CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG GIÓ
4.2. Các thành phần của hệ thống phát điện gió
* Cấu tạo:
(1): Cánh turbine: Nâng cao khả năng hứng gió. Công suất turbine
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO GVHD: TS. Nguyễn Nhân Bổn
máy phát.
(3): Pitch: Điều chỉnh góc nghiêng của cánh quạt, hoạt động nhờ động cơ hoặc cơ
cấu thủy lực.
(4): Bộ hãm: Giảm tốc độ turbine hoặc dừng rotor khẩn cấp (5): Trục tốc độ thấp
(6): Hộp số: Biến đổi tốc độ rotor cánh turbine sang tốc độ rotor máy phát thông
qua trục quay tốc độ cao và thấp. Tăng tốc độ quay từ 30 đến 60 vòng/ phút lên 1200 đến 1500 vòng/ phút ( đây là yêu cầu của hầu hết các máy phát điện sản xuất ra điện). Rất đắt tiền và là một phần của bộ động cơ và tuabin gió.
(7): Máy phát: Chuyển đổi moment quay nhận được từ cánh rotor thành điện năng.
(8): Bộ điều khiển: Khởi động động cơ ở tốc độ gió hoặc dừng động cơ. Sẽ khởi
động động cơ ở tốc độ gió khoảng 12 km/h đến 22 km/h và tắc động cơ khoảng 104 km/h bởi vì các máy phát này có thể phát nóng.
(9): Đo tốc độ gió: Đo tốc độ gió, truyền tín hiệu về hệ thống điều khiển, thường
sử dụng thiết bị đo gió kỹ thuật số.
(10): Đuôi định hướng (Wind yane): Xác định hướng gió và gửi tín hiệu về hệ
thống điều khiển.
(11): Điều khiển độ lệch (Yaw drive): Giữ cho rotor luôn hướng về hướng gió
chính.
(12): Trục tốc độ cao
*Đặc điểm của turbine gió:
- Cơ chế hoạt động: Turbine gió hoạt động bằng cách sử dụng sức gió để
quay động cơ và tạo ra năng lượng điện.
- Kích thước: Turbine gió có kích thước lớn và thường được lắp đặt trên đường bờ biển hoặc trên các đồi núi, nơi có gió thổi mạnh.
- Vận tốc gió cần thiết: Turbine gió sử dụng được khi tốc độ gió đạt từ 3m/s
trở lên và hiệu suất hoạt động của nó phụ thuộc vào tốc độ gió.
- Tuổi thọ: Tuổi thọ của turbine gió tùy thuộc vào chất lượng của các bộ phận cơ khí, điều kiện môi trường và thời gian bảo trì. Thông thường, tuổi thọ của một turbine gió là từ 20 đến 25 năm.
- Hiệu suất: Hiệu suất của turbine gió phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích
thước, cấu tạo, môi trường lắp đặt và tốc độ gió. Hiệu suất hoạt động của turbine gió có thể đạt từ 30% đến 50%.
4.2.2. Trụ đỡ
Có 2 loại trụ cơ bản:
Trụ đỡ tự đứng Trụ đỡ giăng cáp
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO GVHD: TS. Nguyễn Nhân Bổn
4.2.3. Hệ thống điều khiển
Bộ điều khiển (controller hoặc regulator) trong hệ thống điện gió có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện xoay chiều tạo ra bởi turbine gió thành dòng điện 1 chiều để nạp cho acquy (chỉnh lưu). Nó cũng có chức năng tự động kiểm soát quá trình nạp và phóng điện của acquy bằng cách theo dõi trạng thái của acquy qua hiệu điện thế trên các điện cực của nó.
Khi gió quá mạnh hoặc acquy đã đầy, bộ điều khiển sẽ cắt toàn bộ tải ra khỏi máy phát để bảo vệ acquy tránh nạp quá tải. Nó cũng có khả năng chuyển toàn bộ năng lượng sang bộ tiêu tán năng lượng (DumpLoad) để giảm áp lực cho hệ thống.
Ngoài ra, trong trường hợp gió quá mạnh và các turbine gió loại nhỏ không có chế độ tự điều chỉnh trục cánh, bộ điều khiển sẽ kích hoạt chức năng hãm điện từ để làm cho turbine giảm tốc độ quay hoặc dừng lại hoàn toàn, bảo vệ cho turbine tránh hư hỏng.
4.2.4. Hệ thống hòa lưới
- Chọn loại mô hình phát điện gió hòa lưới. Sử dụng kết hợp máy phát gió công suất 150W đến 300W cùng với dàn năng lượng mặt trời. Điện phát ra được tích vào ắc quy, sau đó thông qua bộ rung biến điện một chiều 12V hoặc 24V thành điện xoay chiều 220V để thắp sáng, chạy máy thu thanh, thu hình và chạy quạt công suất nhỏ,...
- Sử dung Tuabin gió 3 cánh có thể bằng gỗ hoặc Composite, cột tháp 3, 4 chân, cột đơn có dây néo, máy phát không cần hộp số, điên ra một chiều nạp Acquy.
4.2.5. Hệ thống dự trữ năng lượng
Gồm nhiều bình acquy khô nối tiếp nhau dùng để dự trữ nguồn điện 1 chiều.
Mỗi khi turbine gió không hoạt động hay hoạt động yếu, hệ thống này sẽ cung cấp điện cho bộ phận chuyển đổi điện 1 chiều (DC) ra điện xoay chiều (AC). Bình acquy thường dùng loại acquy khô dễ bảo quản, bảo trì, an toàn hơn mặc dù giá trị bình nhiều hơn acquy nước. Số bình acquy phụ thuộc vào bộ chuyển đổi điện DC ra AC. Dung lượng bình ắc quy thông dụng là 200Ah.