(Luận văn thạc sĩ hcmute) thiết kế chế tạo mô hình máy phát điện bằng năng lượng sóng biển theo nguyên lý pelamis
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.86 MB, 79 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN DUY HÀ
THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN
BẰNG NĂNG LƯỢNG SĨNG BIỂN THEO
NGUN LÝ PELAMIS
S
K
C
0
0
3
9
5
9
NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204
S KC 0 0 4 2 4 5
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2014
Luan van
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
----------
LUẬN VĂN THẠC SĨ
HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: NGUYỄN DUY HÀ
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ
THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN BẰNG
NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN THEO NGUYÊN LÝ PELAMIS
Hướng dẫn khoa học:
PGS.TS: LÊ HIẾU GIANG
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2014
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:
Họ & tên: NGUYỄN DUY HÀ
Giới tính: Nam
Sinh ngày : 06/11/1978
Nơi sinh: Bình Định
Q qn: Xã Hoằng Phúc, huyện Hoằng Hóa, tỉnh Thanh hóa
Dân tộc: Kinh
Đơn vị công tác: Trường Cao đẳng nghề Quy Nhơn
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Số 33 đường Thi Sách, TP-Quy Nhơn, Tỉnh Bình Định
Điện thoại cơ quan: 056.2210.509
Fax: 056.2210.509
Điện thoại riêng: 0905134935
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy
Thời gian đào tạo từ 09/1996 đến 06/ 2001
Nơi học: Trường ĐH Nha Trang
Ngành học: Công nghệ chế tạo máy
III. Q TRÌNH CƠNG TÁC KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC:
Thời gian
Nơi công tác
Công việc đảm nhiệm
Từ năm 2001 - 2003
Công ty CTXDGT 5
Cán bộ kỹ thuật
Từ năm 2003 – 2005
Công ty CKLM & XD số 5
Từ năm 2005 đến nay
Trường CĐN Quy Nhơn
Cán bộ kỹ thuật (KCS)
Giáo Viên
Ngày
tháng
năm 2014
Ngƣời khai ký tên
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-1-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện luận văn “Thiết kế và chế tạo mơ hình máy phát điện
bằng năng lƣợng sóng biển theo nguyên lý Pelamis”, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp
đỡ của quý Thầy, Cô, các chuyên gia, bạn bè và gia đình. Vì thế:
Điều trước tiên, Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy PGS.TS. Lê Hiếu Giang,
Thầy đã tận tình trực tiếp hướng dẫn, cung cấp những tài liệu vô cùng quý giá và dìu dắt,
động viên tơi từng bước thực hiện hồn thành luận văn tốt nghiệp này.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trƣờng Cao đẳng nghề Quy Nhơn cùng
Quý Thầy đồng nghiệp trong Khoa cơ khí đã tạo điều kiện thuận lợi và hỗ trợ cho tôi rất
nhiều trong quá trình học tập, cơng tác cũng như trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Xin chân thành cám ơn đến tất cả Q Thầy, Cơ đã giảng dạy, trang bị cho tơi những
kiến thức rất bổ ích và q báu trong suốt quá trình học tập tại trường cũng như nghiên cứu
sau này.
Xin cảm ơn Gia đình đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi yên tâm học tập tốt trong
suốt thời gian vừa qua.
Xin chân thành cảm ơn !
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng
HỌC VIÊN
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-2-
Luan van
năm 2014
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan, trên đây là cơng trình nghiên cứu của tơi. Cơng trình được thực
hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kinh nghiệm thực tiễn của bản thân, tư vấn ý kiến khoa
học của các chuyên gia kỹ thuật và thông qua chế tạo thực nghiệm dưới sự hướng dẫn khoa
học của PGS.TS. Lê Hiếu Giang.
Các số liệu, kết quả được công bố trong luận văn là hồn tồn trung thực và chưa
được cơng bố trong bất kỳ cơng trình nghiên cứu khoa học nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày ..... tháng.....năm 2014
(Ký tên và ghi rõ họ tên)
Nguyễn Duy Hà
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-3-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tiếng Việt
LVTN
Luận Văn Tốt Nghiệp
PGS.TS
Phó Giáo Sư. Tiến Sĩ
TS
Tiến Sĩ
GVHD
Giảng Viên Hướng Dẫn
HVTH
Học Viên Thực Hiện
TP.HCM
Thành Phố Hồ Chí Minh
TTĐ
Trạm Thủy Điện
BXCT
Bánh Xe Cơng Tác
Tiếng Anh
MIT
Massachusetts Institute of Technology
AWS
Aschimedes Wave Swing
VC
Venture Capitalists
R&D
Research & Development
WCD
World Commission Dams
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-4-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Thiết bị chế tạo theo ngun lý Pelamis ................................................................. 15
Hình 2.2 Cấu tạo của modul biến đổi năng lượng. ................................................................ 16
Hình 2.3 Hệ thống phao tiêu nổi AquaBuOY. ....................................................................... 16
Hình 2.4 Hệ thống phao tiêu chìm AWS. .............................................................................. 17
Hình 2.5 Sóng điện đứng tại châu Âu .................................................................................... 18
Hình 2.6 Bản đồ về khu vực bức xạ mặt trời trên biển Đơng ................................................ 19
Hình 2.7 Bản đồ về khu vực gió trên biển Đơng ................................................................... 19
Hình 2.8 Bản đồ về khu vực sóng biển trên biển Đơng ......................................................... 20
Hình 2.9 Nguyên lý Pelamis sử dụng 5 cylinder ................................................................... 21
Hình 2.10 Nguyên lý Pelamis sử dụng 4 cylinder ................................................................. 21
Hình 3.1 Mặt cắt ngang đập thủy điện ................................................................................. 23
Hình 3.2 Tuabin nước và máy phát điện .............................................................................. 24
Hình 3.3 Quá trình khai thác năng lượng địa nhiệt .............................................................. 25
Hình 3.4 Khai thác năng lượng gió ....................................................................................... 25
Hình 3.5 Tuabin chạy bằng năng lượng thủy triều .............................................................. 26
Hình 3.6 Khai thác năng lượng sóng biển ............................................................................ 27
Hình 3.7 Máy phát kiểu địn bẩy............................................................................................ 28
Hình 3.8 Máy phát kiểu phao nổi .......................................................................................... 28
Hình 3.9 Máy phát điện kiểu Pittong thủy khí. ...................................................................... 29
Hình 3.10 Máy phát kiểu giàn khoan ..................................................................................... 29
Hình 3.11 Nguyên lý máy phát điện sử dụng tuabin khí và tuabin well ............................... 30
Hình 3.12 Hệ thống phát điện sử dụng tuabin Well .............................................................. 30
Hình 3.13 Hệ thống phát điện sử dụng van một chiều .......................................................... 30
Hình 3.14 Kiểu máy phát điện tua bin hơi và máy phát điện tua bin khí .......................... 31
Hình 3.14 Máy phát điện dạng chuyển động tịnh tiến ........................................................ 31
Hình 3.15 Máy phát điện kiểu rắn biển ............................................................................... 32
Hình 3.16 Máy phát điện kiểu rắn biển ............................................................................... 33
