Tuabin Gió là gì? Cấu Tạo và Lợi Ích sử dụng hiện nay (2019)

Tua bin gió là gì?

Tua bin gió là một thiết bị chuyển đổi động năng từ gió thành năng lượng cơ học, tiếp tục được chuyển đổi thành năng lượng điện trong một nhà máy điện gió.

Công nghệ tuabin gió là một công nghệ rất phức tạp bao gồm các ngành kỹ thuật đa ngành và rộng như khí động học, cơ học, động lực học kết cấu, khí tượng học cũng như kỹ thuật điện giải quyết việc tạo, truyền và tích hợp tuabin gió vào hệ thống điện.

Công nghệ tuabin gió đã trưởng thành qua nhiều năm và trở thành công nghệ năng lượng tái tạo hứa hẹn và đáng tin cậy nhất hiện nay. Nó đã di chuyển rất nhanh, kể từ đầu những năm 1980, từ các tuabin gió của một vài kilowatt đến các tuabin gió đa kích cỡ ngày nay.

Bên cạnh kích thước của chúng, thiết kế của tuabin gió đã thay đổi từ quy ước sang điều khiển tối ưu hóa trong chế độ vận hành và môi trường thị trường.

Thiết kế tuabin gió đã phát triển từ tốc độ cố định, điều khiển thụ động và với các bộ truyền động có hộp số , để trở thành tốc độ thay đổi, điều khiển chủ động và có hoặc không có hộp số, sử dụng công nghệ điện tử, khí động học và truyền động cơ học mới nhấtthiết kế tàu.

Sự khác biệt chính giữa tất cả các khái niệm tuabin gió được phát triển qua nhiều năm, liên quan đến thiết kế và điều khiển điện của chúng.

Ngày nay, các tuabin gió trên thị trường trộn lẫn và phù hợp với nhiều khái niệm sáng tạo, với công nghệ đã được chứng minh cho cả máy phát điện và điện tử công suất.

Sự thâm nhập điện liên tục và tập trung của các tuabin gió lớn vào các hệ thống điện tạo cảm hứng cho các nhà thiết kế phát triển cả máy phát điện tùy chỉnh và điện tử công suất, thực hiện các chiến lược hệ thống điều khiển hiện đại.

cấu tạo tuabin gió

Một tuabin gió bao gồm ba phần cơ bản: tháp, xà cừ và cánh quạt. Tháp này là một tháp lưới thép tương tự như tháp điện hoặc tháp hình ống bằng thép với một cái thang bên trong để xà cừ.

Hầu hết các tòa tháp không có kẻ, đó là dây cáp được sử dụng để hỗ trợ, và hầu hết được làm bằng thép đã được phủ một hợp kim kẽm để bảo vệ, mặc dù một số được sơn thay thế. Tháp của một tuabin thông thường do người Mỹ sản xuất cao khoảng 80 feet và nặng khoảng 19.000 pounds.

Vỏ bọc là một vỏ rỗng, mạnh mẽ, chứa các hoạt động bên trong của tuabin gió. Thường được làm bằng sợi thủy tinh, vỏ bọc chứa trục truyền động chính và hộp số. 

Nó cũng chứa bộ điều khiển cao độ lưỡi, hệ thống thủy lực điều khiển góc của lưỡi dao và ổ ngáp, điều khiển vị trí của tuabin so với gió. 

Máy phát điện và điều khiển điện tử là thiết bị tiêu chuẩn có thành phần chính là thép và đồng. Một vỏ bọc điển hình cho một tuabin hiện tại nặng khoảng 22.000 pounds.

Việc sử dụng vật liệu đa dạng nhất và thử nghiệm nhiều nhất với vật liệu mới xảy ra với lưỡi dao. Mặc dù vật liệu chủ yếu nhất được sử dụng cho các cánh quạt trong tuabin gió thương mại là sợi thủy tinh với lõi rỗng, các vật liệu khác được sử dụng bao gồm gỗ nhẹ và nhôm. 

Lưỡi gỗ là rắn, nhưng hầu hết các lưỡi dao bao gồm một lớp da bao quanh lõi rỗng hoặc chứa đầy một chất nhẹ như bọt nhựa hoặc tổ ong, hoặc gỗ balsa. Một lưỡi dao bằng sợi thủy tinh thông thường có chiều dài khoảng 15 métvà nặng khoảng 2.500 pounds.

Tua bin phát điện gió cũng bao gồm một hộp tiện ích, giúp chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng và được đặt ở chân tháp.

Nhiều loại cáp khác nhau kết nối hộp tiện ích với vỏ bọc, trong khi các loại khác kết nối toàn bộ tuabin với các tuabin gần đó và với một máy biến áp.

Lợi ích và nhược điểm môi trường

Một tuabin gió tạo ra điện từ những cơn gió vô tận không tạo ra ô nhiễm. Để so sánh, than, dầu và khí tự nhiên tạo ra một đến hai pound carbon dioxide (một loại khí thải góp phần vào hiệu ứng nhà kính và sự nóng lên toàn cầu) mỗi kilowatt giờ được sản xuất. 

Khi năng lượng gió được sử dụng cho nhu cầu điện, sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch cho mục đích này sẽ giảm. 

Sản lượng điện hàng năm hiện nay bằng tua-bin gió (3,7 tỷ kilowatt-giờ) tương đương với bốn triệu thùng dầu hoặc một triệu tấn than.

Tua bin gió không hoàn toàn không có nhược điểm môi trường. 

Nhiều người coi chúng là không thẩm mỹ, đặc biệt là khi các trang trại gió khổng lồ được xây dựng gần các khu vực hoang dã nguyên sơ. 

Những vụ giết chim đã được ghi nhận và những lưỡi dao xoáy tạo ra khá nhiều tiếng ồn. 

Những nỗ lực để giảm các hiệu ứng này bao gồm lựa chọn các địa điểm không trùng với các khu vực hoang dã hoặc các tuyến đường di cư của chim và nghiên cứu các cách để giảm tiếng ồn.

Tương lai

Tương lai chỉ có thể trở nên tốt hơn cho tuabin gió. Tiềm năng cho năng lượng gió phần lớn chưa được khai thác. 

Nghiên cứu hiện đang được thực hiện để tăng kiến ​​thức về tài nguyên gió. Điều này liên quan đến việc thử nghiệm ngày càng nhiều khu vực cho khả năng đặt các trang trại gió nơi gió là đáng tin cậy và mạnh mẽ. 

Các kế hoạch có hiệu lực để tăng tuổi thọ của máy từ năm năm lên 20 đến 30 năm, nâng cao hiệu quả của lưỡi dao, cung cấp khả năng kiểm soát tốt hơn, phát triển các đoàn tàu kéo dài hơn và cho phép bảo vệ và tiếp đất tốt hơn.