Năng lượng gió và nguyên lý hoạt động của tubin gió

GVHD : PGS.TS Vũ Chí Hiếu
Nguyễn Thị Diễm Hằng


I. TỔNG QUAN

II. NHỮNG VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG
III. PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG GIÓ Ở VIỆT NAM
IV. TỔNG KẾT


1. Giới thiệu về năng lượng gió
a. Khái niệm
b. Sự hình thành
c. Vật lý học
d. Năng lượng bão và lốc xoáy
2. Năng lượng gió trên thế giới
a. Lịch sử sử dụng
b. Turbine
c. Tình hình khai thác
d. Các nghiên cứu






Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển
trong bầu khí quyển trái đất. Năng lượng gió là một
hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời
Sử dụng năng lượng gió để tạo thành dòng điện :

phong điện


Năng
lượng
mặt trời

Sự chênh
lệch
nhiệt độ
Sự xoay
quanh
trục

• Nửa trái đất ngày và
đêm
• Xích đạo và 2 cực
• Nước và đất
• Giữa các vùng không
khí

• Hiệu ứng Coriolis :
• Bắc bán cầu : ngược
chiều kim đồng hồ
• Nam bán cầu: cùng
chiều kim đồng hồ


m = p.V = p.A.v.t= p.¶. r2.v.t
E = ½. m.v2= ¶/2.p.r2.t.v3

P = E/t= ¶/2.p.r2.v3

m: khối lượng
p: Tỉ trọng
V: thể tích
A: diện tích mặt
phẳng hình tròn
r: bán kính hình tròn
v: vận tốc
E: động năng
P: công suất








Các nhà khoa học ước tính rằng năng lượng của một
cơn bão sinh ra trong bất cứ thời điểm nào thì bằng 200
lần công suất sản xuất điện trên toàn thế giới trong
cùng thời điểm đó
Sức mạnh của bão tương đương 5 quả bom hạt nhân/
mỗi giây
Nhưng vấn đề là không có một turbine nào có thể chịu
được sức mạnh của cơn bão và di chuyển được theo
đường đi của cơn bão. Để thu được năng lượng bão,
cần phải thiết kế một turbine đủ mạnh mẽ và di chuyển
được. Hai tính chất này thì tỉ lệ nghịch với nhau

4000 năm

1700 trước Công Nguyên, Vua Hammurabi của xứ Babylon đã sử dụng nguồn gió để
tưới tiêu cho vùng Mesopotamia.

Người Hồi giáo phát minh ra cối xay gió năm 634, dùng để xay ngô và thoát nước.

Năm 1920 và 1926, Albert Betz tính toán hiệu suất tua bin gió tối đa, bây giờ gọi là
"Betz giới hạn", và hình dạng tối ưu của cánh quạt.
Năm 1950, Giáo sư Ulrich Hutter áp dụng khí động học hiện đại và công nghệ sợi
quang hiện đại để xây dựng các cánh quạt tua-bin gió trong hệ thống thử nghiệm của
mình.
Poul la Cour của Đan Mạch đã phát triển một tuabin gió phát điện trực tiếp. Năm
1958, một học sinh của mình tên là Johannes Juul phát triển "Khái niệm của Đan
Mạch", cho phép dòng điện xoay chiều phải được nối vào lưới điện cho lần đầu tiên.






Các dạng khai thác
Gió mặt đất
Gió khí quyển
Dự trữ
Dự trữ bằng bơm nước lên cao
Dự trữ bằng máy nén khí

Công nghệ
Công nghệ Zero Blade – Công nghệ turbine không
cánh


1

Những lợi ích về
môi trường

2

Những khó khăn
khi khai thác


 Lợi

ích

- Không gây ô nhiễm môi trường
- Có thể khai thác được ở nhiều nơi
- Năng lượng gió là một dạng năng lượng có thể tái tạo lại , công nghệ
tiến bộ  giá thành ngày càng rẻ
- Tuabin gió có thể xây dựng trên các nông trại  giúp mang lại nguồn
thu cho nông dân.
- Không phải di tản nhiều hộ dân cư
- Do nằm sát khu dân cư  tiết kiệm chi phí truyền tải.
- Việc phát triển năng lượng gió  tạo nhiều việc làm với kỹ năng cao.

- Giúp đa dạng hóa các nguồn năng lượng  giúp phân tán rủi ro và tăng
cường an ninh năng lượng, giảm ô nhiễm môi trường.

