MỞ ĐẦU 1. Giới thiệu: Khái quát về năng lượng gió: Đã từ lâu, con người đã biết sử dụng năng lượng gió. Xứ Hòa Lan, nổi tiếng với những quạt gió khắp nước họ. Ngày xưa năng lượng này được xử dụng để xay lúa, bơm nước.
Kể từ khi có năng lượng dầu khí, năng lượng gió lùi dần vào quên lãng. Nhưng kể từ khi khủng hoảng năng lượng năm 1970, năng lượng tái tạo được chú ý trở lại. Sự chú ý này càng được gia tăng với vấn đề quả đất hâm nóng. Vào thập niên 1980, những trại điện gió (wind farm) bắt đầu được thiết kế và xây cất.
Trong hơn hai mươi năm qua, điện gió đã có những bước tiến vượt bậc. Với giá thành ban đầu gấp mười lần giá điện sản xuất từ than, giá một kilowatt-giờ điện sản xuất bằng gió đã tiến gần giá US $ 6 cents/kW-h điện sản xuất từ than đá. Tất cả những trại điện gió đều dùng loại turbine trục ngang. Phần lớn công xuất của những turbine ngang ở mức 1.5 MW cho tới 3 MW.
Hiện nay ở các nơi trên thế giới, nhiều dự án được đề ra với mục đích nâng cao sự đóng góp của năng lượng tái tạo. Ở Âu châu, nhiều quốc gia nêu mục tiêu 20% năng lượng tái tạo năm 2020. Ở Trung Quốc, mục tiêu nêu ra 3% điện từ nguồn tái tạo (không tính thủy điện). Tại bang Texas ở Mỹ,nhà kinh doanh TB Pickens sẽ thiết lâp trại điện gió trên 4.000 MW, chi phí trên 4 tỷ dollar.
Hiện nay các công ty làm phụ tùng điện gió sản xuất không đủ cung cấp cho nhu cầu. Năng lượng gió ngoài biển Để thực sự khai thác tiềm năng điện gió, phải ra biển. Tiềm năng gió ngoài biển so với trong lục địa Hình 1.1 nêu tiềm năng điện gió ngoài biển ở Âu Châu. Trên lục địa, vận tốc gió khoảng 6 mét/giây.
Ngoài khơi, vận tốc gió lên đến trên 10 mét/giây. Năng lượng gió tỷ lệ với vận tốc gió luỹ thừa 3. Thế có nghĩa với vận tốc gió đó, năng lượng điện gió sẽ tăng gấp gần 5 lần. Nếu tính theo tiềm năng, nước Na-Uy có khả năng sản xuất 20.000 tỷ kW-h mỗi năm, đủ dùng cho 2 tỷ gia đình tại các nước phát triển (hơn cả dân số Âu Châu).
Nếu tính theo giá trị kinh tế, năng lượng gió biển trị giá hơn 2,000 tỷ dollar, gấp hơn 10 lần Na-Uy thu được từ dầu khí. Gặt hái năng lượng gió biển Để gặt hát năng lượng gió biển, các nước Âu Châu đang tiến hành một số những dự án. Thông thường nhất là phương pháp của Đan Mạch: dùng turbine ngang, đóng cọc xuống đáy biển. Trại điện gió Horn Rev trong hình 1.2 tượng trưng cho phương pháp này.
Phương pháp này giải quyết được biển có độ sâu dưới 30 mét. Tuy thế giá thành vẫn cao bởi vì 4 lý do sau: • Giá turbine ngang cao • Giá xây nền móng cao 2 • Giá lắp ráp cao • Giá bảo trì cao Hình 1. Trại Điện Gió Horn Rev Ở Đan Mạch Vì thế cho nên ứng dụng của giải pháp này còn giới hạn. Trại Điện Gió Nổi Hình 1.
