Một nghiên cứu của Andrew Firth và Hui Long [21] về sự phát triển của công cụ phần mềm thiết kế cho hộp tăng tốc của hệ thống tuốc bin. Phần mềm này rất dễ dàng khi tính toán hộp tăng tốc hành tinh. Nó đã được tính toán thử nghiệm cho hộp tăng tốc của hệ thống tuốc bin với công suất 2 MW và máy phát không đồng bộ ba pha với số vòng quay là 1600 vòng/phút.
Sự đánh giá về thiết kế hộp tăng tốc cho hệ thống tuốc bin gió được nghiên cứu bởi James F. Manwell [10]. Sự đánh giá này dựa trên cơ sở đó là sự phân tích hộp tăng tốc sử dụng cho tuốc bin gió ESI-80 với công suất 250 kW. Hộp tăng tốc được sử dụng cho hệ thống tuốc bin này là hộp hành tinh đã chỉ ra trên hình 1.14. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy: Xác định lực và các đặc điểm của hộp tăng tốc; cung cấp phương pháp để xác định mô men.
Nghiên cứu của Ray. Hicks MBE [22] về thiết kế tối ưu hộp tăng tốc bánh răng hành tinh của hệ thống tuốc bin gió với khối lượng là nhỏ nhất, độ tin cậy cao và được kết hợp với giá thành thấp của máy phát. Trong nghiên cứu này đã thành công và áp dụng cho hệ thống tuốc bin LS1 3 MW ở Orkney năm 1982 và những năm gần đây đã thử nghiệm vận hành cho hệ thống tuốc bin 3,4 MW ở phía bắc Châu Âu.
Cấu trúc của hộp tăng tốc bánh răng hành tinh - loại của bánh răng được sử dụng, số răng, tỷ số truyền, số bánh răng hành tinh, sự phối hợp tỷ số truyền ảnh hưởng đến cỡ của tuốc bin. Tác giả trong [23] đã áp dụng việc thay đổi cấu trúc của hộp tăng tốc cho hệ thống tuốc bin 2,0 MW và so sánh trọng lượng của từng phần bánh răng, cỡ của hộp tăng tốc, cỡ và trọng lượng của máy phát.
Một nghiên cứu khác về sự so sánh của hệ thống tuốc bin gió khi sử dụng hộp tăng tốc và không sử dụng hộp tăng tốc. Các tác giả [24] đã chỉ ra rằng hệ thống tuốc bin gió khi không có hộp giảm tốc sẽ có đường kính rotor của cánh tuốc bin lớn hơn và giá của cả hệ thống tuốc bin thì cao hơn khi sử dụng hộp tăng tốc.
Một nghiên cứu của E. Spooner [25] đã chỉ ra giá thành của hệ thống tuốc bin trong trường hợp sử dụng hộp tăng tốc và không sử dụng hộp tăng tốc và kết quả cho thấy khi không sử dụng hộp tăng tốc thì giá thành của máy phát tăng rất nhiều lần được chỉ ra trên hình 1.14.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 1 2 3 4 5
Hình 1.14: Sự so sánh giá của hệ thống tuốc bin khi sử dụng và không sử dụng hộp tăng tốc [23]
(1) công suất hệ thống 660 kW khi sử dụng hộp tăng tốc;
(2)công suất hệ thống 750 kW khi sử dụng và hộp tăng tốc; (3) công suất hệ thống 1,5 MW khi sử dụng hộp tăng tốc;
(4) công suất hệ thống 600 kW khi không sử dụng hộp tăng tốc;
(5) công suất hệ thống 1,5 MW khi không sử dụng hộp tăng tốc.
Như vậy, với nhiều nghiên cứu trước chỉ ra rằng việc sử dụng hộp tăng tốc cho hệ thống tuốc bin gió làm giảm giá thành của máy phát. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào đề cặp đến giá thành của hệ thống bao gồm cả hộp tăng tốc và máy phát. Giá thành c ủa h ệ thống ( $ 1000)
1.3. Kết luận
Máy phát điện sức gió đã ra đời và phát triển từ khá lâu. Đến nay, máy phát điện sức gió đã và đang sử dụng ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Việc sử dụng máy phát điện sức gió càng ngày càng được quan tâm vì đây là nguồn năng lượng dồi dào, rẻ tiền và không gây hại cho môi trường.
Cho đến nay có khá nhiều công trình nghiên cứu về thiết kế và thiết kế tối ưu máy phát điện sức gió nói chung và máy phát điện sức gió nói riêng. Việc tính toán thiết kế và thiết kế tối ưu hộp tăng tốc của máy phát điện sức gió cũng đã được chú ý. Tuy nhiên chưa có nghiên cứu nào về thiết kế tối ưu hộp tăng tốc cho máy phát điện sức gió nhằm mục tiêu giá thành của hệ thống là nhỏ nhất. Chính vì thế cần thiết phải thiết kế tối ưu hộp tăng tốc cho máy phát điện sức gió kiểu trục đứng 10kW.
CHƢƠNG 2: