Thiết kế mô hình máy phát điện năng lượng sóng biển theo nguyên lý Pelamis

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

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

1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1. Đối tượng nghiên cứu

1.4.2. Phạm vi nghiên cứu

1.5. Phương pháp nghiên cứu

1.6. Kết cấu của luận văn

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu

2.2. Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố

2.2.1. Các kết quả nghiên cứu ngoài nước

2.2.2. Các kết quả nghiên cứu trong nước

3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1. Năng lượng truyền thống

3.2. Năng lượng thủy điện

3.3. Năng lượng địa nhiệt

3.4. Tổng quan về năng lượng gió

3.5. Tổng quan về năng lượng thủy triều

3.6. Năng lượng sóng biển

3.6.1. Máy phát kiểu phao – trục – đòn bẩy

3.6.2. Máy phát kiểu phao nổi

3.6.3. Máy phát sử dụng sóng biển kiểu pittông thủy khí

3.6.4. Máy phát kiểu giàn khoan

3.6.5. Máy phát điện sử dụng tuabin khí và hơi

3.6.6. Máy phát điện dạng chuyển động tịnh tiến

3.6.7. Máy phát điện kiểu rắn biển

3.6.8. Máy phát điện kiểu cánh ngầm

3.7. Lựa chọn phương án khai thác và mô hình tính toán

3.7.1. Cơ sở tính toán thiết kế

3.7.2. Tính toán thiết kế phao

3.7.3. Cơ sở lí luận về vật nổi

3.7.4. Phản lực theo phương ngang

3.7.5. Phản lực theo phương đứng

3.7.6. Điều kiện nổi của các vật

3.7.7. Tính toán xilanh thủy lực

3.7.7.1. Khái niệm chung về xilanh thủy lực

3.7.7.2. Những đặc tính vật lí chủ yếu của chất lỏng

3.7.7.3. Các thông số cơ bản của xilanh thủy lực

3.7.8. Tính toán và thiết kế piston

3.7.9. Tính toán đường ống dẫn và vòi phun

3.7.10. Phân loại dòng chảy

3.7.10.1. Dòng chảy không điều và dòng chảy điều

3.7.10.2. Dòng chảy có áp, không áp, dòng tia

3.7.11. Tính toán dòng lưu chất trong đường ống

3.7.12. Tính dòng lưu chất tại vòi phun

3.7.13. Cơ sở thiết kế tuabin nước

3.7.13.1. Giới thiệu tuabin nước

3.7.13.2. Giới thiệu một số dạng turbine nước thông dụng

3.7.13.3. Phân loại tuabin và phạm vi sử dụng

4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

4.1. Thông số ban đầu

4.2. Tính toán phao

4.3. Tính áp lực của sóng tác động vào phao

4.4. Tính lưu lượng và áp suất trong xilanh

4.5. Tính lưu lượng, áp suất trong đường ống vòi phun và turbine

4.6. Tính toán trục của turbin

4.7. Nguyên lý hoạt động của thiết bị

4.7.1. Theo nguyên lý Pelamis

4.7.2. Theo nguyên lý cảm ứng điện từ

4.8. Mô hình máy phát điện theo nguyên lý Pelamis

4.9. Cấu tạo mô hình

4.10. Nguyên lý hoạt động mô hình

5. CHƯƠNG 5: THI CÔNG MÔ HÌNH

5.1. Thanh treo mô hình

5.2. Mô đun không mang thiết bị phát điện

5.3. Đầu nối dẫn dầu thủy lực + hệ thống ống

5.4. Van một chiều

5.5. Xi lanh tạo lực đẩy

5.6. Tua bin phát

5.7. Các thiết bị phụ trợ khác

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

6.1. Kết quả thực nghiệm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Đề tài 'Thiết kế mô hình máy phát điện năng lượng sóng biển theo nguyên lý Pelamis' được thực hiện nhằm khai thác tiềm năng năng lượng tái tạo từ sóng biển. Năng lượng sóng biển là một nguồn năng lượng sạch, có khả năng cung cấp điện năng cho các khu vực ven biển và hải đảo. Việc phát triển mô hình máy phát điện này không chỉ giúp giảm tải cho lưới điện quốc gia mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường. Theo báo cáo, năng lượng sóng biển có thể trở thành nguồn năng lượng chủ yếu trong tương lai, nhờ vào tính bền vững và khả năng tái tạo của nó.

