Chương I: Tổng quan 1.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng điện sức gió trên thế giới Nhận thức được tầm quan trọng của năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng gió nói riêng, chính phủ của nhiều quốc gia trên thế giới đang dốc tiền của, nhân lực vào việc nghiên cứu và đưa vào sử dụng thực tiễn năng lượng gió, giúp giảm sự căng thẳng năng lượng ở các nước. Trên khắp châu Âu 13.805 MW điện gió đã được lắp đặt trong năm 2015. Các quốc gia thành viên Liên minh châu Âu (EU) chiếm cho 12.800 MW trong tổng số có 141,6 GW lắp đặt trong EU với tổng khả năng tích lũy của 147.8 GW cho tất cả của châu Âu. Hệ thống điện gió được lắp đặt trong năm 2015 chiếm 44,2% của tất cả các điện gió được lắp đặt với công suất khá cao.
Năng lượng gió đã vượt qua thủy điện là nguồn lớn thứ ba trong EU với thị phần 15,6% tổng công suất điện vào cuối của năm 2015. Năng lượng tái tạo chiếm 77% các nhà máy điện mới lắp đặt vào năm 2015 (22,3 GW trong tổng số 29 GW) mà gió chiếm 44% mức lắp đặt trong EU tổng thể một lần nữa đáng kể biến động trên khắp châu Âu. Đức đã chiếm gần 50% tổng số lắp đặt năng lượng gió của EU 6. Ba Lan là 1.266 MW và Pháp là 1.073 MW là chỉ có hai thị trường khác để lắp đặt trên 1 GW trong năm.
Trong một số trước đây thị trường lành mạnh như Thụy Điển và Vương quốc Anh, lắp đặt bị chậm lại đáng kể. Vào cuối năm 2015, EU đã có 142 GW của gió được lắp đặt công suất điện trong đó có 131 GW là trên đất liền và 11 GW ngoài khơi. Tuy nhiên, 47% của tất cả các lắp đặt mới của EU trong 2015 đã diễn ra tại Đức và 73% xảy ra trong bốn thị trường hàng đầu, một xu hướng tương tự trong năm 2014. Điều này là không giống như những năm trước khi lắp đặt đều ít tập trung và trải rộng trên nhiều thị trường châu Âu 26,4 tỷ EUR đã được đầu tư vào năng lượng gió ở châu Âu trong năm 2015, cao hơn so với tổng vốn đầu tư năm 2014 là 40%.
Trong khi năng lượng gió vẫn đang lắp đặt thì năng lượng mặt trời chiếm 29%; than 16% và khí đốt 6,4%. Đức vẫn là quốc gia có lắp đặt lớn 3 nhất EU năng lượng (44,9 GW), tiếp theo là Tây Ban Nha (23 GW), Anh (13,6 GW), Pháp (10 GW) và Ý (9 GW). Thụy Điển, Đan Mạch, Ba Lan và Bồ Đào Nha từng có nhiều hơn 5 GW.Lắp đặt hàng năm của điện gió ở châu Âu đã tăng lên trong suốt 14 năm qua từ 3,2 GW vào năm 2000 để 12,8 GW vào năm 2015 với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 9% chiếm năng lượng gió cho một phần ba của tất cả lắp đặt điện mới kể từ năm 2000 tại EU. Trong năm 2015, thị trường nội địa hàng năm tại EU giảm 7,8%, nhưng lắp đặt xa bờ hơn gấp đôi so với năm 2014.
Nhìn chung, lắp đặt hàng năm năng lượng gió EU tăng 6,3% so với năm 2014 gió ngoài khơi chiếm gần một phần tư tổng số EU lắp đặt điện gió vào năm 2015 và đầu tư ra nước ngoài ở châu Âu tăng gấp đôi lên 13,3 tỷ EUR. Nó là một năm kỷ lục về tài chính và lắp đặt lưới kết nối Đức (2.282 MW), Vương quốc Anh (572 MW) và Hà Lan (180 MW) là ba nước để kết nối lưới điện tua bin gió mới ra nước ngoài trong năm 2015, với 14 dự án đạt hoàn thành. Anh vẫn còn có khả năng gió lớn nhất ngoài khơi ở châu Âu tại 5.067 MW, chiếm 46% tổng số lắp đặt ở châu Âu. Đức đã có một năm xuất sắc và đã tăng lên vị trí thứ hai trong năm 2015.
Đức chứng kiến tổng lắp đặt tăng đến 3. thị trường nhỏ khác bao gồm Phần Lan với 26 MW, Ai-len với 25 MW, Tây Ban Nha với 5 MW, Na Uy với 2 MW và Bồ Đào Nha với 2 MW trên nền kinh tế khủng hoảng và các biện pháp thắt lưng buộc bụng được thực hiện trên khắp châu Âu tiếp tục cản trở sự phát triển của ngành công nghiệp năng lượng gió. Các năm trước có thể sẽ khó khăn nhưng rộng hơn chuyển dịch đầu tư từ các nhiên liệu hóa thạch có thể thúc đẩy sự phát triển năng lượng tái tạo ở châu Âu. Ngoài EU, Thổ Nhĩ Kỳ là thị trường lớn nhất châu Âu, với lắp đặt hàng năm của 956 MW vào năm 2015.
Các thị trường Thổ Nhĩ Kỳ đạt công suất tổng cộng 4.694 MW vào năm ngoái. Nhìn về phía trước, tương lai của Thổ Nhĩ Kỳ khu vực gió sẽ hứa hẹn.1 Công suất điện gió trên thế giới trong thời gian 2000-2015 Trong số 20 thị trường lớn nhất trên thế giới, riêng ở châu Âu đã có 13 nước với Đức là nước dẫn đầu về công suất của các nhà máy dùng năng lượng gió với khoảng cách xa so với các nước còn lại. Tại Đức, Đan Mạch và Tây Ban Nha, năng lượng gió phát triển liên tục trong nhiều năm qua là nhờ sự nâng đỡ của chính phủ. Nhờ vào đó mà một ngành công nghiệp mới đã phát triển tại 3 quốc gia này với công nghệ Đức (bên cạnh các phát triển mới từ Đan Mạch và Tây Ban Nha) đã được sử dụng trên thị trường nhiều hơn trong những năm vừa qua.
Công suất định mức của các nhà máy sản xuất điện gió vào năm 2007 được nâng lên 93. Công suất này thay đổi dựa trên sức gió qua các năm, các nước, các vùng như chúng ta có thể thấy trong bảng 1.1 Công suất định mức năng lượng gió của các nước trên thế giới năm 2007 TT Quốc gia Công suất (MW) 01 Đức 22.818 03 Tây Ban Nha 15.389 10 Bồ Đào Nha 2.538 14 Áo 982 15 Hy Lạp 871 16 Úc 824 17 Ai Len 805 18 Thụy Điển 788 19 Na Uy 333 20 Niu Di Lân 322 21 Những nước khác 2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng điện sức gió ở Việt Nam Tiềm năng gió của Việt Nam rất lớn, vì thế việc nghiên cứu phát triển năng lượng gió là một công việc cần thiết. Sự nghiên cứu triển khai năng lượng gió ở Việt Nam đã đi những bước đầu tiên.
Nhưng cơ bản sự phát triển năng lượng gió trong nước còn nhỏ lẻ, còn khá khiêm tốn so với tiềm năng to lớn của Việt Nam. Hiện tại Việt Nam có tất cả 20 dự án diện gió với dự kiến sản xụất 20 GW. Nguồn điện gió này sẽ kết nối với hệ thống điện lưới quốc gia và sẽ được phân phối và quản lý bởi Tổng Công Ty Điện Lực Việt Nam. Trong thời gian qua (tháng 4 năm 2004), Việt Nam đã lắp đặt trạm năng lượng gió công suất 858kW trên đảo Bạch 6 Long Vĩ do chính phù tài trợ và các tổ máy được chế tạo bởi hãng Technology SA (Tây Ban Nha).
Ngoài ra Trung Tâm Năng Lượng Tái Tạo và Thiết Bị Nhiệt (RECTARE) Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh đã lắp đặt trên 800 tua bin gió trong hơn 40 tỉnh thành với sự tài trợ của Hiệp hội Việt Nam – Thụy Sĩ tập trung nhiều nhất gần Nha Trang, trong đó có gần 140 tua bin gió đã hoạt động. Ở Cần Giờ thành phố Hồ Chí Minh với sự hỗ trợ của Pháp cũng đã lắp đặt được 50 tua bin gió. Tuy nhiên những tua bin gió trên đều có công suất nhỏ khoảng vài kw mức độ thành công không cao vì không được bảo dưỡng thường xuyên theo đúng yêu cầu. Tháng 8-2008 Fuhrlaender AG, một tập đoàn sản xuất tua bin gió hàng đầu của Đức đã bàn giao 5 tổ máy (cánh quạt gió) sản xuất điện gió đầu tiên cho dự án điện gió tại Tuy Phong, Bình Thuận với mỗi tổ máy có công suất 1.5MW (cũng xin ghi nhận nơi đây thời tiết ở Tuy Phong rất khô khan, nhưng có nhiều nắng và gió.
Tốc độ gió trung bình ở đây là 6. Tổ máy đầu tiên được lắp đặt vào tháng 11-2008 và chính thức hoàn thành kết nối vào điện lưới quốc gia vào tháng 8 năm 2009.2 Năm tổ máy của nhà máy điện gió tầm cỡ MW đầu tiên ở Việt Nam ở xã Bình Thạnh, huyện Tuy Phong , tỉnh Bình Thuận. 7 Chiều cao của mỗi cái tháp là 103.75 m và đường kính của cánh quạt là 37. Tòan bộ thiết bị của 15 tổ máy còn lại của giai đọan 1 sẽ được hòan thành trong thời gian sắp tới để hoàn tất việc lắp đặt toàn bộ 20 tổ máy cho giai đọan 1.
Tổng công suất của nhà máy điện gió tại Bình Thuận trong giai đoạn này là 30MW do Công Ty Cổ Phần Năng Lượng Tái Tạo Việt Nam (REVN) làm chủ đầu tư. Thời gian hoạt động của dự án là 49 năm. Nhà máy được xây dựng trên diện tích 328ha.Theo kế hoạch giai đoạn 2 sẽ mở rộng sau đó với công suất lên 120MW. Tháng 10-2008 tại Hà Nội đã diễn ra lễ ký kết giữa Tổng Công Ty Điện Lực Dầu Khí Việt Nam (PV Power) thuộc Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam và Tập Đoàn Luyện Kim của Argentina Industrias Metallurgica Pescamona S.yF (IMPSA) thỏa thuận chi tiết về việc sản suất và phát triển các dự án điện gió và thủy điện tại Việt Nam.
Hai bên đã đồng ý góp vốn để kinh doanh và thương mại hóa tua bin gió, phát triển và quản lý các dự án điện gió, cung cấp các dịch vụ bảo trì, sửa chữa các thiết bị điện gió ở Việt Nam. Hai bên cũng đã kí thỏa thuận hợp tác triển khai nhà máy điện gió công suất 1 GW trên diện tích 10.000 ha nằm cách xã Hòa Thắng huyện Bắc Bình tỉnh Bình Thuận khoảng 6 km về hướng đông bắc. Nhà máy sẽ được lắp đặt tua bin gió IMPESA Unipower IWP –Class II công suất 2,1MW các tổ máy gồm nhiều tua bin gió cho phép sản xuất 5,5Gwh/năm. Dự kiến tổng vốn đầu tư cho dự án là 2,35 tỷ USD trong 5 năm.
Hai bên cũng thỏa thuẩn về dự án sản xuất tua bin gió công suất 2MW có sải cánh quạt dài 80m cho Việt Nam và cho xuất khẩu ra nước ngoài. Những đế án khác chẳng hạn như: Phương Mai - Quy-Nhơn với công xuất 2.5 MW do chuyên viên tập đòan Avantis Energy Group; Hai đề án với công xuất 150 MW & 80 MW tại tỉnh Lâm Đồng đang được tích cực triễn khai; Công ty Thụy Sĩ Aerogie Plus Solution AG lắp đặt nhà máy điện gió có công xuất 7.5 MW kết hợp với động cơ diesel tại Côn Đảo , tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu.