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

Nghiên cứu phát triển trụ đèn chiếu sáng công cộng sử dụng tuabin gió kiểu Quiet Revolution GB Gorlov, giải pháp bền vững cho đô thị.

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
• Đề tài: Phát Triển Trụ Đèn Chiếu Sáng Công Cộng Sử Dụng Tuabin Gió Quiet Revolution GB
• Loại tài liệu: Đề Tài Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về trụ đèn chiếu sáng công cộng sử dụng tuabin gió Quiet Revolution GB

Trụ đèn chiếu sáng công cộng là một phần quan trọng trong hệ thống hạ tầng giao thông. Việc phát triển các trụ đèn này sử dụng tuabin gió kiểu Quiet Revolution GB không chỉ giúp tiết kiệm chi phí điện năng mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Hệ thống này sử dụng năng lượng tái tạo từ gió, giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn điện lưới quốc gia.

1.1. Đặc điểm của trụ đèn chiếu sáng công cộng

Trụ đèn chiếu sáng công cộng thường được thiết kế để cung cấp ánh sáng cho các khu vực công cộng. Chúng có thể sử dụng nhiều nguồn năng lượng khác nhau, trong đó có năng lượng gió từ tuabin gió.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng tuabin gió trong chiếu sáng

Việc sử dụng tuabin gió giúp giảm chi phí điện năng cho các địa phương. Hệ thống này hoạt động hiệu quả ngay cả ở tốc độ gió thấp, mang lại ánh sáng ổn định cho các khu vực thiếu điện.

II. Vấn đề chi phí điện năng trong chiếu sáng công cộng hiện nay

Chi phí điện năng cho hệ thống chiếu sáng công cộng đang là gánh nặng lớn cho ngân sách địa phương. Nhiều khu vực không có nguồn điện ổn định, dẫn đến việc cắt giảm chiếu sáng, ảnh hưởng đến an ninh và an toàn giao thông.

2.1. Tác động của chi phí điện năng đến ngân sách địa phương

Chi phí điện năng cao khiến nhiều địa phương phải cắt giảm chiếu sáng, gây ra tình trạng mất an ninh và tai nạn giao thông. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc tìm kiếm giải pháp thay thế.

2.2. Thách thức trong việc triển khai hệ thống chiếu sáng

Việc triển khai hệ thống chiếu sáng công cộng gặp nhiều khó khăn do ngân sách hạn chế. Nhiều địa phương không đủ khả năng chi trả cho chi phí điện năng, dẫn đến việc thiếu ánh sáng tại các khu vực quan trọng.

III. Phương pháp phát triển trụ đèn chiếu sáng sử dụng tuabin gió

Để phát triển trụ đèn chiếu sáng công cộng sử dụng tuabin gió Quiet Revolution GB, cần thực hiện các bước nghiên cứu và thiết kế cụ thể. Các phương pháp này bao gồm tính toán, thiết kế và chế tạo tuabin gió phù hợp với điều kiện địa phương.

3.1. Nghiên cứu thiết kế tuabin gió

Nghiên cứu thiết kế tuabin gió trục đứng cánh xoắn Quiet Revolution GB giúp tối ưu hóa hiệu suất chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng. Việc này đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả ở tốc độ gió thấp.

3.2. Chế tạo và lắp đặt hệ thống chiếu sáng

Chế tạo trụ đèn chiếu sáng sử dụng tuabin gió cần đảm bảo tính bền vững và khả năng hoạt động trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Hệ thống này có thể được lắp đặt tại nhiều khu vực khác nhau.

IV. Ứng dụng thực tiễn của trụ đèn chiếu sáng công cộng

Hệ thống trụ đèn chiếu sáng công cộng sử dụng tuabin gió Quiet Revolution GB đã được thử nghiệm và cho thấy hiệu quả cao trong việc cung cấp ánh sáng. Kết quả khảo nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và tiết kiệm chi phí.

4.1. Kết quả khảo nghiệm hệ thống chiếu sáng

Kết quả khảo nghiệm cho thấy tuabin gió có thể hoạt động hiệu quả ở tốc độ gió từ 2,5 m/s. Hệ thống chiếu sáng đạt tiêu chuẩn với độ rọi trung bình 10 Lx, đảm bảo an toàn cho người tham gia giao thông.

4.2. Ứng dụng tại các khu vực thiếu điện

Hệ thống chiếu sáng này đặc biệt hữu ích cho các khu vực không có điện lưới quốc gia. Việc sử dụng năng lượng gió giúp giảm bớt gánh nặng ngân sách địa phương và nâng cao chất lượng cuộc sống.

V. Kết luận và tương lai của trụ đèn chiếu sáng công cộng

Việc phát triển trụ đèn chiếu sáng công cộng sử dụng tuabin gió Quiet Revolution GB là một giải pháp bền vững cho vấn đề chi phí điện năng. Tương lai của hệ thống này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho cộng đồng.

5.1. Tiềm năng phát triển năng lượng gió

Việt Nam có tiềm năng lớn về năng lượng gió, việc phát triển các hệ thống chiếu sáng công cộng sử dụng tuabin gió sẽ góp phần vào việc sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng tái tạo.

5.2. Hướng đi cho các nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu suất của tuabin gió. Điều này sẽ giúp mở rộng ứng dụng của hệ thống chiếu sáng công cộng tại nhiều khu vực khác nhau.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Chi phí điện năng phục vụ cho hệ sinh thái chiếu sáng công cộng hiện chiếm khoảng 60% đến 70% tổng ngân sách chi trả năng lượng chiếu sáng đô thị tại các địa phương. Trong bối cảnh nguồn cung điện lưới quốc gia đang chịu nhiều áp lực và xu hướng chuyển dịch năng lượng xanh ngày càng cấp thiết, việc tìm kiếm giải pháp chiếu sáng độc lập, tự chủ năng lượng là nhiệm vụ có tính chiến lược cao. Đề tài tập trung giải quyết bài toán giảm thiểu gánh nặng ngân sách nhà nước thông qua việc phát triển hệ thống trụ đèn chiếu sáng giao thông ứng dụng máy phát điện gió cỡ nhỏ, hoạt động ổn định tại các vùng có vận tốc gió thấp hoặc địa hình bị che chắn.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là xác định kết cấu cơ khí tổng thể cho trụ đèn, tính toán thiết kế tối ưu biên dạng khí động học NACA và chế tạo thành công tuabin gió trục đứng cánh xoắn kiểu Quiet – Revolution/GB (Gorlov Basis) với công suất định mức 50W ở cấp điện áp 12V DC. Phạm vi nghiên cứu được triển khai thực nghiệm tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh, nơi có tốc độ gió trung bình năm dao động trong khoảng từ 2,5 m/s đến 4,5 m/s.

Ý nghĩa khoa học của đề tài thể hiện qua việc làm chủ phương pháp dựng hình không gian cánh xoắn phức tạp, trong khi ý nghĩa thực tiễn mang lại giải pháp chiếu sáng đạt tiêu chuẩn TCXDVN 259:2001 cấp C với độ rọi trung bình 10 Lux trên đường kính vệt sáng 10m ở chiều cao treo đèn 5m. Kết quả nghiên cứu mở ra tiềm năng nội địa hóa thiết bị năng lượng tái tạo phân tán, giảm 100% điện năng tiêu thụ từ lưới cho từng điểm đèn độc lập.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết khí động học tuabin gió hiện đại kết hợp với cơ học chất lưu ứng dụng. Trọng tâm lý thuyết bao gồm:

• Định luật Betz và giới hạn chuyển đổi năng lượng: Xác định ngưỡng hiệu suất khí động học cực đại lý thuyết mà rotor tuabin gió có thể khai thác từ động năng của dòng không khí, đạt mức trần 59,3% (Cp max = 0,593).
• Động lực học tuabin gió trục đứng (VAWT): Khảo sát sự phân bố lực nâng (Lift force) và lực cản (Drag force) tác động lên cánh rotor khi quay quanh trục thẳng đứng, thiết lập mối quan hệ giữa tỉ số tốc độ đầu cánh (Tip Speed Ratio - TSR, ký hiệu là $\lambda$) với hệ số công suất thực tế.
• Lý thuyết biên dạng cánh NACA 4 chữ số: Ứng dụng mô hình toán học giải tích của biên dạng cánh không đối xứng NACA 2412 nhằm tối đa hóa tỉ số lực nâng trên lực cản ($C_L / C_D$) tại các góc đón gió nhỏ.
• Nguyên lý cánh xoắn Gorlov (Gorlov Helical Turbine): Phân bố 3 cánh tuabin xoắn đều 120 độ quanh mặt trụ tròn xoay, giúp triệt tiêu điểm chết mô-men xoắn, giảm thiểu dao động áp suất tuần hoàn và nâng cao khả năng tự khởi động so với tuabin Darrieus cánh thẳng truyền thống.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa tính toán giải tích, mô phỏng tham số trên máy tính và kiểm chứng thực nghiệm thực tế:

• Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu đo đạc: Bộ dữ liệu thực nghiệm bao gồm 30 đợt đo đạc độc lập tương ứng với 6 dải vận tốc gió khảo sát từ 1,0 m/s đến 15,0 m/s (mỗi dải vận tốc thu thập 5 mẫu lặp lại liên tục để lấy giá trị trung bình thống kê nhằm loại trừ sai số ngẫu nhiên). Mẫu khảo nghiệm được thiết lập trong hai điều kiện môi trường: nguồn gió nhân tạo từ quạt công nghiệp Propeller Ventilator SHT-40 có điều tốc và nguồn gió tự nhiên ngoài trời tại khuôn viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.
• Trang thiết bị thu thập dữ liệu: Vận tốc gió được đo bằng thiết bị Anemometer AR816 có dải đo từ 0 đến 30 m/s (độ chính xác ±0,1 m/s); tốc độ quay rotor xác định qua máy đo quang laser không tiếp xúc Digital Tachometer AR926 với độ phân giải 0,1 vòng/phút (sai số ±0,05%); các thông số điện áp và dòng nạp ghi nhận qua đồng hồ đo vạn năng Uni-T UT204 và đồng hồ DC chuyên dụng; độ rọi mặt đường thu thập bằng thiết bị lux kế FLM 400.
• Phương pháp phân tích và mô phỏng: Tọa độ biên dạng cánh NACA 2412 được tính toán tự động qua hệ thống công thức giải tích trên phần mềm Microsoft Excel, sau đó nhập vào môi trường CAD SolidWorks để tạo mô hình 3D cánh xoắn không gian. Lý do lựa chọn mô hình hóa số kết hợp kiểm chứng thực nghiệm là nhằm đánh giá chính xác trường áp suất và phân bố ứng lực trên bề mặt cánh trước khi chế tạo cơ khí, giúp rút ngắn 40% thời gian thử nghiệm và giảm thiểu rủi ro biến dạng vật liệu khi vận hành ở dải gió giật trên 12,0 m/s.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình tính toán, chế tạo và khảo nghiệm vận hành thực tế của hệ thống trụ đèn chiếu sáng mang tuabin gió Quiet – Revolution/GB đã ghi nhận các kết quả định lượng cụ thể:

• Khả năng tự khởi động vượt trội: Nhờ góc xoắn 3 chiều liên tục phân bố đều 120 độ, tuabin có thể tự khởi động và bắt đầu quay ổn định ở tốc độ gió chỉ 2,5 m/s mà không cần bất kỳ cơ cấu trợ lực phụ trợ nào. Mức vận tốc này thấp hơn khoảng 28,5% so với ngưỡng khởi động thông thường của các loại tuabin gió trục ngang cùng phân khúc (thường yêu cầu từ 3,5 m/s trở lên).
• Ngưỡng nạp năng lượng hiệu quả: Máy phát điện bắt đầu tạo ra dòng nạp khả dụng vào hệ thống pin lưu trữ khi vận tốc gió đạt ngưỡng từ 4,5 m/s trở lên. Khi vận tốc gió đạt từ 6,0 m/s đến 7,5 m/s, hệ thống đạt công suất phát điện định mức 50W ở điện áp một chiều 12V DC qua bộ điều khiển sạc thông minh Wind Hybrid Controller MPPT 300W.
• Hiệu năng lưu trữ và cấp nguồn: Hệ thống sử dụng 4 cell pin Lithium Sắt Phốt-phát ($LiFePO_4$) dung lượng 40Ah kết hợp mạch giám sát bảo vệ pin (BMS), cho phép tích trữ đủ năng lượng để cấp nguồn liên tục cho đèn đường LED công suất 50W hoạt động liên tục từ 8 đến 10 giờ trong đêm.
• Chất lượng quang thông đạt chuẩn: Khi lắp đặt đèn ở độ cao 5,0m, hệ thống mang lại vùng phân bố ánh sáng hình elip với đường kính tán xạ đạt 10,0m, độ rọi trung bình đo được tại mặt đất là 10 Lux, đáp ứng hoàn toàn tiêu chuẩn chiếu sáng công cộng cấp C theo quy chuẩn TCXDVN 259:2001.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo nghiệm cho thấy biên dạng cánh xoắn NACA 2412 phát huy tối đa ưu điểm khí động học trong điều kiện dòng khí chuyển động rối và đổi hướng liên tục tại môi trường đô thị. Trong khi các dòng tuabin trục đứng cánh thẳng H-Rotor hay Giromill thường chịu hiện tượng dao động mô-men xoắn theo chu kỳ khiến rotor bị rung giật mạnh, kết cấu cánh xoắn của Quiet – Revolution/GB duy trì tổng lực nâng tiếp tuyến hầu như không đổi trong suốt vòng quay 360 độ. Điều này giúp triệt tiêu rung động cơ khí và duy trì độ ồn vận hành dưới 45 dB, hoàn toàn phù hợp để bố trí sát khu dân cư và dải phân cách đường phố.

Dữ liệu khảo nghiệm có thể được tổng hợp trực quan qua đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc gió và tốc độ vòng quay không tải của dynamo, cho thấy hàm số tăng trưởng tuyến tính rõ rệt từ 120 vòng/phút tại 2,5 m/s lên tới 650 vòng/phút tại 8,0 m/s. Đồng thời, đường đặc tính công suất phát điện theo vận tốc gió chứng minh hiệu suất chuyển đổi cơ - điện qua bộ điều khiển MPPT đạt trên 85% tại điểm công tác tối ưu. So với các hệ thống pin mặt trời đơn lẻ chỉ hấp thụ năng lượng vào ban ngày và bị suy giảm công suất do bụi bẩn, hệ thống tuabin gió Quiet – Revolution/GB hoạt động tối ưu vào ban đêm khi mật độ gió ven biển hoặc dải thông gió đường cao tốc tăng cao khoảng 30% đến 40% so với ban ngày.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hoàn thiện và mở rộng phạm vi ứng dụng của hệ thống trụ đèn chiếu sáng tích hợp tuabin gió trục đứng cánh xoắn, các định hướng giải pháp sau cần được triển khai:

• Tối ưu hóa vật liệu chế tạo cánh rotor: Các cơ sở sản xuất cơ khí cần chuyển dịch từ phương pháp gia công thủ công hoặc đúc hợp kim nhôm sang công nghệ ép định hình vật liệu Composite sợi thủy tinh hoặc sợi carbon. Giải pháp này giúp giảm 25% tự trọng của cánh, tăng độ bền mỏi dưới tác động của gió giật lên tới 45 m/s và kéo dài tuổi thọ vận hành trên 10 năm trong môi trường ven biển có độ ẩm mặn cao.
• Triển khai mô hình kết hợp điện gió - mặt trời lai (Hybrid): Đơn vị quản lý chiếu sáng công cộng nên lắp đặt thêm một tấm pin quang điện công suất khoảng 50W đến 80W trên đỉnh trụ đèn để tạo nguồn cấp điện hỗn hợp. Thời gian hoàn thiện thiết kế tích hợp dự kiến trong vòng 6 tháng, giúp tăng tính ổn định của nguồn nạp năng lượng trong cả mùa khô và mùa mưa lên thêm 45%.
• Ứng dụng hệ thống điều khiển thông minh IoT: Đội ngũ kỹ thuật cần tích hợp bộ vi điều khiển giám sát năng lượng từ xa qua sóng vô tuyến, tự động điều chỉnh giảm 50% công suất đèn LED sau 24h đêm (khi mật độ giao thông giảm thấp). Giải pháp này giúp tiết kiệm thêm 35% dung lượng pin lưu trữ và kéo dài chu kỳ nạp xả của khối pin $LiFePO_4$.
• Thực hiện dự án thử nghiệm quy mô cụm tuyến đường: Đề xuất Sở Khoa học và Công nghệ cùng Ủy ban nhân dân các địa phương phê duyệt triển khai thí điểm tuyến chiếu sáng mẫu gồm 20 đến 30 trụ đèn tại các tuyến đường giao thông nông thôn hoặc công viên ven biển trong lộ trình 12 tháng, làm cơ sở ban hành định mức kinh tế kỹ thuật trước khi nhân rộng đại trà.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị học thuật và thực tiễn phong phú cho nhiều nhóm độc giả chuyên môn:

• Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Kỹ thuật Cơ khí, Năng lượng tái tạo: Tiếp cận phương pháp luận thiết kế biên dạng cánh xoắn 3D phức tạp từ hệ tọa độ NACA 2412, phương pháp mô phỏng động lực học dòng chảy và kỹ thuật đo đạc thực nghiệm tuabin gió công suất nhỏ.
• Kỹ sư thiết kế hệ thống chiếu sáng đô thị và hạ tầng giao thông: Sử dụng toàn bộ bảng tính kết cấu cột đèn chịu tải trọng gió cấp 12 (áp lực gió 1,25 $kN/m^2$ theo tiêu chuẩn BS 5649 và EN 40), cùng giải pháp bố trí bộ lưu trữ pin và mạch điều khiển sạc thông minh trong thân trụ.
• Doanh nghiệp và xưởng sản xuất thiết bị cơ khí - điện tử: Nắm bắt quy trình công nghệ gia công, chế tạo mặt bích, trục quay, khung đỡ tuabin bằng hợp kim nhôm với chi phí gia công hợp lý, có khả năng thương mại hóa sản phẩm cạnh tranh trực tiếp với hàng ngoại nhập.
• Cán bộ quản lý quy hoạch đô thị và các cơ quan quản lý nhà nước: Tham khảo mô hình phân tán năng lượng xanh để xây dựng các đề án giảm phát thải carbon, quy hoạch đô thị thông minh và tiết kiệm ngân sách chi trả tiền điện cho các khu vực vùng sâu, vùng xa, hải đảo.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao tuabin gió trục đứng Quiet – Revolution lại phù hợp lắp đặt trên trụ đèn chiếu sáng đô thị hơn tuabin trục ngang?
Tuabin trục đứng cánh xoắn có khả năng đón gió từ mọi hướng mà không cần cơ cấu định hướng (đuôi lái gió), hoạt động êm ái với độ ồn rất thấp dưới 45 dB và không tạo rung chấn lớn lên thân cột. Ở độ cao treo đèn 5m đến 8m trong đô thị thường xuyên xuất hiện gió xoáy và gió đổi hướng liên tục do bị nhà cao tầng cản trở, dạng cánh xoắn giúp thu nhận năng lượng ổn định hơn 35% so với tuabin trục ngang.

2. Vận tốc gió tối thiểu để tuabin bắt đầu tạo dòng điện nạp vào hệ thống pin lưu trữ là bao nhiêu?
Hệ thống tuabin Quiet – Revolution/GB bắt đầu quay tự do ở vận tốc gió 2,5 m/s và bắt đầu kích hoạt quá trình nạp điện khả dụng vào pin lưu trữ khi tốc độ gió đạt từ 4,5 m/s trở lên. Khi gió đạt tốc độ danh định từ 6,0 m/s đến 7,5 m/s, tuabin phát huy trọn vẹn công suất 50W ở cấp điện áp nạp 12V DC.

3. Khả năng chiếu sáng của trụ đèn có đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành của Việt Nam không?
Có. Kết quả khảo nghiệm thực địa xác nhận đèn đường LED 50W gắn ở độ cao 5m tạo ra vùng sáng đồng đều có đường kính 10m với độ rọi trung bình đạt 10 Lux. Thông số này hoàn toàn thỏa mãn yêu cầu chiếu sáng giao thông công cộng cấp C theo tiêu chuẩn TCXDVN 259:2001.

4. Pin lưu trữ Lithium Sắt Phốt-phát ($LiFePO_4$) có ưu điểm gì so với ắc-quy axit-chì thông thường trong hệ thống này?
Khối pin $LiFePO_4$ 40Ah mang lại tuổi thọ nạp xả vượt trội trên 2.000 chu kỳ (cao gấp 4 đến 5 lần ắc-quy chì), kích thước nhỏ gọn dễ dàng lắp gọn trong hốc cột đèn, khả năng chịu nhiệt độ môi trường ngoài trời khắc nghiệt tốt và được tích hợp mạch BMS chống chai pin, ngăn ngừa cháy nổ tuyệt đối.

5. Chi phí chế tạo và tính khả thi khi sản xuất hàng loạt tuabin Quiet – Revolution tại các xưởng cơ khí Việt Nam như thế nào?
Nghiên cứu đã chuẩn hóa quy trình gia công từ vật liệu hợp kim nhôm định hình và phụ tùng cơ khí phổ thông trong nước. Chi phí chế tạo hoàn chỉnh một bộ tuabin và trụ đèn chỉ bằng khoảng 40% đến 50% so với việc nhập khẩu các hệ thống tương đương từ nước ngoài, chứng minh tính khả thi cao trong sản xuất đại trà.

Kết luận

• Xây dựng thành công cơ sở lý thuyết và thuật toán lập trình biên dạng cánh xoắn khí động học NACA 2412, giải quyết triệt để bài toán mô-men khởi động thấp của dòng tuabin VAWT truyền thống.
• Thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh mô hình tuabin gió trục đứng cánh xoắn Quiet – Revolution/GB công suất nhỏ (50W, 12V DC) tích hợp trực tiếp trên kết cấu trụ đèn chiếu sáng cao 5m.
• Xác nhận các thông số vận hành thực nghiệm ưu việt: tuabin tự quay tại tốc độ gió 2,5 m/s, bắt đầu nạp điện tại 4,5 m/s và phát huy tối đa công suất khi gió đạt trên 6,0 m/s.
• Cung cấp nguồn sáng đạt chuẩn cấp C (TCXDVN 259:2001) với độ rọi 10 Lux trên vệt sáng đường kính 10m, bảo đảm chiếu sáng độc lập liên tục từ 8 đến 10 giờ mỗi đêm.
• Kế hoạch phát triển tiếp theo tập trung vào việc thử nghiệm vật liệu composite sợi carbon và tích hợp mô-đun giám sát IoT trong vòng 12 tháng tới nhằm thương mại hóa rộng rãi.

Hãy chủ động liên hệ và hợp tác cùng các nhóm nghiên cứu cơ điện tử - năng lượng tái tạo để nhanh chóng chuyển giao công nghệ, ứng dụng giải pháp trụ đèn chiếu sáng dùng tuabin gió cánh xoắn vào các dự án giao thông xanh và phát triển đô thị bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu Giới thiệu lý do chọn đề tài, tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. - Chƣơng 1: Tổng quan Đề cập đến các loại tuabin gió, cùng các nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan. Trên cơ sở đó, phân tích tổng hợp để đi đến định hướng nghiên cứu. - Chƣơng 2: Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu Đề cập các nội dung nghiên cứu và thực hiện của đề tài cùng các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài.

- Chƣơng 3: Cơ sở lý thuyết Trình bày các cơ sở lý thuyết cần thiết, hệ thống công thức tính toán sử dụng trong đề tài. - Chƣơng 4: Kết quả nghiên cứu Trình bày, phân tích, đánh giá các kết quả nghiên cứu triển khai thực hiện đề tài. - Kết luận và kiến nghị; - Tài liệu tham khảo; - Phụ lục. 5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về trụ đèn chiếu sáng 1.1 Trụ đèn chiếu sáng Trụ đèn chiếu sáng là một thành phần của hệ thống đèn chiếu sáng công cộng giúp các công trình giao thông công cộng có đủ độ sáng cần thiết góp phần đảm bảo an toàn giao thông, trật tự an ninh xã hội.

Bên cạnh đó, các trụ đèn còn làm đẹp cảnh quan đô thị, thúc đẩy các hoạt động thƣơng mại, du lịch và gián tiếp góp phần nâng cao chất lƣợng cuộc sống của ngƣời dân đô thị. Trụ đèn chiếu sáng có rất nhiều kiểu dáng khác nhau phục vụ cho các mục đích khác nhau nhƣ trụ đèn công viên, trụ đèn sân bóng, trụ đèn chiếu sáng đƣờng phố,… Mặc dù có nhiều loại khác nhau, tuy nhiên đều có kết cấu chung gồm: móng cột, đế cột, thân cột, phần vƣơn ra,… Hình 1.1: Kết cấu chung của trụ đèn chiếu sáng 6 Đối với trụ đèn chiếu sáng đƣờng phố cần thiết kế, chế tạo theo tiêu chuẩn tiêu chuẩn (BS 5649, tr7) chịu đƣợc sức gió 45 m/s, hệ số gió giật 1,3 (tƣơng đƣơng vùng áp lực gió 1,25 kN/m2). Các mối hàn trên cột đƣợc hàn dọc tự động trong môi trƣờng khí bảo vệ CO2 đúng theo tiêu chuẩn mối hàn (TCVN 5400:1991 hoặc BS 5135 hay AWS D1. Thân cột là loại ống thép côn liên tục, không cho phép có mối hàn nối ngang thân.

Mặt cắt ngang của ống bao gồm nhiều loại theo yêu cầu thiết kế. Phần đế có cơ tính tƣơng đƣơng vật liệu thân cột và đƣợc tạo hình bởi công nghệ dập nóng. Phần đế, phần vƣơn ra của trụ đèn chiếu sáng thƣờng đƣợc nhúng kẽm nóng (BS 729 hoặc ASTM A 123) với chiều dày lớp mạ tối thiểu trên 1 mặt là 65 m (450 g/m2) đối với thép tấm có chiều dày từ 3 – 5 mm. Tuỳ theo yêu cầu có thể phủ sơn bề mặt ngoài với lớp sơn có cơ tính tốt, độ bền cao và chống rỉ sét tốt.

Trên thân cột có hốc cửa để phục vụ công việc đấu nối dây điện, dây tiếp địa, lắp đặt bảng điều khiển,… Cửa cột đƣợc thiết kế theo kiểu tháo rời hoặc lắp liền có khoá an toàn chống mất cắp. Ngoài ra, có thể còn có thiết kế khác với mục đích trang trí hoặc đƣợc chế tạo lớn hơn/cao hơn để lắp đặt thiết bị điều khiển cho các mục đích đặc biệt.2 Phân loại trụ đèn chiếu sáng Trụ đèn chiếu sáng khá đa dạng về mẫu mã và kích thƣớc tuỳ theo nhu cầu sử dụng mà có các loại nhƣ: trụ đèn cao áp, trụ đèn chiếu sáng giao thông công cộng, trụ đèn tín hiệu giao thông, trụ đèn trang trí.1 Trụ đèn cao áp Thƣờng sử dụng cho chiếu sáng một khu vực rộng lớn nhƣ: sân vận động, quảng trƣờng, sân bay, bến cảng, sân ga, vòng xoay giao lộ,.