Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay, các nguồn năng lượng hóa thạch đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt trong khi nhu cầu năng lượng ngày càng tăng. Do đó, việc nghiên cứu ứng dụng các nguồn năng lượng tái tạo để thay thể một phần nguồn năng lượng hóa thạch đang được triển khai. Thành phố Đà Nẵng đang thực hiện dự án tiết kiệm năng lượng để tiến tới đạt thành phố xanh, một trong những hướng nghiên cứu là tận dụng nguồn năng lượng gió để phát điện chiếu sáng cho các khu công cộng, khu resort dọc theo bờ biển Đà Nẵng. Ngoài ra, thiết bị tuabin gió lắp đặt ở nơi công cộng và du lịch làm cho người dân càng có ý thức sử dụng tiết kiệm năng lượng điện và mỹ quan cho Thành phố du lịch. Kết quả nghiên cứu là tính toán, thiết kế chế tạo động cơ savonius phù hợp với tốc độ gió ở Đà nẵng để chiếu sáng cục bộ, thực hiện các thí nghiệm để xác định công suất, hiệu suất thực tế của thiết bị. Từ khóa: Năng lượng gió; thay thế năng lượng hóa thạch; tiết kiệm năng lượng; động cơ savonius; tuabin gió.
NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ ĐỂ CHIẾU SÁNG KHU CÔNG CỘNG GVHD: Ths Phạm Duy Vũ Ks Nguyễn Đức Minh SVTH : Võ Văn Pháp Mai Trung Hùng Nội dung I Giới thiệu II Lý thuyết tua bin gió III Chế tạo động Savonius IV Kết giải pháp V Kết luận 1.GIỚI THIỆU 1.1 Tình hình tiêu thụ điện Thành phố Đà Nẵng 1.2 Các nguồn lượng tái tạo Năng lượng mặt trời Năng lượng gió Biogas Biomass 1.3 Mục đích ý nghĩa việc tận dụng lượng gió Mục đích : Chiếu sáng khu công cộng, trạm cứu hộ, resort ven biển Ý nghĩa : + Tiết kiệm lượng + Giáo dục + Mỹ quan LÝ THUYẾT TUABIN GIÓ 2.1 Các loại tuabin gió 2.1.1 Động gió trục ngang Loại cánh Loại cánh Loại cánh Loại nhiều cánh quay chậm 2.1.2 Động gió trục đứng • Động gió Darrieus • Động gió Savonius Các loại động gió cải tiến LÝ THUYẾT TUABIN GIÓ 2.2 Động gió Savonius 2.2.1 Động gió Savonius 2.2.2 Lý thuyết tính toán động Savonius Công suất luồng gió tác động vào diện tích quạt: PQ= ½.Cp.ρ kk v3.2π.R.H, W • ρkk : khối lượng riêng không khí : ρkk = 1,2255kg/m3 • Cp: Hệ số sử dụng lượng gió, chọn Cp= 0,3 ứng e/d=1/6 • v: Vận tốc gió trung bình m/s, chọn v = 3,5 m/s • H: Chiều cao cánh Savonius, m • • • Khoảng cách khe hở cánh: e = R/5,5 Đường kính mặt cong cánh Savonius: d = R + e/2 Mối quan hệ chiều cao bán kính cánh: H/D = 2 LÝ THUYẾT TUABIN GIÓ 2.3 Máy phát điện xoay chiều pha Các thông số kỹ thuật thiết kế: • Dòng điện máy: I P = U η cosϕ ,A • Chiều dài mặt cực từ bδ = aδ τ ,cm π D ' • Bước cực: τ = P , cm i • Tiết diện dây dẫn s= j mm2 CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ SAVONIUS 3.1 Các thông số kỹ thuật động Thông số Ký hiệu Đường kính Rotor, Stator D 300 mm Chiều cao h1 200 mm Đường kính cánh d1 163,6 mm Chiều cao h2 400 mm Đường kính cánh d2 163,6 mm Tầng cánh I Tầng cánh II Công thức Kết ω.R Đơn vị v Tỉ số AR AR AR= H/D Hệ số vận tốc λ λ= Nam châm NC 40x60x3 Khối Tiết diện dây đồng s 45 mm Bình Acquy 12V CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ SAVONIUS 3.2 Các chi tiết Cánh Savonius Máy phát điện xoay chiều pha Rotor Stator Mạch nạp bình acquy Bóng đèn LED Thiết bị hoàn chỉnh VIDEO ĐỘNG CƠ CHẠY THỰC NGHIỆM Kết thực nghiệm 4.1 Bảng kết đo công suất theo tốc độ gió Tốc độ gió Công suất Công suất Hiệu suất Công suất 4.2 Quan Lần đo hệ công suất lý thuyết công suất thực tế theo m/s quạt, W động , W động lý thuyết, W tốc độ gió 2,00 1,50 0,40 26,66 6,19 luận 4.3 Bàn 2,70 3,69 0,95 25,74 8,35 • Thời3 gian khởi động 3,10 5,59 suất phụ 1,37 thuộc 24,52 công lớn vào tốc9,59độ 3,30 6,74 1,49 22,11 10,21 gió 3,60 8,75 2,25 25,72 11,13 • Tăng số vòng dây, tiết diện, nam châm 3,90 11,12 3,16 28,41 12,06 • Công7 suất lý thuyết thực tế sai lệch (30-60)% 4,10 12,93 3,40 26,31 12,68 • Tăng8 tốc độ quay cánh hướng gió thiết kế biên 4,20 13,89 3,90 28,07 12,99 dạng9 cánh kiểu 4,50 xoắn ốc 3D 17,09 4,40 25,75 13,92 10 • Bố trí cánh hướng 4,70 gió 19,47 5,53 28,40 14,54 20,74 30,04 14,85 • Biên11dạng cánh4,80 kiểu xoắn ốc 3D 6,23 12 13 5,00 23,44 7,08 30,20 15,47 5,40 29,53 8,03 27,19 16,70 Kết thực nghiệm Bố trí cánh hướng gió Kết thực nghiệm Thiết kế biên dạng cánh xoắn ốc 3D KẾT LUẬN Động chạy ổn định đạt hiệu suất cao với tốc độ gió từ 3,3-5 m/s Mở hướng nghiên cứu hoàn thiện Chú ý việc bảo vệ động có gió bão Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo loại động khác để chọn loại có hiệu suất cao Tính kinh tế Giá thành Động cơ: cuộn dây nam châm 240.000 vnd Cánh Savonius 450.000 vnd Bình acquy 12V 250.000 vnd Bo mạch chuyển đổi 120.000 vnd Bóng đèn LED 150.000 vnd Tổng chi phí đầu tư : 1.210.000 vnd 100 Bóng đèn LED công suất = 1/3 Công suất đèn đường 800-1500w Giá điện 300x10x1350= 1.215.000vnd CẢM ƠN CÁC THẦY CÔ ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE ... dụng lượng gió Mục đích : Chiếu sáng khu công cộng, trạm cứu hộ, resort ven biển Ý nghĩa : + Tiết kiệm lượng + Giáo dục + Mỹ quan LÝ THUYẾT TUABIN GIÓ 2.1 Các loại tuabin gió 2.1.1 Động gió. .. tua bin gió III Chế tạo động Savonius IV Kết giải pháp V Kết luận 1.GIỚI THIỆU 1.1 Tình hình tiêu thụ điện Thành phố Đà Nẵng 1.2 Các nguồn lượng tái tạo Năng lượng mặt trời Năng lượng gió ... đèn LED Thiết bị hoàn chỉnh VIDEO ĐỘNG CƠ CHẠY THỰC NGHIỆM Kết thực nghiệm 4.1 Bảng kết đo công suất theo tốc độ gió Tốc độ gió Công suất Công suất Hiệu suất Công suất 4.2 Quan Lần đo hệ công suất