Khảo sát và tính toán một số đặc tính của thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển

Bài báo giới thiệu các nghiên về cứu thiết bị biến đổi năng lượng sóng biển thành điện năng sử dụng nguyên lý phao nổi. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đi vào khảo sát, phân tích và tính toán các đặc tính của thiết bị biến đổi năng lượng sóng. Các kết quả nghiên cứu cho thấy được việc sử dụng thiết bị dao động phao nổi hoàn toàn đáp ứng về mặt chuyển đổi năng lượng trong thực tế với điều kiện áp dụng tại vùng biển Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát và tính toán một số đặc tính của thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN Phùng Văn Ngọc1, Nguyễn Thế Mịch2, Đặng Thế Ba3 Tóm tắt: Bài báo giới thiệu các nghiên về cứu thiết bị biến đổi năng lượng sóng biển thành điện năng sử dụng nguyên lý phao nổi. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đi vào khảo sát, phân tích và tính toán các đặc tính của thiết bị biến đổi năng lượng sóng. Các kết quả nghiên cứu cho thấy được việc sử dụng thiết bị dao động phao nổi hoàn toàn đáp ứng về mặt chuyển đổi năng lượng trong thực tế với điều kiện áp dụng tại vùng biển Việt Nam. Quá trình nghiên cứu đưa ra một số kết quả tính toán cho thiết bị biến đổi năng lượng sóng biển dạng hình trụ áp dụng cho vùng có mức năng lượng lớn. Từ khóa: Năng lượng sóng biển; thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng; phao nổi; điện sóng. 1. MỞ ĐẦU1 nhu cầu năng lượng chung của đất nước Việt Nam là một trong những nước có nguồn cũng như năng lượng cho phát triển khu vực tài nguyên năng lượng tái tạo khá dồi dào và đa và lĩnh vực hoạt động mà nguồn cung cấp từ dạng gồm: Năng lượng gió, năng lượng mặt các nguồn năng lượng còn rất khó khăn (ven trời, năng lượng sóng biển, nhiên liệu sinh học biển, hải đảo, các hoạt động trên biển…). và địa nhiệt . . . Các nguồn năng lượng này được Đồng thời, mở hướng đi cho việc giải quyết phân bố trải rộng từ Bắc tới Nam. Hiện nay, nhu cầu năng lượng trong tương lai. không khó để nhận thấy nhu cầu sử dụng năng lượng đang một gia tăng nhanh ở Việt Nam.Vì vậy việc sớm khai thác các nguồn năng lượng đó là rất cần thiết. Nó không những góp phần cung cấp năng lượng khi các nguồn năng lượng truyền thống đang dần cạn kiệt mà còn có ý nghĩa to lớn trong việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Việt Nam có hơn 3200km bờ biển với sóng biển trung bình cao 0,6m trong suốt hơn 2/3 thời gian của năm. Theo (1) sơ đồ phân bố năng lượng sóng biển thì năng lượng trung bình sóng biển nước ta vào khoảng 15-20 kW/m. Năng lượng sóng biển ở Việt Nam, một nguồn năng lượng sạch ít được quan tâm nhưng tiềm năng rất lớn. Tính theo chiều dài bờ biển nước ta thì năng lượng từ sóng biển mang lại bờ biển từ 45-60 MW trên mỗi đợt sóng. Việc nghiên cứu thiết bị biến đổi năng Hình 1.Bản đồ năng lượng sóng biển Việt Nam lượng sóng có ý nghĩa vô cùng lớn. Nó mở Trong các nguồn năng lượng tái tạo ở Việt thêm một hướng nhằm đáp ứng giải quyết Nam, năng lượng sóng biển có ưu điểm về tiềm 1 năng năng lượng lớn nhất, khi khai thác không Viện Khoa học Thủy lợi miền Trung và Tây nguyên. 2 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. cần một bộ máy điều hành lớn và phức tạp, mức 3 Trường Đại học Công nghệ - Đại học quốc gia Hà Nội độ ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường không KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 41 (6/2013) 93 cao. Tuy nhiên năng lượng sóng biển chưa được số kỹ thuật để từ đó có thể lựa chọn các giải tận dụng nhiều, mặc dù người ta đều biết hiệu pháp phục vụ cho việc điều khiển các bộ biến suất chuyển hóa thành điện của nguồn năng đổi năng lượng sóng biển hoạt động tốt đáp ứng lượng này là cao nhất. Năng lượng điện từ sóng được các điều kiện sóng biển tạo ra. Hiện nay biển đã được thử nghiệm nhiều năm nhưng vẫn trên thế giới đã có một số thiết bị như sau: chưa đạt được thành công. Đến nay khi khoa + Thiết bị rắn Pelamis: Là thiết bị được Bồ học công nghệ phát triển và thế giới đang phải Đào Nha nghiên cứu và phát triển mạnh từ năm đối mặt với những thiếu hụt trầm trọng về các 2008 trở lại đây. Thiết bị này chuyển đổi năng dạng năng lượng truyền thống thì việc nghiên lượng sóng công suất lớn và được đặt cách xa bờ, cứu chuyển hóa năng lượng của sóng thành mỗi thiết bị Pelamis có 3 bộ chuyển đổi năng năng lượng điện ngày càng có ý nghĩa to lớn. lượng sóng với tổng công suất khoảng 750 kW. 2. Nguyên lý làm việc của một số thiết bị Các bộ chuyển đổi của thiết bị được gắn tại các chuyển đổi năng lượng sóng biển. khớp nối của thân phao thiết bị, thân của Pelamis Năng lượng sóng biển tuy vô hạn nhưng di chuyển theo mặt sóng tạo nên chuyển động dao động của từng cơn là không ổn định. Sóng giữa các khớp nối của bộ chuyển đổi, là nơi được biển lúc cao, lúc thấp, lúc mạnh, lúc yếu. Chu lắp bộ truyền động thủy lực 2 chiều, khi khớp di kỳ và khoảng cách giữa 2 làn sóng biển cũng chuyển sẽ tạo ra dòng thủy lực với áp suất cao khó xác định. Mực nước biển lên cao, xuống chạy qua tuabin máy phát làm quay tuabin tao ra thấp theo thủy triều. Nhưng việc tạo ra điện điện. Thiết bị này có nguồn điện tạo ra ổn định năng từ các bộ biến đổi năng lượng sóng biển và có khả năng điều chỉnh. đòi hỏi phải ổn định, liên tục và lâu dài. Chính Có thể cung cấp điện cho các thiết bị xa bờ vì vậy, việc phân tích bộ biến đổi năng lượng như: giàn khoan dầu, ngọn hải đăng, các đèn sóng biển cần phải được thực hiện với các thông bào lưu thông trên biển. Hình 2. Cấu tạo của thiết bị rắn Pelamis.[pelamiswave.com] + Thiết bị dao động phao nổi: Là thiết bị chuyển qua khu vực đặt thiết bị tác động lên các được Thụy Điển nghiên cứu và phát triển. Cấu phao di chuyển lên xuống, các phao này gắn với tạo chính gồm: Rotor máy phát là nam châm rotor của các máy phát làm chúng di ...