Máy phát điện gió trục đứng
Các nguồn năng lượng truyền thống nhờ vào khai thác tài nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt trong lúc nhu cầu năng lượng trên quả đât ngày càng tăng, việc trở nên tân tiến các nguồn năng lượng sạch thân mật với môi trường xung quanh ngày càng được chú trọng quan tâm từ các chính che các non sông trên ráng giới. Điện gió là trong những nguồn tích điện sạch cùng đầy tiềm năng, tổng hiệu suất lắp đặt điện gió bên trên toàn quả đât đã đạt tới mức 743 MW vào năm 2020. Những trụ tua-bin gió và những trang trại tua-bin gió đang xuất hiện ngày càng các và trở nên quen thuộc. Những tháp tua-bin gió phổ biến hiện thời hầu không còn là loại bao gồm trục tảo của cánh quạt nằm ngang song song với mặt đất - horizontal axis wind turbine (HAWT). Kém thịnh hành hơn tua-bin gió trục ngang là những tua-bin gió cùng với trục thẳng đứng - Vertical axis wind turbine (VAWT).
Bạn đang xem: Máy phát điện gió trục đứng
Tua-bin gió trục đứng có rất nhiều ưu điểm so với tua-bin gió trục ngang truyền thống, đặc biệt là lắp đặt trong khu dân cư. Tua-bin gió trục đứng phù phù hợp với loại gió sai trái định, không y như tua-bin gió trục ngang, phải đặt ở trên tháp cao để rất có thể tạo ra đầy đủ điện.
Hình 1. Những loại tuabin gió hiện nay nay.
Tua-bin gió trục đứng thời buổi này chủ yếu dựa trên hai nguyên tắc hoạt động: sử dụng lực cản hoặc sử dụng lực nâng của gió. Đại diện đến hai các loại nguyên lý chuyển động này là tua-bin gió vẻ bên ngoài Savonius cùng kiểu Darrieus. Tua-bin Savonius được thiết kế theo phong cách đơn giản nhất cùng được kết cấu bởi nhì hoặc nhiều gầu phân phối trụ, áp dụng lực cản của gió làm cho quay trục trực tiếp đứng nối với các thiết bị vạc điện. Trong khi đó tua-bin gió dạng hình Darrieus bao gồm một trục thẳng đứng và các cánh quạt gió gió bao gồm hình cánh cung, với hai đầu của cánh được gắn vào đầu cùng cuối của trục tảo thẳng đứng. Sự hoạt động của những cánh quạt gió này ngược với phía gió tạo thành một lực khí đụng học tính năng lên trục, làm cho cho cánh quạt gió quay.
Tua-bin gió trục đứng đẳng cấp Darrieus được kỹ sư sản phẩm không tín đồ Pháp Georges Jean Marie Darrieus sáng chế vào năm 1931. Tua-bin gió mẫu mã Darrieus sau này đã được cải tiến, cải cách và phát triển thêm về hình dạng cánh để nâng cấp hiệu suất, dẫn đến sự ra đời của tua-bin gió hình dạng H-Rotor (hoặc H-Rotor Darrieus) với các cánh gió thẳng đứng và kiểu Helix cùng với các cánh quạt xoắn ốc. Tua-bin gió kiểu dáng Darrieus gồm hiệu suất tốt hơn đối với tua-bin kiểu dáng Savonius lúc đạt vận tốc quay cao hơn nhưng mô-men xoắn khởi hễ tua-bin lại thấp hơn.
So với tua-bin gió trục ngang, những tua-bin gió trục đứng có thể bước đầu hoạt rượu cồn với vận tốc gió phải chăng hơn với không phụ thuộc vào phía gió. Điều này giúp cho những tua-bin gió trục đứng được thêm đặt phổ cập tại gần như nơi diện tích nhỏ, khu dân cư, bên trên mái các tòa đơn vị với công suất chỉ với vài kW cho vài trăm kW. Trong những khi đó tua-bin gió trục ngang béo với các cánh quạt gió vuông góc với phía gió sẽ sở hữu hiệu suất cao hơn, tạo ra nhiều năng lượng điện năng hơn với năng suất từ 3 - 4 MW nhưng buộc phải được lắp bỏ lên trên cao và đòi hỏi diện tích sử dụng lớn hơn, tạo thành các trang trại điện gió rộng lớn. Để đối đầu với những tua-bin gió trục ngang, những nhà nghiên cứu, công ty sản xuất đã cùng đang nghiên cứu và test nghiệm những loại tua-bin gió trục đứng có size lớn hơn và có thể hoạt động với dải công suất tương tự với những tua-bin gió trục ngang bự hiện nay.
Ngoài những ưu thế nêu trên thì tua-bin gió trục đứng cũng có thể có những khuyết điểm mà phần lớn khuyết điểm này làm tua-bin gió trục đứng ít thông dụng hơn đối với tua-bin gió trục ngang kia là: hiệu suất quay kém dẫn đến công suất phát điện thấp, vận tốc gió khả dụng thấp vì chưng thường lắp đặt dưới phương diện đất, thường gắn tại những khu dân cư nên những thành phần dễ bị hao mòn vày bị ảnh hưởng tác động bởi môi trường xung quanh, hiệu quả thay đổi từ năng lượng gió thành năng lượng điện thấp rộng so cùng với tua-bin gió trục ngang (trung bình tự 10 mang đến 40% đối với 50%), phải có cơ chế từ bỏ khởi động do tốc độ gió thấp không dễ làm tế bào men quay.
