The life is at the end of the road

Chia sẻ: Nguyen Trong Ha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

0
108
lượt xem
52
download

The life is at the end of the road

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Gió là một trong các tài nguyên dồi dào nhất trên hành tinh chúng ta. Năng lượng gió (NLG) là nguồn năng lượng thân thiện với môi trường (green energy), vì nó không phát thải khi nhà kính (Green house gas_HGH) CO2 là nguyên nhân trực tiếp làm trái đất nóng lên, cũng như các loại khí gây mưa axit như NOx, SOx...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: The life is at the end of the road

  1. The life i is at the end d of the roa ad 2010 0    KHAI TH HÁC NĂNG LƯỢNG GIÓ QUY MÔ NHỎ G PHÁT TRIỂN KINH TẾ NÔ T ÔNG NGH HIỆP NÔNG THÔN V BẢO VỆ MÔI TRƯ G VÀ Ệ ƯỜNG Trọn Hà - Nhà máy lọc d Dung Q ng à dầu Quất Qua Tùng - Sở KHCN Hà Tĩnh ang Gió là m trong cá tài nguy dồi dào nhất trên hành tinh chúng ta Năng lượ gió (N một ác yên n h a. ợng NLG) là n nguồn năng lượng thân thiện vớ môi trườ (green energy), vì nó khôn phát thả khí nhà k g ới ờng n ng ải kính (Green House Gas - HGH ) CO2 là nguyên nhân trự tiếp làm Trái đất nóng lên, cũng như các e 2 n ực m loại khí gây m i mưa axit nh NOx, SO hư Ox… Loài ngư đã sử dụng năn lượng g hàng ngàn năm nay. Nhữ ười ng gió n ững cối xay gió đầu tiên y mượn cấu trú của cánh buồm tà biển, chúng sử dụ những cánh buồm khổng lồ bằng vải bạt úc àu ụng ồ i gắn vào nhữn cánh ta tỏa hình nan quạt để xoay một trục ở giữa. Những thiết bị như vậy đã n ng ay h t y đượ dùng ở Babylon v Trung H từ kho ợc và Hoa oảng 2000 năm trước CN để bơ nước và xay hạt và c ơm t, đến thế kỷ 12, kĩ nghệ n đã đượ phát triể khắp ch Âu (H1). n này ợc ển hâu Ở Việt N Nam, phát triển và khai thác sử dụng nă lượng gió ử ăng đượ đề cập trong chính sách phá triển nôn thôn, miền núi, ph ợc át ng m hục xóa đói giảm nghèo nâng cao đời sống vật chất và tinh th vụ x o, g t hần cho người dân vùng sâu vùng xa. o u, Trong bà báo này chúng tôi sẽ cung c một số kĩ thuật k ài y, cấp ố khai thác NLG để phát điện phục vụ c sinh h c cho hoạt và bơ nước tư ơm ưới tiêu phát triển kinh tế g đình ch các hộ cá lẻ nơi mà lưới đ u, gia ho điện chư tới được. Điện gió có thể dùn kết hợp với lưới điện quốc g ư ng đ gia; chạ các máy chế biến nông sản, hải sản ở quy mô nhỏ; vận hà ạy y ành quạ nước cho các vùng nuôi trồng hải sản v biển. ạt g ven Phần 1. Một số ki thức c bản về năng lượng gió iến cơ 1. Tiềm năng lượ gió củ Việt Na m ợng ủa am Nằm tron khu vực cận nhiệt đới gió m với bờ biển dài, ng c t mùa Việt Nam có m thuận lợi cơ bản để phát tr t một riển năng lư ượng gió. So sánh tố độ gió tr ốc rung bình tron vùng Biể Đông V Nam và các vùng biển lân cận cho thấy gió tại B ng ển Việt à g c Biển Đông khá mạnh và h thay đổi nhiều theo mùa . y u a Trong ch hương trìn đánh giá về Năng lượng ch Châu Á Ngân hà nh g ho Á, àng Thế