Đề thi môn Năng lượng tái tạo - Bài tập 4

BÀI TẬP 4. 
MÔN THI: NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO. Thời gian: 25 phút. 
Sinh viên được phép sử dụng tài liệu riêng. 
Trên mặt biển tĩnh lặng ở Bạc Liêu, khi khảo sát năng lượng 
gió ở độ cao 65m so với mặt biển, tốc độ gió trung bình là 
6,8m/s, phân bố theo hàm Reyleigh. Tại vị trí này lắp đặt một 
turbine gió (GE 1,6-82,5) có công suất máy phát điện 
1,6MW, đường kính cánh quạt 82,5m, lắp đặt ở độ cao 90m 
so với mặt biển. Khi nhiệt độ môi trường là 27oC: 
a) Tính tốc độ gió trung bình và công suất đón gió trung bình 
của turbine? (3 đ) 
b) Biết turbine đạt công suất định mức ở tốc độ gió 11,5m/s, 
tính hiệu suất biến đổi gió – điện ở định mức? (3 đ) 
c) Ước tính hệ số khả năng CF? (2 đ) 
d) Tại vị trí này lắp đặt 64 turbine gió (GE 1,6-82,5), bố trí 
dạng lưới vuông, khoảng cách giữa các turbine là 550m. 
Tính sản lượng điện năng 64 turbine cấp cho lưới mỗi năm?(2 đ) 
---------------------------------------------------- ---------------------------------------------------- 
Đáp án: 
Ket qua ______________________ 
Kieu Au: z=0.0002: Mat nuoc tinh 
lang__________ 
a) Vavg_90 (Au) = 6.974358 [m/s] 
Kieu My: alfa=0.1: Smooth hard ground, calm 
water__________ 
a) Vavg_90 (My) = 7.024927 [m/s] 
a) ro = 1.163543 [kg/m3] 
a) Pavg = 2.059098 [MW] 
b) HS_gio_dien = 33.828005 [%] 
c) CF = 0.376091 
d) E_annual = 5.271286 [GWh/nam] 
d) E_annual_64 = 266.516222 [GWh/nam]
Câu 1. 
% Lop NLTT 2015, thi HK3 _ Lop CH 
% Cau 2_NL Gio 
% Matlab tinh goc theo rad! 
clc 
clear all 
H=0 % Cao do so vôi muc nuoc bien 
H0=65 % Do cao khao sat so voi mat dat 
Vavg_65=6.8 % [m/s] 
H1=90 % Do cao lap dat tinh tu mat dat 
D=82.5 % Duong kinh 
Pr=1.6e6 % 1,6MW 
Tabm=27 % [oC] 
R=8.2056e-5 % [m3.atm/(K.mol)] 
T=273+Tabm % [oK] 
MW=28.97 % air=28.97g/mol 
Po=1 % atm 
disp('Kieu My _____________________') 
% Cau a 
alfa1=0.1 % Mat bien tinh lang 
Vavg_90 = Vavg_65*(H1/H0)^alfa1 
disp('Kieu Chau Au _____________________') 
% Cau a 
z=0.0002 % Mat bien tinh lang 
Vavg_90_Au = Vavg_65*log(H1/z)/log(H0/z) 
% Cach 1------------------- 
P=Po*exp(-1.185e-4*(H+H1)) 
ro=P*MW*1e-3/R/T 
% Cach 2------------------- 
KT=(0.95*2 + 0.97*3)/5 % Nhiet do 27oC 
KA=(1*90+0.977*110)/200 % Do cao 90m 
ro=1.225*KT*KA 
A=pi*D^2/4 
Pavg=6/pi*1/2*ro*A*Vavg_90^3 
% Cau b 
V_rate=11.5 % m/s 
Pw_rate=1/2*ro*A*V_rate^3 
HS_gio_dien=Pr/Pw_rate 
% Cau c 
CF=0.087*Vavg_90-(Pr/1000)/(D^2) 
% Cau d 
disp('Bo tri kieu luoi vuong 64 turbine voi khoang cach 
550m=6.67D, he so la 0.79') 
E_annual=Pr*CF*8760 
E_annual_64=E_annual*64*0.79 
disp('Ket qua ______________________') 
disp('Kieu Au: z=0.0002: Mat nuoc tinh 
lang__________') 
TEXT = sprintf('a) Vavg_90 (Au) = %f [m/s]', 
Vavg_90_Au); disp(TEXT) 
disp('Kieu My: alfa=0.1: Smooth hard ground, calm 
water__________') 
TEXT = sprintf('a) Vavg_90 (My) = %f [m/s]', Vavg_90); 
disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('a) ro = %f [kg/m3]', ro); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('a) Pavg = %f [MW]', Pavg/1e6); 
disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('b) HS_gio_dien = %f [%%]', 
HS_gio_dien*100); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('c) CF = %f ', CF); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('d) E_annual = %f [GWh/nam]', 
E_annual/1e9); disp(TEXT) 
TEXT = sprintf('d) E_annual_64 = %f [GWh/nam]', 
E_annual_64/1e9); disp(TEXT)