Header Page 1 of 166.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG……………..

Luận văn

Nghiên cứu thiết
kế hệ thống năng lượng gió công suất
nhỏ dùng máy phát đồng bộ nam
châm vĩnh cửu

Footer Page 1 of 166.


Header Page 2 of 166.
LỜI NÓI ĐẦU
Như chúng ta đã biết việc phát minh ra điện năng đã thỏa mãn nhu cầu
năng lượng của con người và đưa nền văn minh của nhân loại tiến một bước
dài như hiện nay. Có nhiều cách để sản xuất ra điện năng như : thủy điện,
nhiệt điện, điện nguyên tử. Việc nghiên cứu tìm ra các nguồn năng lượng mới
và sạch đã trở thành nghiên cứu mũi nhọn của nhiều quốc gia, đặc biệt là các
nước phát triển.
Trong công cuộc đi tìm nguồn năng lượng mới này con người đã đạt
được những thành công nhất định : đó là sự ra đời của các trung tâm phát điện
dùng năng lượng gió và năng lượng mặt trời với công suất lên đến hàng ngàn
megaoat. Tuy nhiên, những nguồn năng lượng trên tương đối phụ thuộc vào
tự nhiên. Trong những năm gần đây hoạt động nghiên cứu và tái tạo nói
chung và năng lượng phong điện nói riêng ở nước ta đã được triển khai khá
mạnh mẽ. Vì vậy chúng ta phải nghiên cứu và ứng dụng nguồn năng lượng
vô tận này một cách tốt nhất và hiệu quả nhất. Với đồ án “ Nghiên cứu thiết

được tạo thành từ sự quay quanh trục của Trái Đất nên không khí đi từ vùng
áp cao đến vùng áp thấp không chuyển động thẳng mà tạo thành các cơn gió
xoáy có chiều xoáy khác nhau giữa Bắc bán cầu và Nam bán cầu. Nếu nhìn từ
vũ trụ thì trên Bắc bán cầu không khí di chuyển vào một vùng áp thấp ngược
với chiều kim đồng hồ và ra khỏi một vùng áp cao theo chiều kim đồng hồ.
Trên Nam bán cầu thì chiều hướng ngược lại.
Ngoài các yếu tố có tính toàn cầu trên, gió cũng bị ảnh hưởng bởi địa
hình tại từng địa phương. Do nước và đất có nhiệt dung khác nhau nên ban
ngày đất nóng lên nhanh hơn nước, tạo nên khác biệt về áp suất và vì thế có
gió thổi từ biển hay hồ vào đất liền. Vào ban đêm đất liền nguội đi nhanh hơn
nước và hiệu ứng này xảy ra theo chiều ngược lại.

2

Footer Page 3 of 166.


Header Page 4 of 166.
1.2. ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ TRONG ĐỜI SỐNG
1.2.1. Năng lượng gió – nguồn năng lượng sạch vô tận
Năng lượng gió trên thế giới
Cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 này vấn đề về nguồn năng lượng cung
cấp cần phải xem xét lại: hiện nay nguồn năng lượng hóa thạch đang cạn dần,
đồng thời vấn đề gây ô nhiễm môi trường do việc đốt nhiên liệu hóa thạch
càng trở nên trầm trọng. Vấn đề năng lượng sạch đang được quan tâm nhiều
và là một sự lựa chọn cho ngành năng lượng thay thế trong tương lai. Nguồn
năng lượng sạch đang được quan tâm như năng lượng gió, năng lượng mặt
trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sóng biển, năng lượng thủy triều… Tất
cả những loại năng lượng sạch này sẽ góp phần rất lớn vào việc cải tạo cuộc
sống nhân loại và cải thiện môi trường. Các hệ thống năng lượng này được

