Turbine gió là gì? Các công bố khoa học về Turbine gió
Turbine gió là một loại công nghệ phát điện sử dụng sức gió để quay cánh quạt của một hệ thống turbine và tạo ra điện năng. Turbine gió có mục đích chuyển đổi n...
Turbine gió là một loại công nghệ phát điện sử dụng sức gió để quay cánh quạt của một hệ thống turbine và tạo ra điện năng. Turbine gió có mục đích chuyển đổi năng lượng gió thành điện để sử dụng trong các hệ thống điện mà không gây ra khí thải ô nhiễm và tiêu tốn nguồn tài nguyên không tái tạo. Turbine gió thường được sắp xếp thành các trạm độc lập hoặc các công trình phức tạp có nhiều turbine gió được kết nối với nhau.
Turbine gió hoạt động bằng cách sử dụng nguồn năng lượng của gió để quay cánh quạt của turbine. Khi gió thổi qua cánh quạt, nó tạo ra lực xoay, lực này được truyền đến trục quay của turbine. Trục quay được kết nối với generator (máy phát điện) bên trong turbine, và sự quay của trục sẽ tạo ra dòng điện xoay chiều. Dòng điện này sau đó được chuyển đến hệ thống điện để cung cấp điện năng.
Turbine gió thường được cấu tạo bởi các cánh quạt, trục quay và generator. Cánh quạt thường được làm từ các vật liệu nhẹ và bền như composite hoặc kim loại nhẹ. Các cánh quạt được thiết kế có dạng như cánh dơi hoặc viên bi để tận dụng sức gió ở tốc độ thấp và cao nhất có thể.
Trục quay của turbine gió được chịu lực và chuyển động từ sức gió. Nó thường được làm bằng thép cường độ cao hoặc composite. Trục quay kết nối với generator bên trong turbine và truyền động xoay của cánh quạt đến generator.
Generator trong turbine gió có nhiệm vụ chuyển đổi sức quay từ trục quay thành điện năng. Generator thường dùng trong turbine gió là loại generator xoay chiều, có thể là generator đồng cực hoặc generator từ trường quay. Năng lượng điện được tạo ra từ generator sau đó được truyền đến hệ thống điện để sử dụng.
Turbine gió có thể được sử dụng trong các ứng dụng từ nhỏ như hộ gia đình đến lớn như các trạm điện gió công nghiệp. Các trạm điện gió công nghiệp thường bao gồm nhiều turbine gió hoạt động với nhau để tạo ra một lượng hàng triệu kWh điện hàng năm. Turbine gió được xem là một nguồn năng lượng tái tạo và không gây ra khí thải ô nhiễm trong quá trình sản xuất điện.
Turbine gió được chia thành hai loại chính: turbine đứng và turbine nằm ngang.
1. Turbine đứng (Vertical Axis Wind Turbine - VAWT): Turbine đứng có cánh quạt được đặt theo hướng dọc và trục quay nằm ngang. Loại turbine này thường nhỏ hơn và thích hợp cho các địa điểm có không gian hạn chế như trên các mái nhà hoặc trong khu đô thị. Turbine đứng có khả năng hoạt động tốt trong các hướng gió khác nhau và không đòi hỏi điều chỉnh theo hướng gió.
2. Turbine nằm ngang (Horizontal Axis Wind Turbine - HAWT): Turbine nằm ngang có cánh quạt được đặt theo hướng ngang và trục quay nằm dọc. Loại turbine này thường được ứng dụng rộng rãi trong các trạm điện gió công nghiệp. Cánh quạt của turbine nằm ngang được xếp thành dạng hình cánh dơi (darrieus) hoặc dạng hình viên bi (savonius). Turbine nằm ngang cần được hướng theo hướng gió chính xác để đạt hiệu suất tối đa.
Hiệu suất hoạt động của turbine gió phụ thuộc vào một số yếu tố như tốc độ gió, kích thước và thiết kế của cánh quạt, hiệu suất của generator, và đặc điểm môi trường xung quanh. Thông thường, turbine gió sẽ hoạt động tốt nhất ở tốc độ gió trung bình, từ 10-30 mph.
Việc phát triển turbine gió có nhiều lợi ích bao gồm tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu khí thải nhà kính, tạo ra năng lượng tái tạo và giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch. Tuy nhiên, turbine gió cũng đối mặt với một số thách thức như tiếng ồn, tác động đến động vật và sinh vật tại các khu vực lân cận, và thẩm mỹ trong các địa điểm dân cư.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "turbine gió":
Một cụm tuabin gió 4 × 3 được xây dựng trong một môi trường hầm gió với bốn cấu hình dựa trên hướng quay của các cánh quạt. Dòng thứ tư của các thiết bị được coi là ở trong tán tuabin phát triển hoàn toàn cho một cấu trúc hình chữ nhật. Các phép đo trường dòng đã được thực hiện bằng phương pháp đo tốc độ hình ảnh hạt đối xứng stereo ngay phía trên và phía dưới của các tuabin mô hình được chọn. Hướng quay của các cánh quạt tuabin được thể hiện rõ qua vận tốc trung bình theo chiều spanwise W và ứng suất cắt Reynolds −vw¯. Lưu lượng năng lượng động cho thấy có độ lớn lớn hơn sau các tuabin trong các cụm mà hướng quay của các cánh thay đổi. Các đặc trưng của tensor ứng suất Reynolds được chuẩn hóa (η và ξ) được vẽ trong tứ giác Lumley và cho thấy rằng những đặc điểm riêng biệt của độ nhiễu tồn tại trong các vùng râu theo sau nacelle và đầu cánh quạt. Phân rã riêng của tensor cho ra các thành phần chính và các biến đổi hệ tọa độ tương ứng. Các hình cầu đặc trưng đại diện cho sự cân bằng của các thành phần trong tensor dị hướng chuẩn hóa được dựng thành hình với các giá trị riêng cho hình dạng theo dự đoán của tứ giác Lumley. Việc quay hệ tọa độ được xác định bởi các véc tơ riêng cho thấy các xu hướng trong tọa độ theo dòng chảy theo sau các cánh quạt, đặc biệt là ở vị trí sau đỉnh cánh quạt và bên dưới trục. Hướng quay của các cánh quạt được thể hiện qua hướng của các hình cầu đặc trưng theo các trục chính. Trong dòng chảy của các tuabin hàng thoát nước, tensor ứng suất Reynolds chuẩn hóa cho thấy hiệu ứng tích lũy của các tuabin phía trên, có xu hướng đến hình dạng prolate cho hướng quay đồng nhất, hình cầu oblate cho tổ chức dòng chảy theo hướng quay, và một sự pha trộn của các hình dạng đặc trưng khi hướng quay thay đổi theo hàng. So sánh giữa các bất biến của tensor ứng suất Reynolds và các thành phần từ phương trình năng lượng cơ học trung bình cho thấy sự tương quan giữa mức độ dị hướng và các vùng của các râu tuabin gió nơi năng lượng động của độ nhiễu được sản xuất. Lưu lượng năng lượng động vào khu vực thiếu động lượng của râu từ phía trên tán liên quan đến các hình cầu đặc trưng prolate. Lưu lượng vượt lên trên vào vùng râu từ phía dưới khu vực cánh quạt liên quan đến các hình cầu đặc trưng oblate. Độ nhiễu trong vùng dòng chảy ngay sau nacelle của các tuabin gió thể hiện độ đồng nhất lớn hơn so với các vùng theo sau các cánh quạt. Công suất và hệ số công suất của các tuabin gió cho thấy rằng cấu trúc dòng chảy theo thứ tự độ lớn của khoảng cách cánh tuabin tăng cường hiệu suất tuabin tùy thuộc vào cấu hình cụm cụ thể.
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 9