giới đã có một g khả sát chi t về năn lượng g khu vực Đông Na Á, trong đó có V Nam. Như vậy N ảo tiết ng gió c am Việt N Ngân hàn Thế giớ đã làm h Việt Nam một việc quan trọ ng ới hộ ọng, trong khi Việt Nam còn ch hưa có nghhiên cứu nào đáng kể. Theo tính toán c nghiên cứu này, trong bốn nước đượ khảo sá thì Việt N u g của n ợc át Nam tiềm năng gió lớn nh và hơn hẳn các q có t hất n quốc gia lâ cận là T ân Thái Lan, L và Ca Lào ampuchia. Nếu xét tiêu chuẩn để xây dựng các tr n rạm điện g cỡ nhỏ phục vụ c phát tr gió cho riển kinh tế ở những khu ế vực khó khăn thì Việt Nam có đến 41% diện tích nông thôn có th phát triể điện gió loại nhỏ. Nếu c n n hể ển ó Thin nk green an nd action gr reen Pa age 1   
  2. The life is at the end of the road 2010    so sánh con số này với các nước láng giềng thì Campuchia có 6%, Lào có 13% và Thái Lan là 9%. Theo GS. TS Lê Đình Quang, viện nghên cứu KHTV & MT thì tiềm năng trong gió mùa Đông Bắc vẩn chiếm ưu thế ở phía Đông miền Trung, với cường độ NLG trung bình theo tháng là Etb = 100-200W/m2 (vtb = 5,6-6,8m/s), ưu thế chuyển dần sang gió mùa Tây Nam (gió Lào). Bản đồ năng lượng gió ở Việt Nam tại độ cao 65m Cấp gió Mật độ năng Tốc độ gió lượng gió, trung bình [W/m2] Rayleigh, [m/s] 1 0-200 0 - 5,6 2 200-300 5,6 - 6,4 3 300-400 6,4 – 7,0 4 400-500 7,0 – 7,5 5 500-600 7,5 – 8,0 6 600-800 8,0 – 8,8 7 800-2000 8,8 – 11,9 2. Nguyên lý làm việc của tuabin gió Nguyên lý làm việc của tuabin gió là chuyển đổi động năng của dòng không khí thành cơ năng trên trục của rotor. Khi gió đập vào cánh quạt của rotor thì chỉ một phần NLG chuyển thành cơ năng mà thôi, phần gió đi ra khỏi cánh quạt vẫn còn mang năng lượng. Phần trăm NLG biến đổi hoàn toàn thành cơ năng gọi là hiệu suất khí động của totor, kí hiệu là Cp. Trên trục rotor ta có thể gắn máy phát điện, máy bơm nước thông qua bộ bánh răng tăng tốc. 1 Nếu gió có vận tốc V [m/s], khối lượng riêng ρ [kg/m3], thì cường độ năng lượng gió là E = 2 1 ρV3 [W/m2]. Công suất cơ trên trục của rôto được tính theo công thức: P = Cp ρAV3 [W]. 2 Trong đó Cp là hiệu suất khí động của rôto (xem H2), A là diện tích hứng gió của rôto [m2]. Think green and action green  Page 2   
  3. The life is at the end of the road 2010    3. Một số lưu ý khi lắp đặt tua bin gió Nói chung, tuabin gió đặt càng cao thì càng tốt. Vì tốc độ gió ở trên cao mạnh hơn ở mặt đất do ảnh hưởng từ các vật cản như cây cối, nhà cửa, và độ ồn cũng giảm vì tuabin ở xa hơn (H3, H4). Nếu gió ở độ cao h1 có vận tốc v1 thì ở độ cao h2 vạn tốc gió có thể tính theo công thức: v2 = v1 . Với n = 0,1 khi mặt đất nhẵn hoặc là nước, n = 0,2 mặt đất có thảm cây cối, n = 0,4 cho trường hợp ở các thành phố nhiều nhà cao tầng (H3, H4). Tùy theo từng mục đích sử dụng và điều kiện kinh tế kĩ thuật mà ta chọn loại rotor cho phù hợp. Nếu dùng để phát điện thì ta có thể dùng loại rotor kiểu cánh quạt (high speed propeller) hoặc Darrieus. Nếu dùng cho bơm nước thì nên dùng rotor Savonius, Americant multiblades hoặc Dutch four arms, vì các kiểu này có mô men khởi động lớn, có thể tự khởi động ngay cả ở vận tốc gió thấp từ 3m/s. Think green and action green  Page 3   