Hình 3.17 Sơ đồ ngun lý của máy phát điện cánh ngầm. .................................................. 33
Hình 3.18 Mơ hình dạng rắn biển .......................................................................................... 35
Hình 3.19 Cấu tạo hệ thống máy phát điện dạng rắn biển ..................................................... 36
Hình 3.20 Mơ hình tính tốn .................................................................................................. 36
Hình 3.21 Lực đẩy Acsimet ................................................................................................... 37
Hình 3.22 Điều kiện nổi của vật ............................................................................................ 38
Hình 3.23 Động lượng dịng chảy.......................................................................................... 44
Hình 3.24 Mặt cắt ướt ............................................................................................................ 47
Hình 3.25 Chu vi ướt ............................................................................................................. 47
Hình 3.26 Hệ thống các dạng cánh turbine thơng dụng ........................................................ 49
Hình 4.1 Mơ hình tính tốn phao ........................................................................................... 56
Hình 4.2 Mặt cắt ngang ống phao .......................................................................................... 57
Hình 4.3 Vận tốc dịng lưu chất truyền cho bánh turbine ...................................................... 59
Hình 4.4 Kích thước cánh turbine .......................................................................................... 60
Hình 4.5 Nguyên lý hoạt động của thiết bị trên nguyên lý Pelamis ...................................... 61
Hình 4.6 Nguyên lý hoạt động của thiết bị trên nguyên lý cảm ứng điện từ ......................... 62
Hình 4.7 Mơ hình rắn biển phát điện theo ngun lý Pelamis .............................................. 63
Hình 5.1 Đế mơ hình .............................................................................................................. 64
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-5-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
Hình 5.2 Thanh treo mơ hình ................................................................................................. 64
Hình 5.3 Mơ đun khơng mang máy phát ............................................................................... 65
Hình 5.4 Đầu nối + hệ thống ống........................................................................................... 65
Hình 5.5 Đầu nối + van 1 chiều ............................................................................................. 66
Hình 5.6 Xi lanh đẩy .............................................................................................................. 66
Hình 5.7 Tua bin phát ............................................................................................................ 67
Hình 5.8 Động cơ điện 1 chiều .............................................................................................. 67
Hình 5.10 Mơ hình tiếp nhận điện từ máy phát ..................................................................... 68
Hình 5.11 Đồng hồ VOM ...................................................................................................... 68
Hình 5.12 Mơ hình thực nghiệm ............................................................................................ 69
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-6-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3-1. Tuabin cánh quay đặt đứng ................................................................................... 51
Bảng 3-2. Tuabin cánh quay đặt nằm .................................................................................... 51
Bảng 3-3. Tuabin chéo trục quay ........................................................................................... 51
Bảng 3-4. Tuabin tâm trục ..................................................................................................... 51
Bảng 3-5. Tuabin gáo ............................................................................................................. 51
Bảng 3-6. Phân nhóm tuabin theo tỷ tốc ở tuabin cùng loại .................................................. 52
Bảng 3-7 .Phạm vi sử dụng của các tuabin ............................................................................ 52
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-7-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
MỤC LỤC
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU ................................................................................................. 10
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................... 10
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ..................................................................... 10
1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .................................................................................... 11
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................................. 11
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 11
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................. 11
1.5 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 11
CHƢƠNG II: TỔNG QUAN .............................................................................................. 13
2.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu ................................................................... 13
2.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngồi nước đã cơng bố............................................ 14
2.2.1. Các kết quả nghiên cứu ngoài nước. ................................................................... 14
2.2.2. Các kết quả nghiên cứu trong nước ..................................................................... 18
CHƢƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................ 23
3.1.Năng lượng truyền thống. ........................................................................................... 23
3.1.1.Năng lượng thủy điện . ........................................................................................ 23
3.1.2.Năng lượng địa nhiệt. .......................................................................................... 24
3.1.3.Tổng quan về năng lượng gió . ........................................................................... 25
3.1.4.Tổng quan về năng lượng thủy triều. ................................................................. 26
3.1.5. Năng lượng sóng biển: ....................................................................................... 27
3.1.5.1.Máy phát kiểu phao – trục – đòn bẩy. ............................................................... 27
3.1.5.2.Máy phát kiểu phao nổi: .................................................................................... 28
3.1.5.3.Máy phát sử dụng sóng biển kiểu pittơng thủy khí: .......................................... 28
3.1.5.4.Máy phát kiểu giàn khoan. ................................................................................ 29
3.1.5.5.Máy phát điện sử dụng tuabin khí và hơi. ......................................................... 29
3.1.5.6.Máy phát điện dạng chuyển động tịnh tiến. ................................................... 31
3.1.5.7.Máy phát điện kiểu rắn biển. ............................................................................. 32