lắp đặt tua-bin gió hiện tại trung bình vào khoảng 1000 USD/kW. Với giá
thành điện năng sản xuất từ tua-bin gió ngày càng rẻ, kỹ thuật ngày càng tin
cậy, một số nước đang phát triển cũng đã triển khai nhiều dự án về năng
lượng gió, trong số đó nổi bật là các nước Ấn Độ, Trung Quốc,…
Tình hình phát triển điện gió của Việt Nam
Ngày nay, trước tình hình các nguồn năng lượng truyền thống (dầu mỏ,
khí thiên nhiên, than,…) trên thế giới ngày càng khan hiếm, việc khai thác và
sử dụng các nguồn năng lượng mới (ngoài năng lượng nguyên tử) như năng
lượng mặt trời, năng lượng gió… đang là những đề tài và những chương trình
lớn đối với các quốc gia. Việt Nam là vùng có tiềm năng năng lượng gió ở
mức thấp, tuy nhiên ở một số vùng thuộc các hải đảo và ven biển miền Trung
lại có tốc độ gió khá cao, phù hợp với việc tận dụng để phát điện.
Tốc độ gió cần thiết tại trục tua-bin (có cao độ khoảng 40 – 60m) phù
hợp cho việc vận hành thương mại vào khoảng 6 - 7m/giây. Tốc độ gió trung
bình của Việt Nam ở độ cao cách mặt đất 30m theo đánh giá là khoảng 4 - 5
m/giây ở các vùng bờ biển. Ở một vài hòn đảo độc lập con số này đạt trên
9m/s, phù hợp để phát triển việc tận dụng loại năng lượng này.
Từ những năm 80 trở lại đây nhiều nhà khoa học với các công trình, đề
tài nghiên cứu khoa học đã tập trung nghiên cứu, khai thác nguồn năng lượng
gió để phát điện. Tuy nhiên, các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở các ứng dụng
có công suất thấp (từ vài trăm đến 1.000W). Các nghiên cứu này nhằm cung

4

Footer Page 5 of 166.


Header Page 6 of 166.
cấp điện cho các hộ gia đình vùng sâu, vùng xa, hải đảo, nơi mà lưới điện
Quốc gia chưa vươn tới. Định hướng này cũng đã được đề cập đến trong kế


Header Page 7 of 166.

Hình 1.1. Trạm năng lượng gió
Tuy nhiên, người ta khắc phục được nhược điểm trên bằng cách kết nối
các nhà máy điện sử dụng năng lượng gió bằng hệ thống đường dây truyền
tải.
Năng lượng gió ở nhiều nơi sẽ bổ trợ cho nhau, tạo ra nguồn điện năng
được duy trì ổn định.
Theo nghiên cứu của hai nhà khoa học Mỹ là Cristina Archer và Mark
Jacobson, cứ có 3 nhà máy năng lượng gió nối liền trở lên sẽ đảm bảo được
việc cung cấp nguồn điện năng liên tục.
Một điều thuận lợi nữa của giả pháp trên là giúp giảm bớt thất thoát
trong quá trình phân phối điện. Thay vì sử dụng nhiều hệ thống đường dây
nối liền từng nhà máy với nơi tiêu thụ, điện sau khi nối mạng sẽ được tập
trung tại một điểm và chuyển tới các thành phố bằng hệ thống đường dây duy
nhất.
Hiện nay Mỹ và một vài nước khác đã bắt đầu kết nối các nhà máy điện
sử dụng năng lượng gió. Những nhà máy này đang được kỳ vọng sẽ trở thành
nơi sản xuất nguồn năng lượng rẻ nhất và sạch nhất, giúp giảm đáng kể nguồn

6

Footer Page 7 of 166.


Header Page 8 of 166.
điện năng phải sản xuất từ các nhà máy điện đốt than đá, từ đó giảm phát thải
khí nhà kính vào bầu khí quyển Trái đất.
Cối xay gió tại gia

Thực tế: Theo tính toán, nguồn phong năng ở trên cao này có thể cung
cấp năng lượng cho toàn địa cầu và có tiềm năng khai khác bằng hơn 100 lần
hiện tại. Nhưng người ta vẫn còn chờ xem có thể vượt qua những rào cản
công nghệ để khai thác nguồn năng lượng này một cách kinh tế hay không.
* Nhiên liệu xanh :
Ý tưởng: Để có được các dạng nhiên liệu sinh học nguồn gốc từ dầu
thực vật đòi hỏi phải có quá trình canh tác và xử lý công phu. Người ta thay
đổi cấu trúc gen của các loại tảo để tận dụng lượng tinh dầu mà chúng liên tục
tiết ra và sau đó lọc thành nhiên liệu thay thế.
Hai công ty Synthetic Genomics, do J. Craig Venter - một nhà kinh
doanh, nhà nghiên cứu bộ gen người - điều hành, và Sapphire Energy, do Bill
Gates tài trợ, đang tiến hành thử nghiệm một loại tảo để sản xuất loại "nhiên
liệu sinh học" vốn là tiền thân của dầu hỏa, xăng máy bay và dầu diesel.
Thực tế: Nhiên liệu từ tảo đã có nhưng chưa được sản xuất một cách
kinh tế. Tuy nhiên, rất nhiều công ty đang đầu tư mạnh mẽ vào lĩnh vực này,
trong đó phải kể đến các công ty hàng không và dầu khí hùng mạnh. Chính
phủ Mỹ đã đồng ý chi 50 triệu USD cho các nghiên cứu về nhiên liệu từ tảo
trong năm nay.
* Sóng thế hệ mới:
Ý tưởng: Năng lượng sinh ra từ dao động của sóng có thể được chuyển
hóa để vận hành các máy phát điện.
Ít nhất hiện có ba mươi công ty đang phát triển công nghệ thu năng
lượng từ sóng. Công ty Pelamis Wave Power của Scotland đã phát minh ra
công cụ vận hành "nông trại sóng" thương mại đầu tiên chính thức đi vào hoạt
động vào năm 2008 ở ngoài khơi bờ biển Bồ Đào Nha. Mỗi cỗ máy có đường
kính khoảng 4m có thể cung cấp đủ điện năng cho 500 hộ gia đình.
Thực tế: Dù năng lượng từ sóng chưa có tính cạnh tranh nhưng theo
nghiên cứu của Viện Greentech Media/Prometheus, thị trường năng lượng đại

8

có, EGS có thể trở thành nguồn năng lượng quan trọng, kinh tế và bền vững.

9

Footer Page 10 of 166.


Header Page 11 of 166.
* Ánh sáng mặt trời ngoài trái đất:
Ý tưởng: Hoạt động của những tế bào năng lượng mặt trời ở mặt đất sẽ
bị hạn chế bởi mây, bụi và màn đêm. Những tế bào năng lượng mặt trời ngoài
không gian và xoay theo quỹ đạo trái đất có thể bắt được năng lượng mặt trời
suốt 24 giờ mỗi ngày và gần như mọi ngày trong năm, và sau đó truyền đi
dưới dạng sóng vô tuyến về Trái đất.
Công ty mới thành lập Solaren đã đạt được hợp đồng với California's
Pacific Gas and Electric để trở thành nhà cung cấp năng lượng từ không gian
kể từ năm 2016.
Thực tế: NASA và Bộ Năng Lượng Mỹ đã chi 80 triệu USD trong suốt
30 năm qua để nghiên cứu loại năng lượng này và đi đến kết luận là ý tưởng
này khả thi về mặt kỹ thuật nhưng rất khó mang tính thương mại.
1.3.2. Phong điện - triển vọng năng lượng mới
Gió không có chủ, nên chi phí sử dụng năng lượng gió sẽ rẻ hơn nhiều
so với các công nghệ muốn hoạt động phải có nhiên liệu, như than đá hay khí
tự nhiên. Tuy nhiên, đầu tư ban đầu cho năng lượng gió lại cao. Nếu tính về
giá trị trước mắt, việc trang bị số lượng lớn tua-bin gió phải chi phí tới vài
triệu USD/megawatt, có thể so sánh với những nhà máy nhiệt điện mới. Hơn
nữa, gió không thổi thường xuyên. Trong thực tế, những tua-bin gió thường
chỉ sinh điện khoảng 30% thời gian, vì vậy nó mất nhiều thời gian hơn trong
việc thu hồi vốn xây dựng cơ bản.
Theo ước tính mới nhất của Bộ Năng lượng Mỹ (DOE), cùng với sự

Nếu dự báo này của Tổng Công ty Điện lực trở thành hiện thực thì hoặc là
chúng ta phải nhập khẩu điện với giá đắt gấp 2-3 lần so với giá sản xuất trong
nước, hoặc là hoạt động sản xuất của nền kinh tế sẽ rơi vào đình trệ, còn đời
sống của người dân sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Tiềm năng Điện gió ở Việt Nam:
Nằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa với bờ biển dài, Việt Nam có
một thuận lợi cơ bản để phát triển năng lượng gió. So sánh tốc độ gió trung
bình trong vùng biển Đông Việt Nam và các vùng biển lân cận cho thấy gió
tại biển Đông khá mạnh và thay đổi nhiều theo mùa.
Trong chương trình đánh giá về năng lượng cho Châu Á, Ngân hàng
Thế giới đã có một khảo sát chi tiết về năng lượng gió khu vực Đông Nam Á,

11

Footer Page 12 of 166.


Header Page 13 of 166.
trong đó Việt Nam có tiềm năng gió lớn nhất với tổng tiềm năng điện gió của
Việt Nam ước đạt 513.360 MW tức là bằng hơn 200 lần công suất của thủy
điện Sơn La, và hơn 10 lần tổng công suất dự báo của ngành điện vào năm
2020. Tất nhiên, để chuyển từ tiềm năng lý thuyết thành tiềm năng có thể khai
thác, đến tiềm năng kỹ thuật, và cuối cùng, thành tiềm năng kinh tế là cả một
câu chuyện dài, nhưng điều đó không ngăn cản việc chúng ta xem xét một
cách thấu đáo tiềm năng to lớn về năng lượng gió ở Việt Nam.
Ở Việt Nam, các khu vực có thể phát triển năng lượng gió không trải
đều trên toàn bộ lãnh thổ. Với ảnh hưởng của gió mùa thì chế độ gió cũng
khác nhau. Nếu ở phía bắc đèo Hải Vân thì mùa gió mạnh chủ yếu trùng với
mùa gió đông bắc, trong đó các khu vực giàu tiềm năng nhất là Quảng Ninh,
Quảng Bình, và Quảng Trị. Ở phần phía Nam đèo Hải Vân, mùa gió mạnh

Việt Nam, một mặt đa dạng hóa được nguồn năng lượng trong đó kết hợp
những nguồn năng truyền thống với những nguồn lượng tái tạo sạch với chi
phí hợp lý; mặt khác khai thác được thế mạnh, đồng thời hạn chế của mỗi
nguồn năng lượng, và tận dụng các nguồn năng lượng này trong mối quan hệ
bổ sung lẫn nhau. Một điểm cần lưu ý nữa là khả năng các trạm điện gió sẽ
gây ô nhiễm tiếng ồn trong khi vận hành, cũng như có thể phá vỡ cảnh quan
tự nhiên và có thể ảnh hưởng đến tín hiệu của các sóng vô tuyến nếu các yếu
tố về kỹ thuật không được quan tâm đúng mức. Do vậy, khi xây dựng các khu
điện gió cần tính toán khoảng cách hợp lý đến các khu dân cư, khu du lịch để
không gây những tác động tiêu cực.
Nếu nhìn ra thế giới thì việc phát triển điện gió đang là một xu thế lớn,
thể hiện ở mức tăng trưởng cao nhất so với các nguồn năng lượng khác. Khác
với điện hạt nhân vốn cần một quy trình kỹ thuật và giám sát hết sức nghiêm
ngặt, việc xây lắp điện gió không đòi hỏi quy trình khắt khe đó. Với kinh
nghiệm phát triển điện gió thành công của Ấn Độ, Trung Quốc và Philippin,
và với những lợi thế về mặt địa lý của Việt Nam, chúng ta hoàn toàn có thể
phát triển năng lượng điện gió để đóng góp vào sự phát triển chung của nền
kinh tế.

