II. Đánh giá tiềm năng và phân bố n lợng gió và mặt trời 1 Hiện trạng khai thác năng lợng gió và mặt trời.
2. Phân tích đánh giá tiềm năng Năng lợng Mặt trời và Gió ở Việt Nam.
2.2. Tiềm năng năng lợng gió.
a, Đặc điểm của gió Việt Nam
Lãnh thổ Việt Nam nằm ở vĩ độ thấp ( từ vĩ độ 23021’ -:- 8024’ bắc bán cầu ). Vùng này có tốc độ gió nhỏ trên bán cầu. Tuy nhiên gió Việt Nam có những đặc điểm riêng :
- Việt Nam nằm trong vùng giao tranh của nhiều hệ thống hồn lu. Mặc dù lãnh thổ nằm trong đới chí tuyến mà hồn lu đặc trng của đới này là gió tín phong (đó là gió thổi đều đặn từ phía nam của các áp cao cận chí tuyến theo hớng đơng bắc
về phía dải áp thấp có vị trí trung bình ở xích đạo), nhng nguồn năng lợng chủ yếu lại do hồn lu cực đới (vào mùa đơng) và hoàn lu nhiệt đới (vào mùa hạ) đem lại, khơng đâu trên bán cầu mà hồn lu cực đới lại tiến sâu xuống phía nam nh ở nớc ta.
- Việt Nam có bờ biển kéo dài suốt chiều dọc lãnh thổ, gió biển trực tiếp thổi vào miền duyên hải và đồng bằng kế cận tạo ra cho khắp vùng này và các hải đảo một tiềm năng gió phong phú.
- Các loại gió địa hình và gió địa phơng cũng là một tiềm năng gió đáng chú ý.
Với các đặc điểm trên, nhiều vùng lãnh thổ có tốc độ gió khá và đồng thời gió cũng mang đặc tính dao động rất lớn, do địa
hình rất phức tạp. Điều đó có nghĩa là nhiều nơi có tốc độ gió
trung bình hàng năm thấp nhng vẫn mang một tiềm năng đáng kể. Tốc độ gió trung bình năm và tiềm năng năng lợng gió năm ở các vùng khác nhau có giá trị khác biệt nhau rất nhiều. Điều đó có nghĩa là phân bố năng lợng gió trên lãnh thổ Việt Nam là rất phức tạp. Ngồi ra, tốc độ gió cũng nh năng lợng gió cịn biến thiên theo tiến trình ngày, tháng, năm. Năng lợng gió chỉ lớn trong mùa gió, mà u thế từng mùa lại phụ thuộc vào các vùng trên lãnh thổ. Bởi vậy việc khai thác năng lợng gió khơng phải vùng nào cũng có hiệu quả. Mặt khác, Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới, nơi mà thờng xuyên xảy ra, nơi thờng xuyên xảy ra dơng bão trong mùa hạ. Gió
q lớn và giật rất nguy hiểm cho các thiết bị khai thác năng lợng gió. Vùng ven biển Bắc bộ, Trung bộ, các hải đảo phía bắc và
miền trung là nơi chịu ảnh hởng dông bão hàng năm. Đồng bằng Nam bộ hầu nh khơng chịu ảnh hởng dơng bão nhng cũng có các hiện tợng vòi rồng và lốc ở vài nơi.
b. Phân bố tiềm năng gió trên lãnh thổ Việt Nam b.1. Tốc độ trung bình năm
ở nớc ta có hai mùa gió: Gió đơng bắc vào mùa đơng và gió tây nam vào mùa hạ. Bởi vậy gió thịnh hành vào mùa đơng là gió đơng bắc và bắc, vào mùa hạ là gió tây nam ở nam bộ và nam trung bộ, gió đơng nam ở bắc bộ và bắc trung bộ. Phụ thuộc vào vị trí của địa điểm đối với hớng gió thịnh hành mỗi mùa mà mức độ tác động của gió mùa đến từng địa điểm khác nhau, nhất là đối với vùng núi.
dần từ đất liền ra biển; càng lên cao tốc độ gió càng tăng; ở các vĩ độ thấp gần xích đạo gió nhỏ hơn tại vĩ độ cao.
ở các hải đảo phía đơng nớc ta có tốc độ gió trung bình năm khoảng 5 -:- 6 m/s gần bờ và khoảng 6 - :- 8 m/s ngoài khơi. Riêng tại các đảo phía nam và tây nam do gần xích đạo nên gió khơng mạnh lắm, trung bình năm chỉ 3 -:- 4 m/s.
Trên đất liền, ven biển bắc bộ từ Cát hải đến Kim sơn và ven biển trung bộ từ Cửa Hội đến Cửa Thuận an tốc độ gió trung bình năm khoảng > 4 m/s. Tốc độ gió 3 -:- 4 m/s tại khắp vùng đồng bằng bắc bộ, suốt dọc đồng bằng duyên hải, trừ quãng Đèo Hải vân đến Quảng ngãi bị khuất gió Tây nam tốc độ gió nhỏ đi rõ rệt. ở Nam bộ chỉ vùng ven biển tốc độ gió trung bình năm > 3 m/s.
Tốc độ gió trung bình năm khoảng 2 -:- 3 m/s ở đồng bằng Nam bộ, tại các độ cao dới 1000 m ở vùng núi tây Bắc bộ và Trung bộ. Vùng núi thấp trung du Bắc bộ nói chung tốc độ gió chỉ trên 2 m/s một chút.
Vùng Tây nguyên có chế độ gió khá. Trên các cao ngun rộng tốc độ gió trung bình năm đạt đợc 3 -:- 3,5 m/s.