3.1.5.8.Máy phát điện kiểu cánh ngầm. ........................................................................ 33
3.2. Kết luận: ..................................................................................................................... 34
3.3. Lựa chọn phương án khai thác và mô hình tính tốn: ................................................ 35
3.4 . Cơ sở tính tốn thiết kế ......................................................................................... 36
3.4.1. Tính tốn thiết kế phao ........................................................................................ 36
3.4.1.1. Cơ sở lí luận về vật nổi..................................................................................... 36
3.4.1.1.2. Phản lực theo phương ngang ......................................................................... 37
3.4.1.1.3. Phản lực theo phương đứng .......................................................................... 37
3.4.1.2 Điều kiện nổi của các vật : ................................................................................ 38
3.4.2. Tính tốn xilanh thủy lực .................................................................................... 39
3.4.2.1. Khái niệm chung về xilanh thủy lực ................................................................ 39
3.4.2.2. Những đặc tính vật lí chủ yếu của chất lỏng .................................................... 39
3.4.2.3. Các thông số cơ bản của xilanh thủy lực ......................................................... 42
3.4.2.4. Tính tốn và thiết kế piston : ............................................................................ 44
3.4.2.5. Tính tốn đường ống dẫn và vịi phun ............................................................. 45
3.4.2.5.1. Phân loại dịng chảy ...................................................................................... 45
3.4.2.5.2. Dịng chảy khơng điều và dịng chảy điều .................................................... 45
3.4.2.5.3. Dịng chảy có áp, khơng áp, dịng tia : .......................................................... 46
3.4.2.5.4. Dịng chảy có áp, khơng áp, dịng tia : .......................................................... 46
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-8-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
3.4.2.5.5. Tính tốn dịng lưu chất trong đường ống ................................................... 467
3.4.2.5.6. Tính dòng lưu chất tại vòi phun .................................................................... 49
3.4.2.6. Cơ sở thiết kế tuabin nước : ............................................................................. 49
3.4.2.6.1. Giới thiệu tuabin nước : ................................................................................ 49
3.4.2.6.2. Giới thiệu một số dạng turbine nước thông dụng: ........................................ 49
3.4.2.6.3. Giới thiệu một số dạng turbine nước thông dụng: ........................................ 49
3.4.2.6.4. Phân loại tuabin và phạm vi sử dụng : .......................................................... 52
CHƢƠNG IV: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ................................................................... 55
4.1.Thơng số ban đầu ......................................................................................................... 55
4.2.Tính tốn ...................................................................................................................... 56
4.2.1. Tính tốn phao ..................................................................................................... 56
4.2.2. Tính áp lực của sóng tác động vào phao ............................................................. 57
4.2.3. Tính lưu lượng và áp suất trong xilanh ............................................................... 58
4.2.4. Tính lưu lượng, áp suất trong đường ống vòi phun và turbine ........................... 59
4.2.5. Tính tốn trục của turbin ..................................................................................... 60
4.3. Nguyên lý hoạt động của thiết bị ................................................................................ 61
4.3.1. Theo nguyên lý Pelamis ...................................................................................... 61
4.3.2. Theo nguyên lý cảm ứng điện từ: ........................................................................ 61
4.4.Mơ hình máy phát điện theo ngun lý Pelamis ......................................................... 63
4.4.1. Cấu tạo mơ hình .................................................................................................. 63
4.4.2. Ngun lý hoạt động mơ hình : ........................................................................... 63
CHƢƠNG V: THI CƠNG MƠ HÌNH ............................................................................... 64
5.1. Đế mơ hình : ............................................................................................................... 64
5.2. Thanh treo mơ hình: ................................................................................................... 64
5.3. Mơ đun không mang thiết bị phát điện. ...................................................................... 64
5.4. Đầu nối dẫn dầu thủy lưc + hệ thống ống. ................................................................ 65
5.5. Van một chiều. ............................................................................................................ 65
5.6. Xi lanh tạo lực đẩy...................................................................................................... 66
5.7. Tua bin phát. ............................................................................................................... 66
5.8. Các thiết bị phụ trợ khác. ............................................................................................ 67
CHƢƠNG VI: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ....................................................................... 70
6.1 Kết quả thực nghiệm: .................................................................................................. 70
6.2 Kết luận: ...................................................................................................................... 73
6.3 Kiến nghị: .................................................................................................................... 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 75
PHỤ LỤC .............................................................................................................................. 76
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-9-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Sự phát triển của nền cơng nghiệp tồn cầu kéo theo nhu cầu ngày càng lớn năng
lượng phục vụ cho nó mà năng lượng chủ yếu được sử dụng là năng lượng điện. Trong khi
đó, tiềm năng để khai thác, sản sinh ra điện theo phương pháp truyền thống như thủy điện,
nhiệt điện đã dần cạn kiệt. Riêng tại Việt Nam một phần nguồn năng lượng rất lớn được
khai thác từ thủy điện, tuy nhiên theo báo cáo khoa học gần đây cho thấy, tiềm năng này sẽ
khơng cịn trong vài mươi năm nữa. Bên cạnh đó, trong những năm gần đây bài tốn về mơi
trường tồn cầu được đưa vào trong tất cả các ngành công nghiệp, chúng ta phải hạn chế
đến mức thấp nhất những yếu tố có ảnh hưởng xấu tới mơi trường. Trong khi đó các nhà
máy kiểu nhiệt điện truyền thống thì khơng thể tránh được việc thải ra môi trường một
lượng lớn các chất ảnh hưởng tới môi trường như oxit cacbon, oxit nitơ, oxit lưu huỳnh,
trong q trình vận hành.
Trái đất có 70% là nước trong đó phần lớn là biển. Do đó khai thác năng lượng từ
biển có tiềm năng rất lớn, được đánh giá là nguồn năng lượng vơ tận, có khả năng cung cấp
năng lượng cho toàn thế giới là nguồn năng lượng chủ yếu trong tương lai. Mọi nguồn năng
lượng được hình thành từ biển đều từ tự nhiên và có năng lượng lớn. Việc tận dụng thủy
triều và sóng biển thực sự là một bước ngoặc trong sản xuất năng lượng điện. Đây là nguồn
năng lượng sạch ít gây ơ nhiểm mơi trường.
Hệ thống phát điện bằng năng lượng sóng biển đang là hướng nghiên cứu mới hiện
nay. Đặc biệt là hệ thống phát điện theo nguyên lý Pelamis và thực hiện phát điện gián tiếp
được tập trung nghiên cứu nhiều do nó có ưu điểm hơn hệ thống phát điện trực tiếp là kết
cấu đơn giản dễ chế tạo, chi phí chế tạo thấp, hiệu suất thiết bị cao, bảo dưỡng đơn giản….
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Việt Nam đang trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước do đó nhu cầu
tiêu thụ năng lượng là rất lớn. Với hàng ngàn ki lơ mét bờ biển, một vùng biển rộng lớn vì
vậy Việt Nam có nhiều tiểm năng về năng lượng biển. Đồng thời việc khai thác năng lượng
từ biển cũng là hướng đi cho bài tốn ơ nhiễm mơi trường hiện nay tại Việt Nam.
Với những điều kiện thực tế đó, được sự hướng dẫn của PGS.TS Lê Hiếu Giang tác
giả đã lựa chọn đề tài tốt nghiệp của tôi là: “Thiết kế và chế tạo mơ hình máy phát điện
bằng năng lƣợng sóng biển theo nguyên lý Pelamis”.
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-10-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
Nhằm tạo ra thiết bị phục vụ việc nghiên cứu và phát triển các hệ thống máy phát
điện bằng năng lượng sóng biển, với mục tiêu giảm tải cho điện lưới quốc gia và tiến đến
việc sử dụng năng lượng sóng biển là nguồn năng lượng chủ yếu. Đề tài “Thiết kế và chế
tạo mơ hình máy phát điện bằng năng lượng sóng biển theo nguyên lý Pelamis” sẽ đáp ứng
nhu cầu nghiên cứu và phát triển thành sản phẩm thực tế đưa vào phục vụ đời sống và cung
cấp nguồn điện năng dồi dào cho các khu vực dân cư ven biển và hải đảo.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài là: Dựa trên cơ sở lý thuyết tính tốn các thơng số
kỹ thuật cho máy phát điện bằng năng lượng sóng biển theo ngun lý Pelamis bên cạnh đó
chế tạo “mơ hình máy phát điện bằng năng lượng sóng biển theo nguyên lý Pelamis” dùng
để trang bị cho việc khảo sát và chế tạo máy phát điện bằng năng lượng sóng biển.
1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài : Mơ hình máy phát điện bằng năng lượng sóng biển
theo nguyên lý Pelamis
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ nghiên cứu thiết kế và chế tạo mơ hình máy phát điện bằng năng lượng
sóng biển theo ngun lý Pelamis với quy mơ áp dụng cho các phịng thí nghiệm và khảo
sát về năng lượng.
1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu, phân tích và tổng hợp
- Tính tốn, thiết kế chế tạo mơ hình.
- Phương pháp lấy số liệu khảo sát
1.6 Kết cấu của luận văn
Kết cấu luận văn tốt nghiệp gồm 6 chương:
Chương 1: Giới thiệu.
Chương 2: Tổng quan.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết.
Chương 4: Tính tốn và thiết kế
Chương 5: Thi cơng mơ hình
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-11-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
Chương 6: Kết luận – Kiến nghị
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-12-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
CHƢƠNG II: TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu
Trong thời gian vừa qua ngành điện ở nước ta phát triển rất nhanh, nhưng vẫn không
đáp ứng đủ điện cho nền kinh tế đang tăng trưởng nhanh và nhu cầu tiêu dùng của nhân dân.
Ngành điện đã phải nhập khẩu thêm điện của Trung Quốc mà vẫn còn thiếu điện nghiêm
trọng, ảnh hưởng lớn đến sản xuất và đời sống của nhân dân. Nguồn điện của ta rất đa dạng:
nhiệt điện chạy than, nhiệt điện chạy khí, nhiệt điện chạy dầu, thủy điện, điện chạy bằng
năng lượng gió, điện chạy bằng năng lượng mặt trời,... Trong thời gian sắp tới ta sẽ phải xây
dựng nhà máy điện chạy bằng năng lượng hạt nhân.
Than đá của ta tuy khá nhiều, nhưng thời gian tới cũng không đủ, sẽ phải nhập khẩu
với giá cao để chạy các nhà máy phát điện chạy bằng than ở phía nam. Khí đốt của ta cũng
có hạn, chỉ có thể đáp ứng được một phần nhu cầu phát điện của đất nước. Phát điện chạy
dầu thì giá thành rất cao và ta cũng không đủ dầu, đang phải nhập khẩu thêm xăng, dầu từ
nước ngoài. Về thủy điện, ở những nơi có khả năng xây dựng nhà máy thủy điện lớn và vừa,
ta đã và đang xây dựng gần hết quỹ đất có thể. Điện hạt nhân cũng chỉ có khoảng chục địa
điểm có thể xây dựng được nhà máy. Động đất và sóng thần ở Nhật Bản cũng đã làm cho cả
thế giới phải cảnh giác với điện hạt nhân.
Điện chạy bằng năng lượng gió và điện chạy bằng năng lượng mặt trời ở nước ta mới
chỉ chiếm một tỷ trọng rất nhỏ và giá thành còn cao hơn nhiều so với thủy điện và nhiệt điện
chạy than, chạy khí.
Trong Quyết định số 1208/QĐ-TTg ngày 21 tháng 7 năm 2011 về việc Phê duyệt
Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm:
“+ Ưu tiên phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo (điện gió, điện mặt trời, điện sinh
khối,...), phát triển nhanh, từng bước gia tăng tỷ trọng của điện năng sản xuất từ nguồn
năng lượng tái tạo : Đưa tổng cơng suất nguồn điện gió từ mức không đáng kể hiện nay lên
khoảng 1.000 MW vào năm 2020, khoảng 6.200 MW vào năm 2030; điện năng sản xuất từ
nguồn điện gió chiếm tỷ trọng từ 0,7% năm 2020 lên 2,4% vào năm 2030.Phát triển điện
sinh khối, đồng phát điện tại các nhà máy đường, đến năm 2020, nguồn điện này có tổng
cơng suất khoảng 500 MW, nâng lên 2.000 MW vào năm 2030; tỷ trọng điện sản xuất tăng
từ 0,6% năm 2020 lên 1,1% năm 2030.”
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-13-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
Theo tính tốn của Bộ Cơng Thương tại thời điểm năm 2009 khi làm tờ trình Chính
phủ nghị định khuyến khích phát triển năng lượng tái tạo, bình qn giá điện gió tại Việt
nam vào khoảng 12,5UScent/kWh, nhưng giá điện bình quân tại thời điểm đó mới chỉ
khoảng 5,3UScent/kWh. Nếu tính cả lần điều chỉnh giá điện gần đây nhất (1.8.2013) thì giá
điện bình quân mới bằng 1.508đ/kWh (tương đương 7,56UScent).
Than đá, dầu mỏ, khí đốt,... ngày càng cạn kiệt dần nên việc nghiên cứu và xây dựng
các nhà máy phát điện chạy bằng năng lượng tái tạo ở nhiều nước trên thế giới ngày càng
được đẩy mạnh. Việc sử dụng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện đã được nhiều
nhà khoa học ở một số nước trên thế giới nghiên cứu từ lâu bằng những công nghệ rất hiện
đại. Trong các bản tin thời sự ta thường được nghe các nước đang tích cực đẩy nhanh tỷ lệ
phát điện bằng năng lượng tái tạo lên cao. Nhưng rất tiếc rằng năng lượng tái tạo ở đây mới
chỉ đề cập đến năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
Qua đó ta thấy tuy điện gió cịn rất đắt so với điện chạy bằng các loại năng lượng đã
có, nhưng nước ta và các nước trên thế giới vẫn tích cực phát triển. Vấn đề đặt ra là tại sao
điện chạy bằng năng lượng sóng biển vẫn chưa được đưa vào? Phải chăng việc nghiên cứu
sử dụng năng lượng sóng biển để chạy máy phát điện của các nhà khoa học thế giới còn
nhiều vấn đề và giá thành phát điện còn rất cao so với các dạng năng lượng khác?[15]
2.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã cơng bố
2.2.1. Các kết quả nghiên cứu ngồi nƣớc.
Các sáng chế đầu tiên để tận dụng năng lượng từ sóng biển đã có từ năm 1799 và đã
được tập hợp tại Paris bởi Girard và con trai của ông. Từ 1855-1973 có 340 sáng chế đã có
mặt tại Vương quốc Anh. Một ứng dụng ban đầu của sóng điện là một thiết bị được xây
dựng vào khoảng năm 1910 bởi Bochaux-Praceique cho đèn và điện năng phục vụ cho nhà
của ông ở Royan, gần Bordeaux, Pháp. Nó chứng tỏ rằng đây là lần đầu tiên một loại thiết bị
năng lượng sóng biển được sử dụng .
Khoa học hiện đại đã và đang theo đuổi năng lượng sóng biển và tiên phong là thí
nghiệm của Yoshio Masuda trong thập niên 1940. Ông đã thử nghiệm những khái niệm
khác nhau của các thiết bị năng lượng sóng trên biển, với hàng trăm thí nghiệm được sử
dụng để chuyển hướng đèn điện. Trong số này đã có khái niệm chiết điện từ các chuyển
động góc tại khớp của một mảng khớp nối, được đề xuất bởi Masuda trong năm 1950.
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-14-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
Quan tâm về năng lượng sóng được thúc đẩy bởi cuộc khủng hoảng dầu mỏ vào năm
1973. Một số nhà nghiên cứu thuộc một số trường đại học đã tiến hành kiểm tra tiềm năng
tạo ra điện từ sóng biển, trong đó đáng chú ý là Stephen Salter từ Đại học Edinburgh, Kjell
Budal và Johannes Falnes từ Viện Công nghệ Na Uy (nay sáp nhập vào Đại học Khoa học
và Công nghệ Na Uy), Michael E. McCormick từ Học viện Hải quân Hoa Kỳ, David Evans
từ Đại học Bristol, Michael của Pháp từ Đại học Lancaster, John Newman và Chiang C.Mei
từ MIT.
Trong những năm 1980, khi giá dầu đi xuống, làn sóng tài trợ năng lượng từ sóng đã
giảm mạnh. Tuy nhiên, một vài nguyên mẫu đầu tiên của thế hệ đã được thử nghiệm trên
biển. Gần đây, từ sau vấn đề biến đổi khí hậu, thế giới đang quan tâm phát triển năng lượng
tái tạo, bao gồm cả sóng năng lượng.[15]
Tại Bồ Đào Nha, có hệ thống pelamis đầu tiên trên thế giới, gồm 3 pelamis có cơng
suất 2,25MW. Năm 2007, Scotland đã đặt 4 thiết bị pelamis công suất tổng đạt 3MW, với
giá thành 4 triệu bảng.
