TỔNG QUAN VỀ NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN
2.2.Một số dạng nguồn phát điện phân tán.
Một số dạng nguồn phân tán đang được đánh giá là có tiềm năng và tính khả thi nhất trong quá trình phát triển ở nước ta trong tương lai đó là: điện gió, thủy điện nhỏ và điện mặt trời…
2.2.1.Nguồn điện gió 2.2.1.1. Khái niệm chung
Đối với tuabin gió, động năng dòng không khí được biến đổi thành điện năng. Công suất của các tuabin gió ngày càng tăng lên trong vòng 2 thập kỉ qua vưi công suất lớn nhất của một tổ tuabin gió - máy phát đã lên tới 4MW. Đối với các tổ có công suất nhỏ hơn, cấu hình thường gặp là loại tuabin “đứng” (stall regulated turbin - không quay) tốc độ cố định. Các tuabin lớn hơn 1MW được trang bị hệ thống điều chỉnh tốc độ để đáp ứng được ứng lực cơ khí tăng lên. Các tuabin đơn lẻ thường
Đo đếm Hệ thống bảo vệ kết nối Dao cách ly Máy cắt Lưới điện phân phối trung áp G G Điểm kết nối chung (PCC) Điểm kết nối (CP) Đường dây kết nốiDG
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
28
được kết nối vào lưới phân phối trung áp. Riêng đối với các nhà máy điện gió lớn (tổ hợp kết nối của nhiều tuabin gió), nếu cần thiết có thể nối lên lưới truyền tải.
Hình 2.2. Mặt cắt dọc hộp tổ hợp tuabin - máy phát điện gió
Tháp đặt tổ hợp tuabin-máy phát thường được đặt trên trụ thép có thể cao tới 100m, có trang bị các bậc thang để dẫn người vận hành, bảo dưỡng lên trên. Các bộ phận chính của hộp tổ hợp tuabin-máy phát như trên hình 2.2 bao gồm: rôto và cánh quạt (rotor and wings), vỏ hộp máy (nacelle), hộp bánh răng truyền động (gear box) và máy phát điện (generator).
Công suất cơ lấy ra từ tuabin gió phụ thuộc vào diện tích quét của cánh quạt và tỉ lệ bậc ba với tốc độ gió theo công thức:
3 p. .A. C 2 1 P (2.1) Trong đó: : mật độ không khí, kg/m3
A: diện tích quét gió của cánh quạt, m2
: tốc độ gió, m/s
Cp: hệ số công suất cơ của tuabin gió (Cp = 0,20,5)
Ở tốc độ gió 6m/s thì năng lượng tương ứng là 132 W/m2, khi = 12m/s thì năng lượng tương ứng là 1053 W/m2.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
29
Nguồn điện gió có ưu điểm là không tiêu thụ nhiên liệu và không gây ô nhiễm môi trường nhưng nhược điểm có bản của điện gió là không ổn định, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Một vấn đề khác nữa là tiếng ồn từ cánh quạt của tuabin gió cũng cần được quan tâm thỏa đáng.
Công thức (2.1) được tính ứng với tốc độ gió nhất định. Tuy nhiên tốc đọ gió lại thường xuyên thay đổi. Nếu tính một cách chính xác cần xác định chế độ gió tại rất nhiều thời điểm khác nhau trong ngày (thường được xác định theo giờ).
max i n igio P . P (2.2) Trong đó:
Pigio: công suất máy phát gió tại mức vận tốc i, kW i : vận tốc gió tại thời điểm i, m/s
max: vận tốc gió cực đại, m/s Pn: công suất đặt của máy phát, kW
Trong chương trình đánh giá về năng lượng cho châu Á, Ngân hàng thế giới đã có một khảo sát chi tiết về năng lượng gió khu vực Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Theo tính toán của nghiên cứu này thì Việt Nam có tiềm năng gió lớn nhất, tổng tiềm năng điện gió của Việt Nam ước đạt khoảng 513.360MW.
Ưu điểm dễ thấy nhất của điện bằng sức gió là không tiêu tốn nhiên liệu, không gây ô nhiễm môi trường như các nhà máy nhiệt điện, dễ chọn địa điểm và tiết kiệm đất xây dựng. Các trạm điện bằng sức gió có thể đặt gần nơi tiêu thụ điện, như vậy sẽ tránh được chi phí cho việc xây dựng đường dây tải điện. Ngày nay, điện năng sức gió đã trở nên rất phổ biến, thiết bị được sản xuất hàng loạt, công nghệ lắp ráp đã hoàn thiện nên chi phí cho việc hoàn thành một trạm điện bằng sức gió hiện nay chỉ bằng 1/5 so với năm 1986.
Trạm điện bằng sức gió có thể đặt ở những địa điểm và vị trí khác nhau, với những giải pháp rất linh hoạt và phong phú. Các trạm điện bằng sức gió đặt ở ven biển cho sản lượng cao hơn các trạm nội địa vì ở bờ biển thường có gió mạnh. Giải pháp này tiết kiệm đất xây dựng, đồng thời việc vận chuyển các cấu kiện lớn trên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
30
biển cũng thuận lợi hơn trên bộ. Dải bờ biển Việt Nam trên 3000km có thể tạo ra công suất hàng tỉ kW điện năng bằng sức gió. Đặt một trạm điện bằng sức gió bên cạnh các trạm bơm thủy lợi ở xa lưới điện quốc gia sẽ tránh được việc xây dựng đường dây tải điện với chi phí lớn gấp nhiều lần chi phí xây dựng một trạm điện bằng sức gió. Việc bảo quản một trạm điện bằng sức gió cũng đơn giản hơn việc bảo vệ đường dây tải điện rất nhiều.
Tuy nhiên, gió là dạng năng lượng mang tính bất định cao nên khi đầu tư vào lĩnh vực này cần có các số liệu thống kê đầy đủ, tin cậy. Nhưng chắc chắn chi phí đầu tư cho điện bằng sức gió thấp hơn so với thủy điện. Toàn bộ chi phí cho một trạm điện bằng sức gió 5MW khoảng 3.000.000 euro. Với 500 trạm điện bằng sức gió loại 5MW sẽ có công suất 2,5 triệu kW, lớn hơn công suất thủy điện Sơn La, tổng chi phí sẽ là 1,875 tỉ USD, chi phí này nhỏ hơn 2,4 tỉ USD là dự toán xây dựng Nhà máy thủy điện Sơn La.