Tìm hiểu về Năng lượng gió

Hiện nay, việc phát triển năng lượng gió đang ngày càng được đẩy mạnh cùng với năng lượng mặt trời bởi ưu điểm bảo vệ môi trường và dễ dàng khai thác. Bên cạnh đó, năng lượng gió còn giúp giảm tải cho lưới điện quốc gia, góp phần đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của người dân.

Vậy, Năng lượng gió là gì?

Năng lượng gió là nguồn năng lượng tái tạo lớn nhất hiện nay lấy động năng của gió nhờ các tua-bin gió quay chuyển sang cơ năng và biến thành năng lượng điện.

Gió tạo ra năng lượng điện như thế nào?

Việc sử dụng động năng quay của cánh quạt nhờ không khí chuyển động (động năng) thành cơ năng sau đó chuyển đổi sang điện năng. Mỗi Tua-bin gió chứa một bộ cánh quạt gắn vào một rotor ở đỉnh tháp tua-bin. Trong lúc tiếp xúc với gió, các chuyển động này sẽ làm cho cánh quạt quay quanh rotor nối với trục chính. Điều này giúp trục chính làm quay trục quay của máy phát nhằm tạo ra điện. Lúc này những chuyển động khác của động cơ máy phát điện cũng sẽ quay. Điện do máy phát điện tạo ra sẽ đi xuống tháp tua-bin rồi qua biến áp để chuyển đổi ra điện áp phù hợp với lưới điện hiện hữu để truyền tải lên lưới.

Toàn bộ quá trình này không gây ô nhiễm không khí, vì không dùng nhiên liệu đốt như than, dầu hoặc khí để tạo ra hơi nước làm quay các bánh răng tạo ra điện.

Cấu tạo các bộ phận tạo nên Tua-bin gió

• Pitch: Bộ phận hỗ trợ bảo vệ cánh quạt và rotor trong điều kiện gặp gió lớn. Ngoài ra, pitch còn giúp tạo nên nguồn điện năng ổn định đạt hiệu suất cao nhất (không quá cao hoặc quá thấp) khi quay trong gió.
  ● Hub: Là tâm của rotor, có chất liệu chính từ gang/ thép, thực hiện “công tác” chuyển hướng năng lượng từ cánh quạt vào máy phát điện
  
• Trong trường hợp tuabin gió có hộp số, Hub sẽ được nối trực tiếp với trục hộp số quay chậm nhằm chuyển năng lượng gió thành năng lượng lực quay tạo nên điện.
• Trong tường hợp tuabin gió có bộ truyền động trực tiếp, Hub sẽ truyền năng lượng đến máy phát vòng ngay lập tức.
• Rotor: Rotor là thiết bị gắn liền với cánh quạt giúp tạo ra điện năng. Chúng sẽ hoạt động dựa theo nguyên tắc nâng: Khi xuất hiện luồng gió đi qua dưới cánh quạt sẽ khiến không khí tạo nên áp suất cao. Song song đó, phía trên cánh quạt cũng sẽ tạo nên lực kép làm rotor quay.
  ● Blades: Thuộc bộ phận cánh quạt của tuabin gió, kết hợp với trục động cơ tuabin để quay hoặc chuyển động tạo năng lượng.
  ● Brake: Là phanh (bộ hãm), dùng để dừng rotor trong những tình trạng khẩn cấp.
  ● Gear box: Bộ phận kết nối chuyển động quay của rotor với máy phát điện để sinh ra năng lượng điện.
  ● Yaw drive: Giúp định hình rotor luôn hướng về chiều có xuất hiện nguồn gió chính.
  ● Yaw motor: Động cơ giúp cho thiết bị yaw drive định hình được hướng gió một cách chính xác.
  ● Tower: Trụ đỡ Nacelle, có chất liệu chính được làm từ thép. Khi trụ càng cao sẽ hỗ trợ thu về năng lượng gió càng nhiều, từ đó tạo ra dòng điện lớn hơn.
  ● Low Speed Shaft: Là trục truyền động tốc độ thấp của máy phát.
  ● High Speed Shaft: Là trục truyền động tốc độ cao của máy phát.
  ● Controller: Bộ phận điều khiển chính của tuabin gió.
  ● Anemometer: Bộ phận đo lường tốc độ gió. Thực hiện nhiệm vụ truyền tốc độ gió đến bộ phận điều khiển (controller).
  ● Wind vane: Hỗ trợ xử lý hướng gió và kết hợp cùng yaw drive để định hình tuabin gió.
  ● Generator: Giúp phát điện sau khi tuabin gió tạo ra điện.
  ● Nacelle: Là lớp vỏ của tuabin gió, lớp vỏ này giúp bảo vệ các thiết bị bên trong thật cẩn thận.

Một số Tua-bin gió phổ biến hiện nay:

• HAWT (tuabin gió trục ngang): HAWT được đánh là là một loại tuabin gió được đầu tư nghiên cứu và mang đến hiệu quả tuyệt vời bằng việc vận động của 3 cánh quạt trên HAWT nhằm tạo nên lực nâng khiến tuabin quay và phát ra điện. HAWT đặc biệt hơn các thiết kế khác ở điểm không cần trang bị thêm hệ thống ngầm để đảm bảo góc 180 độ không đổi trong khi phải đổi diện trực diện với gió khi hoạt động.
  ● VAWT (tuabin gió tiếp cận thẳng đứng): Tuy tuabin gió VAWT ít phổ biến hơn, điểm lợi thế của dòng này chính là không cần phải hướng trực tiếp về phía đón gió (tốt cho những khu vực có hướng gió thay đổi thường xuyên)