Blog
Bí Mật Của Điện Gió và Tuabin Gió Mà Bạn Nên Biết
Hiện nay, nhu cầu về năng lượng đang ngày càng tăng lên và chúng ta đang tìm kiếm những nguồn năng lượng sạch, tái tạo để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.
Tuy nhiên, nguồn cung cấp năng lượng truyền thống như than đá hay dầu mỏ không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn không bền vững trong tương lai. Chính vì vậy, chúng ta cần tìm hiểu về các nguồn năng lượng mới, và trong đó, điện gió và tuabin gió đang trở thành sự lựa chọn phổ biến.
Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về điện gió và tuabin gió – những giải pháp tiềm năng để cung cấp năng lượng sạch và bền vững. Bạn sẽ được tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của tuabin gió, lợi ích của năng lượng gió, và cách năng lượng gió có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng của xã hội hiện đại. Bên cạnh đó, bài viết cũng sẽ đề cập đến những thách thức và tiềm năng phát triển của ngành điện gió, giúp bạn có cái nhìn toàn diện về nguồn năng lượng tái tạo này.
Hãy cùng bắt đầu hành trình khám phá thế giới điện gió và tuabin gió, và khám phá cách chúng có thể góp phần vào việc xây dựng một tương lai bền vững cho hành tinh của chúng ta.
Điện gió – Sức mạnh từ gió
Điện gió là gì?
Điện gió là một nguồn năng lượng tái tạo được tạo ra từ năng lượng gió. Đơn giản hơn, điện gió được sản xuất bằng cách chuyển đổi động năng của gió thành năng lượng điện. Đây là một giải pháp hiệu quả, an toàn và không gây ô nhiễm môi trường, đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi năng lượng sạch cho các quốc gia.
Điện gió trên bờ và ngoài khơi
- Điện gió trên bờ: Loại điện này được tạo ra từ gió được khai thác từ các trang trại gió trên đất liền. Các tuabin gió được lắp đặt để biến đổi động năng từ gió thành năng lượng điện và gửi vào điện lưới.
- Điện gió ngoài khơi: Đây là năng lượng điện gió thu được từ lực gió trên biển, nơi gió có tốc độ cao và ổn định hơn so với đất liền. Để tận dụng tối đa nguồn tài nguyên này, các tuabin gió ngoài khơi thường có cấu trúc khổng lồ được lắp đặt dưới đáy biển và sử dụng công nghệ tiên tiến.
Máy phát điện gió – Chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng
Máy phát điện gió, hay tuabin gió, là thiết bị cực lớn được sử dụng để biến đổi động năng của gió thành cơ năng, và từ đó chuyển thành năng lượng điện để cung cấp điện cho nhu cầu sinh hoạt. Tuabin gió thường được thiết kế với cánh quạt đặc biệt để tối ưu hóa việc chuyển đổi năng lượng.
Cấu tạo của tuabin gió
Cấu tạo của tuabin gió bao gồm các phần chính được định hướng và thu gió từ hướng đúng. Các phần này bao gồm:
Rôto
- Gồm ba cánh quạt và ống lót nối chúng lại với nhau.
- Chức năng của Rôto là thu lực gió và chuyển đổi thành năng lượng quay cơ học.
Bộ nhân
- Kết nối với động cơ bằng một trục.
- Chức năng của Bộ nhân là tăng tốc độ quay từ 30 vòng/phút lên 1500 vòng/phút.
Máy phát điện
- Bộ phận này chuyển đổi cơ năng từ quá trình quay thành năng lượng điện.
Với cấu tạo này, tuabin gió hoạt động hiệu quả để tận dụng sức gió và sản xuất năng lượng điện một cách bền vững.
Phân loại máy phát điện gió – Sức mạnh từ gió
Máy phát điện gió trục ngang (HAWT)
Máy phát điện gió trục ngang (HAWT) là loại tuabin gió có trục quay song song với luồng không khí. Đây là loại tuabin gió phổ biến và hiệu quả nhất trên thế giới, thường được sử dụng cho mục đích thương mại. HAWT có khả năng chuyển đổi năng lượng điện năng một cách hiệu quả, nhưng thiết kế của nó phức tạp hơn vì cần hộp số và máy phát điện được đặt trên đỉnh tháp, làm tăng trọng lượng và đòi hỏi chi phí lắp đặt cao.
Cấu tạo của máy phát điện gió trục ngang
Cấu tạo của máy phát điện gió trục ngang bao gồm các thành phần sau:
- Cánh tuabin: Thu gió và tạo động lượng.
- Trục: Kết nối cánh tuabin và hộp số.
- Hộp số: Tăng tốc độ quay từ cánh tuabin sang máy phát điện.
- Máy phát điện: Biến đổi năng lượng cơ sang năng lượng điện.
- Tháp: Hỗ trợ và nâng cấp tuabin gió.
- Vỏ bọc: Bảo vệ các thành phần bên trong.
- Bộ điều khiển: Định hướng tuabin theo hướng gió.
Máy phát điện gió trục đứng (VAWT)
Máy phát điện gió trục đứng (VAWT) là loại tuabin gió mà trục quay của tuabin vuông góc với hướng dòng không khí. Một trong những ưu điểm chính của VAWT là khả năng nhận gió từ mọi hướng, do đó không cần cơ chế điều khiển để định hướng tuabin theo gió.
VAWT có thiết kế đơn giản và chi phí lắp đặt thấp hơn. Hộp số và máy phát điện được đặt ở dưới cùng của tháp, giúp việc lắp đặt trở nên dễ dàng hơn so với HAWT.
Tuy nhiên, VAWT không thể tự khởi động và cần bộ máy phát để giúp tuabin quay từ trạng thái đứng yên. Ngoài ra, hệ số công suất của VAWT thường thấp hơn. Cấu tạo của máy phát điện gió trục đứng bao gồm tháp (cũng đóng vai trò là trục rôto), cánh rôto và cấu trúc đỡ.
Bảng so sánh giữa cánh quạt điện gió trục ngang và trục đứng
| Tua bin gió trục ngang | Tua bin gió trục đứng |
|---|---|
| Trục quay song song với dòng gió | Trục quay vuông góc với dòng gió |
| Máy phát điện được lắp đặt trên đỉnh tháp | Máy phát điện được lắp đặt ở mặt đất |
| Hộp số được lắp đặt trên đỉnh tháp | Hộp số được lắp đặt ở dưới cùng của tuabin |
| Cần cơ cấu điều khiển để định hướng tuabin theo hướng gió | Không cần cơ cấu điều khiển, tuabin có thể nhận gió từ mọi hướng |
| Có khả năng tự khởi động | Cần bộ máy phát để khởi động |
| Thiết kế và lắp đặt phức tạp | Thiết kế và lắp đặt đơn giản |
| Yêu cầu không gian lớn | Yêu cầu không gian nhỏ hơn |
| Phụ thuộc vào hướng gió | Tuabin đón gió từ mọi hướng, không phụ thuộc vào hướng gió |
| Yêu cầu chiều cao lắp đặt cao | Không yêu cầu chiều cao lắp đặt cao |
| Có tiếng ồn khi hoạt động | Tiếng ồn nhỏ hơn khi hoạt động |
Sử dụng điện gió cho gia đình – Lựa chọn công suất phù hợp
Công suất máy phát điện gió phổ biến cho hộ gia đình
Điện gió là nguồn năng lượng tái tạo thân thiện với môi trường và có thể sản xuất điện tự động, không phụ thuộc vào thời gian trong ngày. Vì lợi ích này, nhiều hộ gia đình hiện nay đầu tư lắp đặt máy phát điện gió để tự tạo điện năng cho sinh hoạt hàng ngày, giúp tiết kiệm tiền điện mỗi tháng.
Tuy nhiên, khi sử dụng điện gió cho gia đình, bạn sẽ gặp một số vấn đề khó khăn như vị trí lắp đặt không thuận lợi hoặc khu vực không có gió do các công trình xung quanh, dẫn đến hiệu suất điện gió không tối ưu như mong đợi. Điều này làm cho điện gió không phổ biến như điện mặt trời tại nước ta.
Công suất phổ biến của máy phát điện gió cho hộ gia đình
Dưới đây là các công suất phổ biến của máy phát điện gió được lắp đặt cho hộ gia đình:
Máy phát điện gió đứng 5kW
Công suất 5kW được xem là phổ biến nhất và được nhiều người lựa chọn nhất cho gia đình vì khả năng cung cấp năng lượng đầy đủ cho sinh hoạt hàng ngày.
Lưu ý rằng máy phát điện gió công suất 5kW có trọng lượng 400kg và đường kính cánh quạt lên đến 5.2m. Do đó, để vận hành thành công, bạn cần lắp đặt trụ cao đến 8m, càng cao càng tốt.
Máy phát điện gió 1kW
Công suất 1kW cũng được ưa chuộng và lắp đặt bởi các hộ gia đình. Loại máy phát điện gió mini này thường đủ cung cấp cho các thiết bị điện nhỏ trong nhà như đèn, quạt trong trường hợp cúp điện hoặc sử dụng ít điện vào ban đêm.
Tuabin gió mini thường được kết hợp với điện mặt trời để tạo giải pháp điện toàn diện hơn. Tuy nhiên, nhược điểm của các loại máy mini này là chịu đựng lưu lượng gió thấp, tức là không hoạt động ổn định trong khu vực thành thị. Nếu có lưu lượng gió lớn như ở các vùng cao, vùng bão, máy phát điện gió cần được tháo xuống để đảm bảo an toàn.
Máy phát điện gió 3kW
Máy phát điện gió 3kW cũng được sử dụng để cấp điện cho các thiết bị nhỏ như đèn, quạt, sạc pin điện thoại và nên kết hợp với nguồn điện khác như điện lưới, điện mặt trời để cung cấp năng lượng tốt nhất cho gia đình.
Các máy phát điện gió mini có công suất 3kW tạo ra tiếng ồn có thể ảnh hưởng đến quá trình sinh hoạt, đặc biệt ở các khu dân cư yên tĩnh. Máy phát này có trọng lượng khoảng 250kg, nên cần lắp đặt trụ đỡ vững chắc.
Máy phát điện gió 10kW
Máy phát điện gió 10kW có kích thước lớn, trọng lượng lên đến 400kg, bao gồm trụ và cánh quạt. Để đảm bảo độ ổn định, cần phải lắp đặt trụ chắc chắn.
Với công suất 10kW, máy phát điện gió này có thể cung cấp năng lượng cho nhiều hoạt động sinh hoạt như đèn, máy lạnh, nấu nướng. Bạn cũng có thể hòa lưới điện để tạo thêm thu nhập cho gia đình.
Quy trình sản xuất điện gió
Chuyển đổi năng lượng gió thành điện
Gió được sử dụng để sản xuất điện bằng cách chuyển đổi động năng của không khí thành năng lượng điện. Trong các tuabin gió hiện đại, gió quay cánh quạt, chuyển đổi động năng thành năng lượng quay. Năng lượng quay này được truyền qua trục đến máy phát điện, chuyển đổi năng lượng quay cơ học thành năng lượng điện.
Chi phí đầu tư điện gió
Chi phí đầu tư vào máy phát điện gió phụ thuộc vào tổng khối lượng điện bạn muốn sản xuất và nguồn gốc của thiết bị. Ví dụ, dự án điện gió Hòa Bình 5 có công suất 80MW sẽ có chi phí đầu tư khoảng 3.700 tỷ đồng. Các hệ thống sản xuất điện gió lớn sẽ có chi phí đầu tư cao hơn.
Đối với lắp đặt và sử dụng điện gió cho hộ gia đình, chi phí lắp đặt đã được đề cập ở phần trước của bài viết. Mức giá đầu tư ước tính dao động từ 30.000.000 vnđ đến 200.000.000 vnđ tùy thuộc vào công suất lắp đặt.
Các dự án điện gió lớn tại Việt Nam
Điện gió Đầm Nại
Dự án điện gió Đầm Nại có tổng công suất lắp máy 40MW với 16 trụ tuabin gió. Hằng năm, dự án này cung cấp khoảng 110 triệu kWh điện cho lưới điện quốc gia. Các tuabin gió được lắp đặt tại vùng tứ giác xã Bắc Sơn, Bắc Phong (huyện Thuận Bắc) và xã Tân Hải, Phương Hải (huyện Ninh Hải). Dự án này sử dụng tuabin gió của hãng Gamesa với công suất 2,6MW cho mỗi tuabin.
Điện gió Hòa Bình 1
Dự án điện gió Hòa Bình 1 được thi công tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu. Dự án có công suất 50MW với 13 trụ tuabin gió của hãng Vestas Đan Mạch, mỗi trụ có công suất từ 3,8MW đến 4,0MW. Dự án này có tổng mức đầu tư 2.850 tỷ đồng và là một trong những dự án điện gió lớn nhất Việt Nam.
Điện gió Ba Tri
Nhà máy điện gió V1-3 Bến Tre có quy mô 7 tuabin gió với tổng công suất gần 30MW. Nhà máy được khởi công tại xã An Thủy, huyện Ba Tri. Dự kiến, nhà máy sẽ sản xuất trung bình hơn 105 triệu kWh điện mỗi năm. Tổng vốn đầu tư của dự án này là 1.500 tỷ đồng. Nhà máy đã hoàn thành nghiệm thu vào ngày 21/6/2021 và bắt đầu phát điện thương mại vào năm 2021.
Trên đây là một số thông tin cơ bản về điện gió và tuabin gió mà bạn cần biết. Điện gió đang trở thành một nguồn năng lượng tái tạo ngày càng phổ biến trên toàn thế giới, đóng vai trò quan trọng trong việc giảm lượng khí thải carbon và giải quyết vấn đề năng lượng.
Tuabin gió, là trái tim của hệ thống, hoạt động bằng cách chuyển động của gió thành điện năng. Để đạt hiệu suất tối đa, việc lựa chọn vị trí lắp đặt và quản lý hiệu quả hệ thống là rất quan trọng. Dù có nhược điểm như tiếng ồn và tác động tới động vật hoang dã, điện gió vẫn được xem là một giải pháp xanh hữu hiệu cho tương lai năng lượng bền vững.