Turbine Gió Trục Dọc - VAWT - Ở California 3 Tiềm năng điện gió biển ở Việt Nam Tiềm năng điện gió ở Việt Nam thật là lớn gấp nhiều lần so với lục địa. Nếu tính theo Hình 1.4 thì miền duyên hải Nam Trung Bộ và Nam Bộ có khả năng sản xuất 5,000 tỷ kW-h mỗi năm, có khả năng chu toàn gấp nhiều lần nhu cầu điện cho Việt Nam và các nước lân cận. Gió Ngoài Biển Đông Để khai thác nguồn năng lượng này, dĩ nhiên cần đầu tư. Để khuyến khích đầu tư, chính quyền cần chính sách năng lượng tái tạo, mạng lưới điện, đầu tư … mong thu hút vốn ngoại cho các trại điện gió ngoài biển.
Năng lượng gió Định nghĩa: - Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất. Năng lượng gió là một dạng năng lượng của Mặt Trời. Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất. 4 Sự hình thành năng lượng gió: - Bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng đều làm cho bầu khí quyển, nước và không khí nóng không đồng đều.
Một nửa bề mặt của Trái Đất, ban đêm, bị che khuất không nhận bức xạ của Mặt Trời và thêm vào đó là bức xạ Mặt Trời gần xích đạo nhiều hơn ở các cực, ở đó có sự khác nhau về nhiệt độ và vì thế có sự khác nhau về áp suất và không khí ở xích đạo và hai cực, cũng như không khí giữa mặt ban ngày và mặt ban đêm của Trái Đất di động tạo thành gió. Trái Đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy không khí và vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi nên cũng tạo không khí theo mùa. - Do bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Coriolis được tạo thành từ sự quay quanh trục củaTrái Đất nên không khí đi từ vùng áp cao đến áp thấp không chuyển động năng thắng mà tạo thành các cơn gió xoáy khác nhau từ Bắc bán cầu về Nam bán cầu. - Ngoài các yếu tố có tính toàn cầu trên gió cũng bị ảnh hưởng bởi từng địa hình của từng địa phương.
Do nước và đất có nhiệt dung khác nhau nên ban ngày đất nóng nhanh hơn nước, tạo nên sự khác biệt về áp suất và vì thế có gió thổi từ biển hay sông, hồ vào đất liền. Vào ban đêm nước nguội đi nhanh hơn và hiệu ứng này có chiều ngược lại. Sử dụng năng lượng gió: - Năng lượng gió đã được sử dụng hàng trăm năm nay. Con người đã dùng năng lượng gió để di chuyển thuyền buồm hay khinh khí cầu.
Ngoài ra năng lượng gió còn được sử dụng tạo công cơ học để làm quay cối xay gió hay điện năng tubin-gió, xe chạy bằng năng lượng gió… Tình hình năng lượng gió ở Việt Nam Tình hình cung- cầu điện năng ở Việt Nam: - Tốc độ tăng trưởng trung bình của sản lượng điện ở Việt Nam trong 20 năm trở lại đây đạt mức rất cao, khoảng 12-13% /năm - tức là gần gấp đôi tốc độ tăng trưởng 5 GDP của nền kinh tế. Chiến lược công nghiệp hóa và duy trì tốc độ tăng trưởng cao để thực hiện, dân giàu, nước mạnh và tránh nguy cơ tụt hậu sẽ còn tiếp tục đặt lên vai ngành điện nhiều trọng trách và thách thức to lớn trong những thập niên tới. Để hoàn thành được những trọng trách này, ngành điện phải có khả năng dự báo nhu cầu về điện năng của nền kinh tế, trên cơ sở đó hoạch định và phát triển năng lực cung ứng của mình. - Việc ước lượng nhu cầu về điện không hề đơn giản, bởi vì nhu cầu về điện là nhu cầu dẫn xuất.
