Thiết kế, chế tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió phù hợp với qui mô hộ gia đình
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.21 MB, 96 trang )
i
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng
dẫn khoa học của TS. Khương Anh Sơn. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài
này là trung thực và chưa cơng bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Những số liệu
trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả
thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số
liệu của các tác giả và cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn, chú thích nguồn gốc.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung
luận văn của mình.
Thừa Thiên Huế, ngày18 tháng 8 năm 2017
Tác giả Luận văn
Nguyễn Quốc Sếch
ii
LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học
Nông Lâm Huế - Đại học Huế các thầy cơ giáo phịng Đào tạo sau đại học, tồn thể
các thầy cơ giáo khoa Cơ khí - Cơng nghệ đã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ tơi trong
q trình học tập và nghiên cứu để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp.
Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS. Khương Anh Sơn đã dành
nhiều thời gian tâm huyết, trực tiếp hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi
cho tơi trong q trình thực hiện nghiên cứu đề tài và hoàn chỉnh luận văn Thạc sĩ
chuyên nghành Kỹ thuật Cơ khí và Cơ kỹ thuật.
Cuối cùng tơi xin chân thành cám ơn gia đình, vợ, con và bạn bè đã luôn đồng
hành, động viên, khích lệ, sẻ chia và giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập, nghiên
cứu và hồn thành Luận văn.
Thừa Thiên Huế, ngày 18 tháng 8 năm 2017
Tác giả Luận văn
Nguyễn Quốc Sếch
iii
TÓM TẮT
Lý do chọn đề tài
Sử dụng năng lượng là một nhu cầu thiết yếu của cuộc sống. Tuy nhiên khoa
học và thực tiễn trên thế giới đã chỉ ra những nhược điểm rõ ràng của các nguồn điện
truyền thống như nhiệt điện, thủy điện, điện hạt nhân có những tác động rất xấu đến
môi trường, cuộc sống con người và sẽ không thể cung cấp đủ nhu cầu của con người
trong tương lai không xa.
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới, nhu cầu sử dụng năng
lượng cũng tăng cao. Năng lượng tái tạo còn gọi là năng lượng phi truyền thống nói
chung, năng lượng gió hay năng lượng mặt trời nói riêng là một trong những lĩnh vực
quan trọng và đang dần được quan tâm nghiên cứu ứng dụng rộng rãi.
Hiện nay, nguồn năng lượng sạch bao gồm: Năng lượng gió, năng lượng mặt
trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sinh khối… khá dồi dào, có khả năng thay thế
nguồn năng lượng hóa thạch, giảm thiểu tác động tới môi trường. Trong những năm
gần đây đã có nhiều nghiên cứu sản xuất ra các nguồn năng lượng sạch, chủ yếu dựa
trên năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
Một trong những vấn đề cần phải được giải quyết, đó là năng lượng gió khơng
ổn định và mang tính chu kỳ. Năng lượng gió thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố đặc
biệt là không gian và thời gian.Năng lượng mặt trời cũng là một nguồn năng lượng tái
tạo vô hạn tuy nhiên nguồn năng lượng này lại không phát huy được trong những ngày
thiếu nắng. Do đó, vấn đề đặt ra hiện nay là thiết kế và chế tạo hệ thống năng lượng
mặt trời kết hợp với năng lượng gió có cơng suất nhỏ với giá thành phù hợp để bổ
sung thêm nguồn điện cho những nơng trang cũng như hộ gia đình tại Quảng Ngãi.
Đây là lý do tôi chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời kết
hợp năng lượng gió phù hợp với qui mơ hộ gia đình” để nghiên cứu.
Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
Mục đích nghiên cứu
- Thiết kế, chế tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió với
cơng suất nhỏ có giá thành phù hợp, khả năng làm việc ổn định và đáp ứng một số phụ tải
của hộ gia đình.
- Khảo sát, đánh giá tình hình sử dụng năng lượng tái tạo đặc biệt là năng lượng
gió và năng lượng mặt trời tại Việt Nam nói chung và Quảng Ngãi nói riêng.
- Tính tốn, thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió
với cơng suất 400W.
iv
- Tính tốn, thiết kế bộ bộ điều khiển dàn pin mặt trời theo hướng nắng (theo
dõi điểm làm việc cực đại của pin năng lượng mặt trời).
- Chế tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió cơng suất
400W có khả năng làm việc ổn định.
Đối tượng nghiên cứu
- Điều kiện khí tượng tỉnh Quảng Ngãi.
- Hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió cơng suất nhỏ.
- Tua bin năng lượng gió có cơng suất nhỏ.
- Hệ thống giá điều khiển tấm pin năng lượng mặt trời.
- Bộ điều khiển tấm pin năng lượng mặt trời.
Phạm vi nghiên cứu
- Thiết kế, chế tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió
cơng suất 400W phù hợp với hộ gia đình.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập số liệu
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu lý thuyết
- Phương pháp chuyên gia
- Phương pháp tính tốn và phân tích
Nội dung và kết quả nghiên cứu
- Đánh giá về tình hình nghiên cứu và ứng dụng hệ thống điện năng lượng mặt
trời kết hợp năng lượng gió.
- Tính tốn, thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió
cơng suất 400W.
- Chế tạo hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp năng lượng gió cơng
suất 400W.
- Tính tốn, thiết kế bộ điều khiển tấm pin mặt trời theo hướng nắng.
