Thạc Sĩ Nghiên cứu thiết kế hệ thống phát điện bằng sức gió công suất nhỏ

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới, nhu cầu sử dụng năng
lượng cũng tăng cao. Năng lượng tái tạo còn gọi là năng lượng phi truyền thống nói
chung, năng lượng gió nói riêng là một trong những lĩnh vực quan trọng và đang dần
được quan tâm nghiên cứu ứng dụng rộng rãi.

Một trong những vấn đề cần phải được giải quyết, đó là năng lượng gió không
ổn định và mang tính chu kỳ. Năng lượng gió thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố đặc
biệt là không gian và thời gian. Chính vì thế việc nhanh chóng điều tra, đánh giá để
xác định các số liệu về tốc độ gió ở một khu vực cụ thể là việc làm rất cần thiết và
quan trọng đối với công tác nghiên cứu ứng dụng hệ thống phát điện sử dụng năng
lượng gió.

Sau thời gian hơn 2 năm học và tập nghiên cứu tại Trường Đại Học Kỹ Thuật
Công Nghiệp Thái Nguyên tôi đã được giao đề tài luận văn tốt nghiệp với nội dung:
“Nghiên cứu thiết kế hệ thống phát điện bằng sức gió công suất nhỏ”. Với sự giúp
đỡ ủng hộ của các thầy cô giáo, các bạn bè đồng nghiệp, gia đình cũng như sự nỗ lực
của bản thân đến nay tôi đã hoàn thành bản luận văn với đầy đủ nội dung của đề tài.
Tuy nhiên, do còn hạn chế về kiến thức, tài liệu tham khảo và trình độ ngoại
ngữ, đồng thời thời gian nghiên cứu không dài cũng như đây là một lĩnh vực còn
tương đối mới mẻ nên bản luận văn của tôi sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót
nhất định. Tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè
đồng nghiệp và những ai quan tâm đến vấn đề này để bản luận văn được hoàn chỉnh và
có ý nghĩa hơn.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo, các cán bộ giảng dạy
thuộc Khoa sau đại học Trường Đại học KTCN Thái Nguyên, và đặc biệt tôi xin bày
tỏ lòng biết ơn và cảm ơn sâu sắc tới cán bộ hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Như
Hiển đã trang bị kiến thức, dẫn dắt, chỉ bảo và động viên tôi trong suốt thời gian qua.

MỤC LỤC
Nội dung phần Trang
TRANG PHỤ BÌA
LỜI MỞ ĐẦU 1
MỤC LỤC 4
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 7
DANH MỤC CÁC BẢNG 8
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 9
CHưƠNG 1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NĂNG LưỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.1. Các nguồn và công nghệ sử dụng năng lượng mới và tái tạo 11
1.1.1. Các nguồn năng lượng mới và tái tạo 11
1.1.2. Các công nghệ sử dụng năng lượng mới và tái tạo 13
1.2. Vai trò của các nguồn năng lượng mới và tái tạo hiện tại và trong
tương lai
1.2.1. Các ứng dụng của NLMT
1.2.2. Các ứng dụng của năng lượng gió
1.2.3. Các ứng dụng của năng lượng sinh khối
1.2.4. Các ứng dụng của năng lượng thuỷ điện nhỏ
1.2.5. Các ứng dụng của năng lượng địa nhiệt
1.3. Năng lượng mới và tái tạo ở Việt Nam
1.3.1. Nguồn và tiềm năng 24
1.3.2. Hiện trạng nghiên cứu ứng dụng NLTT ở Việt Nam 27
1.3.3. Triển vọng phát triển của NLTT 29
CHưƠNG 2. NGUỒN NĂNG LưỢNG GIÓ TIỀM NĂNG VÀ ỨNG DỤNG Ở VIỆT NAM
2.1. Vật lý học về năng lượng gió 34
2.1.1. Các đặc trưng cơ bản về năng lượng gió 34
2.1.2. Năng lượng gió 37
2.2. Tiềm năng năng lượng gió ở Việt Nam 39
2.2.1. Tốc độ gió, cấp gió 39
2.2.2. Chế độ gió ở Việt Nam 40
2.3. Sản xuất điện từ năng lượng gió ở Việt Nam 43
CHưƠNG 3: XÂY DỰNG CẤU TRÚC TỔNG QUÁT HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN BẰNG SỨC GIÓ
3.1. Cấu trúc tổng quát của hệ thống phát điện bắng sức gió 46
3.1.1 Tổng quan về hệ thống 46
3.1.2 Cấp điều khiển hiện trường 49
3.1.3 Cấp điều khiển hệ thống 53
3.2. Nghiên cứu về hệ thống Turbine gió 54
3.2.1. Mô tả Turbine 54
3.2.2. Vận hành turbine 56
3.3. Nghiên cứu về máy phát điện sử dụng năng lượng gió 59
3.3.1. Phương pháp điều khiển máy phát không đồng bộ 59
3.3.2. Phương pháp điều khiển máy phát đồng bộ kích thích vĩnh cửu 63
CHưƠNG IV. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN SỬ DỤNG SỨC GIÓ CÔNG SUẤT NHỎ Ở VÙNG NÚI VIỆT NAM
4.1. Mô hình trạm phát điện sử dụng sức gió công suất nhỏ 68
4.1.1. Tổng quan về hệ thống 68
4.1.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống 68
4.2. Thiết kế máy phát điện đồng bộ kích thích vĩnh cửu 1,5kW 70
4.2.2. Tính toán mạch từ 70
4.2.3. Tổn hao ở chế độ làm việc định mức 79
4.2.4. Các dặc tính làm việc của máy phát điện 81
4.2.5. Tính toán độ tăng nhiệt 81
4.2.6. Chỉ tiêu tiêu hao vật tư 83
4.2.7. Tổng kết các số liệu thiết kế 84
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO 88
PHỤ LỤC 90