí phân tích để áp dụng cho năm để thu tính tốn trƣờng hợp thập số liệu, cần máy tự ghi, chu kỳ số liệu phải đặc trƣng Nếu khơng có điều kiện cần tiến hành phƣơng pháp thứ hai thứ ba Lợi ích việc tiến hành khảo sát cần đƣợc xác định so sánh đầu tƣ kinh phí cho việc khảo sát với kết sản xuất lƣợng ảnh hƣởng thiếu chắn việc sản xuất lƣợng 47 Phƣơng pháp thứ hai cho phép đánh giá tốc độ gió trung bình hàng năm cách đặt máy đo gió địa điểm đặt máy ghi thời gian ngắn (từ 1÷3 tháng ) Trong thời gian ta lấy đƣợc trị số trung bình tốc độ gió trạm khí tƣợng gần Qua hai chuỗi số liệu tính đƣợc tƣơng quan xác định đƣợc giá trị trung bình tốc độ gió vị trí đặt máy, nhiên phƣơng pháp nhiều dẫn đến sai số đáng kể khơng có đƣợc hệ số cần thiết chỉnh lý số liệu Phƣơng nên dùng trƣờng hợp gió biến động tốc độ, hƣớng gió biến thiên theo mùa Phƣơng pháp thứ ba khác với phƣơng pháp thứ hai chủ yếu thời gian khảo sát địa điểm đặt máy Đây phƣơng pháp xác Tuy nhiên, khơng thể hồn tồn tin đƣợc số liệu năm đặc trƣng cho chế độ gió vị trí đặt máy Đặc tính gió tƣơng tự yếu tố khí tƣợng khác đặc trƣng theo thời gian Có năm gió mạnh có năm gió yếu trị số trung bình Những số liệu khí tƣợng nhiều năm việc việc sống lâu năm địa diểm đặt máy cần thiết để xem xét điều kiện gió thời gian khảo sát Nhƣợc điểm phƣơng pháp hai phƣơng pháp ba kinh phí tốn thu thập phân tích số liệu Tuy nhiên, tổn phí chấp nhận đƣợc thơng tin gió cần thiết để đánh giá lƣợng sản xuất Về nhiều mặt, tổn phí tƣơng đối, với máy gió dùng để bơm nƣớc q đắt, nhƣng với máy gió để phát điện hồn tồn hợp lý 48 DỰ TỐN GIÁ THÀNH XÂY DỰNG HỆ THỐNG MÁY GIĨ Sau thiết kế trình bày, ta cần phải tính tốn giá thành xây dựng hệ thống Đây sở để ta xem xét xem có nên xây dựng hệ thống máy phát điện sử dụng sức gió hay khơng? Nếu so với nguồn lƣợng khác chi phí xây dựng chi phí sử dụng nhỏ việc xây dựng hệ thống nên làm Ngƣợc lại chi phí xây dựng hệ thống máy gió lại cao thời gian thu hồi vốn chậm ta phải xem xét lại Trong thực tế việc xây dựng hệ thống máy phát điện sức gió cao việc đầu tƣ vào nguồn lƣợng khác nhƣ máy phát chạy nhiên liệu khác nhƣ nhiên liệu hoá thạch Tuy nhiên, việc khai thác sử dụng máy gió lại rẻ nhiều khơng tốn chi phí nhiên liệu cho việc phát điện, mà phí cho việc tu bảo dƣỡng theo chu kỳ Chính sau dự toán giá thành cụ thể cho hệ thống:  Rơto gió hãng Winco sản xuất có bán với giá 2600000( đ/chiếc) với mã hàng IA1400S  Máy phát điện có bán nhiều thị truờng Với hạng công suất 500W giá bán 1550000 ( đ/chiếc)  Ổn áp SL1000VA hãng LIOA sản suất có giá bán 600000 ( đ/chiếc)  Riêng ắc quy ta không mua mà theo thiết kế xây dựng ắc quy bể dung tích 600 × 400 × 400 mm Do chi phi chi phí cho xây dựng chi phi cho chất điện li bể Với giá thị trƣờng xây dựng ắc quy vào khoảng 600000( đ/chiếc)  Máy biến áp ta chọn loại có hệ số biến áp KU = 2U 2.24 = 220 U =0,218, Với giá 680.000(đ/bể)  Ngồi cịn giá thành mốt số thiết bị khác đƣợc nêu bảng (5-2) 49 ST Tên thiết T bị 10 Chủng loại Số lƣợng Rơto gió IA400S Máy phát P = 500W Ổn áp SL1000VA Diode IH=15A, Ung≥24V Thyrister I=50A, Umin=24V Máy phát f = 50Hz xung Máy biến KU=0,218 áp Cuộn cảm L = 100H Tụ điện U=100V, C= 50μF Ắc quy 1500Ah, U = 24V Đơn vị Đơn giá Thành tiền tính Chiếc (nghìn (nghìn đồng) đồng) 2.600 2.600 Của hãng Winco Chiếc 1.550 1.550 TD900MED Chiếc 600 600 Của hãng LIOA Cái 30 180 Cái 40 80 Bộ 1.200 1.200 Chiếc 680 680 Cuộn 45 90 Cái 15 15 Bể 600 600 11 Tháp 2×5 = 10m Cột 150 300 12 Dây cáp 4×12m sợi 130 420 13 Phí lắp đặt 500 14 Tổng 8.515 Từ ta tính đƣợc thời gian thu hồi vốn: T= Ghi C (5.1) P.G 50 FUNGLE Trong đó: C: chi phí xây dựng P: công suất phát (P = 1Kw) G: giá bán 1Kwh điện ( giả thiết giá bán G = 700đ/Kwh ) => T= 8515000 = 12164 (h) tƣơng đƣơng với 507 ngày, đồng nghĩa 1.700 với thời gian gần năm rƣỡi Ta tính đƣợc giá thành Kwh điện với giả thiết thời gian phát điện năm: Gb = C P.T (5.1) Trong đó: C: chi phí xây dựng P: cơng suất phát (P = 1Kw) T thời gian hai năm tính băng giờ: T = 17520 (giờ) => Gb = 8515000 = 486 (đồng/Kwh) 1.17520 51 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 6.1 Kết luận Sau thời gian miệt mài nghiên cứu thu thập số liệu thông tin cần thiết, đến hồn thành xong khố luận : “thiết kế hệ thống máy phát điện sử dụng sức gió cơng suất 1000W” Việc thực khoá luận xuất phát từ quan điểm muốn nghiên cứu tiềm năng lƣợng gió Việt Nam giả vấn đề thiếu lƣợng nhƣ nay, từ thiết kế đƣợc hệ thống máy phát điện sức gió hồn chỉnh để góp phần giải vấn đề khan lƣợng nƣớc ta nói riêng giới nói chung Tuy nhiên, việc tính tốn thiết kế lựa chọn trang thiết bị để lắp ráp cho hệ thống máy phát điện sức gió cơng việc địi hỏi kiến thức rộng, bao gồm kiến thức nhiều môn Cụ thể nhƣ trình bày: Muốn lắp đặt đƣợc hệ thống trƣớc hết phải có gió Cơng việc thuộc lĩnh vực nghành khí tƣợng thuỷ văn Và cơng việc đo đạc thu thập số liệu mang tính xác suất tƣơng đối Thứ hai phần thiết kế: phần vừa bao gồm kiến thức thiết kế máy vừa bao gồm hiểu biết điện -điện tử Tuy khoá luận tập chung vào việc tính tốn để lựa chọn thiết bị sử dụng vào hệ thống nhƣng địi hỏi nhiều kiến thức chuyên môn đựơc học bốn năm qua Thứ ba việc phân tích phƣơng án để lựa chọn thiết bị phù hợp cơng việc địi hỏi tốn nhiều cơng sức Các thiết bị khác có đặc tính nhƣ thơng số kỹ thuật khác Bởi việc phân tích lựa chọn thiết bị việc phải phân tích tổng thể yếu tố kinh tế kỹ thuật văn hố nhƣ bảo vệ mơi trƣờng Chính khó khăn mà luận văn chắn cịn nhiều thiếu sót Điều tơi mong đƣợc bổ sung góp ý thầy cô độc giả 52 Nhân đây, xin gửi lời chân thành cảm ơn tới toàn thể thầy dìu dắt tơi bốn