13

Footer Page 14 of 166.


Header Page 15 of 166.
Những ưu điểm của phong điện :

Ưu điểm dễ thấy nhất của phong điện là không tiêu tốn nhiên liệu,
không gây ô nhiễm môi trường như các nhà máy nhiệt điện, dễ chọn địa điểm
và tiết kiệm đất xây dựng, khác hẳn với các nhà máy thủy điện chỉ có thể xây

Header Page 16 of 166.
Trên mái nhà cao tầng cũng có thể đặt trạm phong điện, dùng cho các
nhu cầu trong nhà và cung cấp điện cho thành phố khi không dùng hết điện.
Trạm điện này càng có ý nghĩa thiết thực khi thành phố bất ngờ bị mất điện.
Ngay tại các khu chế xuất cũng có thể đặt các trạm phong điện. Nếu tận
dụng không gian phía trên các nhà xưởng để đặt các trạm phong điện thì sẽ
giảm tới mức thấp nhất diện tích đất xây dựng và chi phí làm đường dây điện.
Điện khí hóa ngành đường sắt là xu hướng tất yếu của các nước công
nghiệp. Chỉ cần đặt với khoảng cách 10 km một trạm 4800kW dọc các tuyến
đường sắt đã có đủ điện năng cho tất cả các đoàn tàu ở Việt nam hiện nay.
Các vùng phong điện lớn đặt gần tuyến đường sắt cũng rất thuận tiện trong
việc vận chuyển và dựng lắp. Các đầu máy diesel và than đá tiêu thụ lượng
nhiên liệu rất lớn và gây ô nhiễm môi trường sẽ được thay thế bằng đầu máy
điện trong tương lai.
Đặt một trạm phong điện bên cạnh các trạm bơm thủy lợi ở xa lưới điện
quốc gia sẽ tránh được việc xây dựng đường dây tải điện với chi phí lớn gấp
nhiều lần chi phí xây dựng một trạm phong điện. Việc bảo quản một trạm
phong điện cũng đơn giản hơn việc bảo vệ đường dây tải điện rất nhiều.
Nhà máy nước ngọt đặt cạnh những trạm phong điện là mô hình tối ưu
để giải quyết việc cung cấp nước ngọt cho vùng đồng bằng sông Cửu Long,
tiết kiệm nhiên liệu và đường dây điện.
Một trạm phong điện 4 kW có thể đủ điện cho một trạm kiểm lâm trong
rừng sâu hoặc một ngọn hải đăng xa đất liền. Một trạm 10 kW đủ cho một
đồn biên phòng trên núi cao, hoặc một đơn vị hải quân nơi đảo xa. Một trạm
40 kW có thể đủ cho một xã vùng cao, một đoàn thăm dò địa chất hay một
khách sạn du lịch biệt lập, nơi đường dây chưa thể vươn tới được. Một nông
trường cà phê hay cao su trên cao nguyên có thể xây dựng trạm phong điện
hàng trăm hoặc hàng ngàn kW, vừa phục vụ đời sống công nhân, vừa cung
cấp nước tưới và dùng cho xưởng chế biến sản phẩm....


chi phí cho một cơ sở kỹ thuật thường trực. Một công ty khác chuẩn bị xây
dựng 12 trạm phong điện với công suất 3000 kW trên huyện đảo Lý Sơn đã
khẳng định công nghệ phong điện rất phù hợp với Việt Nam!

16

Footer Page 17 of 166.


Header Page 18 of 166.
Tính kinh tế của phong điện :

Chi phí để xây dựng một trạm phong điện gồm :
* Chi phí cho máy phát điện và các cánh đón gió chiếm phần chủ yếu.
Có nhiều hãng sản xuất các thiết bị này, nhưng với giá bán và chất lượng kỹ
thuật rất khác nhau.
* Chi phí cho bộ ổn áp và hòa mạng, tự động đưa dòng điện về điện áp
và tần suất với mạng điện quốc gia.
* Chi phí cho ắc-quy, bộ nạp và thiết bị đổi điện từ ắc-quy trở lại điện
xoay chiều. Các bộ phận này chỉ cần cho các trạm hoạt động độc lập.
* Chi phí cho phần tháp hoặc trụ đỡ tùy thuộc chiều cao trụ, trọng
lượng thiết bị và các điều kiện địa chất công trình. Phần tháp có thể sản xuất
tại Việt Nam để giảm chi phí. Với các trạm phong điện đặt trên nóc nhà cao
(H.7) thì chi phí này hầu như không đáng kể.
* Chi phí cho việc vận chuyển tới nơi xây dựng và công việc lắp đặt
trạm. Chi phí này ở Việt Nam rẻ hơn rất nhiều so với các nước khác, đặc biệt
nếu xây dựng ở vùng ven biển, ven sông hoặc dọc theo các tuyến đường sắt
So sánh chi phí đầu tư giữa phong điện và thủy điện
Toàn bộ chi phí cho một trạm phong điện 4800 kW khoảng 3 000 000
Euro. Với 500 trạm phong điện loại 4800 kW sẽ có công suất 2,4 triệu kW,

toàn dân làm phong điện. Khi đó chủ trương điện lực đi trước một bước sẽ trở
thành hiện thực.
Có thể thực hiện phong trào toàn dân làm phong điện theo những cách
như sau :
Nhà nước cho phép các địa phương, các ngành, các nhà đầu tư, các
doanh nghiệp hoặc cá nhân được quyền xây dựng và sở hữu một số trạm
phong điện, tùy theo nhu cầu và khả năng tài chính của mình. Chủ sở hữu
được quyền sử dụng sản lượng điện sản xuất ra hoặc bán cho ngành điện lực
qua lưới điện quốc gia. Hiện đang còn một khoảng cách lớn giữa cung và cầu
về điện năng ở nước ta. Khu vực điện lực do tư nhân sở hữu chỉ góp phần rút
ngắn khoảng cách này, nhưng không thể trở thành nhân tố cạnh tranh với
ngành điện Nhà nước. Hơn nữa thông qua việc thu mua điện của các trạm
phong điện tư nhân và phân phối lại qua mạng điện quốc gia, ngành điện Nhà
nước còn thu được một khoản kinh phí đáng kể.

18

Footer Page 19 of 166.


Header Page 20 of 166.
Ngành điện vận động các nhà đầu tư, các doanh nghiệp hoặc cá nhân
đóng trước từ 1 tới 5 năm tiền điện, và cam kết sau này người đóng tiền trước
sẽ được giảm giá điện theo một tỷ lệ đáng kể, trong một thời gian tùy theo số
tiền đóng trước. Đây là một cách huy động vốn để xây dựng phong điện. Chỉ
cần số tiền điện 5 năm đã huy động được, có thể đủ kinh phí để xây dựng số
trạm phong điện có sản lượng tương ứng với nhu cầu của người ứng tiền.
Việc cam kết giảm giá điện sẽ làm cho các doanh nghiệp yên tâm khi ứng tiền
trước, trong tình hình giá dầu khí và các loại nhiên liệu tăng liên tục từ nhiều
năm nay. Sau khi xây dựng xong, ngành điện có thể bán trạm phong điện để

Sau khi gia nhập WTO, nền kinh tế Việt Nam đứng trước những thử
thách lớn. Để vượt qua được những thử thách đó cần có một nền công nghiệp
điện năng phát triển. Xây dựng phong điện là một giải pháp hiện thực, có hiệu
quả cao, có thể nhanh chóng đáp ứng nhu cầu điện năng của cả nước.
Phong điện còn có thể phát huy tác dụng to lớn trong sự nghiệp tăng
cường an ninh quốc phòng, nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho đồng
bào các vùng sâu, vùng xa, công cuộc xóa đói giảm nghèo, và tạo thêm việc
làm cho hàng triệu người lao động ở mọi nơi, trong mọi lĩnh vực hoạt động
của đất nước.

20

Footer Page 21 of 166.


Header Page 22 of 166.
Chương 2.

CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNGGIÓ – ĐIỆN
CÔNG SUẤT NHỎ
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây, năng lượng gió trở thành một nguồn tiềm
năng cho hệ thống máy phát điện với ảnh hưởng cho môi trường nhỏ. Tổng
năng lượng của các máy phát sức gió (Wind Energy Conversion Systems WECS) được lắp đặt trên thế giới được gia tăng một cách ngoạn mục. Sự
tham gia của các máy phát sức gió trong các hệ thống phân phối điện cung
cấp một lượng công suất đáng kể bên cạnh các máy phát cơ bản như các nhà
máy nhiệt điện, nguyên tử và thủy điện...
Các Tuabin gió hiện nay được chia thành 2 nhóm cơ bản:
- Một loại theo trục đứng.
- Một loại theo trục nằm ngang giống như máy bay trực thăng.

kW tới hàng chục ngàn kW. Các trạm phong điện có thể hoạt động độc lập
hoặc cũng có thể nối với mạng điện quốc gia. Các trạm độc lập cần có một bộ
nạp, bộ ắc-quy và bộ đổi điện. Khi dùng không hết, điện được tích trữ vào ắcquy. Khi không có gió sẽ sử dụng điện phát ra từ ắc-quy. Các trạm nối với
mạng điện quốc gia thì không cần bộ nạp và ắc-quy.
Các trạm phong điện có thể phát điện khi tốc độ gió từ 3 m/s (11 km/h),
và tự ngừng phát điện khi tốc độ gió vượt quá 25 m/s (90 km/h). Tốc độ gió
hiệu qủa từ 10 m/s tới 17 m/s, tùy theo từng thiết bị phong điện.
Mô hình tham khảo của một hệ thống máy phát sức gió có thể gồm các
thành phần cơ bản sau đây:

22

Footer Page 23 of 166.


Header Page 24 of 166.

Hình 2.1. Mô hình tiêu biểu của trạm phát điện dùng năng lượng gió.
- Cánh gió: Các Tuabin gió hiện đại thường có hai hoặc ba cánh gió. Gió thổi
qua các cánh quạt và là nguyên nhân làm cho các cánh quạt chuyển động và
quay.
- Pitch: Cánh gió được lật hoặc xoay để điều chỉnh tốc độ của rôto. Cánh
được tiện hoặc làm nghiêng một ít để giữ cho roto quay trong gió không quá
cao hay quá thấp để tạo ra điện.
- Thiết bị Yaw: Thiết bị yaw có hai chức năng. Khi tốc độ gió nhỏ hơn tốc độ
giới hạn theo thiết kế, nó giữ cho roto đối diện với nguồn gió khi hướng gió
thay đổi. Nhưng khi tốc độ gió vượt qua giới hạn theo thiết kế, đặc biệt là khi
có gió bão, nó dịch rotor ra khỏi hướng bão.
- Chong chóng gió (vane): Phát hiện hướng gió và kết hợp với thiết bị Yaw
để giữ cho tuabin phản ứng phù hợp với tốc độ gió cụ thể.

đem lại lợi ích lớn trong sản xuất điện. Ví dụ, để tăng chiều cao tháp từ 18m
lên 33m cho máy phát 10kW sẽ tăng tổng chi phí cho hệ thống 10%, nhưng
có thể tăng lượng điện sản xuất 29%.
Có 2 loại tháp cơ bản: loại tự đứng và loại giăng cáp. Hầu hết hệ thống
điện gió cho hộ gia đình thường sử dụng loại giăng cáp. Tháp loại giăng cáp

24

Footer Page 25 of 166.