Luận Văn Thạc Sĩ: Thiết Kế Mô Phỏng Hệ Thống Tái Tạo Năng Lượng Gió Với Truyền Động Thủy Tĩnh

LỜI CÁM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tiềm năng của năng lượng gió ở Việt Nam

1.2. Cấu tạo chung của Tuabin gió

1.3. Các phương pháp nâng cao năng suất Tuabin gió hiện nay

1.4. Phương pháp xoay góc pitch cánh quạt gió

1.5. Phương pháp sử dụng máy phát điện đồng bộ sử dụng nam châm vĩnh cửu nối lưới

1.6. Phương pháp điều khiển nối lưới cho Tuabin gió kết hợp với nguồn pin nhiên liệu

1.7. Giới thiệu bộ truyền động thủy tĩnh cho Tuabin gió

1.8. Mục tiêu của luận văn

2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH TUABIN GIÓ

2.1. Khí động lực học Tuabin gió và giới hạn Betz

2.2. Công suất Tuabin gió

2.3. Bốn vùng hoạt động của một Tuabin gió điển hình

2.4. Đặc tính của gió và các ảnh hưởng của nó

2.5. Mô hình chảy rối của gió

2.6. Ảnh hưởng của dòng chảy rối đối với khả năng chuyển đổi năng lượng của Tuabin gió

2.7. Quá trình gia tăng năng lượng do điều kiện gió bất định tại vùng 2

2.8. Quá trình suy giảm năng lượng do điều kiện gió bất định trong suốt quá trình chuyển đổi từ vùng 2 đến vùng 3

2.9. Đường cong năng lượng gió dưới sự ảnh hưởng của dòng chảy rối

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC CHO HỆ THỐNG

3.1. Mô hình toán học bộ truyền động cơ khí

3.2. Mô hình toán học Bơm thủy lực

3.3. Mô hình toán học bình tích áp

3.4. Mô hình toán học van an toàn

3.5. Mô hình toán học Motor thủy lực

3.6. Mô hình toán học bộ truyền thủy tĩnh Tuabin gió

3.7. Mô hình toán học trên nhánh áp suất cao

3.8. Mô hình toán học trên nhánh áp suất thấp

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO MẠCH THỦY TĨNH

4.1. Phương trình động lực học của trục rotor của máy phát điện

4.2. Thiết kế bộ điều khiển

5. CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ

5.1. Xây dựng mô hình Matlab/simulink

5.2. Công suất Tuabin gió

5.3. Mô hình Tuabin được phát triển trên phần mềm Matlab/Simulink như sau

5.4. Mô hình hộp số Tuabin gió

5.5. Mô hình bộ truyền động thủy tĩnh

5.6. So sánh kết quả mô phỏng với phần mềm AMEsim

5.7. Kết quả mô phỏng Tuabin gió với bộ truyền động thủy tĩnh

5.8. Kết quả mô phỏng khi không có bộ điều khiển với tốc độ gió trung bình 12m/s

5.9. Kết quả mô phỏng với bộ điều khiển trượt thích nghi trong điều kiện gió thay đổi với tốc độ trung bình là 12m/s

5.10. So sánh kết quả mô phỏng khi có và không có bộ điều khiển trượt thích nghi trong trường hợp tốc độ gió thay đổi

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

6.1. Các nhiệm vụ hoàn thành

6.2. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về luận văn thạc sĩ

Luận văn thạc sĩ với tiêu đề 'Thiết kế và mô phỏng hệ thống tái tạo năng lượng gió với bộ truyền động thủy tĩnh' được thực hiện bởi Đoàn Minh Duy tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP. HCM. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển một hệ thống tái tạo năng lượng gió hiệu quả, sử dụng công nghệ truyền động thủy tĩnh. Hệ thống tái tạo năng lượng này nhằm mục đích tối ưu hóa hiệu suất của tuabin gió, đồng thời giảm thiểu tác động môi trường.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn thạc sĩ là thiết kế và mô phỏng một hệ thống tái tạo năng lượng gió sử dụng bộ truyền động thủy tĩnh. Nghiên cứu này nhằm giải quyết các thách thức trong việc tối ưu hóa hiệu suất tuabin gió, đồng thời giảm thiểu sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch. Hệ thống năng lượng gió được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong các điều kiện gió khác nhau, đảm bảo tính ổn định và bền vững.

1.2. Phương pháp tiếp cận

Nghiên cứu sử dụng phần mềm mô phỏng AMEsim và Matlab/Simulink để xây dựng và phân tích mô hình toán học của hệ thống. Mô phỏng hệ thống giúp đánh giá hiệu suất của bộ truyền động thủy tĩnh trong việc chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng. Kết quả mô phỏng được so sánh với các hệ thống tuabin gió truyền thống để xác định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp mới.

II. Thiết kế hệ thống tái tạo năng lượng gió

Thiết kế hệ thống trong luận văn tập trung vào việc phát triển một mô hình tuabin gió kết hợp với bộ truyền động thủy tĩnh. Hệ thống thủy tĩnh được chọn vì khả năng truyền năng lượng và mô-men xoắn hiệu quả, đặc biệt trong các điều kiện gió thay đổi. Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống, bao gồm việc sử dụng các thiết bị thủy lực tiên tiến.

2.1. Mô hình toán học

Mô hình toán học của hệ thống được xây dựng để mô tả quá trình hoạt động của tuabin gió và bộ truyền động thủy tĩnh. Mô hình này bao gồm các phương trình động lực học của bơm thủy lực, motor thủy lực và van an toàn. Mô phỏng năng lượng được thực hiện để đánh giá hiệu suất của hệ thống trong các điều kiện gió khác nhau.

2.2. Phân tích hiệu suất

Kết quả mô phỏng cho thấy hệ thống truyền động thủy tĩnh có khả năng cải thiện hiệu suất của tuabin gió so với các hệ thống truyền động cơ khí truyền thống. Năng lượng tái tạo từ gió được chuyển đổi hiệu quả hơn, giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng trong quá trình vận hành.

III. Ứng dụng và đóng góp thực tiễn

Luận văn thạc sĩ này không chỉ mang lại giá trị học thuật mà còn có tiềm năng ứng dụng cao trong thực tế. Hệ thống tái tạo năng lượng gió với bộ truyền động thủy tĩnh có thể được triển khai tại các khu vực có tiềm năng gió lớn, giúp tăng cường nguồn năng lượng sạch và bền vững. Nghiên cứu cũng góp phần vào việc phát triển công nghệ năng lượng tái tạo tại Việt Nam.

3.1. Tiềm năng tại Việt Nam

Việt Nam có tiềm năng lớn về năng lượng gió, đặc biệt là các khu vực ven biển. Hệ thống năng lượng gió được đề xuất trong luận văn có thể được áp dụng để khai thác hiệu quả nguồn năng lượng này, góp phần giảm thiểu sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch và bảo vệ môi trường.

3.2. Hướng phát triển tương lai

Nghiên cứu mở ra hướng phát triển mới cho công nghệ năng lượng gió, đặc biệt là việc tích hợp các hệ thống truyền động thủy tĩnh vào tuabin gió. Mô phỏng truyền động và các kết quả phân tích từ luận văn có thể được sử dụng làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực năng lượng tái tạo.

Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Cơ Khí: Thiết Kế Mô Phỏng Hệ Thống Tái Tạo Năng Lượng Gió Sử Dụng Bộ Truyền Động Thủy Tĩnh