  4. The life i is at the end d of the roa ad 2010 0    Tiến ồn từ tu ng uabin gió c thể làm ảnh hưởng đến nhữ người hàng xóm của chúng ta. có ững g Do đó khi có ý định lắp đặt một tu uabin gió cần tham k c khảo ý kiến của họ để chọn mộ vị n đ ột trí p hợp (H H6). phù H5, Phần 2. Kĩ thuật k khai thác N NLG quy m nhỏ mô Trong ph 2 chún tôi sẽ trì bày mộ số công thức đơn giản để th kế, và lắp đặt mộ hệ hần ng ình ột hiết l ột thố điện gi gia đình. Qua đó b đọc có thể mở rộ cho cá ứng dụn khác. ống ió bạn ó ộng ác ng 1. Hệ th hống điện gió gia đì ình Một hệ thống điện gió gia đình bao gồm: tuabin gió để phá điện; bộ chỉnh lưu để biến d át ộ u dòng điệ xoay ch ện hiều thành dòng một chiều, đồn thời nó còn có tác dụng ngă dòng một chiều c ng c ăn m chạy từ ắc quy nggược về cu dây st uộn tarto máy p phát có thể làm cháy cuộn dây này; bộ ắc quy để tích ể y y ắ lũy điện năng giúp cho hệ thống vận hành ổn định và liên tục; bộ nghịch lưu để biến dòng đ y g o g h v ; h b điện mộ chiều từ ác quy th ột ừ hành dòng xoay chiề với tần số và điệ áp phù hợp với các thiết bị sữ g ều n ện c dụng điện tro nhà nh : tivi, qu điện, tủ lạnh, maý bơm nướ ong hư uạt ủ ý ớc.v.v. (H7). Bạn có thể kết hợp hệ t p thố điện N ống NLG với các tấm Pin N mặt trờ hoặc/và nối với lướ điện. c NL ời ới Các bộ p phận chính của một t h tuabin gió bao gồm : rô to; bộ b bánh răng tăng tốc; máy phát đ m điện; đuô gió; tháp đỡ. Trong một tuab gió, bộ phận rotor dược coi là linh hồ của nó. Hiện nay trên ôi p g bin ồn thế giới cũng như ở Việ Nam tuabin gió côn suất nh có bán r nhiều, n ệt ng hỏ rất nhưng giá thành rất ccao. Ví d một tua dụ, abin phát đ điện 200W giá bán của một côn ty tại TP HCM là hơn 2000U W ng P USD, điều này hoà toàn khô phù hợp với điề kiện kinh tế của ng àn ông ều h gười dân n nông thôn Việt Nam. Do đó ch húng tôi x giới thiệu một phương án đ xin đơn giản, r tiền để bạn đọc có thể tự thiết kế cho nhà mình một rẻ b ó máy phát điện bằng NLG tùy theo nhu cầu s dụng. y n G sử Thin nk green an nd action gr reen Pa age 4   
  5. The life is at the end of the road 2010    2. Các bước để thiết kế một hệ thống điện gió gia đình Ví dụ: thiết kế hệ thống điện gió cho một hộ gia đình có phụ tải như bảng dưới đây Th.gian sử Số Cống suất Điện năng tiêu thụ STT Thiết bị điện gia dụng dụng trong lượng (Pi) trong ngày ( Piti) ngày (ti) 01 Đèn compact tiết kiệm 03 60 W 05 giờ 300 Wh điện 20W 02 01 70 W 08 giờ 560 Wh TV màu 21 inch 03 01 60 W 08 giờ 480 Wh Quạt bàn 60 W 04 01 370 W 02 giờ 740 Wh Máy bơm nước sinh hoạt, tưới cây Tổng ∑ 560 ∑ = 2080 Wh W Tính thiết kế TT Đại lượng Công thức tính/ kí hiệu Kết Đơn vị quả 1 Tốc độ gió trung bình Vtb: tùy thuộc từng địa phương 6 m/s 2 Tốc độ gió định mức Vđm: công suất
