Báo cáo nghiên cứu khoa học: PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CỦA NĂNG LƯỢNG GIÓ

Đánh giá đúng tiềm năng gió cho địa điểm sẽ đặt cụm các tuabin gió phát điện lá rất quan trọng bởi lẽ nó sẽ xác định tính hiệu quả, tính kinh tế của một dự án phong điện. Bài báo này trình bày cơ sở lý thuyết của việc xử lý số liệu về gió và thử áp dụng để tính khả năng phát điện cho dự án Phương Mai với các trụ gió cao 78 m, đường kính cánh quạt D=82 m.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CỦA NĂNG LƯỢNG GIÓ" PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CỦA NĂNG LƯỢNG GIÓ ASSESSMENT METHODS FOR THE WIND POWER POTENTIAL NGUYỄN NGỌC DIỆP Hội Kỹ sư Ô tô Việt Nam TÓM TẮT Đánh giá đúng tiềm năng gió cho địa điểm sẽ đặt cụm các tuabin gió phát điện lá rất quan trọng bởi lẽ nó sẽ xác định tính hiệu quả, tính kinh tế của một dự án phong điện. Bài báo này trình bày cơ sở lý thuyết của việc xử lý số liệu về gió và thử áp dụng để tính khả năng phát điện cho dự án Ph ương Mai với các trụ gió cao 78 m, đường kính cánh quạt D=82 m. ABSTRACT The assessment of wind potential of a prospective place is very important because it will specify th e effectiveness, the economy of a wind-genereated electrical project. This article presents fundamental theory of data processing process. It also estimates the electrical capacity of the wind-generated electrical Phuong Mai project. The project has wind tower’s height of 78 m with blade diameter of D = 82 m. 1. Đặt vấn đề Loài người càng ngày càng tin rằng để phát triển bền vững cần phải áp dụng những công nghệ không làm tổn hại đến môi trường sống, không bóc lột quá đáng thiên nhiên, tránh làm ô nhiễm môi trường sống không chỉ dành riêng cho loài người mà cho cả mọi sinh vật, hơn nữa, không chỉ mọi sinh vật trên trái đất mà cả những thứ vô tri vô giác như sông hồ, biển cả, đất đai. Năng lượng giành cho sự phát triển được lấy từ than đá, dầu mỏ, thậm chí từ các chất phóng xạ... rồi sẽ cạn kiệt. Các dự báo về năng lượng đều khẳng định điều đó. Năng lượng mà Trái Đất nhận được từ mặt trời rất khổng lồ. Nhưng đến nay loài người chỉ mới khai thác đáng kể thuỷ năng. Dạng khác của năng lượng mặt trời là năng lượng gió chưa được nghiên cứu và khai thác đúng mức. Lý do chủ yếu là mật độ năng lượng của sức gió bình thường nhỏ hơn khoảng 1000 lần so với dòng nước. Nhưng nếu biết khai thác sức gió bằng công nghệ hiện đại và với quy mô lớn thì loài người sẽ được hưởng lợi bởi môi trường sống không bị ô nhiễm của nguồn tài nguyên này. Muốn đánh giá đúng đắn tiềm năng năng lượng gió cần phải có những hiểu biết vững chắc về lĩnh vực khoa học này. Đã có nhiều công trình sử dụng năng lượng gió không hiệu quả do không đánh giá đúng tiềm năng gió tại nơi lắp đặt tuabin gió. Bài báo này trình bày một số phương pháp đánh giá tiềm năng gió, tổng kết từ những nghiên cứu gần đây nhất. Và tác giả thử áp dụng trên cơ sở những phương pháp luận được nêu để đánh giá tiềm năng gió cho dự án phong điện Phương Mai của tỉnh Bình Định là một dự án về sử dụng năng lượng gió lớn nhất tại Việt Nam và Đông Nam Á. 2. Một dự án về năng lượng gió phải được bắt đầu từ số liệu điều tra cơ bản được tiến hành trong nhiều năm Ở quy mô toàn cầu nên có một bản đồ gió. Đáng tiếc là chưa có tổ chức, định chế nào làm việc đó. Mới có bản đồ gió tỉ lệ xích nhỏ và không đầy đủ. Ở nước ta cũng chưa có tổ chức nào, chương trình quốc gia nào làm công việc đo và lập bản đồ gió của Việt Nam. Một số nước như Trung Quốc, Nhật Bản... họ đã có bản đồ các đường đồng giá trị về vận tốc gió trên quy mô cả nước. Tuy vậy bản đồ gió cho từng vùng, nhất là những vùng có tiềm năng khá về gió thì không có ngay mà cần thời gian đo đạc trong nhiều năm khi cần chú ý lập dự án cho vùng đó. Việc đo gió ở quy mô một dự án cũng không phải là không tốn kém: cần trang bị các máy đo gió ghi tự động lưu trữ số liệu hoặc truyền trực tiếp số liệu xuống máy tính. Cần xây lắp các trụ đặt thiết bị đo hướng gió, vận tốc gió có chiều cao từ vài chục mét đến 60, 80 mét. Từ số liệu đo gió đủ tin cậy với thời gian đo liên tục trong một số năm thì mới có căn cứ ban đầu cho việc phân tích và đánh giá tiếp theo. Các máy đo gió này phải có tính năng đo 2 giây một lần và cứ 10 phút thì lấy giá trị trung bình. 3. Công việc xử lý số liệu đo Từ số liệu đo được, ta sẽ lập các biểu mẫu: 1- Vận tốc gió theo từng giờ trong ngày (từ giờ thứ 1 đến giờ thứ 24 trong ngày) vào mùa đông, vào mùa hè và trung bình trong năm. 2- Vận tốc gió trung bình theo từng ngày trong năm. 3- Vận tốc gió trung bình theo từng tháng trong năm. Từ các biểu mẫu này, ta lập các đồ thị: 1) Đồ thị bar V=f (giờ trong ngày) v- m/s giờ trong ngày: 1,2,..,24 Từ đồ thị này tìm: 24  Vi t i - Vận tốc gió trung bình trong ngàyVtb: (1) Vtb  i 1 24 2) Đồ thị bar V=f (giờ trong tháng) 30  Viti Vận tốc gió trung bình trong tháng V tb  i 1 (2) 30 3) Căn cứ biểu mẫu V=f (giờ trong ngày) (của giá trị trung bình trong cả năm), ta lập bảng tần suất xuất hiện từng vận tốc gió theo số giờ trong ngày hay theo số giờ trong tháng. Từ bảng này, lập đồ thị bar tần suất xuất hiện=f(V) (tần suất xuất hiện – tính theo thời gian: số giờ trong tháng) Lập thêm đồ thị XY-Scatter tần suất xuất hiện=f(V). 4- Lập bảng phân bố luỹ tích số giờ có gió mà V gió < V gió tham chiếu. Cột thứ I của bảng này là các khoảng vận tốc gió, cột thứ II là số giờ có vận tốc gió đó xuất hiện, cột thứ III là số giờ luỹ kế. Cụ thể, gọi cột 1 của hàng thứ i là cột i,1. Cột thứ 2 là cột i,j-1 thì cột luỹ kế là cột i,j. Giá tri của cột i,3= Giá trị của cột i-1, j + giá trị cột ...