NGHIÊN cứu và CHẾ tạo THIẾT bị sử DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ để CHIẾU SÁNG KHU CÔNG CỘNG

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ SỬ
DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ ĐỂ CHIẾU
SÁNG KHU CÔNG CỘNG
GVHD: Ths. Phạm Duy Vũ
Ks. Nguyễn Đức Minh
SVTH : Võ Văn Pháp
Mai Trung Hùng


Nội dung chính
I. Giới thiệu
II. Lý thuyết tua bin gió
III. Chế tạo động cơ Savonius
IV. Kết quả và giải pháp
V. Kết luận


1.GIỚI THIỆU
1.1 Tình hình tiêu thụ điện năng tại Thành phố Đà Nẵng
1.2 Các nguồn năng lượng tái tạo
 Năng lượng mặt trời
 Năng lượng gió
 Biogas
 Biomass
1.3 Mục đích và ý nghĩa việc tận dụng năng lượng gió
 Mục đích : Chiếu sáng khu công cộng, trạm cứu hộ,
resort ven biển
 Ý nghĩa : + Tiết kiệm năng lượng
+ Giáo dục
+ Mỹ quan

2. LÝ THUYẾT TUABIN GIÓ
2.1 Các loại tuabin gió chính
2.1.1 Động cơ gió trục ngang
 Loại 1 cánh
 Loại 2 cánh
 Loại 3 cánh
 Loại nhiều cánh quay chậm
2.1.2 Động cơ gió trục đứng
• Động cơ gió Darrieus
• Động cơ gió Savonius
Các loại động cơ gió cải tiến


2. LÝ THUYẾT TUABIN GIÓ
2.2 Động cơ gió Savonius
2.2.1 Động cơ gió Savonius
2.2.2 Lý thuyết tính toán động cơ Savonius
Công suất luồng gió tác động vào diện tích quạt:
PQ= ½.Cp.ρ kk. v3.2π.R.H, W
• ρkk : khối lượng riêng của không khí : ρkk = 1,2255kg/m3
• Cp: Hệ số sử dụng năng lượng gió, chọn Cp= 0,3 ứng e/d=1/6
• v: Vận tốc gió trung bình m/s, chọn v = 3,5 m/s
• H: Chiều cao cánh Savonius, m
•
•
•

Khoảng cách khe hở giữa 2 cánh: e = R/5,5
Đường kính 1 mặt cong của cánh Savonius: d = R + e/2

Mối quan hệ giữa chiều cao và bán kính cánh: H/D = 2


2. LÝ THUYẾT TUABIN GIÓ
2.3 Máy phát điện xoay chiều 1 pha
Các thông số kỹ thuật khi thiết kế:
• Dòng điện của máy: I

P
= U .η .cosϕ

,A

• Chiều dài mặt cực từ

bδ = aδ .τ

,cm

π .D '
• Bước cực: τ = 2 P
, cm
i
• Tiết diện dây dẫn s= j

mm2


3. CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ SAVONIUS
3.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ

Thông số

Ký
hiệu

Đường kính Rotor,
Stator

D

300

mm

Chiều cao

h1

200

mm

Đường kính
cánh

d1

163,6

mm

Chiều cao

h2

400

mm

Đường kính
cánh

d2

163,6

mm

Tầng
cánh I
Tầng
cánh II

Công thức Kết quả

ω.R

Đơn vị

v

Tỉ số AR

AR

AR= H/D 2

Hệ số vận tốc

λ

λ=

Nam châm

NC

40x60x3

Khối

Tiết diện dây đồng

s

45

mm

Bình Acquy

1

12V


3. CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ SAVONIUS
3.2 Các chi tiết chính
Cánh Savonius
Máy phát điện xoay chiều 1 pha
Rotor
Stator
Mạch nạp và bình acquy
Bóng đèn LED
Thiết bị hoàn chỉnh


VIDEO ĐỘNG CƠ CHẠY THỰC NGHIỆM


4. Kết quả thực nghiệm
4.1 Bảng kết quả đo công suất theo tốc độ gió
Tốc độ gió
Công suất
Công suất
Hiệu suất
Công suất
4.2 Quan
Lần đo hệ giữa công suất lý thuyết và công suất thực tế theo
m/s

quạt, W
động cơ , W
động cơ
lý thuyết, W
tốc độ
1 gió
2,00
1,50
0,40
26,66
6,19
2 luận
4.3 Bàn
2,70
3,69
0,95
25,74
8,35
• Thời3 gian khởi động
3,10
5,59 suất phụ
1,37 thuộc 24,52
và công
lớn vào tốc9,59độ
3,30
6,74
1,49
22,11
10,21
gió 4

5
3,60
8,75
2,25
25,72
11,13
• Tăng số vòng dây,
tiết diện,
nam châm
6
3,90
11,12
3,16
28,41
12,06
• Công7 suất lý thuyết và thực tế sai lệch (30-60)%
4,10
12,93
3,40
26,31
12,68
• Tăng8 tốc độ quay bằng cánh hướng gió hoặc thiết kế biên
4,20
13,89
3,90
28,07
12,99
dạng9 cánh kiểu 4,50
xoắn ốc 3D
17,09

4,40
25,75
13,92
10
• Bố trí
cánh hướng
4,70 gió
19,47
5,53
28,40
14,54
20,74
30,04
14,85
• Biên11dạng cánh4,80
kiểu xoắn
ốc 3D 6,23
12
13

5,00

23,44

7,08

30,20

15,47

5,40

29,53

8,03

27,19

16,70


4. Kết quả thực nghiệm
 Bố trí cánh hướng gió


4. Kết quả thực nghiệm
Thiết kế biên dạng cánh xoắn ốc 3D


5. KẾT LUẬN
 Động cơ chạy ổn định và đạt hiệu suất cao với tốc độ gió từ

3,3-5 m/s
 Mở ra hướng nghiên cứu và hoàn thiện hơn
 Chú ý việc bảo vệ động cơ khi có gió bão
 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các loại động cơ khác nhau
để chọn loại có hiệu suất cao nhất


Tính kinh tế

Giá thành
Động cơ: cuộn dây và
nam châm

240.000 vnd

Cánh Savonius

450.000 vnd

Bình acquy 12V

250.000 vnd

Bo mạch chuyển đổi

120.000 vnd

Bóng đèn LED

150.000 vnd

Tổng chi phí đầu tư : 1.210.000 vnd
100 Bóng đèn LED công suất = 1/3 Công suất đèn đường
800-1500w
Giá điện

300x10x1350= 1.215.000vnd

CẢM ƠN CÁC THẦY CÔ ĐÃ CHÚ Ý LẮNG
NGHE