Bài giảng Năng lượng tái tạo - Chương III: Năng lượng gió - Trần Công Binh

Bài giảng:NĂNG LƯỢNG TÁI TẠOĐH BÁCH KHOA TP.HCMGiảng viên: ThS. Trần Công Binh5/2012C3: NĂNG LƯỢNG GIÓLịch sử phát triển năng lượng gióCác loại turbin gióCông suất gióẢnh hưởng chiều cao trụ thápHiệu suất cực đại của rotorMáy phát turbin gióĐiều chỉnh tốc độ để đạt công suất cực đạiCông suất gió trung bìnhƯớc lượng năng lượng của turbin gióTính toán theo các đặc tính vận hành của turbin gióTính toán kính tế máy phát điện dùng sức gióTác động môi trường của máy phát điện gió1. Lịch sử phát triển năng lượng gióLịch sử phát triển năng lượng gióGlobal Installed Wind CapacityGlobal Wind Energy Council Installed Wind CapacityGlobal Wind Energy Council in US Wind Power CapacityWith new installations of about 4000 MW in First Half 2009Historical Change in Wind Economics, Constant 2005 DollarsSource: National RenewableEnergy Lab (NREL), Energy Analysis OfficeLịch sử phát triển năng lượng gióTop 10 Countries - Installed Wind Capacity (as of the end of 2008)Global Wind Energy Council:  Capacity% of Global CapacityUS25,170 MW20.8%Germany23,903 MW19.8%Spain16,754 MW13.9%China12,210 MW10.1%India9,645 MW8.0%Italy3,736 MW3.1%France3,404 MW2.8%UK3,241 MW2.7%Denmark3,180 MW2.6%Portugal2,862 MW2.4%Total top 10104,104 MW86.2%US Wind Resources Resource Atlas of SouthEast AsiaWind Resource Atlas of SouthEast AsiaWorldwide Wind Resource MapSource: www.ceoe.udel.edu/WindPower/ResourceMap/index-world.htmlPTN Năng lượng xanh – GREEN POWER LABNăng lượng gió tại Việt Nam16Năng lượng gió tại Việt NamTuy Phong-Bình ThuậnBạc LiêuNăng lượng gió tại Việt Nam2012Năng lượng gió tại Việt NamTuy Phong2. Các loại turbin gióCác loại turbin gióCác loại turbin gióCác loại turbin gióCác loại turbin gió3. Công suất gióCông suất gióCông suất gióẢnh hưởng của nhiệt độ lên mật độ gióẢnh hưởng của nhiệt độ lên mật độ gióẢnh hưởng của nhiệt độ lên mật độ gióẢnh hưởng của nhiệt độ lên mật độ gióẢnh hưởng độ cao lên mật độ gióẢnh hưởng độ cao lên mật độ gióẢnh hưởng độ cao lên mật độ gióẢnh hưởng độ cao lên mật độ gióẢnh hưởng độ cao lên mật độ gióẢnh hưởng độ cao lên mật độ gió4. Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp Mỹ:Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp Châu Âu:Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp 5. Hiệu suất cực đại của rotorHiệu suất cực đại của rotorHiệu suất cực đại của rotorHiệu suất cực đại của rotorHiệu suất cực đại của rotorHiệu suất cực đại của rotor6. Máy phát turbin gióMáy phát turbin gióMáy phát turbin gióMáy phát turbin gióMáy phát turbin gióMáy phát turbin gióMáy phát turbin gióMáy phát không đồng bộMáy phát không đồng bộMáy phát không đồng bộMáy phát không đồng bộMáy phát không đồng bộMáy phát không đồng bộMáy phát không đồng bộMáy phát không đồng bộTầm quan trọng của việc điều khiển tốc độ rotor7. Điều chỉnh tốc độ để đạt công suất cực đạiTầm quan trọng của việc điều khiển tốc độ rotorThay đổi số cực của máy phát không đồng bộHộp số đa cấpĐiều chỉnh độ trượt máy phát không đồng bộHệ hòa lưới gián