Đồ Án Tốt Nghiệp Về Năng Lượng Gió: Thiết Kế và Tính Toán Tuabin Gió

1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ

1.1. Tình hình khai thác và sử dụng năng lượng gió trên thế giới và Việt Nam

1.2. Khái quát về năng lượng gió

1.3. Khái niệm về năng lượng gió

1.4. Sự hình thành của năng lượng gió

1.5. Biểu thức năng lượng của gió

1.6. Tình hình sử dụng năng lượng gió

1.7. Tình hình sử dụng năng lượng gió trên thế giới

1.8. Tình hình sử dụng năng lượng gió ở Việt Nam

1.9. Quá trình hình thành và phát triển của tuabin gió

1.9.1. Giai đoạn hình thành ở đầu thế kỉ 19

1.9.2. Những bước phát triển đầu tiên của tuabin gió

1.9.3. Từ năm 90 đến nay

1.10. Giá thành xây dựng nhà máy năng lượng gió so với năng lượng truyền thống

1.11. Tua bin gió

1.11.1. Phân loại tuabin gió

1.11.1.1. Tua bin gió trục ngang (HAWT)

1.11.1.2. Tuabin gió trục đứng (VAWT)

1.11.2. Cấu tạo của tuabin gió

1.11.2.1. Cấu tạo của tuabin gió trục ngang

1.11.2.2. Cấu tạo của tuabin gió trục đứng

1.11.3. Máy phát điện trong tua bin gió

2. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ GIÓ

2.1. Công suất và nguyên lý làm việc của tuabin gió

2.1.1. Công suất các loại Tuabin gió

2.1.2. Nguyên lý làm việc của một Tuabin gió

2.2. Khí động học tuabin gió

2.2.1. Khái niệm hoạt động thực của rotor

2.2.2. Thuyết động lượng và hệ số công suất của rotor

2.2.3. Số Betz giới hạn

2.2.4. Lý thuyết phân tố cánh của tuabin gió trục đứng

3. CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TUABIN GIÓ TRỤC ĐỨNG CÔNG SUẤT 5KW

3.1. Xây dựng mô hình tuabin gió

3.2. Yêu cầu kỹ thuật

3.3. Tính bán kính rotor

3.4. Vận tốc quay của rotor

3.5. Chọn profile cánh

3.6. Thiết kế cánh

3.7. Thiết kế trục và bệ đỡ của tua bin

3.8. Dựng mô hình của tuabin gió

3.9. Các phương án kết nối với máy phát và ứng dụng

3.10. Tính toán sự trao đổi năng lượng giữa dòng không khí và cánh theo góc phương vị

3.11. Công suất của tuabin

3.12. Sự trao đổi năng lượng giữa dòng không khí và cánh

3.13. Công suất của tuabin

3.14. Tối ưu hóa góc đặt cánh theo góc phương vị

3.15. Cơ cấu điều khiển góc đặt cánh

3.16. Năng lượng dùng để điều khiển góc đặt cánh

3.17. Cơ cấu điều khiển

3.18. Xây dựng đường đặc tính Cp

LỜI NÓI ĐẦU

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về năng lượng gió Khái niệm và ứng dụng

Năng lượng gió là một trong những nguồn năng lượng tái tạo quan trọng nhất hiện nay. Nó được hình thành từ động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển. Năng lượng gió không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn cung cấp một nguồn điện sạch và bền vững. Việc khai thác năng lượng gió đã trở thành một xu hướng toàn cầu, đặc biệt là ở các quốc gia có tiềm năng gió lớn như Việt Nam.

1.1. Khái niệm về năng lượng gió và sự hình thành

Năng lượng gió là động năng của không khí, được sinh ra từ sự chênh lệch nhiệt độ do bức xạ mặt trời. Sự hình thành của năng lượng gió liên quan đến các yếu tố như địa hình, nhiệt độ và áp suất không khí. Gió được tạo ra khi không khí di chuyển từ vùng áp suất cao đến vùng áp suất thấp.

1.2. Ứng dụng của năng lượng gió trong thực tiễn

Năng lượng gió được sử dụng để phát điện, bơm nước và nhiều ứng dụng khác. Tuabin gió chuyển đổi động năng của gió thành điện năng, phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất. Việc sử dụng năng lượng gió giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

II. Thách thức trong việc khai thác năng lượng gió tại Việt Nam

Mặc dù Việt Nam có tiềm năng lớn về năng lượng gió, nhưng việc khai thác vẫn gặp nhiều thách thức. Các vấn đề như chi phí đầu tư, công nghệ và chính sách hỗ trợ cần được giải quyết để phát triển bền vững nguồn năng lượng này.

2.1. Chi phí đầu tư và công nghệ

Chi phí đầu tư cho các dự án năng lượng gió còn cao, đặc biệt là trong giai đoạn đầu. Công nghệ hiện tại cũng cần được cải tiến để tăng hiệu suất và giảm chi phí sản xuất điện từ năng lượng gió.

2.2. Chính sách hỗ trợ và khuyến khích

Chính sách hỗ trợ từ chính phủ là yếu tố quan trọng để phát triển năng lượng gió. Cần có các biện pháp khuyến khích đầu tư và phát triển công nghệ để thu hút các nhà đầu tư vào lĩnh vực này.

III. Phương pháp thiết kế và tính toán tuabin gió hiệu quả

Thiết kế và tính toán tuabin gió là một quá trình phức tạp, bao gồm nhiều yếu tố như cấu trúc, vật liệu và hiệu suất. Việc áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất của tuabin gió.

3.1. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của tuabin gió

Tuabin gió thường có cấu trúc gồm cánh quạt, trục và máy phát điện. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc chuyển đổi động năng của gió thành cơ năng, sau đó thành điện năng thông qua máy phát.

3.2. Tính toán hiệu suất và công suất của tuabin gió

Công suất của tuabin gió được tính toán dựa trên diện tích bề mặt cánh quạt và vận tốc gió. Công thức tính công suất gió là: P = 0.5 * ρ * A * v^3, trong đó ρ là mật độ không khí, A là diện tích bề mặt và v là vận tốc gió.

IV. Ứng dụng thực tiễn của tuabin gió trong sản xuất điện

Tuabin gió đã được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất điện năng. Các dự án năng lượng gió không chỉ giúp cung cấp điện cho các khu vực nông thôn mà còn góp phần vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

4.1. Các dự án năng lượng gió tại Việt Nam

Việt Nam đã triển khai nhiều dự án năng lượng gió, đặc biệt là ở các tỉnh ven biển. Những dự án này không chỉ cung cấp điện mà còn tạo ra việc làm và thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương.

4.2. Lợi ích kinh tế và môi trường từ năng lượng gió

Năng lượng gió mang lại nhiều lợi ích kinh tế như giảm chi phí điện năng và tạo ra nguồn thu từ xuất khẩu điện. Đồng thời, việc sử dụng năng lượng gió giúp giảm phát thải khí nhà kính, bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và định hướng phát triển năng lượng gió

Năng lượng gió là một nguồn năng lượng tái tạo đầy tiềm năng cho Việt Nam. Để phát triển bền vững, cần có các chính sách hỗ trợ và đầu tư vào công nghệ mới. Tương lai của năng lượng gió tại Việt Nam hứa hẹn sẽ rất sáng sủa nếu được khai thác đúng cách.

5.1. Tương lai của năng lượng gió tại Việt Nam

Với tiềm năng lớn, năng lượng gió có thể trở thành nguồn năng lượng chính trong tương lai. Cần có sự đầu tư mạnh mẽ vào nghiên cứu và phát triển để tối ưu hóa công nghệ và giảm chi phí.

5.2. Các chính sách cần thiết để phát triển năng lượng gió

Chính phủ cần xây dựng các chính sách khuyến khích đầu tư vào năng lượng gió, bao gồm hỗ trợ tài chính và tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà đầu tư. Điều này sẽ giúp Việt Nam khai thác tối đa tiềm năng năng lượng gió.