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,. Đặc điểm kỹ thuật: - Trụ cao từ 14 - 17 m. - Trụ đƣợc chế tạo bằng thép có độ dày 4 - 6 mm, đƣợc mạ nhúng kẽm nóng.
- Giàn đèn đƣợc gắn cố định trên đỉnh trụ. - Đế trụ có các gân tăng cƣờng đƣợc hàn xung quanh mặt bích và đáy trụ.2: Trụ đèn cao áp 1.2 Trụ đèn chiếu sáng giao thông công cộng Dùng cho chiếu sáng giao thông công cộng, xung quanh nhà máy, trƣờng học,.3: Trụ đèn chiếu sáng giao thông công cộng Đặc điểm kỹ thuật: - Trụ đƣợc thiết kế có lực kéo đầu trụ 147 N; - Chịu đƣợc áp lực gió lên đến 1,25 kN/m2 (tốc độ gió khoảng 45 m/s); - Thiết kế và chế tạo dựa theo tiêu chuẩn BS 5649 (tiêu chuẩn Anh) và EN 40 (tiêu chuẩn Châu Âu). - Vật liệu để chế tạo trụ đèn phù hợp với các TCVN (hoặc quốc tế), và phải 8 đƣợc kiểm định chất lƣợng tại các trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lƣờng chất lƣợng. - Đối với trụ đƣợc chế tạo liền cần không nối ngang thân và đƣợc hàn trên một đƣờng sinh dọc thân trụ.
- Trụ đƣợc bảo vệ chống oxy hóa bằng lớp mạ nhúng kẽm nóng, chiều dày lớp mạ không nhỏ hơn 65 µm, phù hợp tiêu chuẩn BS 729, ASTM A 123.3 Trụ đèn tín hiệu giao thông Đƣợc dùng để điều khiển phƣơng tiện giao thông trên các tuyến đƣờng bộ. Đặc điểm kỹ thuật: - Vật liệu để chế tạo trụ đèn phù hợp với các TCVN (hoặc quốc tế), và phải đƣợc kiểm định chất lƣợng tại các trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lƣờng chất lƣợng. - Trụ đƣợc bảo vệ chống oxy hóa bằng lớp mạ nhúng kẽm nóng, chiều dày lớp mạ không nhỏ hơn 65 µm, phù hợp tiêu chuẩn BS 729, ASTM A 123.4: Trụ đèn tín hiệu giao thông 1.4 Trụ đèn trang trí Trụ đèn trang trí đƣợc dùng trong trang trí & chiếu sáng sân vƣờn, công viên, đƣờng phố,… Trụ đèn trang trí đã và đang đƣợc nhiều khách hàng sử dụng cho mục đích chiếu sáng nhiều hơn bởi trụ đèn trang trí không chỉ dùng để chiếu sáng mà còn mang lại giá trị trang trí cho nơi ở, sân vƣờn, đƣờng phố đô thị ngay nay. 9 Trụ đèn trang trí có thân bằng nhôm đúc, đế bằng nhôm hoặc gang đúc.
Trên đỉnh cột đƣợc lắp các chùm đèn theo yêu cầu trang trí hoặc theo mục đích sử dụng.5: Trụ đèn trang trí 1.2 Trụ đèn chiếu sáng công cộng Trụ đèn chiếu sáng công cộng trong thực tế thƣờng sử dụng 2 dạng: trụ đèn chiếu công viên (trụ đèn trang trí), trụ đèn chiếu sáng phục vụ giao thông (trụ đèn cao áp, trụ đèn chiếu sáng giao thông công cộng). Để sử dụng năng lƣợng gió thì đòi hỏi trụ đèn phải cao để đón gió và nhƣ thế sẽ không phù hợp cho mục đích trang trí nên chủ yếu trong phần này ta khảo cứu chủ yếu là loại trụ đèn chiếu sáng phục vụ giao thông. Trụ đèn chiếu sáng phục vụ giao thông thƣờng đƣợc phân loại theo dạng năng lƣợng sử dụng nhƣ: trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện lƣới quốc gia, điện mặt trời, điện gió hoặc hỗn hợp. Về cơ bản các loại trụ đèn này có kết cấu giống nhau, sự khác biệt của chúng là ở độ cao và độ cứng vững phù hợp với dạng năng lƣợng sử dụng.1 Trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện lƣới quốc gia Trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện lƣới quốc gia là loại trụ đèn sử dụng nguồn năng lƣợng là năng lƣợng điện đƣợc lấy từ điện lƣới quốc gia.
Hiện tại các tỉnh, thành phố của Việt Nam bóng đèn trang bị cho trụ đèn này chủ yếu là đèn thủy ngân cao áp hoặc sodium cao áp. Loại đèn này tiêu thụ nhiều điện năng, hiệu suất chiếu 10 sáng chƣa cao, tuổi thọ trung bình chỉ đạt 6. Một vài dạng trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện lƣới quốc gia thƣờng đƣợc sử dụng trong thực tế ở các tỉnh, thành phố đƣợc giới thiệu ở hình 1. a) Trụ đèn cao áp b) Trụ đèn chiếu sáng đường giao thông Hình 1.6: Các trụ đèn chiếu sáng công cộng thường sử dụng Ƣu điểm: - Chi phí đầu tƣ ban đầu thấp; - Lắp đặt đơn giản; - Chi phí bảo trì, bảo dƣỡng định kỳ thấp; - Không gây ra tiếng ồn khi hoạt động.
Hạn chế: - Tiêu thụ nhiều điện năng, chi phí vận hành cao; - Lệ thuộc hoàn toàn vào lƣới điện quốc gia.2 Trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện mặt trời Đây là một hệ thống trụ đèn chiếu sáng sử dụng nguồn điện đƣợc chuyển đổi từ năng lƣợng mặt trời nhờ pin năng lƣợng mặt trời (solar cell) lắp cố định trên đầu cột gồm các thành phần sau: - Trụ đèn: mang, gắn kết các thành phần khác; 11 - Giá đỡ: lắp đặt tấm pin mặt trời; - Tấm pin năng lƣợng mặt trời; - Ắc-quy: lƣu trữ điện năng do pin mặt trời chuyển đến; - Bộ điều khiển: điều khiển quá trình lƣu trữ điện, tắt/mở đèn; - Hộp đèn và bóng đèn.7: Trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện mặt trời Ƣu điểm: - Không lệ thuộc vào điện lƣới quốc gia; - Khi vận hành không mất chi phí điện năng; - Không gây ra tiếng ồn khi hoạt động. Hạn chế: - Chi phí đầu tƣ ban đầu cao; - Cần thiết tích trữ điện năng (ắc-quy) đủ lớn để trữ điện năng phục vụ hoạt động chiếu sáng của đèn vào ban đêm vì khi đó không có nguồn điện sản sinh từ pin mặt trời; - Tấm pin mặt trời thƣờng đƣợc lắp cố định nên chỉ thu đƣợc điện năng cao nhất khi mặt trời chiếu thẳng góc với tấm pin nên để có đủ điện năng cần có tấm pin mặt trời lớn; - Chịu ảnh hƣởng rất lớn vào ánh sáng mặt trời trong ngày; - Phải đƣợc lắp đặt ở vị trí không có bóng che.3 Trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện gió Là hệ thống trụ đèn chiếu sáng sử dụng nguồn điện đƣợc chuyển đổi từ năng lƣợng gió nhờ một tuabin gió phù hợp gồm các thành phần sau: Hình 1.8: Trụ đèn chiếu sáng sử dụng điện gió Ƣu điểm: - Không lệ thuộc vào điện lƣới quốc gia; - Khi vận hành không mất chi phí điện năng; - Nếu là vùng có gió thƣờng xuyên, tốc độ gió đủ lớn thì thiết bị tích trữ điện năng không đòi hỏi công suất lớn để sử dụng cho đèn vì buổi tối thƣờng có gió nhiều hơn nên tuabin gió hoạt động thƣờng xuyên cấp đủ điện cho đèn chiếu sáng. Hạn chế: - Gây ra tiếng ồn lớn khi hoạt động, đặc biệt khi tốc độ gió lớn; - Hoạt động phụ thuộc vào tình hình gió trong ngày; - Trụ đèn cần lớn và cứng vững hơn trụ đèn thông thƣờng.