Chẳng hạn như nhu cầu về điện sinh hoạt tăng cao trong mùa hè là do các hộ gia đình có nhu cầu điều hòa không khí, đá và nước mát. Tương tự như vậy, các công ty sản xuất cần điện là do điện có thể được kết hợp với các yếu tố đầu vào khác (như lao động, nguyên vật liệu v.) để sản xuất ra các sản phẩm cuối cùng. Nói cách khác, chúng ta không thể ước lượng nhu cầu về điện một cách trực tiếp mà phải thực hiện một cách gián tiếp thông qua việc ước lượng nhu cầu của các sản phẩm cuối cùng. Nhu cầu này,đến lượt nó, lại phụ thuộc vào nhiều biến số kinh tế và xã hội khác.
- Nếu tốc độ phát triển nhu cầu về điện tiếp tục duy trì ở mức rất cao 14-15%/năm như mấy năm trở lại đây thì đến năm 2010 cầu về điện sẽ đạt mức 90.000 GWh, gấp đôi mức cầu của năm 2005. Theo dự báo của Tổng Công ty Điện lực Việt Nam, nếu tốc độ tăng trưởng GDP trung bình tiếp tục được duy trì ở mức 7,1%/năm thì nhu cầu điện sản xuất của Việt Nam vào năm 2020 sẽ là khoảng 200.000 GWh, vào năm 2030 là 327. Trong khi đó, ngay cả khi huy động tối đa các nguồn điện truyền thống thì sản lượng điện nội địa của chúng ta cũng chỉ đạt mức tương ứng là 165. Điều này có nghĩa là nền kinh tế sẽ bị thiếu hụt điện một cách nghiêm trọng, và tỷ lệ thiếu hụt có thể lên tới 20-30% mỗi năm.
Nếu dự báo này của Tổng Công ty Điện lực trở thành hiện thực thì hoặc là chúng ta phải nhập khẩu điện với giá đắt gấp 2-3 lần so với giá sản xuất trong nước, hoặc là hoạt động sản xuất của nền kinh tế sẽ rơi vào đình trệ, còn đời sống của người dân sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Đứng trước thách thức thiếu hụt điện năng, chúng ta cần tìm ra một nguồn năng lượng mới, năng lượng gió. 6 Tiềm năng của năng lượng gió ở Việt Nam: - Nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với bờ biển dài, Việt Nam có một thuận lợi cơ bản để phát triển năng lượng gió. Trong chương trình đánh giá năng lượng cho châu Á, Ngân hàng thế giới có đã có một khảo sát chi tiết về năng lượng gió khu vực Đông Nam Á trong đó có Việt Nam.
Theo tính toán của nghiên cứu này, trong bốn nước được khảo sát thì Việt Nam có tiềm năng gió lớn nhất và hơn hẳn các quốc gia lân cận là Thái Lan, Lào, Campuchia. Trong khi Việt Nam có tới 8,6% diện tích lãnh thổ được đánh giá có tiềm năng từ “tốt” đến “rất tốt” để xây dựng các trạm điện gió cỡ lớn thì diện tích này ởThái Lan là 0,2%, ở Lào là 2,9%, và ở Campuchia là 0,2%. - Tổng điện năng điện gió của Việt Nam là 513.600 MW tức là bằng hơn 200 lần công suất của thủy điện Sơn La và hơn 10 lần tổng dự báo ngành điện vào năm 2020. Nếu xét tiêu chuẩn để xây dựng các trạm điện gió cỡ nhỏ phục vụ cho phát triển kinh tế ở những vùng khó khăn thì Việt Nam có đến 41% diện tích nông thôn có thể phát triển điện gió loại nhỏ.
Nếu so sánh con số này với nước láng giềng thì Campuchia có 6%, Lào có 13% và Thái Lan có 9% diện tích nông thôn có thể phát triển điện gió loại nhỏ. Đây quả thật là ưu đãi dành cho Việt Nam mà chúng ta chưa nghĩ đến cách tận dụng. Các trạm điện năng lượng gió đã và đang được xây dựng ở Việt Nam: - Hiện tại Việt Nam có tất cả 20 dự án điện 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.