năm qua, đặc biệt thầy Trần Kim Khôi - ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn tơi hồn thành khố luận 6.2 Khuyến nghị Qua việc nghiên cứu phân tích hệ thống máy phát điện sức gió, tơi thấy có nhiều lợi ích thực tiễn Bởi mong nhà trƣờng nhƣ quan tổ chức chun mơn tích cực đầu tƣ nghiên cứu phát triển hệ thống máy phát điện sức gió Vừa để giải vấn đề thiếu lƣợng trầm trọng nhƣ vừa để bảo vệ môi trƣờng sống từ góp phần vào cơng phát triển đất nƣớc nâng cao chất lƣợng sống ngƣời Việt Nam nói riêng giới nói chung 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Kim Khôi(2001), Kỹ thuật điện điện tử - nhà xuất nông nghiệp Nguyễn mạnh Đức(1989), Ứng dụng lƣợng gió – Nhà xuất khoa học thành phố Hồ Chí minh Trần Khánh Hà(2001), Thiết kế máy điện – NXB khoa học kỹ thuật Trần Đăng Khiết(1997), Năng Lƣợng gió điều cịn chƣa biết – NXB khoa học kỹ thuật Vũ Quang Hồi(1999), Trang bị điện tử công nghiệp - NXB giáo dục Lê Hùng Tiến(2003), Ứng dụng vật liệu từ việc chế tạo máy phát điện sức gió - Luận án tiến sĩ Phan Mỹ Tiên(2004), Phân bố tiềm gió lãnh thổ Việt Nam Luận án phó tiến sĩ Nguyễn Lê Tồn(2007), Gió – NXB giáo dục 54 PHẦN PHỤ LỤC Phụ lục 1: Mô hình máy gió đƣợc tác giả chế tạo đƣa vào sử dụng có hiệu 55 56 Các thơng số hình học máy gió trên: kích thƣớc bao: dài×rộng×cao = 1,6m×1,2m×1,1m Bán kính quay: R=0,55m Trọng lƣợng : m=23kg Độ cao đặt máy thực tế: H = 9m Các thông số kỹ thuật: Cơng xuất dịng điện chiều trung bình: PDC = 24W Điện áp ổn định: U = 6V Mô men max làm quay máy phát: Mmax= 0.15Nm Ƣu điểm lớn máy gió tác giả chế tạo giá thành rẻ Tất vật liệu chế tạo máy gió tận dụng từ vật dụng gia đình Bởi thích hợp cho quy mơ gia đình Mặt khác diện tích chiếm chỗ lại nhỏ nên đặt nhiều vị trí gia đình 57 Phụ lục 2: Các loại rôto đƣợc chọn lọc hàng trăm loại rôto đƣợc sáng chế đem thử nghiệm: Loại rô to Tốc độ Mô men Ứng dụng Cao Thấp Phát điện Cao Thấp Phát điện Jmax E ÷ 10 0,42 Rơto Dariơ 5÷6 0,4 Nhiều cánh 3÷4 0,35 Trung bình Trung bình Cánh Buồm 0,35 Trung bình Trung bình Loại quạt kéo 0,3 Thấp Cao Bơm Savoniux 0,15 Thấp Cao Bơm Loại kéo 2÷3 0,17 Thấp Cao Bơm, xay Cánh khí động (2 cánh) quay 58 Phát điện hay bơm Phát điện hay bơm ... Căn vào máy phát điện cỡ nhỏ ta chọn máy phát điện có cơng suất 500W Do cơng suất cần thiết trục rôto là:: Pg = Pp.K0 (4.3) Trong đó: Pg cơng suất rơto máy gió Pp công suất máy phát điện K0 hệ... thống máy phát điện sức gió nhƣ sau: Turbin gió Máy phát Chỉnh lƣu (~/-) Ắc qui Tải sử dụng Hộp phân phối Chỉnh lƣu (-/~) Ổn áp Hình 2-5 : Sơ đồ khối hệ thống máy phát điện sức gió 15 Chƣơng THIẾT... Sơ lƣợc nghiên cứu gió Chƣơng 3: Thiết kế lựa chọn chỉnh lƣu ổn áp Chƣơng 4: Thiết kế chọn roto gió máy phát Chƣơng 5: Lựa chọn điểm đặt cho hệ thống máy phát điện Chƣơng 6: Kết luận kiến nghị