- Khảo nghiệm khả năng làm việc, đánh giá các thông số kinh tế - kỹ thuật của
hệ thống.
v
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
TÓM TẮT...................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ....................................................................................................................... v
DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................... viii
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................ix
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................................... x
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề .................................................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài ...................................................................................................... 1
2.1. Mục tiêu chung ......................................................................................................... 1
2.2. Mục tiêu cụ thể ......................................................................................................... 1
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ..................................................................................... 2
3.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................... 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................................... 2
3.3. Những điểm mới của đề tài ...................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................ 3
1.1. Năng lượng mặt trời và tiềm năng phát triển ........................................................... 3
1.1.1. Khái niệm về năng lượng mặt trời ......................................................................... 3
1.1.2. Sự cần thiết phát triển năng lượng mặt trời ........................................................... 3
1.1.3. Các ứng dụng của năng lượng mặt trời ................................................................. 3
1.1.4. Tình hình sử dụng NLMT trên thế giới và ở Việt Nam ........................................ 4
1.1.5. Khái quát về pin NLMT ........................................................................................ 6
1.2. Năng lượng gió ở Việt Nam và tiềm năng phát triển ............................................ 13
1.2.1. Năng lượng gió ở Việt Nam ................................................................................ 13
1.2.2. Tiềm năng phát triển NL gió cơng suất nhỏ tại Việt Nam .................................. 15
1.2.3. Tổng quan về hệ thống chuyển đổi NL gió ......................................................... 17
1.2.4. Tổng quan về các kiểu tua bin gió ....................................................................... 18
vi
1.3. Các hệ thống điện kết hợp các nguồn NL .............................................................. 19
1.3.1. Sơ đồ đấu nối hệ kết hợp ..................................................................................... 20
1.3.2.Tổng quan về kết nối tua bin gió và NLMT trong lưới điện công suất nhỏ ......... 22
1.3.3. Tổng hợp một số kết quả nghiên cứu về hệ thống điện NLMT kết hợp NL gió
trên thế giới và trong nước từ trước đến nay. ................................................................ 22
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU............................................................................................................................... 25
2.1. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu............................................................................... 25
2.1.1. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 25
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 25
2.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................. 25
2.3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 25
2.3.1. Phương pháp điều tra thu thập số liệu ................................................................. 25
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ...................................................................... 25
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ................................................................ 26
2.3.4. Phương pháp chuyên gia ..................................................................................... 26
CHƯƠNG 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ ................................... 27
VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ................................................................................. 27
3.1. Năng lượng gió và cơng suất tua bin ...................................................................... 27
3.1.1. Năng lượng gió .................................................................................................... 27
3.1.2. Hiệu suất tua bin gió ............................................................................................ 29
3.1.3. Đường cong hiệu suất tua bin gió ........................................................................ 32
3.1.4. Máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu ....................................................... 34
3.2. Pin NLMT và phương trình tốn của pin NLMT ................................................... 37
3.2.1. Phương trình tương đương của pin NLMT ......................................................... 38
3.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến pin NLMT ................................................................. 38
3.2.3. Phương trình tương đương của pin NLMT ......................................................... 39
3.3. Ắc quy lưu trữ NL .................................................................................................. 41
3.3.1.Ắc quy axít chì ...................................................................................................... 41
3.3.2. Q trình nạp và xả của pin axít – chì ................................................................. 42
vii
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................... 43
4.1. Đặc điểm địa bàn nghiên cứu ................................................................................. 43
4.1.1. Vị trí địa lý địa lý tỉnh Quảng Ngãi ..................................................................... 43
4.1.2. Điều kiện khí tượng thủy văn tỉnh Quảng Ngãi .................................................. 43
4.2. Tính tốn thiết kế và phân tích kinh tế hệ thống ĐMT kết hợp điện gió ............... 45
4.2.1. Tính tổng lượng điện năng tiêu thụ của tất cả các thiết bị trong ngày ................ 45
4.2.2. Tính số điện năng các tấm PMT phải cung cấp cho toàn tải mỗi ngày ............... 45
4.2.3. Tính tốn cơng suất tấm PMT cần sử dụng ......................................................... 46
4.2.4.Tính tốn cơng suất tua bin gió có cơng suất nhỏ ................................................ 46
