Mô Hình Phát Điện Gió Trong Luận Văn Thạc Sĩ HCMUTE

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Sơ lược lịch sử phát triển của tuabin gió

1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.1. Tình hình nghiên cứu hệ thống điện gió cánh đơn ngoài nước

1.2.2. Tình hình nghiên cứu hệ thống điện gió cánh đơn trong nước

1.2.3. Tình hình nghiên cứu hệ thống điện gió cánh kép ngoài nước

1.2.4. Tình hình nghiên cứu hệ thống điện gió cánh kép trong nước

1.3. Tính cấp thiết của đề tài

1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.5. Mục đích nghiên cứu luận văn

1.6. Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn luận văn

1.7. Phương pháp nghiên cứu

1.8. Kế hoạch thực hiện luận văn

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Giới thiệu tuabin gió

2.2. Tuabin gió trục đứng (Savonius, Darieus)

2.3. Tuabin gió trục ngang

2.4. Giới thiệu tuabin gió trục ngang hệ 2 lớp cánh ghép đồng trục

2.5. Công suất của một tuabin gió

2.6. Khí động học tuabin gió trục ngang

2.6.1. Các yếu tố lý thuyết của tuabin gió cánh đơn

2.6.2. Thuyết động lượng và hệ số công suất của rotor cho cánh tuabin đơn

2.6.3. Số Betz giới hạn

2.6.4. Các yếu tố lý thuyết của tuabin gió cánh kép (cánh thứ hai)

2.6.5. Các yếu tố lý thuyết của tuabin gió cánh kép

2.6.6. Các đồ thị biểu diễn điểm cực đại n theo các giá trị của x,y

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH

3.1. Cơ sở lý thuyết thiết kế cánh tuabin gió

3.2. Xây dựng cánh tuabin bằng phần mềm Siemens NX

3.2.1. Kích thước cánh

3.2.2. Dựng cách tuabin

3.2.3. Các bước dựng cánh

3.3. Chọn máy phát cho tuabin

3.4. Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều

3.5. Chọn trục cho hệ thống tuabin

3.5.1. Cột tháp dạng khung giàn

3.5.2. Cột thép hình ống

3.5.3. Cột thép dạng dây nối đất

3.6. Tính toán và chọn tải tiêu thụ

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH

4.1. Kết quả thí nghiệm khoảng cách (k) giữa hai lớp cánh

4.1.1. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với k=4

4.1.2. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với k=5

4.1.3. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với k=6

4.1.4. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với k=7

4.1.5. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với k=8

4.2. Các thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với vận tốc gió thay đổi

4.2.1. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với vận tốc gió 5,5 m/s

4.2.2. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với vận tốc gió 6 m/s

4.2.3. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với vận tốc gió 6,5 m/s

4.2.4. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với vận tốc gió 7 m/s

4.2.5. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với vận tốc gió 8 m/s

4.2.6. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với vận tốc gió 9 m/s

4.2.7. Kết quả thí nghiệm trên mô hình máy phát điện gió cánh kép với vận tốc gió 9

4.3. Nhận xét hiệu suất tăng thực tế từ thí nghiệm mô hình phát điện gió cánh kép

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về mô hình phát điện gió

Mô hình phát điện gió là một phần quan trọng trong nghiên cứu và phát triển năng lượng tái tạo. Năng lượng gió được coi là một nguồn năng lượng dồi dào và kinh tế, có khả năng cung cấp điện năng cho nhiều khu vực. Việc xây dựng mô hình năng lượng tái tạo không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất mà còn đóng góp vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Đề tài này tập trung vào việc phát triển một mô hình phát điện gió mới, sử dụng công nghệ tuabin gió cánh kép, nhằm nâng cao hiệu suất và khả năng hoạt động trong điều kiện gió thấp. Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình này có thể đạt hiệu suất cao hơn từ 1,3 đến 1,5 lần so với các mô hình cánh đơn. Điều này không chỉ mang lại lợi ích về mặt kinh tế mà còn góp phần vào việc phát triển bền vững trong ngành công nghiệp năng lượng.

1.1. Lịch sử phát triển của tuabin gió

Lịch sử phát triển của tuabin gió bắt đầu từ những năm 1970, với nhiều nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn. Các thiết kế ban đầu chủ yếu tập trung vào việc sử dụng sức gió để quay các cối xay bột và bơm nước. Đến năm 1888, Charles F. Brush đã chế tạo chiếc máy phát điện gió đầu tiên, đánh dấu bước ngoặt trong việc ứng dụng công nghệ phát điện từ gió. Các nghiên cứu sau này đã chỉ ra rằng việc cải tiến thiết kế tuabin gió có thể nâng cao hiệu suất và khả năng hoạt động của hệ thống. Mô hình cánh kép được phát triển nhằm tối ưu hóa việc thu thập năng lượng gió, cho phép hoạt động hiệu quả hơn trong các điều kiện gió khác nhau.

II. Cơ sở lý thuyết và thiết kế mô hình

Cơ sở lý thuyết cho việc thiết kế mô hình phát điện gió bao gồm các nguyên lý khí động học và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của tuabin gió. Hiệu suất phát điện gió phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thiết kế cánh, tốc độ gió và cấu trúc của tuabin. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng tuabin gió cánh kép có thể cải thiện đáng kể hiệu suất so với các mô hình cánh đơn. Các thông số kỹ thuật như kích thước cánh, hình dạng và vật liệu cũng được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình thiết kế. Việc áp dụng phần mềm mô phỏng như Siemens NX11 giúp tối ưu hóa thiết kế và dự đoán hiệu suất của mô hình trước khi thực hiện xây dựng thực tế.

2.1. Thiết kế cánh tuabin gió

Thiết kế cánh tuabin gió là một yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất phát điện gió. Cánh tuabin được thiết kế với hình dạng và kích thước phù hợp để tối đa hóa khả năng thu thập năng lượng gió. Việc sử dụng công nghệ mô phỏng giúp xác định các thông số tối ưu cho cánh tuabin, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động. Các nghiên cứu cho thấy rằng cánh kép có khả năng hoạt động hiệu quả hơn trong các điều kiện gió khác nhau, đặc biệt là ở tốc độ gió thấp. Điều này không chỉ giúp tăng cường khả năng phát điện mà còn giảm thiểu chi phí vận hành và bảo trì cho hệ thống.

III. Kết quả thí nghiệm và đánh giá mô hình

Kết quả thí nghiệm cho thấy mô hình phát điện gió cánh kép có hiệu suất vượt trội so với các mô hình truyền thống. Các thí nghiệm được thực hiện với nhiều điều kiện gió khác nhau, từ đó thu thập dữ liệu về hiệu suất và khả năng hoạt động của mô hình. Đặc biệt, mô hình cánh kép cho thấy khả năng hoạt động ổn định hơn trong các điều kiện gió không đồng đều. Việc đánh giá mô hình dựa trên các tiêu chí như công suất phát điện, hiệu suất và độ bền của thiết bị. Kết quả cho thấy mô hình này không chỉ có khả năng phát điện hiệu quả mà còn có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp năng lượng tái tạo.

3.1. Đánh giá hiệu suất mô hình

Đánh giá hiệu suất của mô hình phát điện gió cánh kép cho thấy sự cải thiện rõ rệt so với các mô hình cánh đơn. Các số liệu thu thập từ thí nghiệm cho thấy rằng mô hình cánh kép có thể đạt hiệu suất cao hơn từ 1,3 đến 1,5 lần. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ mới trong thiết kế tuabin gió có thể mang lại lợi ích kinh tế và môi trường. Hơn nữa, mô hình này cũng cho thấy khả năng hoạt động tốt trong các điều kiện gió khác nhau, từ đó mở ra cơ hội phát triển cho các dự án năng lượng gió trong tương lai.

Luận Văn Thạc Sĩ HCMUTE Về Mô Hình Phát Điện Gió