(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình máy phát điện gió kết hợp năng lượng mặt trời công suất nhỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ MINH HOÀNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY PHÁT ÐIỆN GIĨ KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CÔNG SUẤT NHỎ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 6052013 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 09/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ MINH HỒNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CƠNG SUẤT NHỎ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 6052013 Tp Hồ Chí Minh, tháng 9/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ MINH HỒNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN GIĨ KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CƠNG SUẤT NHỎ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 6052013 Hướng dẫn khoa học: TS PHẠM HUY TN ThS HỒNG TRÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng 9/2016 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Võ Minh Hồng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 21/03/1979 Nơi sinh: Bình Thuận Quê quán: Bình Thuận Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: Số 28/7 Nguyễn Du - Lạc Đạo - TP, Phan Thiết - Bình Thuận Điện thoại quan: (062) 3835084 Điện thoại di động: 01233172179 Fax: E-mail: vmhoang@dnbt.edu.vn II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 1997 đến 2002 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp, Hồ Chí Minh Ngành học: Thiết kế máy Tên đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy phân loại hạt cà phê theo màu sắc hạt Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: Khoa kỹ thuật sở - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp, Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: Giảng viên: ThS Chế Văn Hưng Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2014 đến 10/2016 Nơi học (trường, thành phố):Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp, Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật Cơ khí Tên luận văn: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình máy phát điện gió kết hợp lượng mặt trời công suất nhỏ Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 29/10/2016 = Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp, Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: TS Phạm Huy Tn; ThS Hồng Trí III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2003 Công ty TNHH PNP Việt Nam - Nhân viên kỹ thuật 2005 2006 Trường Trung cấp KT-KT Tôn - Chuyên viên phòng Đào tạo 2008 Đức Thắng - Phụ trách phòng quản trị thiết bị 2009 đến Trường Cao đẳng nghề Bình dạy học Thuận - Phó trưởng phịng TC-HC-QT i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2016 Học viên (Ký tên ghi rõ họ tên) Võ Minh Hoàng ii CẢM TẠ Qua q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn, học trị kính gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến quý thầy:  TS Phạm Huy Tn, ThS Hồng Trí tận tình dạy, tạo điều kiện động viên học trò suốt q trình thực  Q thầy, giáo tham gia cơng tác giảng dạy, hướng dẫn học trị thành viên lớp, tồn khố học  Quý thầy, cô giảng dạy khoa Cơ khí Chế tạo máy, phịng Đào tạo - phận sau đại học - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh giúp đỡ người thực thời gian học tập nghiên cứu trường  Kính gửi lời cảm tạ tới BGH Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho cho học viên trường học tập nghiên cứu  Xin chân thành cảm ơn gia đình Ban giám hiệu, tập thể cán quản lý, giáo viên Trường Cao đẳng nghề Bình Thuận hỗ trợ, động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập Kính chúc q thầy, thật nhiều sức khỏe Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2016 Học viên Võ Minh Hồng iii TĨM TẮT Năng lượng mối quan tâm hàng đầu nước giới, bối cảnh nguồn lượng hóa thạch dần cạn kiệt Vì việc áp dụng khoa học kỹ thuật khai thác, sử dụng nguồn lượng thay cho nguồn lượng hóa thạch truyền thống mối quan tâm hàng đầu nhân loại Mơ hình lai (hybrid) phương pháp hữu hiệu sản xuất điện tồn giới Nhiều cơng trình nghiên cứu thực tiếp tục tiến cho hệ thống Đề tải đề xuất hệ thống tuabin sử dụng lượng gió kết hợp lượng mặt trời sinh điện lưu trữ vào ắc quy dự phòng Hệ thống thiết kế, tích hợp nguồn lượng điện quy mô nhỏ đáp ứng phần nguồn điện sinh hoạt cho nơi khơng có điện lưới quốc gia vùng xa xôi hải đảo Với đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình máy phát điện gió kết hợp lượng mặt trời cơng suất nhỏ” nhằm nghiên cứu, tính tốn chế tạo hệ thống lai sử dụng hai nguồn lượng từ gió mặt trời áp dụng vào thực tế sống; đặc biệt cho địa phương có tiềm dồi hai nguồn lượng xanh iv ABSTRACT Energy security has been a major concern throughout the human history, especially when fossil fuels are becoming depleted, The demand of finding and developing alternative energy resources is more crucial then ever, Some of the very essential sources are the renewable energy which solar energy and wind energy are the two most abundant sources that human can rely on Combined system to harvest several types of green energy is an effective way to take the advantage of each source Hybrid model for solar and wind energies has been widely studied recently This thesis investigates a hybrid energy system combining solar photovoltaic and wind turbine with backup storage batteries The hybrid system was designed, integrated and optimized to provide electrical energy on the household scale to rural and remote areas where electric grid is not available The thesis “Research, design and fabricate small scale hybrid power system for solar and wind energy” aimed to make a hybrid model to create electricity from solar and wind energy, This research is very practical for central coastal provinces such as Binh Thuan where wind and solar enegy are extremely abundant v MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii CẢM TẠ iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi DANH MỤC HÌNH VẼ xii DANH MỤC BẢNG BIỂU xvi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xvii Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tính cấp thiết đề tài .2 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài .2 1.3.1 Ý nghĩa khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 1.4 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài .3 1.5.1 Đối tượng nghiên cứu 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: 1.6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: 1.7 Các nghiên cứu nước 1.7.1 Các nghiên cứu nước 1.7.2 Các nghiên cứu nước 1.8 Định hướng nghiên cứu 1.9 Nội dung luận văn Chương TỔNG QUAN vi 2.1 Tổng quan lượng gió 2.1.1 Tiềm gió Việt Nam 2.1.2 Tiềm gió tỉnh Bình Thuận 2.2 Tổng quan máy phát điện gió 10 2.2.1 Các loại máy phát điện gió cơng suất nhỏ 10 2.2.1.1 Tuabin gió trục ngang (HAWT) 10 2.2.1.2 Tuabin gió trục đứng (VAWT) 11 2.2.2 So sánh HAWT VAWT 11 2.3 Tổng quan lượng mă ̣t trời Việt Nam, tỉnh Bình Thuận 12 2.3.1 Tiềm năng lượng xạ mặt trời Việt Nam 12 2.3.2 Tiềm năng lượng xạ mặt trời Bình Thuận .13 2.4 Tổng quan pin quang điện .15 2.4.1 Pin quang điện 15 2.4.1.1 Giới thiệu .15 2.4.1.2 Cấu tạo 15 2.4.1.3 Nguyên lý hoạt động 16 2.4.1.4 Phân loại pin quang điện .18 2.4.2 Ưu nhược điểm pin quang điện 20 2.5 Hệ thống phát điện hỗn hợp lượng gió - mặt trời 20 2.5.1 Các thành phần hệ thống 20 2.5.2 Ưu nhược điểm 21 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT .22 3.1 Tuabin gió 22 3.1.1 Định luật Bezt .22 3.1.2 Hệ số công suất Cp .23 3.1.3 Tỉ số tốc độ gió đầu cánh TSR 25 3.1.4 Số cánh quạt 26 3.1.5 Đường cong cơng suất lý tưởng tuabin gió 26 3.1.6 Lực tác dụng lên rotor 27 vii ... ? ?Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mơ hình máy phát điện gió kết hợp lượng mặt trời cơng suất nhỏ? ?? hình thành thiết bị phù hợp phục vụ việc sản xuất điện công suất nhỏ địa phương có tiềm năng, đặc... ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ MINH HOÀNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN GIĨ KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CÔNG SUẤT NHỎ... ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ MINH HOÀNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN GIĨ KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CƠNG SUẤT NHỎ