Giải pháp thiết kế

Năng lượng gió
Posted by

Năng lượng gió

Năng lượng gió sử dụng lực đẩy của gió để làm motor chạy và sản sinh ra điện năng. Thiết bị phát điện từ gió thường được gọi là “turbine gió” hoặc đơn giản là “cối xay gió”. Năng lượng gió có thể hữu dụng cho các địa điểm có gió mạnh và không có đủ ánh mặt trời cho pin mặt trời có thể hoạt động. Mặc dù các cối xay gió cỡ lớn thông thường giá thành rẻ hơn so với pin mặt trời, tuy nhiên thiết bị cỡ nhỏ lại đắt hơn nhiều (tính trên kWh điện năng sản xuất) so với pin mặt trời.

Năng lượng gió sản sinh được tính bằng W nhưng giá trị quan trọng hơn là mức năng lượng sản sinh được (kWh) tính theo ngày, tháng hoặc năm. Do tính thất thường của gió, cối xay có thể sản sinh ra mức điện năng lớn ở một vài thời điểm nhưng ít hoặc gần như không sản sinh ra điện năng ở các thời điểm khác.

Có nhiều loại turbin gió khác nhau với ưu điểm và nhược điểm riêng. Điểm mấu chốt trong việc lựa chọn thiết bị sản sinh năng lượng gió tốt là việc dự đoán được hành vi của gió tại một địa điểm xác định.

Các loại turbine gió khác nhau

Dự đoán mức năng lượng sản sinh từ gió

Turbine gió thông thường được phân loại dựa trên mức năng lượng tối đa có thể sản xuất được, do đó thông thường lỗi gặp phải là nghĩ rằng turbine 5kW sẽ sản xuất được nhiều điện năng hơn so với turbine 3kW. Các turbine lớn hơn đôi khi quá nặng để hoạt động trong điều kiện gió tốc độ thấp, do đó trong những trường hợp này, turbine nhỏ lại có khả năng sản sinh được nhiều điện năng hơn.

Mỗi loại turbine thương mại đều đi kèm với bảng biểu đồ giữa năng lượng sản sinh được tương ứng với tốc độ gió thông thường. Đây là yếu tố cần được sử dụng để quyết định mức điện năng sản xuất, không phải dựa trên mức năng lượng tối đa có thể sản xuất được.

Dưới đây là biểu đồ kết hợp thông số kĩ thuật của hai loại turbine gió khác nhau. Trong trường hợp này, turbine với mức năng lượng sản sinh tối đa lớn hơn chỉ có thể sản xuất được năng lượng nhiều hơn hàng năm nếu khu vực lắp đặt cho tốc độ gió rất cao. Trong một số trường hợp với tốc độ gió trung bình hàng năm ở mức trung bình, turbine nhỏ hơn sẽ sản sinh được hơn gấp đôi mức năng lượng so với turbine cỡ lớn.

Tốc độ gió thay đổi theo lũy thừa bậc 2 tương ứng với chiều cao, do đó đỉnh của công trình sẽ có tốc độ gió cao hơn so với mặt đất. Yếu tố này quan trọng trong việc quyết định chiều cao của turbine gió. Nếu tăng chiều cao lên 4 lần, năng lượng sẽ được tăng gấp đôi. Không có gì là khó hiểu khi việc sản xuất năng lượng gió với các tháp cao có hiệu quả lớn hơn so với các tháp gần mặt đất. Điều này có nghĩa là thiết bị sản sinh năng lượng gió sẽ hiệu quả và kinh tế nhất khi nó rất lớn và có vị trí rất cao so với mặt đất. Phần lớn biểu đồ đo gió chỉ ra giá trị gió tại độ cao 50m hoặc hơn.

Năng lượng gió tăng theo bình phương của chiều cao

Tiếng ồn và chim chóc

Các turbine gió thông thường tạo ra tiếng ồn bởi sức cản không khí lẫn sự rung của chính các bộ phận của nó. Đối với những hộ gia đình cỡ nhỏ, tiếng ồn có thể nhỏ hơn so với tiếng ồn phát ra từ điều hòa không khí. Các thiết bị cỡ lớn có thể lên tới 100dB hoặc hơn.

Bởi vì tiếng ồn và sự rung động, các thiết bị sản sinh năng lượng gió cỡ lớn khi được lắp đặt cùng công trình cần có thêm giải pháp giảm độ rung. Điều này có thể làm tăng chi phí thiết kế và xây dựng. Tuy nhiên, do tiếng ồn giảm theo bình phương của khoảng cách, ngay cả nhưng turbine cỡ rất lớn đặt 300m cách con người phát ra tiếng ồn không hơn tiếng ồn phát ra từ tủ lạnh dùng trong hộ gia đình.

Yếu tố an toàn cho chim chóc và dơi có thể là điều đáng lo ngại với các turbine cỡ lớn, mặc dù các turbine cỡ bé gây ra ít vấn đề hơn và con số từ chính phủ cho thấy cửa sổ công trình giết từ 3,000 tới 30,000 lần nhiều hơn so với turbine gió. Các turbine loại savonius (quay theo trục thẳng đứng) an toàn hơn với chim chóc và dơi bởi nó có thể dễ nhận ra và có tốc độ quay chậm hơn.

Nguồn: http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/buildings/wind-power

Giấy phép: CC BY-NC-SA 3.0

1 0 2286 13 April, 2015 April 13, 2015
0 votes

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Facebook Comments