4.2.5. Tính tốn dung lượng AQ ................................................................................... 48
4.2.6. Tính tốn bộ điều khiển nạp AQ ......................................................................... 48
4.2.7. Tính tốn bộ đổi nguồn điện ................................................................................ 49
4.2.8. Tính tốn hệ thống ĐMT kết hợp điện gió cho các hộ dân ở tại nông thôn tỉnh
Quảng Ngãi .................................................................................................................... 49
4.3. Thiết kế, chế tạo hệ thống điện NLMT kết hợp với NL gió .................................. 54
4.3.1. Thiết kế hệ thống điện NLMT kết hợp với NL gió ............................................. 54
4.3.2. Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển góc nghiêng của tấm PMT theo hướng
nắng ............................................................................................................................... 54
4.3.3. Thiết kế, chế tạo mơ đun phát điện gió ............................................................... 62
4.3.4. Hệ thống điện NLMT kết hợp với NL gió .......................................................... 63
4.3.5. Tính sơ bộ hiệu quả kinh tế của hệ thống ............................................................ 63
4.4. Thí nghiệm khảo sát giá trị của hệ thống ............................................................... 64
4.4.1 Dụng cụ thí nghiệm .............................................................................................. 64
4.4.2 Bố trí thí nghiệm và kết quả đo ............................................................................ 66
4.4.3. Nhận xét ............................................................................................................... 72
4.5. Nhận xét chung ....................................................................................................... 72
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 74
Kết luận.......................................................................................................................... 74
Kiến nghị ....................................................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 75
viii
DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Giải nghĩa
AQ
Ắc quy
PAQ
Dung lượng ắc quy
ĐMT
Điện mặt trời
HAWT
Tuabin gió trục ngang
MPĐ
Máy phát điện diezen
NL
Năng lượng
NLMT
Năng lượng mặt trời
NLTT
Năng lượng tái tạo
PMSG
Máy phát điện nam châm vĩnh cửu
PMT
Pin mặt trời
VAWT
Tuabin gió trục đứng
ix
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Số giờ nắng các tháng trong năm (h) ............................................................ 43
Bảng 4.2. Nhu cầu sử dụng các thiết bị điện của ngôi nhà ........................................... 49
Bảng 4.3. Bảng tham số định mức của PMT 200W của hãng solarcity ........................ 50
Bảng 4.4.Bảng thông số kỹ thuật động cơ gió cơng suất 300W của hãng Solarcity..... 51
Bảng 4.5. Bảng thông số kỹ thuật của bộ điều khiển sạcWS-WSC 300 ....................... 53
Bảng 4.6. Chi phí chế tạo hệ thống điện NLMT kết hợp NL gió .................................. 63
Bảng 4.7. Thơng số khảo sát tua bin gió ....................................................................... 67
Bảng 4.8. Thơng số khảo sát dàn pin cố định và dàn pin tự xoay ................................. 69
Bảng 4.9. Kết quả khảo nghiệm các giá trị của hệ thống pin NLMT kết hợp NL gió .. 71
x
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Nhà máy điện mặt trời lớn nhất thế giới Ivanpah nằm ở sa mạc Mojave, gần
ranh giới giữa bang California và Nevada, Mỹ ............................................................... 4
Hình 1.2. Các tấm pin silicon tại trạm điện mặt trời nổi Kasai Nhật Bản ....................... 5
Hình 1.3. Hệ thống các cột đèn điện sử dụng điện Mặt Trời .......................................... 6
Hình 1.4. Hệ thống ĐMT trên nóc tịa nhà Bộ Cơng Thương ở Hà Nội ......................... 6
Hình 1.5. Hệ 2 mức năng lượng ...................................................................................... 7
Hình 1.6. Các vùng năng lượng của điện tử .................................................................... 7
Hình 1.7. Nguyên lý hoạt động của PMT ........................................................................ 8
Hình 1.8. Quan hệ giữa hiệu suất và năng lượng hữu ích của chất bán dẫn Si ............... 9
Hình 1.9. Pin mặt trời .................................................................................................... 10
Hình 1.10. Q trình tạo mơ đun pin mặt trời .............................................................. 11
Hình 1.11. Cấu tạo mơ đun PMT ................................................................................. 11
Hình 1.12. Tốc độ gió trung bình hàng năm ở độ cao 10m ........................................... 13
Hình 1.13. Tua bin gió cơng suất 1kW tại HUE Riverside ........................................... 15
Hình 1.14. Đồ thị so sánh NL gió thu được hàng năm .................................................. 16
Hình 1.15. Hệ thống chuyển đổi NL gió ....................................................................... 17
Hình 1.16. Cấu tạo tua bin trục đứng và trục ngang...................................................... 19
Hình 1.17. Hệ kết hợp thanh góp DC chỉ có phụ tải DC ............................................... 20
Hình 1.18. Hệ kết hợp thanh góp DC mở rộng: phụ tải DC và AC kết hợp ................. 21
Hình 1.19. Hệ kết hợp thanh góp AC ........................................................................... 21
Hình 1.20. Mơ hình PG-SWL-001 ................................................................................ 22
Hình 1.21. Hệ thống lai PG-SWL-004 .......................................................................... 22
Hình 1.22. Hệ thống điện kết hợp NLMT và gió tại ga Nha Trang .............................. 23
Hình 1.23. Hệ thống chiếu sáng tại phường Trảng Dài ................................................. 24
Hình 3.1. Năng lượng của khối khơng khí có diện tích mặt cắt ngang A ..................... 27
Hình 3.2. Biểu diễn luồng khơng khí qua một tua bin gió lý tưởng .............................. 28
Hình 3.3. Góc pictch của cánh quạt gió......................................................................... 30
xi
Hình 3.4. Giới hạn của hiệu suất rơ to ........................................................................... 31
Hình 3.5. Đường cong hiệu suất rơ to CP(λ,β)............................................................... 32
Hình 3.6. Công suất đầu ra phụ thuộc vào vận tốc gió và tốc độ tua bin ...................... 33
Hình 3.7. Đường cơng suất lý tưởng của tua bin gió .................................................... 34
Hình 3.8. Mơ hình mạch điện tương đương trong hệ tọa độ dq của PMSG ................. 36
Hình 3.9. Mạch điện tương đương của pin NLMT ....................................................... 37
Hình 3.10. Mơ hình PMT lý tưởng ................................................................................ 39
Hình 3.11. Mơ đun PMT ............................................................................................... 39
Hình 3.12. Đặc tuyến I –V với các bức xạ khác nhau ................................................... 40
Hình 3.13. Đặc tuyến P – V với các bức xạ khác nhau ................................................. 40
Hình 3.14. Cấu hình một ắc quy axít chì (đã nạp đầy) đang xả điện ............................ 41
Hình 3.15. Mạch tương đương của ắc quy .................................................................... 42
Hình 4.1. Hoa gió tại Quảng Ngãi ................................................................................. 44
Hình 4.2. Hướng gió chính tại Quảng Ngãi .................................................................. 45
Hình 4.3. Hình chiếu bằng của tua bin gió khi có xương cánh ..................................... 47
Hình 4.4. Ắc quy a xít – chì Đồng Nai 12V - 70Ah ...................................................... 52
Hình 4.5. Bộ điều khiển sạc của hãng Solarcity WS-WSC 300 có dịng 30A/12 V ..... 52
Hình 4.6. Bộ đổi điện 12V – 220V-50hz, 300W ........................................................... 53
Hình 4.7. Mơ hình hệ thống điện NLMT kết hợp với NL gió....................................... 54
Hình 4.8. Mơ hình mơ đun pin NLMT .......................................................................... 55
Hình 4.9. Mơ đun pin NLMT ........................................................................................ 55
Hình 4.10. Cụm điều khiển dàn xoay pin NLMT ......................................................... 56
Hình 4.11. Gối đỡ trục xoay tấm pin NLMT phương Đông – Tây và gỗi đỡ tấm pin
NLMT phương Bắc – Nam ........................................................................................... 56
Hình 4.12. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển pin NLMT ............................................. 57
Hình 4.13. Sơ đồ board mạch đồng ............................................................................... 58
Hình 4.14. Sơ đồ bố trí linh kiện ................................................................................... 58
Hình 4.15. Sơ đồ nguyên lý mạch cấp nguồn ................................................................ 60
Hình 4.16. Sơ board mạch cấp nguồn ........................................................................... 60
xii
Hình 4.17. Sơ đồ bố trí linh kiện mạch cấp nguồn ....................................................... 61
Hình 4.18. Cảm biến dị góc ánh sáng ........................................................................... 61
Hình 4.19. Mơ hình mơ đun phát điện gió .................................................................... 62
Hình 4.20. Mơ đun phát điện gió ................................................................................... 62
Hình 4.21. Hệ thống điện NLMT kết hợp NL gió......................................................... 63
Hình 4.22.Thiết bị đo vi khí hậu EN150 ....................................................................... 64
Hình 4.23. Mơ hình thí nghiệm đo cơng suất tua bin gió .............................................. 67
Hình 4.24. Đồ thị đường đặc tính cơng suất tua bin gió 300W ..................................... 68
Hình 4.25. Mơ hình thí nghiệm đo công suất của dàn pin NLMT xoay 1 trục ............. 68
Hình 4.26. Mơ hình thí nghiệm đo cơng suất của dàn pin NLMT cố định ................... 69
Hình 4.27. Bức xạ mặt trời trong ngày tại Quảng Ngãi ................................................ 70
Hình 4.28. Đồ thị so sánh điện áp thu được giữa dàn xoay một trục và dàn cố định tại
Quảng Ngãi .................................................................................................................... 70
1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Sử dụng năng lượng (NL) là một nhu cầu thiết yếu của cuộc sống. Tuy nhiên,
khoa học và thực tiễn trên thế giới đã chỉ ra những nhược điểm rõ ràng của các nguồn
điện truyền thống như nhiệt điện, thủy điện, điện hạt nhân có những tác động rất xấu
đến môi trường, cuộc sống con người và sẽ không thể cung cấp đủ nhu cầu của con
người trong tương lai không xa.
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới, nhu cầu sử dụng NL
cũng tăng cao. Năng lượng tái tạo (NLTT) còn gọi là NL phi truyền thống nói chung,
NL gió hay năng lượng mặt trời (NLMT) nói riêng là một trong những lĩnh vực quan
trọng và đang dần được quan tâm nghiên cứu, ứng dụng rộng rãi.
Hiện nay, nguồn NL lượng sạch bao gồm: NL gió, NLMT, NL địa nhiệt,
NL sinh khối,… khá dồi dào, có khả năng thay thế nguồn NL hóa thạch, giảm
thiểu tác động tới mơi trường. Trong những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu sản
xuất ra các nguồn NL sạch, chủ yếu dựa trên NLMT và NL gió.
Một trong những vấn đề cần phải được giải quyết, đó là: NLMT cũng là một
nguồn NL tái tạo vô hạn, nhưng lại không phát huy được trong những ngày thiếu nắng.
NL gió thường khơng ổn định và mang tính chu kỳ, phụ thuộc vào nhiều yếu tố đặc
biệt là không gian và thời gian. Do vậy, nếu ta kết hợp được hai loại NL này sẽ tạo ra
cho chúng ta nguồn điện ổn định cả năm. Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam đã có
những nghiên cứu về việc kết hợp 2 nguồn NL này, để đáp ứng cho các phụ tải ở các
vị trí địa lý và kết cấu khác nhau.
Do đó, vấn đề đặt ra hiện nay là thiết kế và chế tạo hệ thống NLMT kết hợp với
NL gió có cơng suất nhỏ có giá thành phù hợp để bổ sung thêm nguồn điện cho hộ gia
đình tại Quảng Ngãi. Đây là lý do tôi chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống điện
NLMT kết hợp NL gió phù hợp với qui mơ hộ gia đình” để nghiên cứu.
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu chung
Thiết kế, chế tạo hệ thống điện NLMT kết hợp NL gió với cơng suất 400W có
giá thành phù hợp, khả năng làm việc ổn định, đáp ứng một số phụ tải của hộ gia đình
tại địa bàn tỉnh Quảng Ngãi.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Khảo sát, đánh giá tình hình sử dụng NLTT đặc biệt là NL gió và NLMT tại
Việt Nam nói chung và Quảng Ngãi nói riêng.
- Tính tốn, thiết kế hệ thống điện NLMT kết hợp NL gió với cơng suất 400W.
2
- Tính tốn, lựa chọn, thiết kế và chế tạo cánh tua bin gió trục đứng.
- Tính tốn, thiết kế bộ điều khiển dàn pin mặt trời (PMT) theo hướng nắng
(theo dõi điểm làm việc cực đại của pin NLMT).
- Chế tạo hệ thống điện NLMT kết hợp NL gió cơng suất 400W có khả năng
làm việc ổn định.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần chung cho lý luận về thiết kế và chế
tạo hệ thống NLMT kết hợp NL gió có cơng suất phù hợp với qui mơ hộ gia đình.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đề tài hướng đến việc tính tốn, thiết kế, chế tạo hệ thống điện NLMT kết hợp
NL gió cơng suất phù hợp với qui mơ hộ gia đình.
