MÁY PHÁT ĐIỆN NAM CHÂM VĨNH CŨU CỦA HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỔI NĂNG
4.1 Giới thiệu
Hiện nay, các máy phát điện tuyến tính được sử dụng phổ biến cho các hệ thống biến đổi năng lượng sóng biển. Do năng lượng sóng được xem là đầy đủ và có khả năng tái tạo, vì vậy có rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong lĩnh vực nghiên cứu cho các hệ thống biến đổi năng lượng sóng biển. Trong số rất nhiều các nghiên cứu thì loại tuabin và loại phao là các dạng nổi bật được sử dụng trong việc biến đổi năng lượng sóng biển, Archimedes Wave Swing (AWS) cũng là một trong các nghiên cứu cho các hệ thống biến đổi năng lượng sóng biển (WEC) mà sẽ chuyển đổi năng lượng sóng biển thành năng lượng điện. Trong tất cả các loại WEC, AWS được coi là bộ biến đổi có nhiều ưu điểm hơn các bộ biến đổi khác đang tồn tại. Thông thường, AWS được ngập hoàn toàn trong nước biển mà làm cho nó có nhiều ưu điểm hơn cho việc di chuyển và đi lại của tàu thuyền mà không có bất cứ trở ngại nào. Nó cũng được xem là chiếm ít không gian để sản xuất năng lượng điện hiệu suất cao.
Hình 4.1 là một cấu trúc cơ bản của hệ thống AWS mà bao gồm hai thành phần chính.
- Thành phần nổi phía trên mà có thể di chuyển - Thành phần được cố định vào đáy biển
Hình 4.2 Hệ thống biến đổi năng lượng sóng biển AWS thực tế
AWS Là một hệ thống khoang rỗng được nạp đầy không khí mà có dạng hình trụ. Khi có một làn sóng, áp lực lớn hơn do nước nhiều hơn gây ra làm cho một phần nổi ở phía trên di chuyển xuống. Khi làn sóng di chuyển ra xa, áp lực giảm và không khi được bơm trong khoang rỗng có xu hướng đẩy phần trên trở về vị trí của nó mà quá trình này hoạt động như một lò xo. Máy phát điện chuyển động tuyến tính này là một ý tưởng chính mà được sử dụng cho các hệ thống chuyển đổi năng lượng sóng biển thành năng lượng điện AWS.
Hệ thống AWS sử dụng máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cữu cho yêu cầu phát điện. Các loại máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cửu được sử dụng phổ biến bao gồm :
- Máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cữu hình ống ; - Máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cửu phẳng.
Máy phát điện, hình 4.3 là một trong các loại máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cữu hình ống. Nguyên tắc làm việc của máy phát là hoàn toàn tương tự nguyên tắc làm việc của hệ thống AWS. Trong đó, bộ phận trượt làm việc như một rotor mà di chuyển một cách tuyến tính và trượt trong khi đó stator mang các cuộn dây. Do sự chuyển động của sóng, bộ phận trượt đi chuyển lên và tải xuống một cách tuyến tính. Mặt khác, với các nam châm được bố trí trên bộ phận trượt nên nó sẽ tạo ra một từ trường mà sẽ cắt các cuộn dây và cảm hứng điện theo mô tả của lý thuyết Maxwell.
Hình 4.3. Máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cửu hình ống
Máy phát điện : Hình 4.4 là một máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cửu phẳng hai phía. Nguyên tắc làm việc của máy phát điện này là hoàn toàn tương tự máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cửu hình ống. Các nghiên cứu và đánh
giá gần đây cho thấy rằng máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cữu phẳng là đơn giản và chi phí thấp với ưu điểm về hiệu suất, công suất, dòng điện và điện áp ngõ ra. Vì vậy. Đề tài sẽ tập trung tìm hiểu và nghiên cứu cho máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cữu loại phẳng.
Hình 4.4. Máy phát điện tuyến tính nam châm vĩnh cửu phẳng