Nghiên cứu: Xây dựng hệ thống điện gió mini từ động cơ xe đạp điện

Điện gió từ xe đạp điện: giải pháp năng lượng xanh, sáng tạo. Tìm hiểu mô hình độc đáo giúp tạo ra nguồn điện sạch, bền vững và tiết kiệm.

• Người hướng dẫn: ThS. Hải Phòng
• Trường học: Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp
• Đề tài: Năng Lượng Gió
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Điện Gió Từ Xe Đạp Điện Ý Tưởng Đột Phá Cho Năng Lượng Xanh

Trong bối cảnh thế giới đang đối mặt với thách thức biến đổi khí hậu và sự cạn kiệt của các nguồn năng lượng hóa thạch, việc tìm kiếm các giải pháp năng lượng tái tạo trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Tài liệu nghiên cứu "Xây dựng hệ thống năng lượng gió" (Đại học Dân lập Hải Phòng, 2015) nhấn mạnh rằng năng lượng sạch từ gió là một nguồn tài nguyên vô tận, có tiềm năng khai thác khổng lồ. Tuy nhiên, các hệ thống điện gió quy mô lớn đòi hỏi chi phí đầu tư cao và không gian rộng. Từ đó, một ý tưởng sáng tạo đã ra đời: tận dụng các bộ phận từ xe đạp điện để tạo ra tua bin gió mini. Sáng kiến này không chỉ là một giải pháp năng lượng tại nhà hiệu quả mà còn là một minh chứng cho xu hướng DIY năng lượng xanh, cho phép mỗi cá nhân góp phần vào mục tiêu giảm phát thải carbon. Bằng cách tái sử dụng động cơ của xe đạp trợ lực điện làm máy phát, mô hình này mở ra một hướng đi mới cho việc tự cung tự cấp năng lượng, đặc biệt phù hợp với các hộ gia đình ở vùng sâu, vùng xa, nơi lưới điện quốc gia chưa vươn tới. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc dân chủ hóa công nghệ xanh, biến những thiết bị quen thuộc thành công cụ sản xuất điện năng, góp phần xây dựng một tương lai bền vững.

1.1. Tổng quan về tiềm năng năng lượng gió tại Việt Nam

Việt Nam, với đường bờ biển dài và địa hình đa dạng, sở hữu tiềm năng lớn về năng lượng gió. Theo tài liệu nghiên cứu, tốc độ gió trung bình ở các vùng ven biển dao động từ 4,5 m/s đến 6 m/s, và tại các đảo xa có thể đạt trên 8 m/s. Mặc dù đây là mức tiềm năng thấp hơn so với các nước Bắc Âu, nhưng hoàn toàn đủ lớn để khai thác hiệu quả các mô hình điện gió nhỏ. Nghiên cứu chỉ ra rằng, ở độ cao 50m, vận tốc gió có thể tăng lên đáng kể, ví dụ như tại Hoàng Sa có thể đạt 9,7 m/s. Điều này khẳng định việc khai thác năng lượng sạch từ gió không chỉ giới hạn ở quy mô công nghiệp mà còn khả thi ở cấp độ hộ gia đình, miễn là có phương pháp tiếp cận phù hợp.

1.2. Tại sao xe đạp điện là chìa khóa cho máy phát điện tự chế

Xe đạp điện, đặc biệt là các mẫu xe cũ hoặc hỏng, chứa một bộ phận cực kỳ giá trị: động cơ một chiều không chổi than (BLDC). Động cơ này, về bản chất, có cấu tạo tương tự một máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Khi được tác động bởi một lực quay từ bên ngoài (như sức gió), nó có khả năng thực hiện quá trình chuyển đổi năng lượng từ cơ năng sang điện năng. Việc tận dụng động cơ này để làm máy phát điện tự chế không chỉ giúp giảm chi phí mà còn là một hình thức tái chế thông minh, biến rác thải điện tử thành một tài sản tạo ra năng lượng, thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn.

