Bài giảng Năng lượng tái tạo: Chương 3 (Bài 9) - TS. Nguyễn Quang Nam

Bài giảng "Năng lượng tái tạo - Chương 3 (Bài 9):Năng lượng gió" cung cấp cho người học các kiến thức:Ước lượng năng lượng của tuabin gió, tính toán các đặc tính vận hành của tuabin gió, tính toán kinh tế, tác động môi trường của máy phát điện gió. Mời các bạn cùng tham khảo.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Năng lượng tái tạo: Chương 3 (Bài 9) - TS. Nguyễn Quang Nam 408004 Năng lượng tái tạo Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK1http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 9 1Ch. 3: Năng lượng gió3.9. Ước lượng năng lượng của tuabin gió3.10. Tính toán các đặc tính vận hành của tuabin gió3.11. Tính toán kinh tế3.12. Tác động môi trường của máy phát điện gió Bài giảng 9 2Phân cấp công suất gió Bài giảng 9 3Ước lượng năng lượng tuabin gió• Không phải toàn bộ năng lượng gió được giữ lại – rôto loại bỏ bớt gió tốc độ cao, còn gió tốc độ thấp thì quá chậm để vượt qua lực cản.• Tùy thuộc vào rôto, hộp số, máy phát, tháp, điều khiển, vùng đất, và gió.• Hiệu suất chuyển đổi toàn bộ (Cp g) là khoảng 30% PW PB PE Power in CP ηg Power to Power the Wind Rotor Extracted Gearbox & Electricity by Generator Blades Bài giảng 9 4Ví dụ 6.11 – Năng lượng tuabin gió hàng năm• Cần dùng (6.16) để tìm v ở 50 m, với z cho độ nhám cấp 1 là 0,03 m (từ bảng 6.4) ln( H / z ) v = v0 (6.16) ln( H 0 / z ) ln(50 / 0.03) v = 5m/s = 6.39m/s ln(10 / 0.03)• Do đó, mật độ công suất trung bình của gió tại 50 m từ (6.48) là 6 1 (1.225) ( 6.39 ) =304.5W/m 3 Pavg /m = 2 2 π 2 Bài giảng 9 5Ví dụ 6.11 – Năng lượng tuabin gió hàng năm• Đường kính rôto là 48 m và hiệu suất toàn bộ là 30%, do đó công suất trung bình của tuabin gió là π ( 304.5W/m Pavg = 0.3 ��� 2 ) 4 ( 48 ) =165303W 2• Do đó, năng lượng cung cấp trong 1 năm là Energy ‫״‬165.303kW 8760hrs/yr=1.44 10=6 kWh/yr Bài giảng 9 6Trang trại gió• Thông thường, sẽ có ý nghĩa hơn nếu lắp đặt một số lượng lớn tuabin gió tại một trang trại hay công viên gió.• Lợi ích – Có thể tận dụng vị trí có gió tốt – Giảm chi phí phát triển – Đơn giản hóa liên kết với hệ thống truyền tải – Truy cập tập trung để vận hành và bảo dưỡng• Nên lắp bao nhiêu tuabin ở một vị trí? Bài giảng 9 7 Trang trại gió• Ta biết rằng gió giảm tốc độ khi xuyên qua cánh. Công suất lấy ra từ cánh: 1 Pb = m& ( v 2 − vd 2 ) (6.18) 2• Trích công suất bằng cánh sẽ làm giảm công suất đến được máy nằm phía sau• Khoảng cách giữa các tuabin bao nhiêu là đủ để tốc độ gió được phục hồi trước khi gặp tuabin tiếp theo? Bài giảng 9 8Trang trại gió Bài giảng 9 9 Trang trại gió• Kết quả nghiên cứu ở slide trước đó xem xét các cụm vuông, nhưng các cụm vuông không có ý nghĩa lắm• Các cụm hình chữ nhật với vài hàng dài sẽ tốt hơn• Khoảng cách được khuyến cáo là 3-5 lần đường kính rôto giữa các tháp trên cùng một hàng, và 5-9 lần đường kính rôto giữa các hàng• Các hàng thường được đặt lệch nhau• Phổ biến là theo hướng gió thịnh Bài giảng 9 10Trạng trại gió – Khoảng cách tối ưu Số liệu ước tính cho GE 1.5 MW ở vùng trung tây là 1 tháp mỗi 80 acre 3Dto5D Figure6.29Khoảng cách tối ưu là 3-5 7D 5Dto9D lần đường kính rô to giữacác tháp và 5-9 lần giữa 4Dcác hàng Bài giảng 9 11Ví dụ 6.12 – Tiềm năng của một trang trại gió• Một trang trại gió có khoảng cách 4 lần đường kính rôto dọc theo hàng, và 7 lần đường kính rôto giữa các hàng• Hiệu suất tuabin gió là 30%, hiệu suất cụm là 80% 4D ...