Một số giải pháp cân bằng năng lượng cho tua bin điện gió trục ngang dải công suất nhỏ tốc độ thấp

Trên cơ sở tính toán thiết kế một tua bin điện gió bằng cách tiếp cận với các phương pháp khác nhau để lựa chon một phương án có cấu hình, các kích thước và điểm làm việc tối ưu đáp ứng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 3

THUẬT NGỮ 4

DANH MỤC BẢNG 6

DANH MỤC HÌNH VẼ 7

LỜI MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN 11

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu năng lượng gió trong và ngoài nước 11

1.1.1 Ngoài nước 11

1.1.2 Trong nước 13

1.2 Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 19

1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 19

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu 26

CHƯƠNG 2 – MỘT SỐ GIẢI PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO TUA BIN ĐIỆN GIÓ CÔNG SUẤT NHỎ DẢI TỐC ĐỘ THẤP 29

2.1 Cân bằng năng lượng bằng phương pháp xoay cánh quanh trục xâu cánh 29 2.2 Cân bằng năng lượng bằng phương pháp xoay mặt đón gió 36

2.3 Cân bằng năng lượng bằng phương pháp kết hợp 41

CHƯƠNG 3 – CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO TUA BIN ĐIỆN GIÓ CÔNG SUẤT 15kW 43

3.1 Các phương pháp thiết kế cánh 43

3.1.1 Phương pháp Glauert 43

3.1.2 Phương pháp Kragten 45

3.1.3 Phương pháp lý thuyết phân tố cánh 50

3.2 Thiết kế và lựa chọn các thông số tối ưu cánh 56

3.2.1 Lựa chọn cấu hình, hệ số λ, số cánh Z, hệ số Cp, góc tấn α và profile.56 3.2.2 Tính toán các thông số hình học R, β, φ, c 60

3.2.3 Thiết lập các mối quan hệ các thông số cánh 66

3.2.4 So sánh kết quả giữa 3 lý thuyết tính cánh 72

3.2.5 Tính kiểm nghiệm công suất bằng chương trình Matlab 74

3.3 Cân bằng năng lượng cho tua bin 78

3.4 Xây dựng đường đặc tính CP – λ và P – n 81

3.5 Điểm làm việc của tua bin gió 85

KẾT LUẬN 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài trong luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, dưới

sự hướng dẫn của GS.TS Nguyễn Thế Mịch Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả

Đoàn Kim Bình

: Hệ số lực đẩy của Roto Tuabin gió : Đầu ra công suất từ Roto Tuabin gió : Vận tốc gió ở xa vô cùng

: Vận tốc tương đối : Vận tốc gió : Vận tốc tương đối của dòng chảy phân tố cánh : Diện tích của Roto Tuabin gió

: Bán kính của Roto Tuabin gió : Tọa độ phân tố cánh

: Lực đẩy Roto : Lực nâng trên phần tử cánh : Lực cản trên phần tử cánh : Hệ số lực cản của biên dạng cánh : Hệ số lực nâng của biên dạng cánh : Hệ số lực nâng của profile cánh ứng với góc tấn α :Số phần tử cánh

: Số cánh của Roto : Hệ số cảm ứng trục ở mặt phẳng Roto : Hệ số cảm ứng góc

: Tỷ số vận tốc đầu mút cánh của Roto : Chiều dài dây cung cánh

: Mật độ không khí : Vận tốc góc của Tuabin gió : Góc tấn

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Số liệu tốc độ gió ở độ cao 65 m theo nguồn EVN và WB 22

Bảng 1.2: Tiềm năng năng lượng gió theo độ cao 80 m theo nguồn EVN và WB 22

Bảng 3.1: Giá trị c/R và x chưa tuyến tính 60

Bảng 3.2: Giá trị c/R và x đã tuyến tính 61

Bảng 3.3: Kết quả th ng số cánh 62

Bảng 3.4: Giá trị tỉ số c/R với r/R ứng với các λ khác nhau khi chưa tuyến tính 66

Bảng 3.5: Giá trị tỉ số c/R với r/R ứng với các λ khác nhau khi tuyến tính 67

Bảng 3.6 Giá trị tỉ số φ với r/R ứng với các λ khác nhau khi chưa tuyến tính 68

Bảng 3.7: Giá trị tỉ số choán σ và λ ứng với các giá trị Z 70

Bảng 3.8: Giá trị C T ứng với mỗi φ 71

Bảng 3.9: Bảng so sánh kết quả giữa 3 phương pháp tính cánh 73

Bảng 3.10: Kết quả tính toán cho cấu hình tua bin λ = 6 81

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Công suất điện gió trên thế giới tính đến cuối năm 2011[3] 12

Hình 1.2: Công suất điện gió trên thế giới từ năm 1997 và dự toán đến 2020[3] 12 Hình 1.3: Tỷ trong điện gió của các châu lục từ các năm 2007- 2012[3] 13

Hình 1.4: Phần đầu tiên đã xây dựng xong của cánh đồng gió Tuy Phong[3] 17

Hình 1.5: Cánh đồng điện gió TuyPhong – Bình Thuận[3] 18

Hình 1.6: Cánh đồng điện gió tại huyện đảo Phú Quý[3] 18

Hình 1.7: Mô hình chuyền động của kh ng khí trên trái đất[3] 20

Hình 1.8: Bản đồ phân bố tốc độ gió trên lãnh thổ Việt Nam ở độ cao 80m[3] 21

Hình 2.1 Lực phân tố cánh T i 30

Hình 2.2 : Điều chỉnh góc đặt cánh dùng xilanh thủy lực 31

Hình 2.3: Điều chỉnh góc đặt cánh dùng động cơ 31

Hình 2.4: Cấu tạo điều tốc cơ khí 32

Hình 2.5: Cánh tua bin khi lắp quả văng 34

Hình 2.6: Góc lệch tuabin 37

Hình 2.7 : Cơ cấu xoay thùng tuabin dùng hộp giảm tốc trục vít 38

Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống tự điều chỉnh bằng đu i lái 39

Hình 2.9: Cơ cấu xoay hướng gió bằng đu i lái 40

Hình 3.1: Mô hình dòng xoáy tác dụng lên cánh tuabin gió[11] 44

Hình 3.2: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Cp, λ và số cánh Z[6] 47

Hình 3.3: Chia các tiết diện cánh[10] 48

Hình 3.4: Phân tố cánh 50

Hình 3.5: Lực và vận tốc tương đối 51

Hình 3.6: Góc đặt cánh 54

Hình 3.7: Tam giác vận tốc 55

Hình 3.8: Lực tác dụng lên cánh 55

Hình 3.9: Profile cánh 57

Hình 3.10: Đồ thị sự phụ thuộc C l vào góc tấn của Naca 4412 58

Hình 3.11: Đồ thị sự phụ thuộc của C d vào góc tấn của Naca 4412 59

Hình 3.13: Đồ thị sự phụ thuộc C l và C d vào góc tấn của Naca 4412 59

Hình 3.14: Th ng số profill tại các mặt cắt 65

Hình 3.15: Hình dạng các mặt cắt proffill khi đã xâu 65

Hình 3.16:Đồ thị sự phụ thuộc k = Cl / Cd vào góc tấn của Naca 4412 66

Hình 3.17: Biểu thị mối quan hệ giữa tỷ số c/R với r/R ứng với các λ khác nhau khi chưa tuyến tính 67

Hình 3.18: Biểu thị mối quan hệ giữa tỷ số c/R với r/R ứng với các λ khác nhau khi tuyến tính 68

Hình 3.19: Mối quan hệ giữa tỉ số φ với r/R ứng với các λ khác nhau khi chưa tuyến tính 69

Hình 3.20: Mối quan hệ giữa tỉ số choán σ và λ ứng với các giá trị Z 71

Hình 3.21: Biểu thị mối quan hệ giữa hệ số lực đẩy CT và φ ứng với mỗi λ 72

Hình 3.22: Cách chia mặt cắt cánh 74

Hình 3.23: Góc lệch tuabin 79

Hình 3.24 : Cơ cấu xoay thùng tuabin dùng hộp giảm tốc trục vít 80

Hình 3.26: Đường đặc tính P – n ứng với cấu hình tua bin λ = 6 85

Hình 3.27: Các thông số của máy phát NCVC V2 86

Hình 3.28: Các thông số hình học của máy phát 86

Hình 3.29: Đường đặc tính tuabin gió ứng với λ = 6 87 Hình 3.30: Đồ thị kết hợp đường đặc tính máy phát và đặc tính tua bin máy phát.87