tiếp8. Công suất gió trung bìnhBiểu đồ gió rời rạcBiểu đồ gió rời rạcBiểu đồ gió rời rạcBiểu đồ gió rời rạcBiểu đồ gió rời rạcBiểu đồ gió rời rạcCác hàm mật độ xác suất năng lượng gióCác hàm xác suất năng lượng gióThống kê Weibull và RayleighThống kê Weibull và RayleighThống kê Weibull và RayleighCông suất gió trung bình tính theo hàm thống kê RayleighCông suất gió trung bình tính theo hàm thống kê RayleighCác tiêu chuẩn năng lượng gióCác tiêu chuẩn năng lượng gióCác tiêu chuẩn năng lượng gióCác tiêu chuẩn năng lượng gió9. Ước lượng năng lượng của turbin gió	Power in the Wind	Power Extracted by Blades	Power to ElectricityWind	Rotor	Gearbox & GeneratorTính năng lượng hàng năm theo năng suất trung bình của turbin gióTrang trại gióTrang trại gióTrang trại gióTrang trại gió10. Tính toán theo các đặc tính vận hành của turbin gióCác thông số khí động lực họcĐặc tính công suất của máy phát điện gió lý tưởngĐặc tính công suất của máy phát điện gió lý tưởngTối ưu đường kính cánh quạt và công suất định mức của máy phátHàm phân bố vận tốc gióHàm phân bố tích lũy vận tốc gióHàm phân bố tích lũy vận tốc gióHàm phân bố tích lũy vận tốc gióHàm phân bố tích lũy vận tốc gióKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullKhảo sát đặc tính công suất thực theo phân bố WeibullSử dụng hệ số khả năng CF (Capacity Factor) để ước lượng năng lượng máy phát điện gióSử dụng hệ số khả năng CF (Capacity Factor) để ước lượng năng lượng máy phát điện gióSử dụng hệ số khả năng CF (Capacity Factor) để ước lượng năng lượng máy phát điện gióSử dụng hệ số khả năng CF (Capacity Factor) để ước lượng năng lượng máy phát điện gióSử dụng hệ số khả năng CF (Capacity Factor) để ước lượng năng lượng máy phát điện gióSử dụng hệ số khả năng CF (Capacity Factor) để ước lượng năng lượng máy phát điện gióSử dụng hệ số khả năng CF (Capacity Factor) để ước lượng năng lượng máy phát điện gióTurbin GE 1.6-82.5Power:----------------------- Rated power	1,600 kWRated wind speed	11.5 m/sCut-in wind speed	3.5 m/sCut-out wind speed 25.0 m/sRotor:----------------------- Diameter	82.5 mSwept area	5,345.62 m2Number of blades	3Rotor speed	16.8 rpmVí 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 gióTính toán kinh tế máy phát điện dùng sức gióTính toán kinh tế máy phát điện dùng sức gióTính toán theo chi phí đầu tư và chi phí vốn vay phải trả hàng nămTính toán theo chi phí đầu tư và chi phí vốn vay phải trả hàng nămTính toán theo chi phí đầu tư và chi phí vốn vay phải trả hàng nămXác định chi phí hàng năm của điện năng cấp từ máy phát điện gióXác định chi phí hàng năm của điện năng cấp từ máy phát điện gióXác định chi phí hàng năm của điện năng cấp từ máy phát điện gióXác định chi phí hàng năm của điện năng cấp từ máy phát điện gió12. Tác động môi trường của máy phát điện gióTài liệu tham khảoGilbert M. Masters, "Renewable and Efficient Electric -Power Systems" -JOHN WILEY & SONS, 2004.TB Trần Công BinhGV ĐH Bách Khoa TP.HCMPhone: 0908 468 100Email: tcbinh@hcmut.edu.vn binhtc@yahoo.comWebsite: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh