nãng lượng sóng biển palemis

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

TIỂU LUẬN

NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN
PELAMIS

Giảng viên hướng dẫn: ThS. HOÀNG TRÍ
Sinh viên thực hiện:

LÊ HỒNG QUANG

1


Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11/2014

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những
sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người
khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học
đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô,
gia đình và bạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa
Cơ khí máy – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã cùng với
tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho
chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Và đặc biệt, trong học kỳ

này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em
là rất hữu ích đối với sinh viên ngành Cơ Khí Máy cũng như tất cả
các sinh viên thuộc các chuyên ngành Cơ Khí Máy khác. Đó là môn
học “Năng lượng & quản lý năng lượng ”.
Em xin chân thành cảm ơn GS.Ths Hoàng Trí đã tận tâm
hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói
chuyện, thảo luận về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa học. Nếu
không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bài thu hoạch
này của em rất khó có thể hoàn thiện được. Một lần nữa, em xin chân thành
cảm ơn thầy.
Bài thu hoạch được thực hiện trong khoảng thời gian gần 3 tuần. Bước
đầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa
học, kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, không
2


tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp quý báu của Thầy và các bạn học cùng lớp
để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn.

Sinh viên thực hiện
LÊ HỒNG QUANG

3


TÓM TẮT
NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN PALEMIS
Ngày nay, cùng với những ảnh hưởng của nạn hâm nóng toàn cầu có thể được nhìn thấy
khắp nơi trên toàn thế giới, hiện tượng khí hậu thay đổi đã trở thành mối lo ngại cho

toàn thể nhân loại. Trong khi đó các nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu
mỏ đang dần cạn kiệt, giá thành tăng cao, nguồn cung lại không ổn định, nên trong thời
gian gần đây nhiều nguồn năng lượng thay thế đang được các nhà khoa học quan tâm
nghiên cứu; trong số đó, việc sử dụng nguồn năng lượng sóng biển được rất nhiều nhà
khoa học trong và ngoài nước quan tâm đặc biệt hơn cả. Việc tiếp cận để tận dụng
nguồn năng lượng mới này không chỉ góp phần cung ứng kịp nhu cầu năng lượng cấp
thiết của Việt Nam nói riêng và của cả toàn xã hội nói chung mà còn giúp tiết kiệm điện
năng và góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, ngoài ra, việc sử dụng một nguồn
năng lượng sạch như vậy còn góp phần tạo nên làn sóng kêu gọi sử dụng năng lượng
xanh đang được thực hiện trên hầu hết các hiện nay.
Việt Nam là một nước có đường bờ biển dài hơn 3000km và hàng nghìn đảo lớn nhỏ
hiện đang có cư dân sinh sống nhưng nhiều nơi trong số đó chưa thể đưa được mạng
lưới điện đến được. Vì vậy, sử dụng các nguồn năng lượng sóng biển Palemis , năng
lượng mặt trời để thay thế cho các dạng năng lượng truyền thống, đáp ứng nhu cầu của
các vùng dân cư này là một kế sách rất có ý nghĩa về mặt kinh tế.
Trong bài tiểu luận này, chúng tối xin đưa ra một vài khái niệm làm rõ quan điểm về
nguồn năng lượng mới này, cũng như tạo ra một cái nhìn tổng thể về những nguồn năng
lượng xanh có sẵn hiện nay cần được đưa vào sử dụng. Cũng trong bài tiểu luận, chúng
tôi xin đưa ra một số kiến nghị dưới góc độ khách quan về chính sách và hành động
trong tiến trình thực hiện áp dụng nguồn năng nượng mới, năng lượng vô tận - Năng
lượng sóng biển Palemis..

4


MỤC LỤC
Trang
LỜI CÁM ƠN

2-3

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

4

MỤC LỤC

5

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

6-7

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

7-9

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

10-12

CHƯƠNG 4: ƯU, NHƯỢC ĐIỂM

13

KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ

13

TÀI LIỆU THAM KHẢO

14

5


CHƯƠNG 1: Giới thiệu
Giới thiệu môn học
Ngày nay, việc khai thác, sử dụng hợp lý các nguồn năng lượng đang trở
thành một vấn đề cấp bách mang tính toàn cầu. Sở dĩ như vậy là do nhân loại đang
đứng trước hàng loạt nguy cơ mà nguyên nhân của nó chính là vấn đề khai thác, sử
dụng năng lượng: những nguồn năng lượng truyền thống (năng lượng hoá thạch) đang
ngày một cạn kiệt, nạn ô nhiễm môi trường và sự nóng lên của khí hậu trái đất do chất
thải trong quá trình sử dụng năng lượng. Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề
năng lượng đối với sự phát triển bền vững, các quốc gia đã xây dựng cho mình một
chương trình phát triển năng lượng mà trọng tâm là hướng đến nguồn năng lượng sạch
và sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm và hiệu quả.

6


7


CHƯƠNG 2: Tổng Quan Về Nghiên Cứu Đề Tài
I. Sóng biển
Công nghệ khai thác năng lượng sóng biển, nhằm góp phần hạn chế tối đa sự phát thải
khí CO2 vào môi trường sống. Nhiều quốc gia đã có nhà máy điện dùng năng lượng sóng
biển. Việc này có thể áp dụng tốt ở vùng biển nước ta, theo số liệu khảo sát của Viện
Năng

lượng,
Viện
Khoa
hoc,
công
nghệ
Việt
Nam.
Sóng biển tạo ra nguồn năng lượng vô tận. Các kết quả tính toán cho thấy năng lượng
sóng dọc dải ven bờ của nước ta rất phong phú. Dòng năng lượng trung bình yếu nhất
đạt 15kW/m; mạnh nhất 30kW/m. Cụ thể vịnh Hạ Long, Quảng Ninh, vịnh Gành Rái,
Bà Rịa - Vũng Tàu hội tụ đủ ba yếu tố: Mật độ năng lượng GWh/km 2; tiềm năng GWh;
hiệu suất GWh/km. Đủ điều kiện để xây dựng nhà máy thủy điện thủy triều.
Đã có nhiều nước trên thế giới đang khai thác nguồn năng lượng sạch này góp phần tích
cực, mục đích giảm phát thải CO2.
-Phân loại: Tùy theo nguyên lý hoạt động ,các thiết bị khai thác sóng biển được
phân loại theo:
•Mái dốc
•Cánh nổi
•Bơm sóng
•Một cách phân loại khác chia các loại thiết bị thành :
•Các bộ một chiều
•Bộ dao động điện
•Bộ dao động không điện
•MỤC ĐÍCH:giảm phát thải CO2.
II.

Năng lượng sóng biển Palemis.
1. “Rắn biển” Pelamis
Nổi trên mặt nước, thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển Pelamis là “con

rắn biển” khai thác năng lượng của đại dương. Thiết bị bao gồm 4 xilanh
khổng lồ được nối với nhau bằng những khớp thủy lực. Khi nhấp nhô lên
xuống theo nhịp sóng biển, chuyển động của 4 xilanh sẽ làm vận hành các
8


khớp, bơm dầu đi qua những động cơ thủy lực để giúp các máy phát điện
hoạt động.
Những cải tiến mới đây trong thiết kế tạo cho những khớp của thiết bị có tính
năng cơ động hơn. Thiết kế khớp ban đầu giống như khớp gối con người - nó
chỉ có thể tạo ra điện năng từ chuyển động lên xuống hay qua lại. Thiết kế
mới giống như khớp hốc tròn của vai con người giúp tạo ra điện năng từ
chuyển động theo bất cứ hướng nào, do đó làm tăng hiệu quả chuyển sóng
biển thành năng lượng.
Mỗi “con rắn” Pelamis dài 182m và rộng 4m, công suất 0,75MW - đủ cung
cấp điện cho khoảng 500 mái nhà trong một năm. Công ty Pelamis Wave
Power có kế hoạch lắp đặt thêm nhiều “rắn biển” ở vài địa điểm khác ở
Scotland.

9


CHƯƠNG 3 :CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1 . Hoạt động theo nguyên lý sau:
Pelamis 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 công suất 30 MW sẽ chiếm diện tích mặt biển là 1km2.
Pelamis neo ở độ sâu chừng 50–70m; cách bờ dưới 10km, là nơi có mức năng
lượng cao trong các con sóng. Và 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 công suất 750kW, nó có chiều dài 140-150m, có đường
kính ống 3-3,5m.
10


Tại Bồ Đào Nha, có hệ thống pelamis đầu tiên trên thế giới, gồm 3 pelamis có
công suất 2,25MW. Năm 2007, Scotland đã đặt 4 thiết bị pelamis công suất
tổng đạt 3MW, với giá thành 4 triệu bảng.

2.

Hệ thống phát điện bằng năng lượng sóng biển có công 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.

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
11


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.

Hệ thống đã được chạy thử nghiệm với mô 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, còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách
quan tự nhiên đặc biệt là vào các thông 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 hoàn toàn 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 NLS 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.

12


Hệ thống Pelamis thu năng lượng từ sóng biển

Chương 4 Ưu ,nhược điểm
I.
Ưu điểm
- Trước tình hình giá xăng dầu tăng cao, đảm bảo an ninh năng lượng đang là
mối quan tâm mang tính toàn cầu, việc kiếm các nguồn năng lượng thay thế
đang trở thành mục tiêu và giải pháp chung của nhiều nước.
- Với những ưu điểm : Đầu tiên, nó tạo ra năng lượng xanh hoàn toàn, không có
sản phẩm phụ. Gía thành thấp, ít gây hại cho môi trường, các nguồn năng lượng
tái tạo được xem là nguồn năng lượng thay thế hữu ích đặc biệt là sản xuất điện

từ năng lượng sóng biển.

13


II.
-

•
-

Nhược điểm
Hạn chế chủ yếu của công nghệ này chính là hiệu suất chuyển đổi năng lượng
quá thấp. Năng lượng sử dụng nhiều hơn năng suất có thể tạo ra.
Có thể phá huỷ nơi sinh sống của các động thực vật trong khu vực.
Gía thành xây dựng hệ thống còn khá cao.

Ứng dụng vào Việt Nam:
Việt Nam có tiềm năng lớn về năng lượng sóng biển với đường bờ biển dài hơn
3200km, có vùng biển rộng lớn..
Tuy nhiên do giá thành cao và chưa có đủ công nghệ nên hiện tại chúng ta chưa
có dự án nào lớn về năng lượng sóng biển Palemis.

14


KẾT LUẬN:
Trong tình hình năng lượng thế giới hiện nay thì tìm kiếm nguồn năng lượng xanh là
hết sức cần thiết . Việt Nam được đánh giá là quốc gia có nhiều tiềm năng để phát triển
các nguồn năng lượng từ biển. Với sự gia tăng phát triển kinh tế của Việt Nam khoảng

7% năm và lượng điện tiêu thụ gia tăng khoảng 20% năm, trong khi đó giá dầu, than,
khí đốt tăng cao và chủ yếu sẽ phải nhập khẩu nên sẽ gây khó khăn cho an ninh năng
lượng quốc gia. Việc bổ sung, đa dạng hóa nguồn năng lượng từ biển là cần thiết phục
vụ phát triển bền vững. Nếu thành công với năng lượng sóng biển Palemis thì có thề đáp
ứng đủ năng lượng cho nước ta

Tài liệu tham khảo :
/> /> />
15