 Thi n  Trọ n Qu a là n (Gr loạ i mư gắ n đư ợ đế n đư ợ vụ x ch o thá c tiê u ch ư ch ạ qu ạ Việ t tro n tha y kh ả hà n cứ u có t xét vự c n kgreena n PH ÁT n g Hà - Nh à a ng Tùng - Gió là m n guồn năn g een Hous e i khí gây m Loài ng ư ợn cấu tr ú n vào nhữ n ợ c dùng ở n thế kỷ 12 Ở Việt N ợ c đề cập x óa đói gi o người dâ Trong b à c NLG để u , phát triể ư tới được ạ y các má y ạ t nước ch Phần 1. 1. Tiề m Nằm tro n t Nam có m n g vùng Bi ể y đ ổ i nhiề u Trong c h ả o sát chi t n g Thế gi ớ u nào đán g t iềm năng tiêu chu ẩn c khó khăn n daction  gr T TRIỂN K à máy lọc d Sở KHCN m ột trong c á g lượng th e Gas - H m ưa axit n h ư ời đã sử ú c của cán n g cánh t a Babylon v , kĩ nghệ n N am, phát trong chín ảm nghè o n vùng sâ u à i báo nà y phát điện n kinh tế g . Điện gió y chế biến o các vùn g Một số k i m năng lư ợ n g khu vự c m ột thuận ể n Đông V u theo mù a h ương t r ì n t iết về nă n ớ i đã làm h g k ể . Theo gió lớn n h n đ ể xây d thì Việt N r een KHAI T H INH TẾ N Ô d ầu Dung Q Hà Tĩnh á c tài ngu y ân thiện v ớ GH ) CO 2 h ư NOx, S O dụng nă n h buồm t à a y tỏa hìn h v à Trung H n ày đã đư ợ triển và k h sách ph á o , nâng ca u , vùng xa y , chúng tô phục vụ c g ia đình c h có thể dù n nông sản, g nuôi t r ồn i ến thức c ợ ng gió c ủ c cận nhiệ t lợi cơ bản V iệt Nam v à a . n h đánh gi n g lượng g h ộ Việt Na tính toán c h ất và hơ n ựng các t r am có đế n H ÁC NĂN G Ô NG NG H Q uất y ên dồi dà ớ i môi trư ờ 2 là nguyê n O x… n g lượng g à u biển, ch h nan quạ t H oa từ kh o ợ c phát tri ể hai thác s ử á t triển nô n o đời sốn g . i sẽ cung c c ho sinh h h o các hộ n g kết hợp hải sản ở g hải sản v c ơ bản về ủ a Việt N a t đới gió m đ ể phát t r à các vùn g á về Năn g g ió khu vự c m một việ c ủa nghiê n n h ẳ n các q r ạm điện g n 41% diệ n G LƯỢNG H IỆP N Ô N G o nhất trê n ờ ng (gree n n nhân t r ự g ió hàng n úng sử d ụ t để xoay o ảng 2000 ể n khắp c h ử dụng n ă n g thôn, m g vật chấ t c ấp một s ố h oạt và b ơ cá lẻ nơi với lưới đ ở quy mô n v en biển. năng lượ a m m ùa với bờ r i ể n năng l ư g bi ể n lân c g lượng c h c Đông N a c quan tr ọ n cứu này, q uốc gia l â g ió cỡ nhỏ n tích nông Thelife i GIÓ QUY G TH Ô N V n hành tin h n energy), ự c tiếp là m n gàn năm ụ ng những một trục ở năm trướ c h âu  u (H1 ă ng lượng m iền núi, p h t và tinh t h ố kĩ thuật k ơ m nước t ư mà lưới đ đ iện quốc g hỏ; vận h à ng gió bi ể n dài, ư ợng gió. c ận cho th h o Châu Á a m Á , tron ọ ng, trong trong bốn â n cận là T phục vụ c thôn có t h i sattheen d MÔ NHỎ VÀ BẢO V Ệ h chúng t a vì nó khô n m Trái đất nay. Nh ữ cánh buồ ở giữa. Nh c CN để b ơ ). gió h ục h ần k hai ư ới đ iện g ia; à nh So sánh t ố ấy gió tại B Á , Ngân h à g đó có V khi Việt N nước đư ợ T hái Lan, L c ho phát tr hể phát tri ể d ofthero a Ệ M Ô I TR Ư a . Năng lư ợ n g phát th ả nóng lên, ữ ng cối xa y m khổng l ồ ững thiết ơm nước ố c độ gió t r B i ể n Đông à ng Thế g V iệt Nam. N am còn c h ợ c khảo s á L ào và C a r i ể n kinh t ế ể n điện gi ó a d 201 0 P a Ư ỜNG ợ ng gió ( N ả i khí nhà k cũng như y gió đầu ồ bằng vả i bị như vậ y và xay hạ t r ung bình khá mạn h g iới đã có N hư vậy N h ưa có ng h á t thì Việt N a mpuchia. ế ở những ó loại nhỏ. 0  a ge1 N LG) k ính các tiên i bạt y đã t , và h và một N gân h iên N am Nếu khu Nếu Thelifeisattheendoftheroad 2010   Thinkgreenandactiongreen Page2  so sánh con số này với các nước láng giềng thì Campuchia có 6%, Lào có 13% và Thái Lan là 9%. Theo GS. TS Lê Đình Quang, viện nghên cứu KHTV & MT thì tiềm năng trong gió mùa Đông Bắc vẩn chiếm ưu thế ở phía Đông miền Trung, với cường độ NLG trung bình theo tháng là E tb = 100-200W/m 2 (v tb = 5,6-6,8m/s), ưu thế chuyển dần sang gió mùa Tây Nam (gió Lào). Bản đồ năng lượng gió ở Việt Nam tại độ cao 65m Cấp gió Mật độ năng lượng gió, [W/m 2 ] Tốc độ gió trung bình Rayleigh, [m/s] 1 0-200 0 - 5,6 2 200-300 5,6 - 6,4 3 300-400 6,4 – 7,0 4 400-500 7,0 – 7,5 5 500-600 7,5 – 8,0 6 600-800 8,0 – 8,8 7 800-2000 8,8 – 11,9 2. Nguyên lý làm việc của tuabin gió Nguyên lý làm việc của tuabin gió là chuyển đổi động năng của dòng không khí thành cơ năng trên trục của rotor. Khi gió đập vào cánh quạt của rotor thì chỉ một phần NLG chuyển thành cơ năng mà thôi, phần gió đi ra khỏi cánh quạt vẫn còn mang năng lượng. Phần trăm NLG biến đổi hoàn toàn thành cơ năng gọi là hiệu suất khí động của totor, kí hiệu là C p . Trên trục rotor ta có thể gắn máy phát điện, máy bơm nước thông qua bộ bánh răng tăng tốc. Nếu gió có vận tốc V [m/s], khối lượng riêng ρ [kg/m 3 ], thì cường độ năng lượng gió là E = 2 1 ρV 3 [W/m 2 ]. Công suất cơ trên trục của rôto được tính theo công thức: P = 2 1 C p ρAV 3 [W]. Trong đó C p là hiệu suất khí động của rôto (xem H2), A là diện tích hứng gió của rôto [m 2 ]. Thelifeisattheendoftheroad 2010   Thinkgreenandactiongreen Page3  3. Một số lưu ý khi lắp đặt tua bin gió ¾ Nói chung, tuabin gió đặt càng cao thì càng tốt. Vì tốc độ gió ở trên cao mạnh hơn ở mặt đất do ảnh hưởng từ các vật cản như cây cối, nhà cửa, và độ ồn cũng giảm vì tuabin ở xa hơn (H3, H4). Nếu gió ở độ cao h 1 có vận tốc v 1 thì ở độ cao h 2 vạn tốc gió có thể tính theo công thức: v 2 = v 1        . Với n = 0,1 khi mặt đất nhẵn hoặc là nước, n = 0,2 mặt đất có thảm cây cối, n = 0,4 cho trường hợp ở các thành phố nhiều nhà cao tầng (H3, H4). ¾ Tùy theo từng mục đích sử dụng và điều kiện kinh tế kĩ thuật mà ta chọn loại rotor cho phù hợp. Nếu dùng để phát điện thì ta có thể dùng loại rotor kiểu cánh quạt (high speed propeller) hoặc Darrieus. Nếu dùng cho bơm nước thì nên dùng rotor Savonius, Americant multiblades hoặc Dutch four arms, vì các kiểu này có mô men khởi động lớn, có thể tự khởi động ngay cả ở vận tốc gió thấp từ 3m/s.  Thi n  th ố đi ệ từ lũ y m ộ dụ th ố đu ô thế Ví d ho à tôi x má y n kgreena n ¾ Tiế n Do trí p Phần 2. Trong p h ố ng điện g i 1. Hệ t h Một hệ t ệ n xoay c h ắc quy n g y điện năn g ộ t chiều t ừ ng điện tr o ố ng điện N Các bộ p ô i gió; thá p giới cũng d ụ, một tu a à n toàn kh ô x in giới thi y phát điệ n n daction  gr n g ồn từ t u đó khi có p hù hợp ( H Kĩ thuật k h ần 2 chú n i ó gia đình h ống điện hống điện h iều thành g ược về c u g giúp ch o ừ ác quy t h o ng nhà n h N LG với cá c p hận chín h p đỡ. Tron g như ở Vi ệ a bin phát đ ô ng phù h ệu một ph n bằng NL G r een u abin gió c ý định lắp H 5, H6). k hai thác N n g tôi sẽ tr ì . Qua đó b gió gia đ ì gió gia đì dòng một u ộn dây s t o hệ thốn g h ành dòn g h ư : tivi, q u c tấm Pin N h của một t g một tua b ệ t Nam tua đ iện 200 W ợp với đi ề ương án đ G tùy theo c ó thể làm đặt một t u N LG quy m ì nh bày m ộ b ạn đọc c ó ì nh nh bao gồ chiều, đồ n t arto máy p g vận hàn h g xoay chi ề u ạt điện, t ủ N L mặt tr ờ t uabin gió b in gió, bộ bin gió cô n W giá bán c ề u kiện kin h đ ơn giản, r nhu cầu s ảnh hưởn u abin gió c m ô nhỏ ộ t số công ó thể mở r ộ m: tuabin n g thời nó p hát có th ể h ổn định v ề u với tầ n ủ lạnh, ma ý ờ i hoặc/và bao gồm : phận rot o n g suất n h ủa một cô n h tế của n g r ẻ tiền để b s ử dụng. Thelife i g đến nh ữ c ần tham k thức đơn ộ ng cho c á gió để ph á còn có tá c ể làm chá y v à liên tục ; n số và đi ệ ý bơm nư ớ nối với lư ớ rô to; bộ b r dược co h ỏ có bán r n g ty tại T P g ười dân n b ạn đọc c ó i sattheen d ữ ng người k hảo ý kiế n giản để t h á c ứng dụ n á t điện; b ộ c dụng ng ă y cuộn dâ y ; bộ nghịc h ệ n áp phù ớ c.v.v. (H7 ớ i điện. b ánh răng i là linh h ồ r ất nhiều, n P HCM là n ông thôn ó thể tự th d ofthero a hàng xóm n của họ đ h iết kế, và l n g khác. ộ chỉnh lư u ă n dòng m y này; bộ ắ h lưu để b hợp với c ). Bạn có t tăng tốc; m ồ n của nó. n hưng giá hơn 2000 U Việt Nam iết kế cho a d 201 0 P a của chún g đ ể chọn m ộ l ắp đặt m ộ u để biến d m ột chiều c ắ c quy để b iến dòng đ c ác thiết b t hể kết hợ p m áy phát đ Hiện nay thành r ất c U SD, điều . Do đó c h nhà mình 0  a ge4 g ta. ộ t vị ộ t hệ d òng c hạy tích đ iện ị sữ p hệ đ iện; trên c ao. này h úng một Thelifeisattheendoftheroad 2010   Thinkgreenandactiongreen Page5  2. Các bước để thiết kế một hệ thống điện gió gia đình Ví dụ: thiết kế hệ thống điện gió cho một hộ gia đình có phụ tải như bảng dưới đây STT Thiết bị điện gia dụng Số lượng Cống suất (P i ) Th.gian sử dụng trong ngày (t i ) Điện năng tiêu thụ trong ngày ( P i t i ) 01 02 03 04 Đèn compact tiết kiệm điện 20W TV màu 21 inch Quạt bàn 60 W Máy bơm nước sinh hoạt, tưới cây 03 01 01 01 60 W 70 W 60 W 370 W 05 giờ 08 giờ 08 giờ 02 giờ 300 Wh 560 Wh 480 Wh 740 Wh Tổng ∑     560 W ∑       = 2080 Wh Tính thiết kế TT Đại lượng Công thức tính/ kí hiệu Kết quả Đơn vị 1 Tốc độ gió trung bình V tb : tùy thuộc từng địa phương 6 m/s 2 Tốc độ gió định mức V đm : công suất <1kW chọn 8-9 8 m/s 3 Hệ số khai thác công suất      đ   0,4 4 Công suất máy phát   2 ∑       24. 435 W 5 Chọn model máy phát LG-PMG-500A, Trung Quốc(*) 500 W (*) Tham khảo:http://www.ginlong.com Thelifeisattheendoftheroad 2010   Thinkgreenandactiongreen Page6  6 Điện áp định mức không tải U đm : dựa vào đường đặc tính ở H11. 45 V 7 Số vòng quay định mức n: theo thông số kĩ thuật của máy phát 450 V/ph 8 Số cánh của rotor N: nên chọn bằng 3 3 cánh 9 Hiệu suất khí động C p = 0,4-0,45, thường chọn bằng 0,4 0,4 10 Hiệu suất máy phát η: theo thông số kĩ thuật của máy phát 0,9 11 Khối lượng riêng của không khí Tra bảng theo nhiệt độ (25 độ C) 1,23 Kg/m 3 12 Đường kính rotor   8      2,37 m 13 Tỉ số vận tốc đỉnh cánh(TSR)   60. đ , 5,8 7 14 Chiều rộng đỉnh cánh  đ  4   0,06 5 m 15 Chiều rộng gốc cánh    10   0,16 m 16 Bề dày đỉnh cánh  đ 0,12 đ 0,00 8 m 17 Bề dày gốc cánh   0,165  0,02 6 m 18 Góc đặt cánh β đ  180  arctan   1.5  6,0.1, Xem đồ thị phía dưới Chú thích: R=D/2 là bán kính rotor, r là bán kính tại tại điểm cần tính góc đặt cánh. Sau đây chúng tôi xin giới thiệu một phương án chế tạo cánh rotor từ ống nhựa PVC Trước hết ta chọn một ống nhựa PVC có chiều dài L =0,95D/2 = 1,1m), đường kính ống bằng một phần năm chiều dài D PVC ‐5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 góc đặt bêta (độ) tỉ số (r/R) Thelifeisattheendoftheroad 2010   Thinkgreenandactiongreen Page7  = L/5 = 0,22m = 22cm), ống dày 5-8mm (1). Sau đó tiến hành các bước như hướng dẫn ở hình H10. 19 Chọn điện áp của bộ ắc quy Đềệ:   đ 3  đ 12 V 20 Công suất bộ ắc quy 3 ∑         500 Ah Chọn 4 ắc quy 12V-125Ah mắc song song. 21 Chọn công suất bộ nghịch lưu P ngl  2 ∑     1200 W Bài viết này không có tham vọng trình bày một cách tổng quan hay đầy đủ mọi khía cạnh của việc phát triển năng lượng gió quy mô nhỏ, mà chỉ nhằm góp thêm một lời bàn về khả năng phát triển năng lượng gió nhằm đa dạng hóa nguồn cung cấp năng lượng, đồng thời đáp ứng được yêu cầu về bảo vệ môi trường và phát triển năng lượng bền vững cho Việt Nam. Một điều đáng lưu ý là trong hàng loạt giải pháp phát triển nguồn điện để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế (như nhập khẩu điện, phát triển thủy điện, hay điện hạt nhân), dường như Việt Nam còn bỏ quên điện gió, một nguồn điện mà trong mấy năm trở lại đây có tốc độ phát triển cao nhất trên thị trường điện thế giới, hơn nữa giá thành ngày càng rẻ và rất thân thiện với môi trường. Hết. Tài liệu tham khảo: 1- Home wind energy guide, American Wind Energy Asociation, September, 2008; 2- Năng lượng gió của Việt Nam, tiềm năng và triển vọng, Đàm Quang Minh – Vũ Thành Tự Anh; 3- Energy Self Suficiency Newsletter, Dan Fink, USA, August, 2005; 4- Webside: http://www.windturbine-analysic.com/; http://www.alxion.com/; http://www.nangluongxanh.com.vn; http://users.aber.ac.uk/iri/wind/tech/. Thelifeisattheendoftheroad 2010   Thinkgreenandactiongreen Page8  . y đã t , và h và một N gân h iên N am Nếu khu Nếu The life is at the end of the road 2010   Thinkgreenandactiongreen Page2  so sánh. đ iện ị sữ p hệ đ iện; trên c ao. này h úng một The life is at the end of the road 2010   Thinkgreenandactiongreen Page5  2. Các