Hình 2.1 Thiết bị chế tạo theo nguyên lý Pelamis
* Nguyên lý hoạt động của thiết bị chế tạo theo nguyên lý Pelamis:
Thiết bị là một hệ thống phao, gồm một loạt các ống hình trụ nửa chìm, nửa nổi, nối
với nhau bằng bản lề. Sóng biển làm chuyển động mạnh hệ thống phao, nó tác động mạnh
vào hệ thống bơm thủy lực làm quay turbin phát điện. Hàng loạt thiết bị tương tự sẽ kết nối
với nhau, làm cho turbin hoạt động liên tục. Dòng điện được truyền qua giây cáp ngầm dưới
đáy đại dương dẫn vào bờ, nối với lưới điện, cung cấp cho hộ sử dụng. Nếu xây dựng nhà
máy điện có cơng suất 30 MW sẽ chiếm diện tích mặt biển là 1km2.
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-15-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
Thiết bị được neo ở vùng biển có độ sâu chừng 50–70m; cách bờ dưới 10km, là nơi
có mức năng lượng cao trong các con sóng. Và Thiết bị pelamis gồm ba modul biến đổi
năng lượng, mỗi modul có hệ thống máy phát thủy lực - điện đồng bộ. Mỗi thiết bị pelamis
có thể cho cơng suất 750kW, nó có chiều dài 140-150m, có đường kính ống 3-3,5m.[11]
Hình 2.2 Cấu tạo của modul biến đổi năng lượng.
Năm 2006, dự án 2MW, ở miền Nam California, Mỹ, đã thực hiện với giá thành 3
triệu đơ la, nó cung cấp điện cho 150 hộ gia đình.
Hình 2.3 Hệ thống phao tiêu nổi AquaBuOY.
AquaBuOY là một hệ thống phao nổi, có nguyên lý hoạt động nhằm biến đổi năng
lượng động học của chuyển động thẳng đứng do các đợt sóng biển tạo ra năng lượng điện .
Nhờ việc nhấp nhơ lên xuống của sóng biển làm hệ thống phao nổi dập dềnh lên xuống
mạnh làm hệ thống xilanh chuyển động, tạo ra dòng điện. Điện dẫn qua hệ thống cáp ngầm
đưa lên bờ, hòa vào lưới điện.
Mỗi phao tiêu có thể đạt cơng suất tới 250kW, với đường kính phao 6m. Nếu trạm
phát điện có công suất 10 MW chỉ chiếm 0,13 km2 mặt biển.
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-16-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
Bơm ống là ống cao su cốt thép, nó hoạt động như cái bơm bình thường, khi sóng
nén, nước biển đẩy mạnh về phía sau, có chứa một bộ cao áp, làm quay turbin, điện thu
được, dẫn qua cáp ngầm vào bờ để hịa chung vào lưới điện.
Ngồi ra trên các AquaBuOY cịn đặt các tấm pin mặt trời; turbin gió nhỏ nhằm tạo
ra nguồn điện năng cho các thiết bị chuẩn đoán gắn trong AquaBuOY. Tất cả dữ liệu về
thiết bị đều được truyền bằng công nghệ không dây, vệ tinh về khu vực điều hành. Hệ thống
AquaBuOY thường lắp đặt cách bờ chừng 5km ở nơi biển có độ sâu 50m.[15]
Năm 2008 Công ty AWS Ocean Eneny, Scotland đã phát minh ra hệ thống máy phát
điện mới nhằm biến chuyển động sóng thành điện năng. Khác với những hệ thống đang tồn
tại. Đó là hệ thống phao tiêu nằm chìm dưới mặt nước, nên không bị ảnh hưởng bởi điều
kiện khí hậu trên mặt biển. Hệ thống phao tiêu ngầm giống như những quả ngư lôi dưới mặt
nước biển chừng 50 mét mà vẫn tạo ra điện năng nhờ sóng biển.
Hình 2.4 Hệ thống phao tiêu chìm AWS.
Các hệ thống nổi trên mặt biển dễ bị các trận bão tàn phá, thì hệ thống chìm của
AWS (Aschimedes Wave Swing) đã chế tạo bằng vật liệu được sử dụng như dàn khai thác
dầu mỏ ngoài khơi, được đặt ở độ sâu yên tĩnh. Hệ thống tạo ra năng lượng nhờ sóng biển từ
xa, qua các biến thiên áp suất sinh ra do biến đổi của cột nước.[8]
Hệ thống phao tiêu AWS là một xi lanh dài 35 mét, rộng 10 mét chứa khí nén bên
trong khiến phao khơng chìm, nửa trên chỉ chuyển động theo chiều thẳng đứng. Khi sóng
lướt qua, sự tăng khối lượng nước làm gia tăng áp suất cột nước và phần bên trên hệ thống
bị đẩy xuống dưới. Giữa hai đợt sóng, cột nước hạ xuống, áp suất hạ theo làm nổi lên phần
trên của hệ thống. Chuyển động bơm biến thành điện năng. Điện được chuyển tải qua cáp
ngầm, lên hòa vào lưới điện.
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-17-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
Hình 2.5 Sóng điện đứng tại châu Âu
Châu Âu hiện nay đang đi đầu trong công nghệ năng lượng thay thế và dần đạt được
một chỗ đứng tốt trong công nghệ khai thác sóng điện.
Gần đây, cơng ty năng lượng thủy triều Anh [Lunar Energy], đã đồng ý xây dựng lắp
đặt hệ thống điện năng thủy triều lớn nhất thế giới tại Hàn Quốc với giá 500 triệu bảng.
300 tua bin cao 60 foot [1 foot = 30,48cm] sẽ đặt ở đáy biển và sử dụng năng lượng
từ các dòng thủy triều để xoay tua bin tạo ra điện. Họ hy vọng sẽ được tạo ra đủ điện cho
200.000 căn nhà vào năm 2015.
OpenHydro của Ireland và RWE của Đức sẽ thực hiện một số dự án công nghệ khai
thác thủy triều của họ, sử dụng sóng trên bờ biển để làm xoay tua bin. Cho đến nay, cả hai
cơng ty có đặt thử nghiệm một số hệ thống tại các đại dương, hy vọng sẽ hạn chế tối thiếu
sự tác động đến hệ sinh thái và các hệ thống có thể tồn tại trong điều kiện biển khắc nghiệt
nhất.
Venture Capitalists đặc biệt vui mừng về sự tăng trưởng trong ngành công nghiệp
này và đang đầu tư số tiền chưa từng có vào đây. cơng ty VC tin rằng làn sóng điện sẽ thay
thế cho 20% năng lượng của châu Âu vào năm 2020, so với 40% dự báo của năng lượng
gió.[15]
2.2.2. Các kết quả nghiên cứu trong nƣớc
Nước ta có bờ biển dài trên 3.200 km, đứng thứ 32 trong tổng số 156 quốc gia có
biển. Do đó nước ta có tiềm năng năng lượng biển rất lớn, đặc biệt phải kể đến hai nguồn
năng lượng khả quan nhất đó là gió và sóng.
Hiện tại, nghiên cứu năng lượng biển Việt Nam mới ở giai đoạn sơ khai, tuy chúng ta
có các nghiên cứu sơ bộ và đã có được một vài tài liệu về mật độ của các dạng năng lượng
biển chủ yếu: bức xạ mặt trời vùng biển, gió biển, sóng biển và thủy triều mà chưa có
những ứng dụng cụ thể phát điện trên biển. Các nghiên cứu mới chỉ được thực hiện thông
qua đề tài khoa học cơng nghệ, chưa có đại diện đầu mối quốc gia về nghiên cứu, triển khai,
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-18-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
lắp đặt, chưa được giao nhiệm vụ để chuẩn hóa các hoạt động R&D về năng lượng biển
quốc gia và hợp tác quốc tế, chủ yếu là các nghiên cứu nhỏ lẻ, rời rạc, chưa hệ thống.
Tiềm năng bức xạ mặt trời trên biển: Trên biển Đơng tiềm năng bức xạ có xu
hướng tăng dần từ phía Bắc xuống phía Nam .
Hình 2.6 Bản đồ về khu vực bức xạ mặt trời trên biển Đơng
Trên khu vực phía bắc vĩ tuyến 20oN tổng xạ đạt 4000 Wh/m2/ngày. Phía nam vĩ
tuyến 20oN tổng xạ đạt gần 5000 Wh/m2/ngày. Vùng nhiều tiềm năng nhất Việt Nam là
vùng ngoài khơi biển Nam Trung Bộ gồm cả Hồng Sa và Trường Sa, vùng biển Vũng TàuCơn Đảo.
Tiềm năng gió biển: Trên bản đồ hình 2.7 cho thấy các vùng ở ngoài khơi vịnh Bắc
Bộ và ngoài khơi Vũng Tàu-Cơn Đảo là những vùng có mật độ năng lượng gió biển lớn
nhất. Theo tính tốn thì mật độ cao nhất tại vùng biển Vũng Tàu-Côn Đảo tầng 80 m đạt
300-600 W/m2, vùng giữa vịnh Bắc Bộ đạt 300-400 W/m2
Theo phân cấp của Mỹ và UNEP (Chương trình mơi trường Liên hợp Quốc) thì cấp
điện gió Việt Nam đạt cấp III trên thang 4 cấp, chứng tỏ tiềm năng điện gió biển tại vùng
biển này là rất khả thi.
Hình 2.7 Bản đồ về khu vực gió trên biển Đông
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-19-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
Tiềm năng sóng biển: Trên bản đồ hình 2.8 cho thấy những vùng có mật độ năng
lượng biển lớn nhất là vùng biển Trung Bộ và Đông Nam Bộ Việt Nam. Chia ven biển Việt
Nam làm 54 vùng theo mật độ năng lượng sóng biển, từ Quảng Ninh đến Nghệ An, Thanh
Hóa đến Dung Quất, Quảng Ngãi, Dung Quất - Ninh Thuận, Ninh Thuận - Cà Mau, Cà Mau
- Kiên Giang. Vào mùa gió Đơng Bắc cơng suất điện sóng đạt cực đại 40kW/m phía bắc bờ
biển Việt Nam và 30kW/m ở vùng phía Nam. Trung bình một năm là 25kW/m ở vùng ven
biển ngoài khơi Nam Trung Bộ. Mật độ cao nhất tại vùng biển Phú Quý đạt 40 kW/m. Vào
mùa gió Tây Nam cơng suất đạt 20 kW/m vào tháng 7, 8 tại các vùng Nam Trung Bộ và
Đông Nam Bộ, các vùng khác cơng suất trung bình đạt 10 kW/m.
