CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG GIÓ
4.2. Các thành phần của hệ thống phát điện gió
(1) - Cánh quạt (Blades): Là thành phần hấp thụ năng lượng gió chuyển thành cơ năng quay máy phát điện. Cánh quạt thường được thiết kế dạng khí động học, có tính chịu lực cao. Chiều dài cánh ảnh hưởng đến công suất của turbine gió. Công suất turbine gió
pg. 22
càng lớn thì chiều dài cánh càng lớn. Thông thường các turbine gió có công suất từ 2,0 đến 3,0 MW thường có chiều dài 40 m - 50 m.
(2) – Máy phát điện ( Alernator): Máy phát làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng cơ học của rotor thành năng lượng điện. Người ta sử dụng các máy phát đồng bộ lẫn máy phát không đồng bộ. Máy phát công suất nhỏ một vài kW thường dùng là máy tự kích 1 pha hay 3 pha. Còn các máy phát công suất dưới 1 kW thường dùng là máy phát nam châm vĩnh cửu điện áp xoay chiều 1 pha.
(3) – Miếng chụp (spinner): Dùng để che chắn phần liên kết giữa máy phát và cánh quạt. Có cấu tạo khí động học để làm giảm áp lực gió đặt lên turbine và do yếu tố thẩm mỹ.
(4) – Trục đế (tower mount): Phần liên kết giữa trụ đỡ và turbine gió.
(5) – Vỏ turbine (Nacelle): có nhiệm vụ bảo vệ máy phát và các thành phần bên trong turbine gió.
(6)–Đuôi hướng gió (Tail): Đuôi huớng gió được đặt phía sau có nhiệm vụ đặt turbine xoay hướng trực diện với hướng gió. Ngoài ra khi có gió lớn thì đuôi hướng gió sẽ được đặt lêch 1 góc so với trục quay của roto nhằm đưa cánh turbine lệch 1 góc so với hướng gió. Điều này làm giảm áp lực gió đặt lên cánh quạt, giảm thiểu sự hư hỏng cánh quạt và tránh cho turbine quay quá nhanh dẫn đến hư hỏng trục máy phát.
*Đặc điểm turbine gió:
- Turbine bắt đầu tăng tốc chậm , 3 hoặc 5 lưỡi quạt gió tùy chọn cho các khu vực tốc độ gió khác nhau, nhu cầu sử dụng năng lượng gió cao hay thấp.
- Dễ dàng cài đặt, ống hoặc mặt bích kết nối tùy chọn
- Lưỡi quạt gió sử dụng công nghệ mới ép phun chính xác, phù hợp với hình dạng khí động học tối ưu hóa và cấu trúc, trong đó tăng cường sử dụng năng lượng gió và sản lượng hàng năm.
pg. 23
- Cấu trúc đúc hợp kim nhôm, với 2 vòng bi xoay, làm cho sản phẩm chịu được sức gió mạnh hơn và chạy một cách an toàn hơn
- Được cấp bằng sáng chế máy phát điện xoay chiều nam châm vĩnh cửu với stato đặc biệt, có hiệu quả giảm mô-men xoắn, cũng phù hợp với bánh xe gió và máy phát điện, và đảm bảo hiệu suất của toàn bộ hệ thống.
- Điều khiển, biến tần có thể được thay đổi dòng điện tùy theo nhu cầu cụ thể của khách hàng
- Ổn định, an toàn, tiếng ồn thấp - Sản lượng điện tốt
- Đảm bảo chất lượng CE / chứng nhận ISO 4.2.2. Trục đỡ
Có 2 loại trụ cơ bản: loại tự đứng và loại giăng cáp.
- Trục tự đứng - Trục giăng cáp
Hầu hết hệ thống điện gió cho hộ gia đình thường sử dụng loại giăng cáp. Trụ loại giăng cáp có giá rẻ hơn, có thể bao gồm các phần giàn khung, ống (ống lớn hoặc nhỏ tùy thiết kế) và cáp. Các hệ thống treo dễ lắp đặt hơn hệ thống tự đứng.
pg. 24
Hệ thống trụ có thể nghiêng xuống được cũng có thể hạ trụ xuống mặt đất khi thời tiết xấu như bão. Trụ nhôm dễ bị gãy và nên tránh sử dụng. Hầu hết các nhà sản xuất turbine đều cung cấp gói hệ thống năng lượng gió bao gồm cả trụ. Không khuyến khích gắn turbine trên nóc mái nhà. Tất cả các turbine đều rung và chuyển lực rung đến kết cấu mà turbine gắn vào. Điều này có thể tạo ra tiếng ồn và ảnh hưởng đến kết cấu nhà và mái nhà có thể tạo ra luồng xoáy lớn làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của turbine.
4.2.3. Hệ thống điều khiển
Bộ điều khiển (controller or regulator) thực chất là bộ chỉnh lưu biến dòng điện xoay chiều của turbine gió thành dòng điện 1 chiều để nạp cho acquy, có chức năng kiểm soát tự động các quá trình nạp và phóng điện của bộ acquy. Bộ điều khiển theo dõi trạng thái của acquy thông qua hiệu điện thế trên các điện cực của nó.
Khi gió quá lớn hay acquy đã được nạp đầy thì bộ điều khiển có chức năng cắt toàn bộ tải ra khỏi máy phát để bảo vệ acquy tránh nạp quá no và chuyển toàn bộ năng lượng sang bộ tiêu tán năng lượng (DumpLoad).
Ngoài ra trong trường hợp gió quá lớn vượt mức an toàn, với các turbine gió loại nhỏ không có chế độ tự điều chỉnh trục cánh, bộ điều khiển có chức năng hãm điện từ làm cho turbine gió quay chậm lại hay ngừng quay, bảo vệ cho turbine tránh hư hỏng.
4.2.4.Hệ thống hòa lưới
Chọn loại mô hình phát điện gió cho hộ gia đình. Sử dụng kết hợp máy phát gió công suất 150W đến 300 W cùng với dàn năng lượng mặt trời. Điện phát ra được tích vào ắc
pg. 25
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. Hộ gia đình tiêu thụ 4 đến 6 bộ đèn (7W đến 20 W), Tivi, Radio...
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. Mổi 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.