II. Thách Thức Kỹ Thuật Khi Chuyển Đổi Năng Lượng Gió Tại Nhà

Mặc dù ý tưởng tạo điện gió từ xe đạp điện rất hứa hẹn, việc triển khai thực tế phải đối mặt với không ít thách thức. Khó khăn lớn nhất đến từ đặc tính không ổn định của gió. Tài liệu gốc đã chỉ rõ: "Trong thiên nhiên gió thường xuyên thay đổi tốc độ". Sự biến thiên này ảnh hưởng trực tiếp đến công suất đầu ra, khiến nguồn điện tạo ra không liên tục và khó dự đoán. Để hệ thống hoạt động hiệu quả, cần có một giải pháp lưu trữ năng lượng tin cậy, chẳng hạn như sử dụng pin lưu trữ năng lượng, để tích trữ điện khi có gió và cung cấp khi không có gió. Một thách thức khác là vấn đề kỹ thuật trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Điện áp và dòng điện do dynamo xe đạp tự chế tạo ra thường không ổn định, cần các mạch điện tử phức tạp để điều chỉnh, ổn áp và sạc cho ắc quy một cách an toàn. Hơn nữa, việc thiết kế cánh quạt và cơ cấu định hướng để tối ưu hóa việc thu năng lượng từ gió cũng đòi hỏi kiến thức về khí động học và cơ khí. Việc lựa chọn vật liệu và phương pháp chế tạo cũng ảnh hưởng lớn đến độ bền và hiệu suất của toàn bộ mô hình điện gió nhỏ.

2.1. Sự phụ thuộc vào điều kiện gió và vị trí địa lý

Hiệu quả của một tua bin gió mini phụ thuộc rất lớn vào vị trí lắp đặt. Như nghiên cứu đã đề cập, "ở các vùng đồng bằng tốc độ gió nhỏ hơn 4 m/s, do đó việc sử dụng động cơ gió khó đem lại hiệu quả". Các vật cản như nhà cao tầng, cây cối có thể tạo ra luồng không khí xoáy, làm giảm hiệu suất và tuổi thọ của tua-bin. Do đó, việc khảo sát và lựa chọn địa điểm có tốc độ gió ổn định và ít vật cản là yếu tố tiên quyết để đảm bảo hệ thống có thể tạo ra lượng điện năng hữu ích.

2.2. Vấn đề đồng bộ hóa và lưu trữ năng lượng hiệu quả

Nguồn điện không liên tục từ gió đòi hỏi một hệ thống quản lý năng lượng thông minh. Việc sạc pin xe đạp điện hoặc các thiết bị khác yêu cầu một dòng điện ổn định. Do đó, hệ thống cần có bộ điều khiển sạc để bảo vệ pin khỏi tình trạng sạc quá mức hoặc xả quá sâu. Việc lựa chọn pin lưu trữ năng lượng phù hợp về dung lượng và công nghệ (ví dụ: lithium-ion, ắc quy chì-axit) cũng là một bài toán cần cân nhắc kỹ lưỡng giữa chi phí, hiệu suất và tuổi thọ, quyết định tính khả thi của toàn bộ giải pháp năng lượng tại nhà.

III. Phương Pháp Biến Động Cơ Xe Đạp Điện Thành Máy Phát Điện Gió

Chìa khóa của giải pháp điện gió từ xe đạp điện nằm ở việc khai thác động cơ một chiều không chổi than (ĐCMCKCT hay BLDC). Theo phân tích trong tài liệu, ĐCMCKCT về cấu tạo "rất giống một loại động cơ xoay chiều đồng bộ kích thích bằng nam châm vĩnh cửu". Cấu trúc này cho phép nó hoạt động theo hai chiều: nhận điện để tạo ra chuyển động quay (chế độ động cơ) và nhận chuyển động quay để tạo ra điện (chế độ máy phát). Quá trình này được gọi là chuyển đổi năng lượng nghịch. Khi cánh quạt của tua-bin quay dưới tác động của gió, nó làm quay rotor của động cơ. Rotor, với các nam châm vĩnh cửu gắn trên bề mặt, sẽ tạo ra một từ trường biến thiên quét qua các cuộn dây stator. Theo định luật cảm ứng điện từ, một suất điện động xoay chiều (thường là 3 pha) sẽ được sinh ra trên các đầu dây của stator. Dòng điện này chính là sản phẩm của máy phát điện tự chế, sẵn sàng để được chỉnh lưu, ổn áp và nạp vào pin lưu trữ năng lượng. Việc hiểu rõ nguyên lý này là nền tảng để xây dựng thành công một tua bin gió mini từ các linh kiện tái chế.

3.1. Phân tích cấu tạo động cơ BLDC và tiềm năng làm máy phát

Động cơ BLDC bao gồm hai phần chính: stator chứa các cuộn dây phần ứng và rotor chứa các nam châm vĩnh cửu. Tài liệu mô tả chi tiết: "Stator của ĐCMCKCT được cấu tạo từ các lá thép kỹ thuật điện với các cuộn dây được đặt trong các khe". Khác với động cơ một chiều truyền thống, động cơ BLDC không có chổi than và vành góp, giúp giảm ma sát, tăng hiệu suất và độ bền. Chính cấu trúc sử dụng nam châm vĩnh cửu trên rotor là yếu tố quyết định giúp nó có thể hoạt động như một máy phát điện mà không cần nguồn kích từ bên ngoài, làm cho hệ thống trở nên đơn giản và hiệu quả hơn.

3.2. Quy trình kỹ thuật để chuyển đổi động cơ thành dynamo

Quá trình chuyển đổi về cơ bản không cần can thiệp vào cấu trúc bên trong của động cơ. Nhiệm vụ chính là kết nối cơ khí trục động cơ với rotor của tua-bin gió. Về mặt điện, ba đầu dây pha ra từ động cơ sẽ được kết nối với một mạch chỉnh lưu cầu (thường dùng 6 diode) để chuyển đổi dòng điện xoay chiều 3 pha thành dòng điện một chiều. Dòng DC này sau đó sẽ đi qua một bộ điều khiển sạc trước khi nạp vào pin. Việc này đảm bảo quá trình sạc pin xe đạp điện hoặc các thiết bị khác diễn ra an toàn và tối ưu, biến động cơ thành một dynamo xe đạp hiệu suất cao.

IV. Hướng Dẫn Xây Dựng Hệ Thống Tua Bin Gió Mini Tự Chế Tại Nhà

Việc xây dựng một mô hình điện gió nhỏ hoàn chỉnh đòi hỏi sự kết hợp của nhiều bộ phận. Nền tảng của hệ thống là máy phát điện tự chế từ động cơ xe đạp điện. Tuy nhiên, để thu được năng lượng gió hiệu quả, cần thiết kế và chế tạo các thành phần khác. Cánh quạt là bộ phận quan trọng nhất, có nhiệm vụ chuyển động năng của gió thành cơ năng quay. Cánh quạt có thể được làm từ các vật liệu nhẹ và bền như nhựa PVC, composite hoặc nhôm. Thiết kế khí động học của cánh sẽ quyết định hiệu suất của tua-bin. Tiếp theo là tháp đỡ, có nhiệm vụ đưa tua-bin lên độ cao cần thiết để đón gió tốt hơn và tránh các luồng khí nhiễu loạn gần mặt đất. Tháp cần được thiết kế vững chắc để chịu được tải trọng của tua-bin và lực cản của gió. Một hệ thống định hướng (yaw system), dù đơn giản như một đuôi lái, cũng rất cần thiết để giữ cho tua-bin luôn hướng về phía gió, tối đa hóa lượng năng lượng sạch thu được. Cuối cùng, hệ thống điện tử bao gồm mạch chỉnh lưu, bộ điều khiển sạc và pin lưu trữ năng lượng là bộ não của hệ thống, đảm bảo chuyển đổi năng lượng một cách an toàn và hiệu quả.

4.1. Lựa chọn vật liệu và thiết kế cánh quạt tối ưu

Như tài liệu gốc đề cập, "Hệ thống cánh của tua-bin gió được thiết kế để bắt nhiều năng lượng hơn từ gió". Đối với các dự án DIY năng lượng xanh, ống nhựa PVC là lựa chọn phổ biến do dễ gia công và chi phí thấp. Số lượng cánh (thường là 3 cánh) và biên dạng của chúng cần được tính toán để phù hợp với tốc độ gió trung bình tại địa phương và đặc tính của động cơ BLDC. Một thiết kế tốt sẽ giúp tua-bin khởi động ở tốc độ gió thấp và đạt hiệu suất cao ở dải tốc độ gió phổ biến.

4.2. Lắp đặt mạch điện tử và hệ thống pin lưu trữ năng lượng

Sau khi có dòng điện DC từ mạch chỉnh lưu, bộ điều khiển sạc đóng vai trò trung tâm. Nó theo dõi điện áp của pin, ngắt sạc khi pin đầy và ngăn không cho dòng điện chạy ngược từ pin về máy phát khi không có gió. Việc lựa chọn pin lưu trữ năng lượng cần dựa trên nhu cầu sử dụng. Một ắc quy 12V dung lượng nhỏ có thể đủ để thắp sáng đèn LED, trong khi để sạc pin xe đạp điện, cần một hệ thống pin có dung lượng và điện áp lớn hơn. Đây là bước hoàn thiện giải pháp năng lượng tại nhà, đảm bảo nguồn điện ổn định và sẵn sàng sử dụng.

V. Ứng Dụng Thực Tế Và Lợi Ích Của Mô Hình Điện Gió Tự Chế

Mô hình điện gió từ xe đạp điện mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn và lợi ích kinh tế - xã hội. Lợi ích rõ ràng nhất là khả năng tự cung tự cấp năng lượng cho các nhu cầu cơ bản. Tại các vùng nông thôn, hải đảo hoặc những nơi lưới điện không ổn định, hệ thống này có thể cung cấp nguồn điện cho việc thắp sáng, sạc điện thoại, hoặc thậm chí là sạc pin xe đạp điện – phương tiện di chuyển chính của nhiều người. Điều này không chỉ cải thiện chất lượng cuộc sống mà còn giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống. Về mặt môi trường, đây là một giải pháp năng lượng tại nhà hoàn toàn sạch, góp phần vào mục tiêu giảm phát thải carbon. Bằng cách khai thác năng lượng tái tạo, mỗi hệ thống tua-bin nhỏ là một hành động cụ thể chống lại biến đổi khí hậu. Hơn nữa, dự án này còn có giá trị giáo dục to lớn, khuyến khích sự sáng tạo, tìm tòi khoa học và nâng cao nhận thức về công nghệ xanh trong cộng đồng. Nó chứng minh rằng bất kỳ ai cũng có thể tham gia vào cuộc cách mạng năng lượng sạch chỉ với những vật liệu tái chế và kiến thức cơ bản.

5.1. Cung cấp điện cho các khu vực chưa có lưới điện quốc gia

Tài liệu nghiên cứu đã nhấn mạnh rằng các hệ thống năng lượng gió nhỏ "sử dụng cho các vùng sâu vùng xa, những địa phương chưa có lưới điện". Tua bin gió mini từ động cơ xe đạp điện là một giải pháp chi phí thấp, dễ lắp đặt và bảo trì, hoàn toàn phù hợp với định hướng này. Nó có thể cung cấp nguồn điện ổn định cho các trạm y tế, trường học hoặc các hộ gia đình ở những khu vực biệt lập, mang lại ánh sáng và cơ hội phát triển.

5.2. Đóng góp vào mục tiêu giảm phát thải carbon và phát triển bền vững

Ưu điểm lớn nhất của phong điện là "không tiêu tốn nhiên liệu, không gây ô nhiễm môi trường". Mỗi kWh điện được tạo ra từ gió thay vì từ nhiên liệu hóa thạch đều giúp giảm lượng khí nhà kính thải vào khí quyển. Việc nhân rộng các mô hình điện gió nhỏ như thế này trên quy mô cộng đồng sẽ tạo ra một tác động tích cực đáng kể, thúc đẩy lối sống bền vững và xây dựng một tương lai xanh hơn cho các thế hệ sau.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới, nhu cầu sử dụng năng lƣợng cũng tăng cao. Năng lƣợng tái tạo còn gọi là năng lƣợng phi truyền thống nói chung, năng lƣợng gió nói riêng là một trong những lĩnh vực quan trọng và đang dần đƣợc quan tâm nghiên cứu ứng dụng rộng rãi. Chính vì thế việc nhanh chóng điều tra, đánh giá để xác định các số liệu về tốc độ gió ở một khu vực cụ thể là việc làm rất cần thiết và quan trọng đối với công tác nghiên cứu ứng dụng hệ thống phát điện sử dụng năng lƣợng gió. Sau thời gian 4 năm học và tập nghiên cứu tại Trƣờng Đại Học em đã đƣợc giao đề tài luận văn tốt nghiệp với nội dung: “ ”.

NĂNG LƢỢNG GIÓ 1. SỰ HÌNH THÀNH CỦA GIÓ Bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng đều làm cho bầu khí quyển, nƣớc và không khí nóng không đều nhau. Một nửa bề mặt của Trái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận đƣợc bức xạ của Mặt Trời và thêm vào đó là bức xạ Mặt Trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các cực, do đó có sự khác nhau về nhiệt độ và vì thế là khác nhau về áp suất mà không khí giữa xích đạo và 2 cực cũng nhƣ không khí giữa mặt ban ngày và mặt ban đêm của Trái Đất di động tạo thành gió. Trái Đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy không khí và vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi (so với mặt phẳng do quỹ đạo Trái Đất tạo thành khi quay quanh Mặt Trời) nên cũng tạo thành các dòng không khí theo mùa.

Bản đồ vận tốc gió theo mùa do bị ảnh hƣởng bởi hiệu ứng Coriolis đƣợc tạo thành từ sự quay quanh trục của Trái Đất nên không khí đi từ vùng áp cao đến vùng áp thấp không chuyển động thẳng mà tạo thành các cơn gió xoáy có chiều xoáy khác nhau giữa Bắc bán cầu và Nam bán cầu. Nếu nhìn từ vũ trụ thì trên Bắc bán cầu không khí di chuyển vào một vùng áp thấp ngƣợc với chiều kim đồng hồ và ra khỏi một vùng áp cao theo chiều kim đồng hồ. Trên Nam bán cầu thì chiều hƣớng ngƣợc lại. Ngoài các yếu tố có tính toàn cầu trên, gió cũng bị ảnh hƣởng bởi địa hình tại từng địa phƣơng.

Do nƣớc và đất có nhiệt dung khác nhau nên ban ngày đất nóng lên nhanh hơn nƣớc, tạo nên khác biệt về áp suất và vì thế có gió thổi từ biển hay hồ vào đất liền. Vào ban đêm đất liền nguội đi nhanh hơn nƣớc và hiệu ứng này xảy ra theo chiều ngƣợc lại. ỨNG DỤNG NĂNG LƢỢNG GIÓ TRONG ĐỜI SỐNG. Năng lƣợng gió – nguồn năng lƣợng sạch vô tận.

Năng lƣợng gió trên thế giới. Cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 này vấn đề về nguồn năng lƣợng cung cấp cần phải xem xét lại: hiện nay nguồn năng lƣợng hóa thạch đang cạn dần, đồng thời vấn đề gây ô nhiễm môi trƣờng do việc đốt nhiên liệu hóa thạch càng trở nên trầm trọng. Vấn đề năng lƣợng sạch đang đƣợc quan tâm nhiều và là một sự lựa chọn cho ngành năng lƣợng thay thế trong tƣơng lai. Nguồn năng lƣợng sạch đang đƣợc quan tâm nhƣ năng lƣợng gió, năng lƣợng mặt trời, năng lƣợng địa nhiệt, năng lƣợng sóng biển, năng lƣợng thủy triều… Tất cả những loại năng lƣợng sạch này sẽ góp phần rất lớn vào việc cải tạo cuộc sống nhân loại và cải thiện môi trƣờng.

Các hệ thống năng lƣợng này đƣợc xem nhƣ là một sự lựa chọn thay thế cho các hệ thống cung cấp từ lƣới điện quốc gia ở các vùng nông thôn biệt lập, nơi mà việc phát triển lƣới điện không khả thi về mặt kinh tế, trong đó, năng lƣợng gió đƣợc xem nhƣ là nguồn năng lƣợng dễ khai thác với công nghệ đơn giản và chi phí đầu tƣ và vận hành tƣơng đối thấp. Theo tính toán của các nhà nghiên cứu, năng lƣợng từ mặt trời trên trái đất vào khoảng 173.000 tỉ kW còn năng lƣợng từ gió ƣớc tính khoảng 3. Trên toàn bộ bề mặt hành tinh của chúng ta, năng lƣợng có thể khai thác đƣợc từ gió lớn hơn năng lƣợng toàn bộ các dòng sông trên trái đất từ 10 đến 20 lần. Năng lƣợng gió đã đƣợc khai thác và ứng dụng từ rất lâu dùng để chạy bơm nƣớc, thuyền buồm.

Các cối xay gió đã xuất hiện từ thế kỷ thứ 12. Từ đó đến nay việc nghiên cứu và phát triển công nghệ sử dụng năng lƣợng gió ngày càng phát triển với tốc độ ngày càng nhanh cả về số lƣợng lẫn chất lƣợng. Theo thống kê, đến cuối năm 2003 tổng công suất lắp đặt tại các nhà máy 4 phát điện bằng tua-bin gió trên thế giới là 39.294 MW, gấp hơn 4 lần tổng công suất lắp đặt của các nhà máy điện ở Việt Nam hiện nay. Giá trị này tăng 26% so với năm 2002.

Nhƣ vậy việc sử dụng năng lƣợng gió đã đƣợc khoa học chứng minh và khẳng định bằng thực tế phát triển với tốc độ rất nhanh của các tua-bin gió đƣợc lắp đặt trên thế giới. Sự phát triển theo thời gian đã làm cho giá thành điện năng phát ra từ tua-bin gió giảm từ 6,15 UScent/kWh (năm 1995) xuống còn 4,6 UScent/kWh (năm 1999) và đến năm 2005 chỉ còn 3,91 UScent/kWh. Giá thành lắp đặt tua-bin gió hiện tại trung bình vào khoảng 1000 USD/kW. Với giá thành điện năng sản xuất từ tua-bin gió ngày càng rẻ, kỹ thuật ngày càng tin cậy, một số nƣớc đang phát triển cũng đã triển khai nhiều dự án về năng lƣợng gió, trong số đó nổi bật là các nƣớc Ấn Độ, Trung Quốc,… 1.

Tình hình phát triển điện gió của Việt Nam. Ngày nay, trƣớc tình hình các nguồn năng lƣợng truyền thống (dầu mỏ, khí thiên nhiên, than,…) trên thế giới ngày càng khan hiếm, việc khai thác và sử dụng các nguồn năng lƣợng mới (ngoài năng lƣợng nguyên tử) nhƣ năng lƣợng mặt trời, năng lƣợng gió… đang là những đề tài và những chƣơng trình lớn đối với các quốc gia. Việt Nam là vùng có tiềm năng năng lƣợng gió ở mức thấp, tuy nhiên ở một số vùng thuộc các hải đảo và ven biển miền Trung lại có tốc độ gió khá cao, phù hợp với việc tận dụng để phát điện. Tốc độ gió cần thiết tại trục tua-bin (có cao độ khoảng (40 ÷ 60)m) phù hợp cho việc vận hành thƣơng mại vào khoảng (6 ÷ 7)m/giây.

Tốc độ gió trung bình của Việt Nam ở độ cao cách mặt đất 30m theo đánh giá là khoảng(4÷5)m/giây ở các vùng bờ biển. Ở một vài hòn đảo độc lập con số này đạt trên 9m/s, phù hợp để phát triển việc tận dụng loại năng lƣợng này. Từ những năm 80 trở lại đây nhiều nhà khoa học với các công trình, đề tài nghiên cứu khoa học đã tập trung nghiên cứu, khai thác nguồn năng lƣợng gió để phát điện. Tuy nhiên, các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở các ứng 5 dụng có công suất thấp (từ vài trăm đến 1.

Các nghiên cứu này nhằm cung cấp điện cho các hộ gia đình vùng sâu, vùng xa, hải đảo, nơi mà lƣới điện Quốc gia chƣa vƣơn tới. Định hƣớng này cũng đã đƣợc đề cập đến trong kế hoạch phát triển nguồn điện năm 2010 của Tổng Công ty Điện Lực Việt Nam (EVN). Gần đây, một số dự án về nhà máy điện gió quy mô công nghiệp đã và đang đƣợc nghiên cứu triển khai nhƣ nhà máy điện gió có công suất 750 kW đã đƣợc lắp đặt tại huyện đảo Thanh niên Bạch Long Vĩ – Hải Phòng vào năm 2003, dự án nhà máy điện gió Cửa Tùng huyện Vĩnh Linh - Quảng Trị đã đƣợc nghiên cứu và lập dự án khả thi với công suất dự kiến lên đến 10MW,20 50MW. Có thể thấy rằng gió là một nguồn năng lƣợng sạch và kinh tế do thiên nhiên ban tặng.

Tuổi thọ của một tua-bin phát điện có thể lên đến (20÷30) năm; một số tua-bin gió phát điện đƣợc xây dựng cách đây hơn 50 năm vẫn còn hoạt động tốt. Việc khai thác tốt nguồn năng lƣợng này sẽ giúp đa dạng hóa các nguồn phát điện, giảm bớt gánh nặng cho lƣới điện vốn dựa trên các nguồn năng lƣợng truyền thống. Vấn đề hiện nay là làm thế nào để quy hoạch và sử dụng nguồn năng lƣợng này một cách phù hợp. Thiết bị sử dụng năng lƣợng gió.

Lƣới điện sử dụng năng lƣợng gió. Gần đây, các nhà khoa học Mỹ đã đề xuất giải pháp nối liền các nhà máy năng lƣợng gió tại những vùng khác nhau bằng mạng đƣờng dây truyền tải, làm cho việc cung cấp điện năng đạt hiệu quả cao hơn. Để khắc phục tình trạng thiếu năng lƣợng toàn cầu, đồng thời góp phần bảo vệ môi trƣờng, từ lâu con ngƣời đã tăng cƣờng khai thác năng lƣợng gió. Năng lƣợng gió có nhiều lợi thế để tạo ra nguồn điện năng rẻ.

Nhƣng vấn đề lớn nhất mà các nhà máy điện sử dụng năng lƣợng gió gặp phải là trong thực tế không phải lúc nào cũng có gió, vì vậy mà nguồn điện sẽ không ổn định. Tuy nhiên, ngƣời ta khắc phục đƣợc nhƣợc điểm trên bằng cách kết nối các nhà máy điện sử dụng năng lƣợng gió bằng hệ thống đƣờng dây truyền tải. Năng lƣợng gió ở nhiều nơi sẽ bổ trợ cho nhau, tạo ra nguồn điện năng đƣợc duy trì ổn định. Theo nghiên cứu của hai nhà khoa học Mỹ là Cristina Archer và Mark Jacobson, cứ có 3 nhà máy năng lƣợng gió nối liền trở lên sẽ đảm bảo đƣợc việc cung cấp nguồn điện năng liên tục.

Một điều thuận lợi nữa của giả pháp trên là giúp giảm bớt thất thoát trong quá trình phân phối điện. Thay vì sử dụng nhiều hệ thống đƣờng dây nối liền từng nhà máy với nơi tiêu thụ, điện sau khi nối mạng sẽ đƣợc tập trung tại một điểm và chuyển tới các thành phố bằng hệ thống đƣờng dây duy nhất. Hiện nay Mỹ và một vài nƣớc khác đã bắt đầu kết nối các nhà máy điện sử dụng năng lƣợng gió. Những nhà máy này đang đƣợc kỳ vọng sẽ trở thành nơi sản xuất nguồn năng lƣợng rẻ nhất và sạch nhất, giúp giảm đáng kể nguồn điện năng phải sản xuất từ các nhà máy điện đốt than đá, từ đó giảm phát thải khí nhà kính vào bầu khí quyển Trái đất.

7 Ở những vùng xa hệ thống điện, ngƣời ta hoàn toàn có thể làm chủ một cối xay gió tại nhà, miễn là ngôi nhà không gần các tòa nhà cao tầng hay nhiều cây cối. Thực tế, thị trƣờng tua-bin gió nhỏ đã tăng 14% năm 2007.