TIỂ U LUẬN MÔN HỌC ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG NƯỚC TRÊN SÔNG

Company Logo
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ
NẴNG
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
TIỂU LUẬN
MÔN HỌC ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG NƯỚC
TRÊN SÔNG
Nhóm sinh viên : 1. Mai Duy Vinh Lớp 08C4B
2. Lê Anh Quốc Lớp 08C4B
3. Nguyễn Hữu Phúc Lớp 08C4B
4. Nguyễn Văn Đồng Lớp 08C4B
5. Lê Văn Hiệp Lớp 08C4B
Company Logo
NĂNG LƯỢNG NƯỚC TRÊN SÔNG
V. Kết luận
IV. Ứng dụng năng lượng nước trên sông trong việc thay
thế cho năng lượng truyền thống trong việc phát điện
và động cơ đốt trong hiện nay
III. Sơ đồ nguyên lý, trang thiết bị của ứng dụng năng
lượng nước trên sông
II. Cơ sở lý thuyết của ứng dụng năng lượng nước trên sông
I. Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng năng lượng nước trên sông
Company Logo
I.TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS
Việc sử dụng các dạng năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch
hiện nay làm cho nó càng ngày càng can kiệt, khan hiếm
dần. Và bên cạch đó còn nhiều vấn đề khác mà việc sử dụng
năng lượng này gây ra như: ô nhiễm môi trường, hiệu ứng
nhà kính, mưa axit Khiến con người không ngừng nghiên
cứu, tìm và ứng dụng các dạng năng lượng khác để thay thế
mà chủ yếu là năng lượng từ thiên thiên. Một trong những

năng lượng được ứng dụng phổ biến đó là năng lượng nước
trên sông.

Company Logo
I.TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS
Hàng nghìn năm về trước, tổ tiên ta cũng như một số dân tộc Ai
Cập, Trung Quốc đã biết lợi dụng cơ năng của sông suối để xay
lúa, giã gạo và làm cọn nước để đưa nước lên cao phục vụ
nông nghiệp
Company Logo
I.TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS
Lợi dụng dòng chảy của nước để đi chuyển phương tiện đi lại, vận
chuyển hàng hóa
Company Logo
I.TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS
Nước tồn tại ở 3 dạng năng lượng
•
Hoá năng
•
Nhiệt năng
•
Cơ năng
Hai dạng năng lượng hóa năng, nhiệt năng của nước có trữ
lượng lớn, song phân tán, kỹ thuật sử dụng còn nhiều khó
khăn, hiện nay còn hạn chế trong việc khai thác.
Năng lượng khai thác từ nguồn nước chủ yếu là cơ năng của
dòng chảy mặt (sông, suối), của thuỷ triều và của các dòng hải
lưu.
Company Logo
I.TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS

Ở nước ta việc khai thác sử dụng cơ năng của dòng nước đã
có từ lâu, nhưng chỉ từ đầu thế kỷ thứ XX mới phát triển mạnh
mẽ.
Trong thời gian trước năm
1960, ở Miền Bắc một số
TTĐ với quy mô công suất
nhỏ được xây dựng mà lớn
nhất là TĐ Cấm Sơn trên
sông Hóa (Lạng Sơn)
Company Logo
I.TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS
Thủy điện đa nhim Thủy điện sơn la
Thủy điện Hòa Bình
Thủy điện sông Tranh
Company Logo
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NLNTS
Muốn xác định năng lượng tiềm
tàng của dòng chảy trong sông
thiên nhiên (hình 1-1) từ mặt cắt
(1-1) đến (2-2) ta xét năng lượng
mà khối nước W di chuyển trong
đoạn ấy đã tiêu hao đi, nghĩa là tìm
hiệu số năng lượng giữa hai mặt
cắt đó:
1 2
E E E= −
Phương trình Bec-nui tai mặt cắt (1-1)
2
1 1 1
1 1

W
2
p v
E Z
g
α
γ
γ
 
= + +
 ÷
 
Company Logo
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NLNTS
Tại mặt cắt (2-2) sẽ có một năng
lượng tiềm tàng là:
2
2 2 2
2 2
W
2
p v
E Z
g
α
γ
γ
 
= + +
 ÷

 
Company Logo
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NLNTS
Vậy năng lượng tiềm tàng của đoạn sông sẽ là:
Phân tích biểu thức trên ta thấy E cũng chính là côngsản ra trong t
giây để di chuyển lượng nước W từ mặt cắt (1-1) sang (2-2) với
cột nước toàn phần là:
2 2
1 1 1 2 2 2
1 2 1 2 1 2
W W
2 2
p v p v
E E E Z Z
g g
α α
γ γ
γ γ
−
   
= − = + + − + +
 ÷  ÷
   
( )
2 2
1 2 1 1 2 2
1 2
W
2
p p v v

Z Z
g
α α
γ
γ
 
− −
= − + +
 
 
( )
2 2
1 2 1 1 2 2
1 2 1 2
2
p p v v
H Z Z
g
α α
γ
−
 
− −
= − + +
 
 
Company Logo
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NLNTS
Xét cột nước toàn phần, ta thấy nó gồm 3
thành phần:


Cột nước địa hình:

Cột nước áp suất:

Cột nước lưu tốc:
( )
1 2đh
H Z Z
= −
1 2
as
p p
H
γ
−
=
2 2
1 1 2 2
2
lt
v v
H
g
α α
−
=
1 2 1 2
. .E W H
γ

− −
=
Nghĩa là:
Company Logo
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NLNTS
1 2 1 2
,v v
α α
≈ ≈
Xem như
2 2
1 2 1 1 2 2
;
2 2
p p v v
g g
α α
γ γ
≈ ≈
Bỏ qua sai số không đáng kể thì có thể viết dưới dạng đơn giản
( )
1 2
1 2
. .
. .
E W Z Z
E W H
H Z Z
γ
γ

= −
=
= −
Company Logo
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NLNTS
Nếu thay W=Q.t và γ=9,81.10-
3
N/m
3
vào
biểu thức trên thì ta được:
E=9,81.10-
3
.H.Q.t (J)
Nếu thay đơn vị điện lượng jun = kwh với
1kwh =3600.10
3
J, ta sẽ có:

Công suất N của dòng nước: N = E/t
N = 9,81.10-
3
.H.Q (W)
N = 9,81.H.Q (kW)
Công thức trên được coi là công thức cơ bản
nhất để tính toán thủy năng.
( )
. .
367,2
H Q t

E kWh
=
Company Logo
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NLNTS
Từ các công thức N = 9,81.η .Q.H hay N =
K.Q.H, ta thấy N tỉ lệ thuận với Q,H, và η . Do
đó muốn tăng công suất phải tìm cách tăng Q, H,
η
Việc tăng lưu lượng Q có thể dùng các biện pháp
tập trung và điều tiết dòng chảy, tăng lưu lượng
mùa kiệt. Mặt khác có thể lấy nước từ lưu vực
khác bổ sung cho lưu lượng của trạm. Cột nước
H thì phân bố, phân tán dọc theo chiều dài sông.
Do đó muốn tăng H thì phải dùng biện pháp nhân
tạo bằng cách xây dựng công trình thuỷ lợi.
Ngoài ra, muốn cho công suất của trạm thuỷ điện
phát ra lớn, phải có máy móc thiết bị tốt, có hiệu
suất cao.
Company Logo
III.SĐNL,TTB, NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS
1.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
1. Đập
2. Cửa cống
3. Turbin
4. Máy phát điện
5. Biến áp
6. Truyền tải điện
Company Logo
III.SĐNL,TTB NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS
1.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

•
Nước chảy từ thượng lưu (trước đập) về hạ lưu (sau đập)
rồi chảy vào buồng dẫn Turbine đến bánh xe công tác.
•
Do tác dụng của áp lực nước lên cánh bánh xe công tác làm
cho trục Turbine quay.
•
Trục Turbine nối liền với trục Roto máy phát làm trục Roto
quay. Roto được cung cấp nguồn tự kích ban đầu nên có dòng
điện chạy qua sẽ cảm ứng sang Stato sẽ phát điện cung cấp
điện tới các trạm phân phối điện thông quan hệ thống máy
biến áp.
•
Nguồn điện năng này sẽ từ trạm phân phối được đưa đi khắp
cả nước thông qua các hệ thống đường dây.
Company Logo
III.SĐNL,TTB, NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS
2. CÁC TRANG THIẾT BỊ
Thiết bị động lực bao gồm
Turbine và máy phát. Các bộ
phận cơ bản của Turbine là
buồng dẫn nước vào, phần cơ
khí thuỷ lực, bộ phận tháo nước,
hệ thống điều khiển.

Turbine thủy lực
Company Logo
III.SĐNL,TTB, NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS
Máy phát điện:
Máy phát điện là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng

thông thường sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ.
Company Logo
III.SĐNL,TTB, NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLNTS

Trạm biến áp:
Biến đổi điện áp để giảm hao phí trên đường dây trong
quá trình truyền tải điện đi xa
Company Logo
IV.ỨNG DỤNG NLNTS TRONG VIỆC THAY THẾ CHO NL TRUYỀN THỐNG
TRONG VIỆC PHÁT ĐIỆN VÀ ĐCĐT HIỆN NAY
Năng lượng nước là nguồn năng lượng vô tận.
Trước kia người ta dùng than đá làm nhiên liệu cho máy hơi
nước làm quay turbin để phát điện nhưng than đá là nguồn năng
lương có hạn cộng với việc ô nhiêm môi trường nên ngày nay
nước được sử dụng trực tiếp trong việc tao ra điện bằng cách
xây dựng các nhà máy thủy điện, tận dụng năng lượng mà
nguồn nước mang lại
Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu năng lượng ngày càng lớn
và cấp thiết.Các nguồn tài nguyên khoáng sản ngày càng cạn
kiệt.
Company Logo
IV.ỨNG DỤNG NLNTS TRONG VIỆC THAY THẾ CHO NL TRUYỀN THỐNG
TRONG VIỆC PHÁT ĐIỆN VÀ ĐCĐT HIỆN NAY
Nhiên liệu cho động cơ đốt trong càng giảm, việc dùng điện
thay thế cho một số máy móc sử dụng động cơ đốt trong là điều
cần thiết.
Các máy tĩnh tại công suất lớn ngày xưa đã được thay thế bằng
nguồn điện cấp từ các nhà máy phát thủy điện là chủ yếu
Hiện nay có rất nhiều nguồn cung cấp năng lượng cho việc phát
điện như : năng lượng hạt nhân,nhiệt, năng lượng gió…nhưng

việc tận dụng nguồn nước để phát điện vẫn chiếm ưu thế hơn.
Company Logo
Năng lượng địa nhiệt
Chi phí lắp đặt cao
IV.KẾT LUẬN
Company Logo
Năng lượng hạt nhân
Hệ thống an toàn phức tạp
Ô nhiễm phóng xạ
Chi phí đầu tư đào tạo nguồn nhân lực cao
IV.KẾT LUẬN
Company Logo
Năng lượng nhiệt điện
Tốn nhiều tiền vì phải đốt than đá để vận hành phát
điện , gây ô nhiễm không khí vì khí thải .
IV.KẾT LUẬN