Phát triển năng lượng gió là phù hợp với nguyên tắc phát
triển bền vững


 Khó

khăn

- Vốn đầu tư cao  giá bán cao
- Năng lượng gió phụ thuộc thời tiết và chế độ gió không thể là
nguồn năng lượng chủ lực
- Những nơi có năng lượng gió tốt thường ở những vị trí xa xôi
cách thành phố nhưng những nơi đó lại cần điện.
- Gây ô nhiễm tiếng ồn khi vận hành
- Có thể gây ra sóng hạ âm, khiến con người bị đau đầu,
- Phá vỡ cảnh quan tự nhiên.
- Có thể làm thay đổi dòng không khí  ảnh hưởng đến các loài
chim lưu trú
- Có thể ảnh hưởng đến tín hiệu của các sóng vô tuyến
- Khi gặp thiên tai như giông bão, có thể dễ bị hư hại hay bốc cháy


1. Tình hình sử dụng năng lượng ở Việt Nam
 2. Tiềm năng phong điện ở Việt Nam
 3. Các dự án phong điện ở Việt Nam
 4. Đề xuất biện pháp quản lý


a. Quy hoạch

b. Giá thành

c. Tiêu thụ

d. Quản lý chung





1. Tình hình sử dụng năng lượng ở Việt Nam



Với dân số 87 triệu người, nếu mức độ tăng trưởng GDP của Việt
Nam duy trì vào khỏang 7.1 % / mỗi năm, thì nhu cầu điện cần
thiết sẽ là 200.000 GWh vào năm 2020 và 327.000 GWh vào năm
2030. Trong khi đó thì số lượng điện truyền thống xử dụng ước
lượng vào khỏang 165.000 GWh và 208.000 GWh cho những năm
này  thiếu hụt điện
Theo dự báo của Viện Năng lượng Nguyên tử Quốc gia thì vào năm
2020, nếu theo đúng tiến độ thì công suất điện hạt nhân sẽ đạt mức
2000 MW, bằng 7% tổng công suất. Cũng theo dự báo này, khi ấy
nhiệt điện khí sẽ chiếm tỷ trọng lớn nhất (38%), sau đó là đến thủy
điện (29%), nhiệt điện than (17%) và nhập khẩu (9%).





Qui hoạch điện 2011-2020, NLTT là 5,6%




2. Tiềm năng phong điện ở Việt Nam
Tổng tiềm năng
điện gió của
Việt Nam ước
đạt 513.360
MW tức là bằng
hơn 200 lần
công suất của
thủy điện Sơn
La và hơn 10
lần tổng công
suất dự báo của
ngành điện vào
năm 2020.


Chỉ riêng 3
tỉnh Bình
Định, Ninh
Thuận, Bình
Thuận, công
suất điện gió
tiềm năng

khoảng
8000Mw


3. Các dự án phong điện ở Việt Nam









Hiện có hơn 30 dự
án phong điện ở
VN
Bình thuận : 11
Ninh Thuận: 5
Bình Định: 4
Sóc Trăng: 4
Quãng Ngãi, Lâm
Đồng, Gia Lai,
Lạng Sơn, Trường
Sa, Hải Phòng, Bạc
Liêu











4. Đề xuất chính sách quản lý
a. Quy hoạch:

- Đánh giá đúng tiềm năng gió ở từng vùng  Quy
hoạch hợp lý, chú trọng vùng bờ biển
- Quy hoạch kết hợp  tiết kiệm không gian, không
ảnh hưởng nhiều đến cảnh quan
- Bố trí hợp lý để không ảnh hưởng đến đời sống của
người dân


4. Đề xuất chính sách quản lý
b. Giá


Thủy điện
Sơn La
Công suất
Kinh phí

6 tổ máy : 2400Mw

2,4 tỉ USD

Bình Thuận 1 Phương Mai
1

Phong điện

30Mw

30Mw

1 Trạm : 5Mw

20 trụ (mỗi trụ 1,5Mw)

12 Trụ (mỗi trụ 2,5Mw)

500 trạm : 2500Mw

100 Triệu USD

60 Triệu USD

1 Trạm : 3 triệu EUR

500 Trạm: 1,875 tỉ USD

Vốn

1000USD/1Kw

3300USD/1Kw

2000USD/1Kw

750USD/1Kw
Dự báo đến 2020 :
600USD/Kw

Thời gian

7 năm

4 năm

Dự kiến 1 năm

Mỗi trụ mất khoảng 1,5
tháng

Giá bán

70USD/ Mwh

78USD/Mwh

48-60USD/Mwh

Trợ giá thêm 10USD/Mwh

Dự báo 2020 :
30USD/Mwh