LỜI MỞ ĐẦU

Trong tương lai sẽ vẫn cần những nguồn năng lượng truyền thống như dầu và khí đốt để đáp ứng nhu cầu năng lượng trên toàn thế giới Tuy nhiên vì những nguồn năng lượng đó là hữu hạn và vì chúng ảnh hưởng xấu đến môi trường nên ngay từ bây giờ một vần đế ngày càng cấp bách đã được đặt ra là nâng cao hiệu suất

sử dụng năng lượng, cũng như tìm kiếm những nguồn năng lượng thay thế, đặc biệt

là những nguồn năng lượng vô hạn, tái sinh được

Năng lượng gió là nguồn năng lượng vô tận từ thiên nhiên Từ nhiều thế kỷ trước con người đã sử dụng nguồn năng lượng này trong việc vận chuyển: Dùng thuyền buồm để đi lại trên sông hồ, biển, khinh khí cầu, hay chuyển qua cơ năng làm quật xay bột, quạt gió bơm nước… Hệ thống năng lượng gió là một trong những hệ thống năng lượng tái tạo sử dụng trong hộ gia đình mang lại hiệu quả kinh

tế nhất Tùy thuộc vào nguồn gió, một hệ thống năng lượng gió quy mô nhỏ có thể làm giảm hóa đơn tiền điện của bạn từ 50% đến 90%, giúp bạn tránh được chi phí cao cho đường dây điện dài đến những vùng hẻo lánh, không bị cúp điện và không gây ô nhiễm

Cùng với việc mở cửa hội nhập của nền kinh tế thế giới, Việt Nam cũng như nhiều nước khác trên thê giới gặp phải nhiều khó khăn , đặc biệt là thiếu hụt về năng lượng, trong khi các nguồn năng lượng truyền thống: thủy điện, nhiệt điện, dầu khí…dần không đủ đáp ứng các yêu cầu sử dụng Thì nhu cầu cấp thiết tìm ra những nguốn năng lượng thay thế, bổ xung cho sự thiếu hụt về năng lượng được đặt lên hàng đầu: năng lượng gió, mặt trời, năng lượng sóng… được đầu tư và phát triển mạnh mẽ

Trên cơ sở tính toán thiết kế một tua bin điện gió bằng cách tiếp cận với các phương pháp khác nhau để lựa chon một phương án có cấu hình, các kích thước và điểm làm việc tối ưu đáp ứng được yêu cầu đề ra thì việc cân bằng công suất giữa máy phát và tuabin là rất quan trọng để tránh việc mất mát công suất Xuất phát từ yêu cầu thực tế và được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn GS.TS Nguyễn Thế

Mịch tôi làm đề tài “ Một số giải pháp cân bằng năng lượng cho tua bin điện gió trục ngang dải công suất nhỏ tốc độ thấp” phù hợp với trình độ công nghệ và đặc điểm của tiềm năng gió của Việt Nam

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài được lựa

chọn giải pháp xuất phát từ việc phân tích nhu cầu sử dụng, trình độ công nghệ, chế

độ gió và thông số cho từng tua bin gió, đưa ra phương pháp cân bằng năng lượng cho tua bin gió, tránh tổn hao công suât và tang độ bền cho kết cấu tua bin gió Từ

đó đưa ra phương án tối ưu phù hợp ở các vùng có khả năng khai thác điện gió của Việt Nam

Phương pháp nghiên cứu: Phân tích các mẫu thiết kế ngoài nước, kết hợp lý

thuyết, tính toán theo mẫu, tính toán số và kết hợp thực nghiệm

Nội dung: Luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận thì nội dung chính gồm 4

chương Chương 1 Tổng quan Chương 2 Một số giải pháp cân bằng năng lượng cho tua bin điện gió dải công suất nhỏ tốc độ thấp Chương 3 Cân bằng năng lượng cho tua bin gió công suất 15kW