Các vùng gió yếu, tốc độ gió trung bình năm < 2 m/s gồm vùng núi thấp phía Tây bắc sơng Đà cho tới biên giới Tây bắc, vùng lòng chảo Kon tum và vùng núi thấp nam Trung bộ tiếp sau dãy Tr- ờng sơn, phía bắc sơng Vàm cỏ đơng.
Trên các núi cao tốc độ gió khá lớn. ở độ cao trên 1400 – 1500 m của dãy Hoàng liên sơn và Trờng sơn tốc độ gió trung bình năm >4 m/s. Đặc biệt tại vùng núi gần biên giới phía đơng bắc, ở độ cao 1400 m phía sờn đón gió mùa đơng bắc ( Trạm Mẫu sơn ) tốc độ gió trung bình năm tới 6 -:- 7 m/s.
Tuy nhiên tốc độ gió là yếu tố phụ thuộc chặt chẽ vào địa hình địa phơng, muốn xác định các đặc trng của gió ở một vị trí cụ thể, nhất là ở nơi có địa hình phức tạp phải tiến hành khảo sát riêng.
b.2. Biến trình năm của tốc độ gió
Cùng với sự ln phiên của hai mùa gió, tốc độ gió ở tất cả các vùng trong nớc đều có biến trình rõ rệt.
ở vùng núi phía bắc tốc độ gió trung bình lớn nhất vào cuối mùa đông (tháng 2 và 3). Cực đại của biến trình dịch sang mùa hạ khi xuống phía nam. ở đồng bằng Bắc bộ thời kỳ có gió trung
bình lớn nhất vào cuối đơng đầu hạ (tháng 3, 4). ở Vinh, Hà tĩnh vào nửa đầu hạ (tháng 5, 6, 7). Vùng đồng bằng duyên hải từ nam Đèo Ngang đến Nha trang do bị dãy Trờng sơn chắn ở phía Tây, tốc độ gió trung bình lớn nhất lại vào gió mùa đông bắc (tháng 12, 1, 2). Từ Phan thiết trở xuống phía nam thời kỳ có tốc độ gió trung bình lớn nhất dịch dần sang đầu mùa gió tây nam. ở ven biển phía tây Nam bộ tốc độ gió trung bình đặc biệt lớn vào giữa mùa gió tây nam (tháng 6, 7, 8). ở đồng bằng Nam bộ, biến trình năm của tốc độ gió có hai cực đại : một vào giữa mùa gió tây nam và một vào cuối mùa gió đơng bắc.
b.3. Biến trình ngày của tốc độ gió.
Dao động của tốc độ gió trong ngày ở tất cả các vùng nớc ta cũng khá lớn. Nó có ý nghĩa quan trọng trong việc sản sinh năng l- ợng. Chính do khả năng dao động lớn này mà ở nhiều nơi có tốc độ gió trung bình nhỏ nhng vẫn có tiềm năng đáng kể.
Dao động trong ngày của gió có chu kỳ rõ rệt. Thờng gió yếu vào ban đêm, sau khi mặt trời mọc đối lu phát triển, gió mạnh dần lên và đạt cực đại vào các giờ sau tra.
Nói chung ở những vùng có tốc độ gió trung bình thấp thờng có biên độ dao động tốc độ gió trong ngày lớn. Biên độ dao động tốc độ gió trong ngày ở đồng bằng Nam bộ lớn hơn ở đồng bằng Bắc bộ. Riêng ở các vị trí nằm trên đỉnh các quả núi đứng độc lập dao động tốc độ gió trong ngày ít rõ rệt.
Đối với các vùng gần biển cịn có hiện tợng gió đất biển. Nó chỉ thể hiện tơng đối rõ rệt bởi sự đổi hớng gió theo chu kỳ ngày, ít nhận rõ sự dao đơng trong tốc độ.
b.4. Đặc trng tần xuất tốc độ gió, vận tốc gió cực đại
Muốn đánh giá chính xác tiềm năng gió và tính sản lợng của động cơ gió cần phải biết khả năng xuáat hiện các cấp tốc độ gió. Bởi vậy đặc trng tần xuất các cấp tốc độ gió (hàm phân bố tốc độ gió) là vơ cùng quan trọng. Dạng hàm phân bố Weibull phù hợp rất tốt với tính chất phân bố gió ở nớc ta.
Tốc độ gió quá lớn, nhất là gió giật có ảnh hởng rất lớn đến độ an toàn của các thiết bị sử dụng năng lợng gió. Đây là điều cần phải chú ý khi thiết kế và lựa chọn thiết bị sử dụng năng lợng gió.
Do nhiều nguyên nhân mà tốc độ gió cực đại xảy ra ở nớc ta. Đối với vùng đồng bằng và vùng duyên hải thờng do bão gây ra, tốc
độ có thể tới 30 – 50 m/s, đơi khi do gió mùa tràn về, tốc độ khoảng 20 – 30 m/s. ở vùng núi, nhất là những nơi địa hình chia cắt nhanh, gió trong dơng có thể lên tới > 40 m/s. ở nửa phía nam đồng bằng Nam bộ, gió do bão gây ra không lớn, nhng đặc biệt mạnh và nguy hiểm là gió trong cơn lốc và vịi rồng. Gió mạnh th- ờng kèm theo sự đổi hớng đột ngột gây hiện tợng giật có sức phá hoại rất lớn.
Số liệu về bức xạ mặt trời và tốc độ gió trên tồn lãnh thổ Việt nam xem trong Phụ lục 5.4, 5.4a và Phụ lục 5.5.