Nghiên cứu phát triển trụ đèn chiếu sáng công cộng bằng tuabin gió Quiet Revolution GB Gorlov

TRANG TỰA

LÝ LỊCH KHOA HỌC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về trụ đèn chiếu sáng

1.1.1. Trụ đèn chiếu sáng

1.1.2. Phân loại trụ đèn chiếu sáng

1.1.2.1. Trụ đèn cao áp

1.1.3. Trụ đèn chiếu sáng giao thông công cộng

1.1.4. Trụ đèn tín hiệu giao thông

1.1.5. Trụ đèn trang trí

1.2. Trụ đèn chiếu sáng công cộng

1.2.1. Trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện lưới quốc gia

1.2.2. Trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện mặt trời

1.2.3. Trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện gió

1.2.3.1. Tuabin gió trục ngang (HAWT)

1.2.3.2. Tuabin gió trục đứng (VAWT)

1.2.3.3. Tuabin cánh xoắn Quiet – Revolution

1.2.4. Tuabin gió trục đứng cánh xoắn Quiet - Revolution

1.2.4.1. Kết cấu cánh tuabin

1.2.4.2. Vật liệu chế tạo tuabin Quiet - Revolution

1.2.5. Thực trạng ứng dụng tuabin Quiet - Revolution ở Việt Nam

1.2.6. Các nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.6.1. Các nghiên cứu ngoài nước

1.2.6.2. Những nghiên cứu trong nước

1.2.7. Ý kiến thảo luận và đề xuất nhiệm vụ của đề tài

1.2.7.1. Ý kiến thảo luận

1.2.7.2. Đề xuất nhiệm vụ của đề tài

2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nội dung nghiên cứu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp kế thừa

2.2.2. Phương pháp thu thập thông tin

2.2.3. Phương pháp tính toán thiết kế

2.2.4. Phương pháp nghiên cứu phục vụ thực nghiệm

2.2.4.1. Vật liệu và trang thiết bị thực nghiệm

2.2.4.2. Phương pháp đo đạc thực nghiệm

2.2.5. Phương pháp kiểm tra đánh giá

3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1. Cánh tuabin dạng thẳng

3.1.1. Định luật Betz

3.1.2. Công suất và hiệu suất gió tuabin

3.1.3. Tỉ số tốc độ gió đầu cánh (TSR)

3.1.4. Động lực học cánh VAWT

3.2. Cánh xoắn kiểu Quiet - Revolution

3.2.1. Biên dạng cánh NACA

3.2.1.1. Dạng đối xứng

3.2.1.2. Biên dạng NACA không đối xứng

3.2.2. Tính toán biên dạng NACA

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1. Đề xuất thông số thiết kế hệ thống trụ đèn điện gió CSCC

4.1.1. Các yêu cầu lắp đặt hệ thống trụ đèn điện gió CSCC

4.1.2. Yêu cầu về chiếu sáng

4.1.3. Lựa chọn đèn

4.2. Thiết kế biên dạng cánh, kết cấu tuabin gió trục đứng cánh xoắn

4.2.1. Thông số thiết kế tuabin

4.2.2. Thiết kế biên dạng cánh tuabin

4.2.2.1. Yêu cầu thiết kế

4.2.2.2. Tính toán thiết kế biên dạng cánh tuabin

4.2.3. Thiết kế kết cấu tuabin gió Quiet - Revolution

4.2.3.1. Yêu cầu thiết kế

4.2.3.2. Thiết kế kết cấu tuabin

4.2.3.3. Mô phỏng áp suất và lực tác động lên cánh tuabin

4.2.4. Thiết kế mạch điện hệ thống

4.2.4.1. Yêu cầu chung của mạch điện hệ thống tuabin gió

4.2.4.2. Tính toán công suất lưu trữ điện năng

4.2.4.3. Chọn bộ điều khiển sạc cho hệ pin lưu trữ điện năng

4.3. Chế tạo tuabin gió Quiet - Revolution

4.3.1. Chế tạo tuabin gió Quiet - Revolution

4.3.1.1. Gia công chế tạo cánh tuabin gió Quiet - Revolution

4.3.1.2. Gia công chế tạo khung tuabin gió Quiet - Revolution

4.3.1.3. Gia công chế tạo đế lắp tuabin

4.3.1.4. Tổng thể tuabin gió trục đứng cánh xoắn công suất nhỏ kiểu Quiet - Revolution/GB (Gorlov) đã chế tạo hoàn chỉnh

4.3.2. Thiết kế trụ đèn chiếu sáng công cộng sử dụng điện gió

4.3.2.1. Yêu cầu kết cấu trụ đèn sử dụng điện gió

4.3.2.2. Chế tạo trụ đèn sử dụng điện gió

4.4. Khảo nghiệm sơ bộ tuabin gió trục đứng cánh xoắn

4.4.1. Thời gian và địa điểm khảo nghiệm kết cấu cơ khí

4.4.2. Khảo nghiệm kết cấu cơ khí của tuabin gió

4.4.2.1. Bố trí khảo nghiệm tuabin

4.4.2.2. Kết quả khảo nghiệm kết cấu cơ khí của tuabin gió

4.4.3. Kết quả khảo nghiệm hoạt động tuabin khi không tải

4.4.4. Kết quả khảo nghiệm hoạt động tuabin khi có tải

4.4.5. Kết quả khảo nghiệm ban đầu trụ đèn điện gió hoạt động thực tế

PHỤ LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về trụ đèn chiếu sáng công cộng

Trụ đèn chiếu sáng công cộng là một phần quan trọng trong hệ thống chiếu sáng đô thị. Chúng không chỉ cung cấp ánh sáng cho các tuyến đường mà còn góp phần nâng cao an toàn giao thông và tạo cảm giác an toàn cho người dân. Việc phát triển các giải pháp chiếu sáng hiệu quả và bền vững là cần thiết trong bối cảnh hiện nay, khi mà nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng cao. Trụ đèn chiếu sáng sử dụng tuabin gió là một trong những giải pháp tiềm năng, giúp giảm thiểu chi phí điện năng và bảo vệ môi trường. Hệ thống này không chỉ tận dụng nguồn năng lượng tái tạo mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường, nhờ vào việc sử dụng tuabin gió Quiet Revolution GB Gorlov.

1.1. Tính năng và lợi ích của trụ đèn chiếu sáng công cộng

Trụ đèn chiếu sáng công cộng sử dụng tuabin gió mang lại nhiều lợi ích. Đầu tiên, chúng giúp tiết kiệm chi phí điện năng nhờ vào việc sử dụng năng lượng tái tạo. Thứ hai, hệ thống này có thể hoạt động độc lập mà không cần kết nối với lưới điện, điều này rất hữu ích trong các khu vực hẻo lánh. Hơn nữa, tuabin gió kiểu Quiet Revolution có thiết kế đặc biệt giúp giảm tiếng ồn, tạo sự thoải mái cho người dân xung quanh. Cuối cùng, việc sử dụng đèn LED trong hệ thống chiếu sáng không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

II. Nghiên cứu và phát triển tuabin gió Quiet Revolution GB Gorlov

Nghiên cứu phát triển tuabin gió kiểu Quiet Revolution GB Gorlov là một phần quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất của hệ thống chiếu sáng công cộng. Tuabin gió này được thiết kế với cánh xoắn, giúp tối ưu hóa khả năng thu năng lượng gió ngay cả ở tốc độ gió thấp. Qua quá trình nghiên cứu, các thông số kỹ thuật của tuabin gió đã được xác định, bao gồm chiều cao, đường kính cánh và công suất. Kết quả cho thấy, tuabin gió có thể hoạt động hiệu quả ở tốc độ gió từ 2,5 m/s và bắt đầu nạp điện vào hệ thống khi tốc độ gió đạt 4,5 m/s. Điều này chứng tỏ rằng giải pháp năng lượng này có thể đáp ứng nhu cầu chiếu sáng trong nhiều điều kiện thời tiết khác nhau.

2.1. Thiết kế và chế tạo tuabin gió

Quá trình thiết kế và chế tạo tuabin gió kiểu Quiet Revolution bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, việc tính toán và thiết kế biên dạng cánh tuabin theo tiêu chuẩn NACA đã được thực hiện để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Sau đó, các vật liệu chế tạo được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực. Cuối cùng, quá trình chế tạo tuabin gió đã hoàn thành với các bước gia công cánh, khung và đế lắp. Kết quả là một sản phẩm hoàn chỉnh, sẵn sàng cho việc lắp đặt và thử nghiệm trong thực tế.

III. Ứng dụng thực tiễn và hiệu quả của hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng công cộng sử dụng tuabin gió kiểu Quiet Revolution GB Gorlov đã được thử nghiệm và cho thấy hiệu quả rõ rệt. Kết quả khảo nghiệm cho thấy, đèn chiếu sáng treo ở độ cao 5 m đạt được cấp chiếu sáng C theo tiêu chuẩn TCXDVN 259:2001, với vùng tán xạ rộng và độ rọi trung bình đạt 10 Lx. Điều này chứng tỏ rằng hệ thống không chỉ hoạt động hiệu quả mà còn đáp ứng được yêu cầu chiếu sáng cho các khu vực công cộng. Việc áp dụng công nghệ chiếu sáng này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu khí thải carbon từ việc sử dụng năng lượng hóa thạch.

3.1. Tác động môi trường và kinh tế

Việc sử dụng tuabin gió trong hệ thống chiếu sáng công cộng có tác động tích cực đến môi trường. Giảm thiểu việc sử dụng điện từ lưới điện giúp giảm lượng khí thải carbon, đồng thời bảo vệ tài nguyên thiên nhiên. Về mặt kinh tế, việc tiết kiệm chi phí điện năng sẽ giúp các địa phương giảm gánh nặng ngân sách, từ đó có thể đầu tư vào các lĩnh vực khác. Hệ thống này cũng tạo ra cơ hội việc làm trong lĩnh vực chế tạo và bảo trì thiết bị năng lượng tái tạo, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương.

Luận văn thạc sĩ về phát triển trụ đèn chiếu sáng công cộng sử dụng tuabin gió Quiet Revolution GB Gorlov