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Nhu cầu năng lượng ngày càng tăng trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Việt Nam có bờ biển dài và tiềm năng lớn về năng lượng sóng biển. Việc khai thác nguồn năng lượng này không chỉ giúp đáp ứng nhu cầu điện năng mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Hệ thống phát điện theo nguyên lý Pelamis được nghiên cứu và phát triển nhằm tận dụng tối đa năng lượng sóng biển, với ưu điểm về hiệu suất và chi phí chế tạo thấp.

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đề tài này không chỉ có giá trị nghiên cứu mà còn có ứng dụng thực tiễn cao. Việc chế tạo mô hình máy phát điện từ năng lượng sóng biển sẽ tạo ra thiết bị phục vụ cho nghiên cứu và phát triển các hệ thống năng lượng tái tạo. Điều này sẽ góp phần vào việc cung cấp nguồn điện năng dồi dào cho các khu vực dân cư ven biển và hải đảo, đồng thời thúc đẩy sự phát triển bền vững trong ngành năng lượng.

II. Tổng quan

Năng lượng tái tạo đang trở thành xu hướng toàn cầu, đặc biệt là năng lượng từ sóng biển. Các nghiên cứu cho thấy rằng năng lượng sóng biển có thể cung cấp một lượng điện năng lớn mà không gây hại cho môi trường. Hệ thống phát điện theo nguyên lý Pelamis là một trong những công nghệ tiên tiến nhất hiện nay, cho phép chuyển đổi năng lượng sóng thành điện năng một cách hiệu quả. Các nghiên cứu trong và ngoài nước đã chỉ ra rằng việc phát triển năng lượng sóng biển cần được đẩy mạnh để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng.

2.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu

Ngành điện tại Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc cung cấp đủ điện cho nền kinh tế. Nguồn điện hiện tại chủ yếu từ thủy điện và nhiệt điện, nhưng tiềm năng khai thác đã gần cạn kiệt. Năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng sóng biển, đang được xem là giải pháp khả thi để giải quyết vấn đề này. Việc phát triển các hệ thống phát điện từ năng lượng sóng biển sẽ giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống.

2.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trên thế giới về việc khai thác năng lượng sóng biển. Các thiết bị như Pelamis đã được thử nghiệm và chứng minh hiệu quả trong việc chuyển đổi năng lượng sóng thành điện năng. Tại Bồ Đào Nha, hệ thống Pelamis đầu tiên đã được triển khai và cho thấy tiềm năng lớn trong việc cung cấp điện từ sóng biển. Các nghiên cứu này không chỉ mở ra hướng đi mới cho ngành năng lượng mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường.

III. Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết của mô hình máy phát điện năng lượng sóng biển theo nguyên lý Pelamis bao gồm các khái niệm về năng lượng sóng, nguyên lý hoạt động của thiết bị và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống. Năng lượng sóng biển được tạo ra từ sự chuyển động của nước, và thiết bị Pelamis sử dụng nguyên lý bơm thủy lực để chuyển đổi năng lượng này thành điện năng. Việc hiểu rõ các yếu tố này là rất quan trọng để tối ưu hóa thiết kế và hiệu suất của máy phát điện.

3.1 Năng lượng sóng biển

Năng lượng sóng biển là một dạng năng lượng tái tạo, được tạo ra từ sự chuyển động của nước do tác động của gió. Năng lượng này có thể được khai thác thông qua các thiết bị chuyên dụng, như hệ thống Pelamis. Năng lượng sóng biển có ưu điểm là không gây ô nhiễm môi trường và có khả năng cung cấp điện năng liên tục, đặc biệt là ở các khu vực ven biển.

3.2 Nguyên lý hoạt động của thiết bị Pelamis

Thiết bị Pelamis hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển động của sóng biển. Hệ thống phao được thiết kế để nổi trên mặt nước, và khi sóng tác động, nó sẽ tạo ra chuyển động cơ học. Chuyển động này được chuyển đổi thành năng lượng điện thông qua hệ thống bơm thủy lực. Thiết kế này cho phép thiết bị hoạt động hiệu quả trong nhiều điều kiện sóng khác nhau, tối ưu hóa khả năng sản xuất điện.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Thiết kế máy phát điện từ năng lượng sóng biển theo nguyên lý Pelamis