So sánh turbine trục đ ng và trục ngang

Một phần của tài liệu Thiết kế bộ nghịch lưu cho máy phát điện đồng bộ năng lượng gió công suất nhỏ hòa lưới điện quốc gia (Trang 31)

Đư có nhiều tranh luận xoay quanh vấn đề này, có thể nói bắt đầu từ khi phát minh ra các bộ chuyển đổi năng l ợng gió. Các chuyên gia đư đ a ra nhiều quan điểm khác nhau. Dennis G.Shepherd đư so sánh hai lo i turbine này một cách toàn diện nhất trong tác phẩm “Năng l ợng gió”, ông đư đ a ra những u và nh ợc điểm t ơng đối c a hai lo i turbine này nh sau:

u điểm c a VAWT so với HAWT:

- Một turbine gió trục đ ng truyền thống là một cỗmáy không h ớng. Nghĩa là VAWT ho t động mà không phụ thuộc vào h ớng gió. Nh vậy hệ thống xoay h ớng gió ph c t p c a HAWT sẽ không cần thiết VAWT.

- VAWT đ ợc đặt ngay trên nền đất, khác với HAWT ph i đ ợc đ a lên tháp cao. Hộp số, máy phát và dàn cơ khí điều khiển rất nặng, do đó nếu đặt d ới đất thì việc lắp đặt, b o trì sẽ rất thuận tiện và dễ dàng.

- Với cùng một công suất ngõ ra, tổng chiều cao c a HAWT (bao gồm tháp) sẽ cao hơn rất nhiều so với lo i trục đ ng Darrieus gây tác động rõ rệt đến xung quanh. Vềph ơng diện này, các turbine gió trục đ ng đ ợc coi nh thân thiện với môi tr ng hơn so với lo i trục ngang.

- Các cánh qu t c a VAWT không bị ph i chịu đựng áp lực khi xoay. Cánh c a VAWT rẻ và bền cao hơn so với HAWT.

H n chế c a VAWT:

- VAWT nói chung không thể tự kh i động đ ợc. Rô to Savonious là một ngo i lệnh ng nó có hiệu suất khá thấp.

- Vì VAWT đ ợc đặt ngay trên mặt đất, nên nó lệ thuộc vào gió có tốc độ thấp và thay đổi liên tục. Với cùng một diện tích quét và trọng l ợng thì công suất ngõ ra c a VAWT thấp hơn HAWT.

- Các dây cáp chằng VAWT chiếm khá nhiều diện tích, nên có thể gây khó khăn cho việc tận dụng phần đất bên d ới turbine, đất đai th ng canh tác, trồng trọt bên d ới.

- Toàn bộ trọng l ợng c a VAWT đ ợc đặt lên bộ đệm đỡ phía d ới, bộ đệm này rất c ng, linh ho t và có độ tin cậy cao khi vận hành. Tuy nhiên khi bộ đệm này h hỏng, thì đòi hỏi ph i tháo dỡ xuống toàn bộ máy phát để sửa chữa hoặc thay thế.

- Đối với VAWT, mô men quay và công suất ngõ ra thay đổi thất th ng một cách tuần hoàn khi cánh qu t đi vào và ra khỏi vùng tác động c a gió trong mỗi vòng quay, trong khi HAWT mô men quay và công suất ngõ ra khá ổn định.

Do mô men quay c a VAWT thay đổi tuần hoàn, nên t o ra nhiều tần số dao động tựnhiên. Điều này rất nguy hiểm và cần ph i đ ợc lo i bỏ nhanh chóng b i bộ điều khiển cơ khí, nếu không sự cộng h ng sẽgây h hỏng nghiêm trọng cho rô to. Trong khi đó một HAWT nếu đ ợc thiết kế kỹ l ỡng sẽ không có những vấn đề rung động nh vậy.

Sự phát triển mang tính c nh tranh và những gì làm đ ợc c a turbine trục ngang sẽ bị h n chế trong t ơng lai, phần lớn là do t i trọng c a những cánh qu t ngày càng lớn. Có thể nhận thấy rằng, mặc dù hiệu suất thấp nh ng turbine trục đ ng không chịu áp lực nhiều từ t i trọng c a nó, điều làm giới h n kích th ớc c a turbine trục ngang.

Xét về mặc hiệu qu kinh tế, các nhà phân tích cho rằng: nếu tr ớc đây các turbine trục đ ng với công suất ngõ ra kho ng 10 MW đ ợc phát triển thì ít nhất nó

cũng làm đ ợc những gì mà turbine trục ngang làm đ ợc ngày nay, nh ng chi phí trên một đơn vị công suất thấp hơn nhiều, do đó vấn đề hiệu suất c a turbine trục đ ng thấp 19% đến 40% so với 56% turbine trục ngang là không quan trọng.

Một phần của tài liệu Thiết kế bộ nghịch lưu cho máy phát điện đồng bộ năng lượng gió công suất nhỏ hòa lưới điện quốc gia (Trang 31)