Xây dựng toàn cầu

Thử nghiệm hệ thống tuabin gió mới

Thử nghiệm hệ thống tuabin gió mới

Đức Tú (New Atlas) Đức Tú (New Atlas) - 14:37, 27/11/2023

Tạp chí Xây dựng - Bộ xây dựngMột tuabin cực kỳ sáng tạo có thể giảm một nửa chi phí xây dựng điện gió ngoài khơi sắp được đưa vào thử nghiệm ở Na Uy. Tuabin trục thẳng đứng quay ngược chiều dài 19 m, với công suất 30 kW là nguyên mẫu của một thiết kế có thể mở rộng quy mô về kích thước và công suất chưa từng có.

Hầu hết các tua-bin gió trông giống như một cánh quạt quay trên một cột đỡ, nhưng khi xây dựng hệ thống này tại các vùng nước sâu ngoài đại dương, nơi có các nguồn năng lượng gió tốt nhất thế giới và tiềm năng mở rộng quy mô, đây lại là một thiết kế tạo nên ngày càng ít ý nghĩa. Tất cả các phần nặng đều ở phía trên, vì vậy rất khó và tốn kém để xây dựng và duy trì một phiên bản nổi không muốn bị gió thổi bay.

Điều này khiến hệ thống tuabin VAWT quay ngược chiều của World Wide Wind (WWW) trở thành một sự thay thế hấp dẫn. Tất cả hoạt động của máy phát điện hạng nặng được giữ ngay bên dưới - thực tế là dưới nước và bên dưới phao nổi của tuabin. Điều đó làm tăng thêm trọng lượng ở phía dưới để giữ cho toàn bộ vật thể không bị chìm xuống nước và chỉ cần một bộ neo.

Rotor và stator của máy phát điện sau đó được kết nối với một cặp tuabin trục thẳng đứng, mỗi tuabin chạy ba cánh ở góc 45 độ so với trục tháp chính. Tuabin phía dưới được thiết lập để quay theo một hướng, và tuabin phía trên, được gắn trên một cột chạy lên giữa tuabin phía dưới, được thiết lập để quay theo hướng khác.

Các cánh quạt được thiết kế đơn giản và gắn cố định, đồng thời hấp thu lượng gió tối ưu trong suốt quá trình vận hành. Điện trở của máy phát có thể được quản lý bằng hệ thống riêng để kiểm soát tốc độ của tuabin.

Do đó, cho dù gió thổi theo hướng nào, hệ thống VAWT sẽ nghiêng một cách thụ động đến một góc tối ưu và hai tuabin bắt đầu quay theo hướng ngược nhau, tăng gấp đôi tốc độ mà "rotor" đang quay trong "stator" một cách hiệu quả.

WWW cho biết: “Đây là một cách để tăng gấp đôi sản lượng điện hoặc như một cách để giảm một nửa chi phí máy phát điện. Vì vậy, hệ thống có chi phí thấp hơn, có khả năng mở rộng hơn nhiều và mọi hoạt động bảo trì đều diễn ra ở phía dưới chứ không phải ở độ cao trăm mét trên không trung”.

Áp lực do gió đặt lên kết cấu được trung hòa một cách hiệu quả nhờ hai chuyển động quay ngược chiều nhau. Trên hết, chuyển động quét hình nón của mỗi rotor làm giảm tốc độ đầu cánh và tạo ra ít hiệu ứng Wake bị giao nhau và các tuabin phía sau đều bị ảnh hưởng cùng. Vì vậy, trong tình huống trang trại gió thực tế, hệ thống có thể được triển khai gần nhau hơn, tạo ra nhiều năng lượng hơn từ một nguồn năng lượng hơn với cùng một diện tích và giảm cáp kết nối.

Bằng cách sử dụng một số lựa chọn vật liệu thú vị, WWW cho biết họ nhìn thấy một con đường rõ ràng để mở rộng quy mô những cỗ máy này lên tới độ cao khổng lồ 400 m. Tại thời điểm đó, một hệ thống có thể thu được công suất khổng lồ 40 MW – gần gấp đôi công suất của các tuabin gió lớn nhất thế giới và quan trọng hơn, nó có thể giảm đáng kể chi phí năng lượng quy dẫn (LCoE) cho gió ngoài khơi xuống dưới 50 USD/MWh - tức là thấp hơn một nửa chi phí mà các tháp trục ngang thông thường đang hướng tới vào năm 2027.

Nguyên mẫu dài 19 m sẽ được thử nghiệm tại một cơ sở ở Na Uy. Mặc dù, không có thời gian biểu cụ thể cho thử nghiệm này, công ty cho biết nguyên mẫu tiếp theo của họ sẽ là một tuabin thí điểm có công suất 1,5 hoặc lớn hơn, dự kiến bắt đầu thử nghiệm vào đầu năm 2025 và hy vọng sẽ tung ra một tuabin thương mại 24 MW trước năm 2030, trở thành tuabin ngoài khơi lớn nhất thế giới nếu nó được đưa vào hoạt động ngày hôm nay.

Ý kiến của bạn