3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.2.3. Tính toán công suất tấm PMTcần sử dụng
- Diện tích các tấm pin NLMT [4].
Diện tích PMT = EPMT
Gtbn×ɳPMT×TCF×ɳra𝑋1000(𝑚2) (4.3) Trong đó:
Gtbn : bức xạ mặt trời trung bình mỗi ngày (kWh/m2/ngày); TCF: yếu tố điều chỉnh nhiệt độ;
ɳ PMT: hiệu suất PMT;
ɳ ra: hiệu suất AQ (ɳAQ) × hiệu suất bộ chuyển đổi nguồn điện (ɳInv).
-Dung lượng dàn PMT cần sử dụng.
PMTcông suất cực đại = diện tích PMT × PSI× ɳPMT (Wp) (4.4)
Kết quả trên chỉ cho ta biết số lượng tối thiểu số lượng tấm PMT cần dùng. Càng có nhiều tấm PMT thì hệ thống sẽ làm việc tốt hơn, tuổi thọ của AQ sẽ cao hơn. Nếu có ít PMT, hệ thống sẽ thiếu điện trong những ngày râm mát, rút cạn AQ hơn và như vậy sẽ làm cạn nguồn NL dự trữ ở trong AQ, làm cho AQ giảm tuổi thọ. Nếu thiết kế nhiều tấm PMT thì giá thành hệ thống cao, vượt quá ngân sách cho phép, đôi khi không cần thiết. Thiết kế bao nhiêu tấm PMT còn phụ thuộc vào độ dự phòng của hệ thống. Thí dụ một hệ ĐMT có độ dự phòng là 2 ngày (là những ngày không có nắng để PMT sản sinh ra điện), thì bắt buộc lượng AQ phải tăng hơn và phải kéo theo tăng lượng PMT.
4.2.4.Tính toán công suất tua bin gió có công suất nhỏ
4.2.4.1. Tính toán diện tích cánh của tua bin gió trục đứng
Có hai dạng kết cấu cánh tua bin gió trục đứng thường được sử dụng: cánh Giromill và cánh savonius. Tuy nhiên, dạng cánh savonius có ưu điểm nổi bật là lực phát động thấp nên tua bin có thể bắt đầu hoạt động ở tốc độ gió thấp. Vì vậy, chúng tôi đã chọn dạng cánh savonius để thiết kế, chế tạo cánh tua bin gió.
a)Dạng cánh savonius
Kiểu cánh được sử dụng là kiểu savonius. Có đường kính phủ ngoài của cánh là d, chiều cao của cánh chọn h ứng với tốc độ gió trung bình v ở độ cao 10m. Tua bin là loại trục đứng với tổng tiết diện cánh là.
A= h*d (m2) (4.5)
Vậy NL gió thu được từ diện tích cánh A là
3 647 , 0 Av
Công suất cơ làm quay trục cơ rô to
W
p
m C P
P (W) (4.7)
Trong đó với loại kiểu dạng cánh savonius có tỷ số tối ưu TSR là 0.8 Cp = 0,196*(TSR)+0,23233
Vì động cơ gió có công suất nhỏ, nên hiệu suất phát điện(g) thay đổi từ 0.4 – 0.8. Công suất đầu ra của động cơ gió là
t g
out P
P (W) (4.8)
Do tổn hao trong hệ thống, cũng như xét đến tính an toàn khi những ngày gió không tốt, số Wh của động cơ gió cung cấp (EGIO-CC) phải cao hơn tổng số Wh của động cơ gió (EGIO), theo công thức sau.
EGIO-CC = 1,3* EGIO (Wh) (4.9)
b)Thiết kế thông số cụ thể tua bin gió
Cánh tua bin:
- Cung tròn nhỏ cho cánh = 0.1875* đường kính vòng tròn lớn = 0,1875*1,2 = 0,225 (m) (4.10) Với chọn đường kính vòng tròn lớn = 1,2(m)
- Chiều dài đuôi cánh nhỏ = 0.4*đường kính tua bin
= 0,4*1,2 =0, 48 (m) (4.11)
c)Kết cấu cánh tua bin gió
Cánh tua bin được thiết kế theo hai công thức (4.10) và (4.11), với hình dáng như hình 4.3.
Để thuận tiện thi công chế tạo đồng thời đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, vật liệu cánh được làm bằng tôn có độ dày 0.45 mm, được gò lại và có các thanh giằng bằng thép để đảm bảo độ vững chắc và lực tác động của gió vào cánh quạt.