Bước 2: Xác định vận tốc gió.
Thơng thường số liệu khảo sát sẽ bị thay đổi liên tục, nên giá trị này xác định từ các số liệu khảo sát gió. Giá trị này được xác định lấy giá trị gió khảo sát mà tần số xuất hiện nhiều nhất để lựa chọn.
Bước 3: Xác định được giá trị công suất điện Pe ở ngõ ra mong muốn.
Lựa chọn công suất ngõ ra mà khi máy phát điện gió phát điện ở vận tóc gió thường xuyên, đây là công suất thu được sau khi qua máy phát điện.
Bước 4: Xác định ước lượng diện tích cánh A sẽ thiết kế trong máy phát điện gió.
Diện tích cánh gió được lựa chọn phụ thuộc vào chiều cao cánh gió và độ rộng của cánh gió. Nếu như cánh gió có bán kính càng nhỏ thì sẽ turbine cánh gió sẽ quay với tốc độ càng lớn nhưng mơ men quay càng nhỏ và ngược lại. Diện tích cánh gió được xác định như sau:
A=dm *h (m2)
Trong đó: A: Diện tích cánh gió (m2)
dm là đường kính cánh rơ to (m); h là chiều cao cánh rô to (m).
Bước 5: Tính cơng suất gió tối đa thu được ứng với diện tích cánh rơ to A (m2), khi tính ở nhiệt độ bình thường. Để tính cơng suất thu được sử dụng cơng thức:
Pw=0.647*A.u3 (W). Trong đó:
Pw : Cơng suất gió (W) A: Diện tích cánh gió (m2) u: Vận tốc gió (m/s)
96
Đối với loại kiểu dáng cánh Lenz2 có tỷ số tối ưu TSR là 0.8; Cp =0.389
Bước 7: Công suất truyền qua bộ truyền động với hiệu suất truyền động là m:
m m
t P
P = (W) Để xác định được hiệu suất truyền động:
• Tính tốc độ quay của rơ to cánh gió:
m r u n . . 2 . 2 = (vòng/giây) = m r u . . 2 . 60 (vòng/phút); với =0.8 (TSR) • Lựa chọn tỷ số truyền động i:
Với tốc độ quay của máy phát điện là n, tính được tỷ số truyền động i = n1/n2; - Nếu i ≤ 7 thì lựa chọn một tầng bánh răng;
- Nếu 8 ≤ i ≤ 40 thì lựa chọn 2 tầng bánh răng, nếu như tỷ số truyền lớn hơn có thể chọn 3 hoặc 4 tầng bánh răng;
Hiệu suất truyền động được tính như sau: nếu lựa chọn 1 tầng thì hiệu suất là 0.99 và nếu thêm 1 tầng nữa thì hiệu suất sẽ giảm đi 1% nữa;
Bước 8: Công suất ngõ ra Pout của máy phát, với glà hiệu suất của máy phát điện:
t g out P
P = (W);
Bước 9: Kiểm tra công suất ngõ ra Pout
• Nếu Pout < Pe thì phải tăng lại diện tích cánh, tức phải quay lại Bước 4 để thực hiện lại việc chọn diện tích cánh phù hợp.
• Nếu Pout > Pe thì thực hiện tiếp bước 10.
Bước 10: Đưa ra chi tiết kết quả:
• Vận tốc gió định mức u (m/s);
• Diện tích cánh rơ to A (m2): đường kính cánh rơ to dm (m); chiều cao cánh rô to h (m); số lượng cánh: 3 cánh; độ dày mỗi cánh: m = 0.1875*dm (m); chiều dài cánh: l = 0.4*dm(m).
• Bộ truyền động: tỷ số truyền i; tốc độ quay của rô to n2 (vòng/phút); tốc độ quay của máy phát n1 (vòng/phút); số tầng bánh răng q (tầng); số răng của bánh răng ở mỗi tầng với bánh răng cơ sở là x răng;
• Cơng suất đạt được Pout; • Hình dạng, kiểu dáng.
97