- Giúp cho các cán bộ kỹ thuật, người dân hiểu rõ được tính năng kỹ thuật của
hệ thống, từ đó dễ dàng lựa chọn và vận hành, bảo dưỡng thiết bị.
- Đề tài góp phần vào việc giảm biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường, giảm
quá tải cho hệ thống điện quốc gia và các hộ gia đình chủ động hơn trong việc sử dụng
điện sinh hoạt.
3.3. Những điểm mới của đề tài
Việc sử dụng NLMT, NL gió độc lập để phát điện, cũng như sự kết hợp giữa
NLMT kết hợp với NL gió trên thế giới và tại Việt Nam đã được thực hiện. Tuy nhiên,
điểm mới của đề tài là sự kết hợp giữa NL gió và NLMT để phát điện với cơng suất
tính tốn từ 400W phục vụ cho hộ gia đình, trong đó:
1. Tính tốn, lựa chọn, thiết kế và chế tạo cánh tua bin gió trục đứng.
2. Tính tốn, thiết kế bộ bộ điều khiển dàn PMTtheo hướng nắng nhằm đạt được
hiệu quả tiếp nhận NLMT là cao nhất.
3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Năng lượng mặt trời và tiềm năng phát triển
1.1.1. Khái niệm về năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời thu được trên trái đất là NL của dòng bức xạ điện từ xuất
phát từ mặt trời đến trái đất. Chúng ta sẽ tiếp tục nhận được dòng NL này cho đến
khi phản ứng hạt nhân trên mặt trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm nữa. Có thể
trực tiếp thu lấy NL này thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển NL các photon của
mặt trời thành điện năng, như trong PMT. NL của các photon cũng có thể được hấp
thụ để làm nóng các vật thể, tức là chuyển thành nhiệt năng, sử dụng cho bình đun
nước nóng bằng NLMT, hoặc làm sôi nước trong các nhà máy nhiệt điện của tháp mặt
trời, hoặc vận động các hệ thống nhiệt của hệ thống lạnh, máy điều hòa…
1.1.2. Sự cần thiết phát triển năng lượng mặt trời
Trong quá trình phát triển, các quốc gia ln đặt vấn đề an tồn NL lên hàng
đầu. Cùng với sự phát triển kinh tế, đời sống của người dân ngày càng tăng cao nên
nhu cầu sử dụng NL ngày càng tăng. Nguồn NL truyền thống đang sử dụng chủ yếu là
dầu mỏ, than đá, khí ga. Nguồn NL hóa thạch này đang được khai thác và sử dụng
mạnh mẽ nên đang cạn kiệt dần, dẫn đến mất an ninh NL ở nhiều quốc gia, khu vực và
quốc tế;Việc khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch q mức đã phát thải khí nhà
kính làm trái đất nóng lên gây ra biến đổi khí hậu đã tác động không nhỏ đến đời sống,
môi trường của con người; Sự biến động giá cả của dầu mỏ trên thế giới đã tác động
đến giá của nguồn cung NL.NL nguyên tử đem lại công suất lớn, nhưng giá thành đầu
tư cao và tiềm tàng nhiều sự cố rò rỉ phóng xạ, nên một số quốc gia khơng đưa vào ưu
tiên lựa chọn phát triển.Vì vậy, việc phát triển khai thác NLTT, đặc biệt là NLMT
đang được nhiều nước trên thế giới quan tâm phát triển.
1.1.3. Các ứng dụng của năng lượng mặt trời
Ngày nay, con người đã ứng dụng NLMT trong nhiều lĩnh vực như: Chiếu sáng
và sinh hoạt: nấu ăn, sưởi ấm, đun bình nóng lạnh, sạc pin, ắc quy cho xe điện, chưng
cất nước uống từ nước biển và khử trùng, sấy nông sản – thực phẩm, tín hiệu đèn giao
thơng, bảng quảng cáo, cung cấp NL cho thuyền, máy bay, sân vận động…[5].
Hiện nay, người ta đã sử dụng 2 công nghệ để phát điện đó là: Cơng nghệ
quang điện và Cơng nghệ hội tụ NLMT.
Cơng nghệ NLMT có 2 hình thức hoạt động: thụ động và chủ động, tùy thuộc
vào cách chúng nắm bắt, chuyển đổi và phân phối NLMT. Kỹ thuật NLMT chủ động
bao gồm việc sử dụng các tấm pin quang điện và các tấm thu nhiệt để khai thác NL.
Còn kỹ thuật NLMT thụ động có thể minh họa bằng việc hướng một tịa nhà về phía
4
mặt trời, lựa chọn vật liệu có khối lượng nhiệt thuận lợi hoặc ánh sáng phân tán và
thiết kế không gian lưu thơng khơng khí tự nhiên trong ngơi nhà đó để khai thác một
cách hiệu quả lượng nhiệt thu được từ mặt trời.
1.1.4. Tình hình sử dụng NLMT trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.4.1. Tình hình phát triển NLMT trên thế giới
Trong các năm gần đây, các công nghệ NLTT, trong đó có các cơng nghệ
NLMT có tốc độ tăng trưởng cao và liên tục. Lý do của xu hướng trên là: Cơng nghệ
ngày càng hồn thiện, dẫn đến giá NLTT càng ngày càng giảm sâu; Vấn đề an ninh
NL, NLTT là nguồn NL địa phương nên không phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu, do đó
khơng phụ thuộc vào các biến đổi chính trị và các tác động khác; Các nguồn NL hóa
thạch đã dần cạn kiệt, trong lúc nhu cầu NL khơng ngừng tăng; Ơ nhiễm mơi trường
do khai thác sử dụng NL hóa thạch đã đến mức báo động, dẫn đến các hiện tượng biến
đổi khí hậu trên toàn cầu. Để cắt giảm một phần sự phát thải khí nhà kính các quốc gia
cần khuyến khích sử dụng các nguồn NL sạch và các nguồn NLTT.
Dưới đây là hình ảnh về các nhà máy ĐMT cho trên hình 1.1. Nhà máy ĐMT
lớn nhất thế giới Ivanpah nằm ở sa mạc Mojave, gần ranh giới giữa bang California và
Nevada, Mỹ. Nhà máy sử dụng công nghệ nhiệt mặt trời với gần 350.000 tấm thu NL
trải dài trên diện tích 14,2 km2 .
Hình 1.1. Nhà máy điện mặt trời lớn nhất thế giới Ivanpah nằm ở sa mạc Mojave, gần
ranh giới giữa bang California và Nevada, Mỹ
Trạm điện tại Kasai (hình 1.2) lắp đặt 9.072 tấm pin NLMT, có tổng cộng chiều
dài 333m, rộng 77m có tổng diện tích bề mặt hấp thụ ánh nắng 25.000 mét vng. Các
tấm pin silicon trên mặt nước, có diện tích nhỏ hơn so với các tấm pin mặt trời lắp đặt
trên đất liền, sẽ được một mạng lưới làm từ sợi thủy tinh và chất dẻo siêu nhẹ nâng nổi
trên mặt nước. Để cho tia sáng mặt trời luôn hội tụ trong các tấm silicon, tấm lưới
5
nâng được xoay dần dần theo sự di chuyển của mặt trời trong ngày nhờ một động cơ
nhỏ điều khiển từ xa qua ăng ten.
Hình 1.2. Các tấm pin silicon tại trạm điện mặt trời nổi Kasai Nhật Bản
1.1.4.2. Tình hình phát triển điện NLMT ở Việt Nam
Việt Nam được xem là một quốc gia có tiềm năng rất lớn về NLMT, đặc biệt ở
các vùng miền Trung và miền Nam của đất nước. Ở Việt Nam, bức xạ mặt trời trung
bình 230 ÷ 250 kcal/cm2 theo hướng tăng dần về phía Nam chiếm khoảng 2.000 ÷
5.000 giờ trên năm. Đặc biệt, số ngày nắng trung bình trên các tỉnh của miền Trung và
miền Nam là khoảng 300 ngày/năm. NLMT được khai thác sử dụng chủ yếu cho các
mục đích như: sản xuất điện và cung cấp nhiệt.
Công ty cổ phần giấy An Bình ứng dụng ĐMT: lắp đặt hệ thống đèn đường
NLMT (hình 1.3) cho khn viên nhà xưởng của cơng ty, với số trụ sẵn có là 26 trụ,
năm 2015 công ty đã nâng số trụ lên thành 51 trụ, phục vụ cho nhu cầu chiếu sáng
trong công ty.
6
Hình 1.3. Hệ thống các cột đèn điện sử dụng điện mặt trời
Ở Hà Nội trên nóc tịa nhà Bộ Cơng thương đã lắp đặt hệ thống ĐMT có cơng
suất 12 kWp gồm sản xuất 16.000 kWh/năm.Tổng diện tích lắp đặt là 100 m2 bao gồm
52 mô đun loại solarWorld SW 230 [20].
Hình 1.4. Hệ thống ĐMT trên nóc tịa nhà Bộ Công thương ở Hà Nội
1.1.5. Khái quát về pin NLMT
Pin NLMTthường gọi làPMT hay pin quang điện, bao gồm nhiều tế bào
quang điện là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh
sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi NL ánh sáng thành NL điện. Sự chuyển đổi này
thực hiện theo hiệu ứng quang điện.
1.1.5.1. Hiệu ứng quang điện
Hiệu ứng quang điện được phát hiện đầu tiên vào năm 1839 bởi nhà vật lý Pháp
Alexandre Edmond Becquerel. Tuy nhiên, cho đến năm 1883 một pin NL mới được
7
tạo thành, bởi Charles Fritts, ông phủ lên mạch bán dẫn selen một lớp cực mỏng vàng
để tạo nên mạch nối. Thiết bị chỉ có hiệu suất 1%, Russell Ohl xem là người tạo ra pin
NLMT đầu tiên năm 1946. Sau đó Sven Ason Berglund đã có các phương pháp liên
quan tới việc tăng khả năng cảm nhận ánh sáng của pin.
Xét một hệ 2 mức NL điện tử E1
< E2, bình thường điện tử chiếm mức
NL thấp hơn E1 (hình 1.5). Khi nhận
bức xạ mặt trời, lượng tử ánh sáng
photon có NL hv (trong đó h là hằng số
Planck, v là tần số ánh sáng) bị điện tử
hấp thụ và chuyển lên mức NLE2. Ta có
phương trình cân bằng NL:
Hình 1.5. Hệ 2 mức năng lượng
Hv = E2 – E1
Trong các vật thể rắn, do tương tác rất mạnh của mạng tinh thể lên điện tử vịng
ngồi, nên các mức NL của nó bị tách ra nhiều mức sát nhau và tạo thành các vùng NL
(hình 1.6). Vùng NL thấp bị các điện tử chiếm đầy khi ở trạng thái cân bằng gọi là
vùng hóa trị, mà mặt trên của nó là mức NLEv. Vùng NL phía trên tiếp đó hồn tồn
trống hoặc chỉ bị chiếm một phần gọi là vùng dẫn, mặt dưới của vùng có NL là Ec.
Cách ly giữa hai vùng hóa trị và vùng dẫn là một vùng cấp có độ rộng với NL là Eg,
trong đó khơng có mức NL cho phép nào của điện tử [12].
