Bài giảng Năng lượng tái tạo: Chương 3 (Bài 7) - TS. Nguyễn Quang Nam

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

153
lượt xem 49
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Năng lượng tái tạo - Chương 3 (Bài 7): Năng lượng gió" cung cấp cho người học các kiến thức: Lịch sử phát triển năng lượng gió, các loại tuabin gió, công suất gió, ảnh hưởng chiều cao của tháp. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Năng lượng tái tạo: Chương 3 (Bài 7) - TS. Nguyễn Quang Nam

408004 Năng lượng tái tạo Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK1 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 7 1
Ch. 3: Năng lượng gió 3.1. Lịch sử phát triển năng lượng gió 3.2. Các loại tuabin gió 3.3. Công suất gió 3.4. Ảnh hưởng chiều cao của tháp Bài giảng 7 2
Lịch sử phát triển năng lượng gió • Tuabin gió dùng để phát điện đầu tiên được coi là của Charles F. Brush, tại Cleveland, Ohio năm 1888 • 12 kW • Được dùng để nạp điện cho ắc-quy trong tầng hầm của gia đình Note the person http://www.windpower.org/en/pictures/brush.htm Bài giảng 7 3
Lịch sử phát triển năng lượng gió • Tuabin gió đầu tiên bên ngoài nước Mỹ dùng để tạo ra điện được chế tạo bởi Poul la Cour vào năm 1891 tại Đan Mạch • Được dùng để điện phân nước để chế tạo hydro cho các đèn đốt khí ở trường học Bài http://www.windpower.org/en/pictures/lacour.htm giảng 7 4
Lịch sử phát triển năng lượng gió • Tại Mỹ - hệ thống điện gió đầu tiên được xây dựng vào cuối những năm 1890 • Đến những năm 1930 và 1940, hàng trăm ngàn hệ thống được dùng trong các khu nông thôn chưa có điện lưới • Sự quan tâm bị suy giảm khi lưới điện được mở rộng và nguồn điện tin cậy, rẻ tiền có thể mua dễ dàng • Khủng hoảng dầu vào những năm 1970 tạo ra làn sóng quan tâm đến năng lượng gió đến khi chính phủ Mỹ dừng chương trình hoàn thuế • Lại được quan tâm từ những năm 1990 Bài giảng 7 5
Công suất lắp đặt điện gió toàn cầu Bài giảng 7 6
Công suất điện gió lắp đặt hàng năm Bài giảng 7 7
Thay đổi lịch sử kinh tế điện gió Nguồn: National Renewable Energy Lab (NREL), Energy Analysis Office Bài giảng 7 8
10 quốc gia lắp đặt điện gió nhiều nhất Country MW Capacity % of Global Capacity PR China 62,364 26.2 USA 46,919 19.7 Germany 29,060 12.2 Spain 21,674 9.1 India 16,084 6.8 France 6,800 2.9 Italy 6,737 2.8 UK 6,540 2.7 Canada 5,265 2.2 Portugal 4,083 1.7 Total top 10 205,526 86.5% 2011 Bài giảng 7 9
Bài giảng 7 10
Bài giảng 7 11
Bài giảng 7 12
Các loại tuabin gió • “Cối xay gió”- dùng để nghiền hạt thành bột • Nhiều tên gọi khác nhau - “máy phát chạy bằng sức gió”, “máy phát gió”, “tuabin gió”, “máy phát tuabin gió (WTG)”, “hệ thống chuyển đổi năng lượng gió (WECS)” • Có thể ở dạng tuabin trục ngang (HAWT) hoặc tuabin trục đứng (VAWT) • Một nhóm tuabin gió được đặt tại nơi được gọi là “nông trại gió” hay “công viên gió” Bài giảng 7 13
Các loại tuabin gió Bài giảng 7 14
Tuabin gió trục đứng • Rôto Darrieus – dạng trục đứng duy nhất đạt được thành công thương mại • Gió đập vào cánh đứng, còn gọi là cánh bay, tạo ra lực nâng làm chuyển động quay • Không cần điều hướng (quay quanh trục đứng) để giữ cánh đối diện với gió • Các máy cồng kềnh trong buồng máy được đặt dưới đất • Khi tốc độ gió thấp thì các cánh nằm gần mặt đất hơn http://www.reuk.co.uk/DarrieusWindTurbines.htm Bài giảng 7 15
Tuabin gió trục ngang • “Downwind” HAWT – tuabin gió với cánh nằm phía sau tháp (đuôi gió) • Không cần điều hướng – các tuabin loại này tự động định hướng theo hướng gió • Hiệu ứng che khuất – khi một cánh quay xuống và khuất sau tháp, lượng gió đến nó sẽ tạm thời giảm xuống và cánh gập lại Bài giảng 7 16
Tuabin gió trục ngang • “Upwind” HAWT – cánh nằm phía trước tháp (đầu gió) • Hầu hết tuabin gió hiện đại thuộc loại này • Cánh nằm ở “đầu gió” so với tháp • Cần thuật toán điều hướng hơi phức tạp để giúp cho tuabin luôn hướng đối diện với gió • Vận hành êm hơn và tạo ra công suất cao hơn Bài giảng 7 17
Số cánh tuabin • Cối xay gió có nhiều cánh – cần cung cấp mô men khởi động lớn để hỗ trợ trọng lượng của trục – phải có khả năng hoạt động ở tốc độ gió thấp để bơm nước cần như liên tục – diện tích hứng gió của rôto lớn hơn • Các tuabin với nhiều cánh hoạt động ở tốc độ quay thấp hơn nhiều – khi tốc độ tăng lên, nhiễu khí động của một cánh sẽ làm ảnh hưởng các cánh khác • Hầu hết tuabin gió hiện đó có hai hoặc ba cánh Bài giảng 7 18
Số cánh tuabin • Các tuabin gió với nhiều cánh hoạt động ở tốc độ quay thấp hơn nhiều so với các tuabin có ít cánh. Khi tốc độ quay của tuabin tăng lên, nhiễu khí động do một cánh tạo ra làm ảnh hưởng đến hiệu suất của cánh tiếp theo. • Khi có ít cánh hơn, tuabin có thể quay nhanh hơn trước khi nhiễu khí động này trở nên quá lớn. Trục quay nhanh hơn nghĩa là máy phát có thể có kích thước nhỏ hơn. • Hầu hết tuabin gió hiện đại ở châu Âu có ba cánh, còn các tuabin của Mỹ chỉ có hai cánh. Bài giảng 7 19
Số cánh tuabin • Các tuabin ba cánh hoạt động êm ái hơn vì tác động của nhiễu động tháp và thay đổi tốc độ gió theo độ cao được truyền một cách đều hơn từ rôto đến trục truyền động. Chúng cũng có xu hướng ít gây ồn hơn. Tuy nhiên, cánh thứ ba cũng làm gia tăng khối lượng và chi phí tuabin đáng kể. • Một rôto có ba cánh cũng gây khó khăn hơn khi được cẩu lên buồng máy để lắp đặt hoặc thay thế. Bài giảng 7 20