Hình 2: con số đơn và bằng bản quyền sáng chế về tua-bin gió trục đứng từ thời điểm năm 2002-2020.
Xem xét trong tầm 20 năm tự 2000-2020 tua-bin gió trục đứng ghi nhận số lượng đơn và bằng sáng chế từ 36-96 đơn và bằng sáng chế/năm từ khoảng năm 2001-2007. Năm 2007 số lượng đơn và bằng sáng chế tua-bin gió trục đứng bắt đầu có xu hướng đẩy mạnh lên 127 solo và bởi sáng chế. Từ năm 2008- 2012 là thời điểm phát triển mạnh bạo của các đơn và bằng sáng chế liên quan mang lại tua-bin gió trục đứng với số lượng đơn bằng tăng không hoàn thành và đạt 635 đối kháng và bằng sáng chế vào năm 2012. Từ năm 2013 số lượng đơn và bằng bản quyền sáng chế về tua-bin gió trục đứng tất cả xu hướng cách tân và phát triển chậm lại với đang có xu hướng đi xuống.
Công ty Luvside, một công ty chế tạo tua-bin gió bậc nhất của Đức cho rằng: “Bất chấp một số nhược điểm, tua-bin gió trục đứng vẫn xứng đáng để đầu tư và phát triển. Vững chắc chắn, tua-bin gió trục đứng không chỉ thiết lập được thị phần tiềm năng riêng hơn nữa là giải pháp thay nạm cho tua-bin gió trục ngang ở các nơi tua-bin gió trục ngang không phù hợp”.
Phạm Phú Uynh là 1 trong Nhà sáng tạo được huấn luyện và giảng dạy ở Đức cùng Việt Nam, ông đang say mê tìm kiếm tòi về các quy mô sáng chế tua-bin gió trục đứng cùng năm 2011 ông đã có được Cục thiết lập trí tuệ cấp bằng bản quyền sáng chế 9561 về đồ vật phát năng lượng điện bằng tích điện gió (viết tắt vật dụng phát năng lượng điện gió) dạng trục đứng. Sáng tạo này vận động theo nguyên tắc trục đứng- áp dụng phương pháp cánh buồm cùng tuyệt kỹ phối thích hợp 4 yếu ớt tố đồng nhất không thể tách bóc rời nhau về hình dáng, số lượng 3 cánh, bố cục lệch tâm bao bọc trụ quay, bố cục tầng cùng thêm Stator.
Hình 3: Hình ảnh mô phỏng sáng chế của người sáng tác Phạm Phú Uynh
Thiết bị khai thác tích điện gió theo sáng tạo có kết cấu tất cả 2 phần rotor và stator. Rotor được đính xoay xung quanh trục trực tiếp đứng, rotor bao gồm 3 cánh được bố trí cách nhau 120 độ, lệch trọng điểm và phủ bọc trục quay. Stator có 4 cánh, bố trí cách nhau 90 độ với lệch tâm, bảo phủ roto nhằm hứng chịu tác động ảnh hưởng rotor. Sáng tạo này theo Nhà sáng tạo Phạm Phú Uynh thì tất cả những điểm mạnh như sau:
+ Tua-bin đón rất nhiều hướng gió, gió chiều như thế nào tua-bin cũng quay, không yêu cầu bánh lái định hướng.
+ Áp dụng nguyên lý cản cánh buồm nên công suất cao, bởi vì tua-bin đón cục bộ lưu lượng gió ảnh hưởng tác động vào cánh.
+ Nhờ bố cục cánh lệch tâm phủ quanh trục quay, cần biến gió cản thành gió tác động thường xuyên từ cánh này sáng sủa cánh khác.
+ nhờ vào Stator hứng gió mọi phương hướng tác động ảnh hưởng vào tua-bin, nên có công dụng tăng tốc độ gió từ cấp cho III lên cấp IV, cung cấp V lên cung cấp VI, cấp VII… vày vậy rất có thể tăng năng suất lên nhiều lần.
+ có tác dụng ổn định vòng xoay của rotor bằng phương pháp sử dụng cánh cửa đóng mở tự động ở Stator. Bao giờ gió quá to mở cánh đề gió vượt ra phía bên ngoài không tác động trực tiếp vào tua-bin, bình ổn vòng quay.
+ rất dễ dàng khởi hễ ở gió vận tốc nhỏ, thiết kế chế tạo đơn giản vân chuyển lắp ráp dễ dàng.
Với các ưu điểm từ sáng tạo của mình, nhà trí tuệ sáng tạo Phạm Phú Uynh cho rằng đó là một sáng tạo hết mức độ tiềm năng, có công dụng thay thế được các công nghệ về tua-bin gió trục ngang đang nhập khẩu vào việt nam hiện nay. Nhà sáng chế Phạm Phú Uynh cũng bày tỏ mong ước được hợp tác với các nhà đầu tư để sản xuất mô hình thử nghiệm, qua đó minh chứng được tính kết quả của sáng tạo trong thực tế để từ bỏ đó có thể thương mại hóa và ứng dụng trí tuệ sáng tạo này vào thực tiễn cuộc sống./.
Tham khảo