Khi nhận bức xạ mặt trời, photon có NL hv tới hệ thống và bị điện tử ở vùng có
hóa trị thấp hấp thu và trở thành điện tử tự do e-, để lại ở vùng hóa trị một lỗ trống có
thể xem như hạt mang điện dương, kí kiệu là h+. Lỗ trống này có thể di chuyển và
tham gia vào quá trình dẫn điện.
Hình 1.6. Các vùng năng lượng của điện tử
8
Hiệu ứng lượng tử của quá trình hấp thụ photon có thể mơ tả bằng phương trình:
Ev +hv e- + h+
Điều kiện để điện tử có thể hấp thuNL của photon và chuyển từ vùng hóa trị lên
vùng dẫn, tạo ra cặp điện tử - lổ trống là hv = hc/>= Ec – Ev. Từ đó có thể tính được
bước sóng tới hạn c của ánh sáng để có thể tạo ra cặp e- và h+:
c
hc
h 1,24
m
c
Ec Ev E g
Eg
Trong thực tế, các hạt dẫn bị kích thích e- và h+ đều tự phát tham gia vào quá
trình phục hồi, chuyển động đến mặt của các vùng NL: điện tử e- giải phóng để chuyển
đến mặt của vùng dẫn Ec, còn lỗ trống h+ chuyển đến mặt của Ev, quá trình phục hồi
chỉ xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn 10-12 - 10-1giây và gây ra dao động mạnh
(photon). NL bị tổn hao do quá trình phục hồi sẽ là Eph = hv – Eg.
Tóm lại, khi vật rắn nhận tia bức xạ mặt trời, điện tử ở vùng hóa trị hấp thụ NL
photon hv và chuyển lên vùng dẫn tạo ra cặp hạt dẫn điện tử - lỗ trống e- - h+, tức là đã
tạo ra một điện thế. Hiện tượng đó gọi là hiệu ứng quang điện bên trong.
Hình 1.7. Nguyên lý hoạt động của PMT
9
1.1.5.2. Hiệu suất của quá trình biến đổi quang điện
Ta có thể xác định hiệu suất giới hạn về mặt lý thuyết của quá trình biến đổi
quang điện của hệ thống 2 mức sau:
c
Eg J 0 d
0
hc
J d
0
0
Trong đó:
J 0 : mật độ photon có bước
;
J 0 d : tổng số photon tới có bước sóng trong khoảng
: d ;
hc / : NL của photon;
c
Eg J 0 d :NL hữu ích mà điện tử hấp thụ của photon trong quá trình quang
0
điện, J 0
0
hc
d : tổng NL của các photon tới hệ.
Bằng tính tốn lý thuyết đối với.
i chất bán dẫn Silicon (Si) thì hiệu suất 0.44.
Như vậy hiệu suất là một hàm của E g (hình1.8).
Hình 1.8. Quan hệ giữa hiệu suất và NL hữu ích của chất bán dẫn Si
1.1.5.3. Cấu tạo PMT
Hiện nay, nguyên liệu chủ yếu cho pin mặt trời là các silic tinh thể. PMT từ các
tinh thể silic chia thành 3 loại:
10
* Đơn tinh thể mô đun sản xuất dựa trên q trình Crochralski. Đơn tinh thể
loại này có hiệu suất lên tới 16%. Chúng thường rất đắt tiền do được cắt từ các thỏi
hình ống, các tấm đơn thể này có mặt trống ở góc nối các mơ đun [12].
Hình 1.9. Pin mặt trời
* Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc – đúc từ silic nung chảy cẩn thận được làm
nguội và làm rắn. Các pin này thường rẻ hơn các pin đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất
kém hơn. Nhưng chúng có thể tạo thành các tấm vng che phủ bề mặt nhiều hơn loại
đơn tinh thể bù lại cho hiệu suất thấp của nó.
* Dãy silic tạo từ các tấm phin mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh
thể. Loại này thường có hiệu suất thấp nhất, tuy nhiên nó rẻ nhất trong các loại vì
khơng cần phải cắt từ thỏi silicon.
Một lớp tiếp xúc bán dẫn p-n có khả năng biến đổi trực tiếp NL bức xạ NLMT
nhờ hiệu ứng quang điện bên trong gọi là PMT. PMT được sản xuất và ứng dụng phổ
biến hiện nay là các PMT được chế tao từ vật liệu tinh thể bán dẫn Si có hóa trị 4. Tinh
thể Si tinh khiết, để có vật liệu tinh thể bán dẫn Si loại n, người ta pha tạp chất donor
là photpho có hóa trị 5. Cịn vật liệu tinh thể bán dẫn loại p thì tạp chất acceptor được
dùng để pha vào Si là Bo có hóa trị 3. Đối với PMT từ tinh thể Si, khi bức xạ mặt trời
chiếu đến thì hiệu điện thế hở mạch giữa 2 cực khoảng 0,55V và dòng ngắn mạch của
nó khi bức xạ mặt trời có cường độ 1000W/m2 vào khoảng 25 ÷ 30mA/cm2.
Hiện nay, người ta đã chế tạo PMT bằng Si vơ định hình (a-Si). So với PMT
tinh thể Si thì PMT a-Si giá thành rẻ hơn nhưng hiệu suất thấp hơn và kém ổn định.
Công nghệ chế tạo PMT gồm nhiều công đoạn khác nhau để cuối cùng ta được
mơ đun. Ví dụ để chế tạo PMT từ Si đa tinh thể cần qua các công đoạn như hình 1.10
11
Hình 1.10. Q trình tạo mơ đun pin mặt trời [9]
Hình 1.11. Cấu tạo mơ đun PMT [9]
1.1.5.4. Các tham số ảnh hưởng đến chế độ và hiệu suất của PMT
Các tham số ảnh hưởng đến chế độ làm việc và hiệu suất của PMT:
- Điện trở sơn RSh;
- Điện trở nội (điện trở nối tiếp) Rs;
- Dòng bão hòa Is;
- Cường độ bức xạ mặt trời E;
- Nhiệt độ của PMT.
Ba tham số đầu là chủ quan và 2 tham số sau là khách quan của PMT. Ở điều
kiện bức xạ bình thường (khơng hội tụ) các tham số trên có thể xem như các tham số
độc lập, chỉ trừ dòng điện bão hòa IS và nhiệt độ T.
12
Điện trở sơn RSh đặc trưng cho dòng rò qua lớp tiếp xúc pn, phụ thuộc vào công
nghệ chế tạo lớp tiếp xúc. Thông thường giá trị của RSh rất lớn, nên dịng rị có thể bỏ qua.
Điện trở nội RS là tổng của các điện trở: điện trở tiếp xúc giữa điện cực dưới và
bán dẫn p, R1; điện trở bán dẫn loại p, R2; điện trở bán dẫn loại p,R3; điện trở tiếp xúc
giữa bán dẫn n và cực kim loại trên, R4; điện trở của cực lưới kim loại mặt trên, R5 và
điện trở của các thanh góp kim loại mặt trên, R6 , tức là:
𝟔
𝑹𝑺 = ∑ 𝐑 𝐢 = 𝐑 𝟏 + 𝐑 𝟐 + 𝐑 𝟑 + 𝐑 𝟒 + 𝐑 𝟓 + 𝐑 𝟔
𝐢=𝟏
Sự tăng RS hoặc sự giảm RSh ảnh hưởng đến cơng suất phát điện của PMT.
1.1.5.5. Đặc tính kinh tế của pin NLMT
Trong bối cảnh NLMT đang được chú trọng đầu tư phát triển mạnh mẽ trên thế
giới, hiệu quả sử dụng, hiệu quả kinh tế ngày càng cao thể hiện rõ ở chỗ số lượng pin
và các phụ kiện của hệ thống ĐMT xuất hiện trên thị trường càng nhiều, giá thành
càng ngày càng thấp nhưng tính cơng nghệ không hề giảm mà càng được cải thiện với
chất lượng rất cao. Trong khoảng 10 năm trở lại đây, do có sự đầu tư của nhà nước và
các danh nghiệp tư nhân nên giá thành ngày càng hạ.
Điều quan trọng liên quan đến tính kinh tế của hệ thống điện mặt trời là giá
thành của hệ thống, chi phí ban đầu cao so với các dạng NL truyền thống, cho nên
chưa thu hút được các hộ dân và các doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực NLTT này.
1.1.5.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất hệ thống ĐMT
-
Sự thay đổi hàng ngày, liên quan đến vòng quay trái đất và mùa;
-
Vị trí khu đất (bức xạ mặt trời tại đó);
-
Độ nghiêng của thiết bị;
-
Góc phương vị;
-
Bóng đổ;
-
Nhiệt độ.
1.1.5.7. Các chú ý khi sử dụng pin mặt trời
Các tấm PMT được lắp đặt ở ngồi trời, những nơi có thể đón nhận được ánh
sáng tốt nhất từ mặt trời.
Để tính tốn kích cỡ các PMT trời cần sử dụng, ta phải tính cơng suất cực đại
(Wp) cần có của tấm PMT. Lượng Wp tạo ra lại tùy thuộc vào khí hậu của từng vùng
trên thế giới. Như vậy, với 1 tấm PMT nhưng đặt ở vị trí khác nhau sẽ cho hiệu suất
hấp thu NL sẽ khác nhau.
13
Lựa chọn hãng sản xuất, công nghệ và công suất tấm PMT phù hợp với mục
đích, khả năng của hộ sử dụng điện.
Để tối đa hóa hiệu suất của hệ thống PMTcần được lắp đặt theo 1 góc nghiêng
và chọn ví trí các tấm pin có thể hấp thụ ánh nắng được tốt nhất cho cả ngày.
1.2. Năng lượng gió ở Việt Nam và tiềm năng phát triển
1.2.1. Năng lượng gió ở Việt Nam
Tiềm năng về NL gió ở Việt Nam chỉ vào loại trung bình. Hầu hết, các khu vực
trên đất liền có NL gió thấp nên khai thác khơng hiệu quả. Chỉ có một vài nơi, do có
địa hình đặc biệt có tốc độ gió tương đối khá. Chỉ dọc theo bờ biển và trên các hải đảo
có NL gió tốt hơn. Nơi có nguồn NL tốt nhất là đảo Bạch Long Vĩ, tốc độ trung bình
năm đạt được từ 7.1-7.3m/s. Tiếp đến là các khu vực đảo Trường Sa, Phú Q, Cơn
Đảo... có tốc độ gió trong khoảng 4.0 - 6.6m/s. Tuy nhiên, tiềm năng NL gió Việt Nam
chưa được điều tra đánh giá đầy đủ vì phần lớn số liệu về NL gió chủ yếu chỉ thu thập
qua các trạm khí tượng thủy văn ở độ cao từ 10m đến 12m trên mặt đất, mà thiếu số
liệu về NL gió ở các độ cao trên 40m. Hiện nay, có khoảng 10 trạm khí tượng đo gió ở
độ cao từ 30m đến 65m.
Theo báo cáo của Bộ Cơng Thương, Việt Nam có tiềm năng phát triển điện gió
với trên 3.000 km2 đường bờ biển. Theo lộ trình, Việt Nam sẽ phát triển 800 MW điện
gió vào năm 2020, chiếm khoảng 0,8% tổng nhu cầu điện. Mục tiêu là phát triển
2.000MW điện gió vào năm 2025 và 6.000 MW vào năm 2030[22].
a)
b)
Hình 1.12. Tốc độ gió trung bình hàng năm ở độ cao 10m (a) và 100m (b) [1]