Hình 2.8 Bản đồ về khu vực sóng biển trên biển Đơng
Tiềm năng thủy triều và dịng chảy biển : Những vùng có tiềm năng về năng lượng
thủy triều biển nhất, đó là vùng bắc vịnh Bắc Bộ, vùng ven biển Vũng Tàu-Cà Mau. Các
địa điểm về tiềm năng thủy triều được phân bố từ phía Bắc đến phía Nam, Vịnh Hạ Long4,7 GWh, Diễn Châu-620 GWh, Văn Phong - 308 GWh, Quy Nhơn-135 GWh, Cam Ranh
-185 GWh, Gành Rái-714GWh, Đồng Tranh - 371 GWh, Rạch Giá-139 GWh.Vùng có
tiềm năng dịng chảy là ngồi khơi Ninh Thuận- Bình Thuận đạt 40-60W/m2, ngồi khơi
Cà Mau-Hịn Khoai đạt 100-300 W/m2.[5,6,7]
Có nhiều phương pháp để chuyển đổi năng lượng cơ học của sóng biển sang năng
lượng điện. Có thể phân chia thành các dạng như: khí động, thuỷ động, thủy tĩnh chuyển
động tương đối của phao… Tuy nhiên, loại thiết bị tổ hợp năng lượng dựa trên nguyên lý
khí động (turbine khí), thuỷ động (turbine nước) tuy có cơng suất lớn và rất lớn (vài chục
kW đến vài MW), nhưng đòi hỏi vùng biển có sóng lớn, bờ biển có vách cao hoặc phải xây
cơng trình trạm nổi tốn kém trên biển, chi phí đầu tư cao và cơng nghệ hạ tầng phức tạp.
Khắc phục vấn đề này, nhóm tác giả của Trung tâm nghiên cứu thuỷ khí, thuộc Viện nghiên
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-20-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
cứu cơ khí đã đề xuất triển khai “Hệ thống phát điện bằng năng lượng sóng biển có cơng
suất 5÷ 10 kW, lần đầu tiên được nghiên cứu, phát triển ở Việt Nam, hoạt động theo nguyên
lý thuỷ tĩnh của hãng Pelamis - (Pê-la-mits) - Scotland.
Hình 2.9 Nguyên lý Pelamis sử dụng 5 cylinder
Thiết bị phát điện dạng rắn biển này bao gồm các phao rời liên kết với nhau bởi các
khớp quay theo chiều ngang và đứng cùng 02 module năng lượng: Bơm xilanh thu nhận
năng lượng sóng ngang và bơm xilanh nhận năng lượng sóng đứng. Chuyển động tương đối
giữa các phao trên bề mặt sóng làm các xilanh (bơm thuỷ lực) hoạt động, chuyển đổi năng
lượng chuyển động cơ học thu nhận được từ năng lượng sóng thành năng lượng dầu ép.
Các chuyển động ở đây chủ yếu là lực Acimet và cho phép khai thác năng lượng
sóng biển, cung cấp năng lượng dầu ép cho hệ thống thuỷ lực bên trong các module, năng
lượng được nạp vào bình tích, sau đó cung cấp tới cụm máy phát điện, điện phát ra có thể
được đưa trực tiếp tới các hộ tiêu thụ, hoặc nạp cho ắcquy hay phát lên điện lưới.
Hình 2.10 Nguyên lý Pelamis sử dụng 4 cylinder
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-21-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
Hệ thống đã được chạy thử nghiệm với mơ hình trên cạn và thu được kết quả như dự
kiến với công suất 5-10kw/h. Tuy nhiên, việc đặt hệ thống thiết bị này trên biển và thu cơ
năng sóng biển, cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan tự nhiên đặc biệt là vào các
thơng số sóng (độ cao, chu kỳ, bước sóng), tính chất sóng...
Tuy thiết bị mới chỉ dừng lại ở công suất nhỏ nhưng bước đầu khẳng định chúng ta
hồn tồn có thể chủ động khai thác nguồn năng lượng vô tận này để cung cấp điện phục vụ
sinh hoạt cho khu vực biển đảo, giảm sự phụ thuộc vào hệ thống lưới điện quốc gia. Để
nghiên cứu, phát triển năng lượng sạch cần một chiến lược dài hơi, tập hợp đội ngũ các nhà
nghiên cứu… để từng bước nâng cao chất lượng, quy mô thiết bị.[13]
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-22-
Luan van
Luận Văn Thạc Sĩ
GVHD: PGS TS. Lê Hiếu Giang
CHƢƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1.Năng lượng truyền thống.
Năng lượng sơ cấp là những nguồn năng lượng truyền thống sử dụng cho máy phát
điện từ khi nó mới ra đời. Đó là những nguồn năng lượng có thể làm cho động cơ chuyển
động như : dầu diesel, xăng được sử dụng trong động cơ đốt trong để làm quay động cơ
nối với rotor, than đá và khí đốt dùng làm nhiên liệu đốt nóng để tạo ra hơi nước làm
quay tuabin, ngoài ra các nhà máy phát điện thường sử dụng sức nước để làm quay tuabin
tạo ra điện. Phần lớn những nguồn năng lượng truyền thống này đều lấy từ tự nhiên nên
có một số nhược điểm:
Nguồn năng lượng bị giới hạn, phụ thuộc vào thiên nhiên.
Gây ô nhiễm môi trường, tạo ra nhiều tiếng ồn.
Giá thành cao, không ổn định.
Tuy nhiên cho đến nay những nguồn năng lượng này vẫn được sử dụng nhiều nhất
do nguồn cung cấp có sẵn trong tự nhiên, đồng thời nhiều thiết bị và các loạ i máy phát
điện có cấu tạo hoạt động dựa trên những nguồn năng lượng này. Hiện nay nhiều quốc
gia, viện nghiên cứu và các nhà khoa học đang tìm cách tạo ra những nguồn năng lượng
mới để thay thế chúng trước tình trạng nguồn năng lượng này ngày càng cạn kiệt đồng
thời góp phần bảo vệ thiên nhiên và bảo vệ môi trường.
3.1.1.Năng lượng thủy điện .
Hình 3.1 Mặt cắt ngang đập thủy điện
Thuỷ điện là nguồn điện có được từ năng lượng nước. Đa số năng lượng thuỷ điện
có được từ thế năng của nước được tích tại các đập nước làm quay một tuabin nước và
máy phát điện. Kiểu ít được biết đến hơn là sử dụng năng lượng động lực của nước hay
HVTH: Nguyễn Duy Hà
-23-
Luan van