  6. The life is at the end of the road 2010    6 Điện áp định mức không tải Uđm: dựa vào đường đặc tính ở H11. 45 V 7 Số vòng quay định mức n: theo thông số kĩ thuật của máy phát 450 V/ph 8 Số cánh của rotor N: nên chọn bằng 3 3 cánh 9 Hiệu suất khí động Cp = 0,4-0,45, thường chọn bằng 0,4 0,4 10 Hiệu suất máy phát η: theo thông số kĩ thuật của máy phát 0,9 11 Khối lượng riêng của không Tra bảng theo nhiệt độ (25 độ C) 1,23 Kg/m3 khí 12 8 2,37 m Đường kính rotor 13 7 Tỉ số vận tốc đỉnh cánh(TSR) , 5,8 60. đ 14 4 0,06 m Chiều rộng đỉnh cánh đ 5 15 10 0,16 m Chiều rộng gốc cánh 16 0,00 m Bề dày đỉnh cánh đ 0,12 đ 8 17 0,02 m Bề dày gốc cánh 0,165 6 18 180 Xem đồ thị Góc đặt cánh βđ arctan 6, 0.1 , 1.5 phía dưới 40 35 30 góc đặt bêta (độ) 25 20 15 10 5 0 ‐5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 tỉ số (r/R) Chú thích: R=D/2 là bán kính rotor, r là bán kính tại tại điểm cần tính góc đặt cánh. Sau đây chúng tôi xin giới thiệu một phương án chế tạo cánh rotor từ ống nhựa PVC Trước hết ta chọn một ống nhựa PVC có chiều dài L =0,95D/2 = 1,1m), đường kính ống bằng một phần năm chiều dài DPVC Think green and action green  Page 6   
  7. The life is at the end of the road 2010    = L/5 = 0,22m = 22cm), ống dày 5-8mm (1). Sau đó tiến hành các bước như hướng dẫn ở hình H10. 19 3 Chọn điện áp của bộ ắc quy Đề ệ : đ 12 V đ 20 ∑ Công suất bộ ắc quy 3 500 Ah Chọn 4 ắc quy 12V-125Ah mắc song song. 21 Chọn công suất bộ nghịch Pngl 2∑ 1200 W lưu Bài viết này không có tham vọng trình bày một cách tổng quan hay đầy đủ mọi khía cạnh của việc phát triển năng lượng gió quy mô nhỏ, mà chỉ nhằm góp thêm một lời bàn về khả năng phát triển năng lượng gió nhằm đa dạng hóa nguồn cung cấp năng lượng, đồng thời đáp ứng được yêu cầu về bảo vệ môi trường và phát triển năng lượng bền vững cho Việt Nam. Một điều đáng lưu ý là trong hàng loạt giải pháp phát triển nguồn điện để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế (như nhập khẩu điện, phát triển thủy điện, hay điện hạt nhân), dường như Việt Nam còn bỏ quên điện gió, một nguồn điện mà trong mấy năm trở lại đây có tốc độ phát triển cao nhất trên thị trường điện thế giới, hơn nữa giá thành ngày càng rẻ và rất thân thiện với môi trường. Hết. Tài liệu tham khảo: 1- Home wind energy guide, American Wind Energy Asociation, September, 2008; 2- Năng lượng gió của Việt Nam, tiềm năng và triển vọng, Đàm Quang Minh – Vũ Thành Tự Anh; 3- Energy Self Suficiency Newsletter, Dan Fink, USA, August, 2005; 4- Webside: http://www.windturbine-analysic.com/; http://www.alxion.com/; http://www.nangluongxanh.com.vn; http://users.aber.ac.uk/iri/wind/tech/. Think green and action green  Page 7   
  8. The life is at the end of the road 2010    Think green and action green  Page 8   

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản