Khảo sát năng lượng gió và turbine gió tại HCMUTE

PHẦN MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài

Mục đích khách thể và đối tượng nghiên cứu

Giải quyết nghiên cứu

Nhiệm vụ nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu tổng quan

1.2. Tình hình cung - cầu điện năng ở Việt Nam

1.3. Những lợi ích về môi trường và xã hội của điện gió

1.4. Tiềm năng điện gió của Việt Nam

1.5. Đề xuất một khu vực xây dựng điện gió cho Việt Nam

1.6. Kết luận

2. CHƯƠNG 2: CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN NĂNG LƯỢNG TRONG GIÓ

2.1. Năng lượng gió

2.2. Sự phân bố vận tốc gió

2.3. Sự chuyển đổi năng lượng gió và hiệu suất rotor

2.4. Đường cong công suất tuabin gió

2.5. Tầm quan trọng của việc thay đổi tốc độ máy phát

2.6. Giới thiệu Turbin gió

2.7. Khí động học Turbin gió trục ngang

2.8. Số Betz giới hạn

2.9. Lý thuyết phân tố cánh

2.10. Thuyết động lượng phân tố cánh (BEM)

2.11. Hệ thống máy phát gió làm việc với lưới điện biến đổi hoàn toàn tốc độ trên turbin gió với máy đồng bộ (FRC-GS)

2.12. Máy phát đồng bộ trên tuabin gió FRC-SG

2.13. Điều khiển trực tiếp máy phát Tuabin gió

2.14. Máy phát động bộ kích điện đối bằng nam châm vĩnh cữu

2.15. Máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cữu

2.16. Vận hành công suất turbin gió

2.17. Vận hành công suất cực đại

3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH TOÁN HỌC

3.1. Vectơ không gian và phép biến đổi

3.1.1. Véctơ không gian

3.1.2. Biểu diễn công suất theo véctơ không gian

3.1.3. Phép biến đổi giữa đại lượng ba pha abc và αβ

3.1.4. Phép biến đổi giữa đại lượng αβ và dq

3.2. Mô hình toán học hệ thống máy phát gió làm việc với lưới điện biến đổi hoàn toàn tốc độ trên turbine gió với máy phát đồng bộ (FRC-GS)

3.2.1. Điều khiển Tuabin gió và hoạt động đánh giá các đặc tính động

3.2.2. Máy phát cảm ứng trên Tuabin gió

3.2.3. Đại lượng cơ bản

4. CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỔ HỢP TURBIN GIÓ SỬ DỤNG MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỮU VỚI BỘ CHUYỂN ĐỔI HOÀN TOÀN CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC (FRC-SG)

4.1. Giới thiệu về phần mềm PSCAD

4.2. Thành phần turbine gió

4.2.1. Khái quát về thành phần turbine gió trong PSCAD

4.2.2. Đường cong Cp với mô hình chuẩn PSCAD

4.2.3. Các thông số tính toán

4.3. Thành phần điều chỉnh turbine gió

4.3.1. Khái quát về thành phần điều chỉnh turbine gió trong PSCAD

4.3.2. Các thông số bộ điều chỉnh gió

4.4. Máy phát điện đồng bộ

4.4.1. Khái quát về các thành phần máy phát điện đồng bộ trong PSCAD

4.4.2. Các thông số của máy phát điện đồng bộ

4.5. Nguồn và chuyển đổi tần số

4.5.1. Bộ chỉnh lưu

4.5.2. Bảo vệ quá điện áp

4.5.3. Bộ nghịch lưu 6 khóa Thyristor

4.5.4. Kết nối lưới

5. MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

5.1. Xây dựng mô hình trên PSCAD

5.1.1. Phía phần phát

5.1.2. Phần chuyển đổi

5.2. Kết quả mô phỏng trên PSCAD

5.2.1. Kết quả mô phỏng trên một turbine

5.2.2. Kết quả mô phỏng trên 10 turbine

6. CHƯƠNG 6

6.1. Các vấn đề đã giải quyết trong luận văn

6.2. Đề xuất những nghiên cứu tiếp theo

I. Giới thiệu tổng quan

Năng lượng gió là một trong những nguồn năng lượng tái tạo quan trọng, có tiềm năng lớn trong việc cung cấp điện năng cho các khu vực. Tại HCMUTE, việc khảo sát năng lượng gió và turbine gió được thực hiện nhằm đánh giá khả năng khai thác và ứng dụng nguồn năng lượng này. Nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về năng lượng tái tạo mà còn mở ra cơ hội cho việc phát triển bền vững trong tương lai.

1.1 Tình hình cung cầu điện năng ở Việt Nam

Việt Nam đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt điện năng nghiêm trọng. Tốc độ tăng trưởng sản lượng điện không theo kịp nhu cầu, dẫn đến việc phải nhập khẩu điện với giá cao. Việc phát triển năng lượng gió có thể là một giải pháp hiệu quả để giảm thiểu tình trạng này. Theo dự báo, nhu cầu điện sẽ tiếp tục tăng, do đó, việc khai thác năng lượng gió là cần thiết để đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.

II. Khảo sát năng lượng gió

Khảo sát năng lượng gió tại HCMUTE tập trung vào việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến năng lượng gió như tốc độ gió, hướng gió và các điều kiện khí hậu. Việc thu thập dữ liệu từ các trạm đo gió giúp xác định tiềm năng khai thác năng lượng gió trong khu vực. Kết quả khảo sát cho thấy, một số khu vực có tốc độ gió ổn định và mạnh, phù hợp cho việc lắp đặt turbine gió.

2.1 Phân tích dữ liệu gió

Dữ liệu gió được thu thập từ nhiều vị trí khác nhau, cho phép phân tích sự phân bố vận tốc gió. Kết quả cho thấy, các khu vực ven biển có tốc độ gió cao hơn so với các khu vực nội địa. Điều này cho thấy tiềm năng lớn cho việc phát triển turbine gió tại các khu vực này. Việc phân tích này cũng giúp đánh giá hiệu suất của turbine gió trong điều kiện thực tế.

III. Thiết kế và mô phỏng turbine gió

Thiết kế turbine gió là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Việc áp dụng công nghệ mới trong thiết kế giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm chi phí sản xuất. Mô phỏng trên phần mềm PSCAD cho phép đánh giá hiệu suất của turbine gió trong các điều kiện khác nhau. Kết quả mô phỏng cho thấy, turbine gió có thể hoạt động hiệu quả trong nhiều điều kiện gió khác nhau.

3.1 Mô hình hóa hệ thống

Mô hình hóa hệ thống turbine gió sử dụng máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cữu với bộ chuyển đổi hoàn toàn công suất định mức. Việc này giúp đánh giá tính ổn định và tính bền vững của hệ thống khi có sự thay đổi tham số mô hình. Kết quả cho thấy, hệ thống có khả năng hoạt động ổn định và hiệu quả trong việc chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng.

IV. Đánh giá và ứng dụng

Đánh giá năng lượng gió tại HCMUTE cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển turbine gió. Việc ứng dụng năng lượng gió không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra nhiều cơ hội việc làm cho người dân. Hệ thống turbine gió có thể được lắp đặt tại nhiều khu vực khác nhau, từ nông thôn đến thành phố, nhằm cung cấp điện năng cho các hộ gia đình và doanh nghiệp.

4.1 Ứng dụng thực tiễn

Việc phát triển năng lượng gió tại HCMUTE có thể được áp dụng vào thực tiễn thông qua việc lắp đặt các trạm turbine gió nhỏ tại các khu vực có tiềm năng. Điều này không chỉ giúp cung cấp điện cho các hộ gia đình mà còn góp phần vào việc phát triển bền vững. Hơn nữa, việc phát triển năng lượng gió còn giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch.

Khảo sát các vấn đề liên quan đến năng lượng gió và turbine gió tại HCMUTE