1. Lịch sử phát triển năng lượng gió - HCMUTtcbinh/File_2014/NLTT/C3_NLTT_Va.2_2013.pdf · Lịch sử phát triển năng lượng gió 2. Các loại turbin gió 3

NLTT Trần Công Binh

ĐH Bách Khoa TP.HCM 1

0

Bài giảng:

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

ĐH BÁCH KHOA TP.HCM

Giảng viên: ThS. Trần Công Binh

5/2012 Năng lượng tái tạo 1

C3: NĂNG LƯỢNG GIÓ

1. Lịch sử phát triển năng lượng gió

2. Các loại turbin gió

3. Công suất gió

4. Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp

5. Hiệu suất cực đại của rotor

6. Máy phát turbin gió

7. Điều chỉnh tốc độ để đạt công suất cực đại

8. Công suất gió trung bình

9. Ước lượng năng lượng của turbin gió

10.Tính toán theo các đặc tính vận hành của turbin gió

11.Tính toán kính tế máy phát điện dùng sức gió

12.Tác động môi trường của máy phát điện gió

Năng lượng tái tạo 2

1. Lịch sử phát triển năng lượng gió


Lịch sử phát triển năng lượng gió


Global Installed Wind Capacity

Global Wind Energy Council

http://www.gwec.net/fileadmin/documents/PressReleases/PR_stats_annex_table_2nd_feb_final_final.pdf


Annual Installed Wind Capacity

Global Wind Energy Council

http://www.gwec.net/fileadmin/documents/PressReleases/PR_stats_annex_table_2nd_feb_final_final.pdf




Growth in US Wind Power Capacity

With new installations of about 4000 MW in First Half 2009


Historical Change in Wind Economics, Constant 2005 Dollars

Source: National Renewable

Energy Lab (NREL), Energy

Analysis Office


Lịch sử phát triển năng lượng gió


Top 10 Countries - Installed Wind Capacity (as of the end of 2008)

Global Wind Energy Council: http://www.gwec.net/fileadmin/documents/PressReleases/PR_stats_annex_table_2nd_feb_final_final.pdf

Country MW Capacity % of Global Capacity

US 25,170 MW 20.8%

Germany 23,903 MW 19.8%

Spain 16,754 MW 13.9%

China 12,210 MW 10.1%

India 9,645 MW 8.0%

Italy 3,736 MW 3.1%

France 3,404 MW 2.8%

UK 3,241 MW 2.7%

Denmark 3,180 MW 2.6%

Portugal 2,862 MW 2.4%

Total top 10 104,104 MW 86.2%


US Wind Resources

http://www.windpower.org/en/pictures/lacour.htm http://www.windpoweringamerica.gov/pdfs/wind_maps/us_windmap.pdf Năng lượng tái tạo 11

Wind Resource Atlas of SouthEast Asia




Wind Resource Atlas of SouthEast Asia


Worldwide Wind Resource Map

Source: www.ceoe.udel.edu/WindPower/ResourceMap/index-world.html


PTN Năng lượng xanh – GREEN POWER LAB


Năng lượng gió tại Việt Nam

Năng lượng tái tạo 16 16


Tuy Phong-Bình Thuận Bạc Liêu



2012





Tuy Phong 19


2. Các loại turbin gió


Các loại turbin gió










3. Công suất gió


Công suất gió


Công suất gió


Ảnh hưởng của nhiệt độ lên mật độ gió










Ảnh hưởng độ cao lên mật độ gió














4. Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp

Mỹ:


Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp

Châu Âu:










5. Hiệu suất cực đại của rotor


Hiệu suất cực đại của rotor












6. Máy phát turbin gió


Máy phát turbin gió














Máy phát không đồng bộ


















Tầm quan trọng của việc điều khiển tốc độ rotor

7. Điều chỉnh tốc độ để đạt công suất cực đại


Tầm quan trọng của việc điều khiển tốc độ rotor




Thay đổi số cực của máy phát không đồng bộ


Hộp số đa cấp


Điều chỉnh độ trượt máy phát không đồng bộ


Hệ hòa lưới gián tiếp


8. Công suất gió trung bình


Biểu đồ gió rời rạc














Các hàm mật độ xác suất năng lượng gió




Các hàm xác suất năng lượng gió


Thống kê Weibull và Rayleigh






Công suất gió trung bình tính theo hàm thống kê Rayleigh


Công suất gió trung bình tính theo hàm thống kê Rayleigh




Các tiêu chuẩn năng lượng gió








9. Ước lượng năng lượng của turbin gió

WPBP EP

Power in

the Wind Power

Extracted

by Blades

Power to

Electricity PC

Rotor Gearbox &

Generator

g


Tính năng lượng hàng năm theo năng suất trung bình của turbin gió




Trang trại gió


Trang trại gió


Trang trại gió


Trang trại gió


10. Tính toán theo các đặc tính vận hành của turbin gió


Các thông số khí động lực học




Đặc tính công suất của máy phát điện gió lý tưởng


Đặc tính công suất của máy phát điện gió lý tưởng


Tối ưu đường kính cánh quạt và công suất định mức của máy phát


Hàm phân bố vận tốc gió


Hàm phân bố tích lũy vận tốc gió










Khảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố Weibull

















Năng lượng tái tạo 112 Năng lượng tái tạo 113









Sử dụng hệ số khả năng CF (Capacity Factor) để ước lượng năng lượng máy phát điện gió















Turbin GE 1.6-82.5

Power:-----------------------

Rated power 1,600 kW

Rated wind speed 11.5 m/s

Cut-in wind speed 3.5 m/s

Cut-out wind speed 25.0 m/s

Rotor:-----------------------

Diameter 82.5 m

Swept area 5,345.62 m2

Number of blades 3

Rotor speed 16.8 rpm

Ví dụ:

Nhà máy gió Bạc Liêu:

Lắp đặt ở độ cao 90m.

Tốc độ gió trung bình:

7m/s.

Tính (gần đúng) năng

lượng điện cung cấp cung

cấp cho lưới hàng năm?


11. Tính toán kinh tế máy phát điện dùng sức gió


Tính toán kinh tế máy phát điện dùng sức gió


Tính toán kinh tế máy phát điện dùng sức gió




Tính toán theo chi phí đầu tư và chi phí vốn vay phải trả hàng năm






Xác định chi phí hàng năm của điện năng cấp từ máy phát điện gió










12. Tác động môi trường của máy phát điện gió


Tài liệu tham khảo

1. Gilbert M. Masters, "Renewable and Efficient Electric -Power Systems" -JOHN WILEY & SONS, 2004.

135

TB

Trần Công Binh

GV ĐH Bách Khoa TP.HCM

Phone: 0908 468 100

Email: [email protected]

[email protected]

Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Documents

1. Lịch sử phát triển năng lượng gió - HCMUTtcbinh/File_2014/NLTT/C3_NLTT_Va.2_2013.pdf · Lịch sử phát triển năng lượng gió 2. Các loại turbin gió 3