Để thực hiện được sự nghiên cứu này, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ rất nhiệt tình từ thầy, cô giáo trong Bộ môn Máy và Tự động thủy khí, viện Cơ khí động lực Đặc biệt, sự hướng dẫn tận tình của thầy GS.TS Nguyễn Thế Mịch đã giúp em hoàn thành luận văn đúng thời hạn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu năng lượng gió trong và ngoài nước

1.1.1 Ngoài nước

Kể từ cuộc khủng hoảng dầu lửa đầu thập niên 70, nhiều nước trên thế giới đã điều chỉnh chính sách năng lượng hướng về các nguồn năng lượng mới và năng lượng tái tạo Trong đó ở một số nước thì năng lượng gió được đánh giá như một nguồn năng lượng có thể đóng góp một phần đáng kể trong cân bằng năng lượng quốc gia

Từ năm 1991 trở về trước Mỹ luôn là quốc gia dẫn đầu về tổng công suất lắp đặt các tuabin gió, riêng ở bang California (1991) số lượng các tuabin gió lắp đặt

là 16387 cái và tổng công suất là 1679 MW Nhưng cho đến nay, Châu Âu đã vượt qua Mỹ về công suất lắp đặt và đang có xu hướng phát triển mạnh mẽ

Công nghiệp điện gió từ sau biến cố nổ lò nguyên tử Fukishima ở Nhật năm

2011 đã trở thành công nghiệp chủ lực để thay thế công nghiệp điện hạt nhân ở nhiều nơi trên thế giới Nhiều quốc gia đã và đang xem xét lại kế hoạch năng lượng nguyên tử và tìm những nguồn năng lượng sạch để dần thay thế những loại năng lượng truyền thống từ dầu, than, khí đốt, điện hạt nhân và một phần thủy điện

Hình 1.1: C ng suất điện gió trên thế giới tính đến cuối năm 2011[3]

Hình 1.2: C ng suất điện gió trên thế giới từ năm 1997 và dự toán đến 2020[3]

Tỉ lệ sản lượng điện từ điện gió tại nhiều nước trên thế giới đang mỗi ngày một tăng:

Tại Đức, năm 2010 tỉ lệ điện gió chiếm 7,7% nhưng đến cuối năm 2012 là 9,8

% và Đức đã có kế hoạch đế năm 2020 lắp đặt 1.200 tua-bin điện gió trên biển với

Tại Mỹ, kế hoạch phát triển điện gió của Bộ năng lượng Mỹ năm 2030 là 300.000 MW tương đương 20% lượng điện tiêu dùng của nước Mỹ

Trong khi đó tại Đan Mạch tỉ lệ điện gió hiện nay là 26% và theo nhà nước Đan Mạch thì tỉ lệ này sẽ là 50% vào năm 2020

Hình 1.3: Tỷ trong điện gió của các châu lục từ các năm 2007- 2012[3]

- Năm 1975 – 1978:

 Nhóm đề tài liên bộ (Bộ Đại Học – Bộ Giao Thông Vận Tải) tuabin gió sạc bình accu công suất 1,5kW với đường kính 5m và đã lắp đặt thử nghiệm tại ty Bảo Đảm Hàng Hải – Hải Phòng, sau một vài năm thì ngừng hoạt động

 Năm 1976: Chi cục muối Nam Hà cũng lắp đặt 20 tuabin gió bơm nước với đường kính 3,6m và số cánh là 6 để phục vụ sản xuất muối Sau vài ba năm những động cơ này cũng ngừng hoạt động do bị ăn mòn và thiếu bảo trì sửa chữa

 Năm 1978: Nhóm nghiên cứu viện NCKH KT Điện – Bộ Điện Lực cũng bắt tay vào nghiên cứu một số mẫu động cơ gió đơn giản như: tuabin gió trục ngang cánh vải, tuabin gió savonius Hai mẫu này hiệu suất thấp, kết cấu cồng kềnh, năng suất bơm nhỏ, không có cơ cấu an toàn nên không đáp ứng được nhu cầu sử dụng Những tuabin gió này đã ngừng hoạt động sau một thời gian thử nghiệm

- Năm 1980 – 1990:

 Năm 1980: Viện NCKH KT Điện đã lắp đặt tại Hội An – Tam Kỳ loại tuabin gió D-4 với 12 cánh để bơm nước sản xuất muối, song vẫn chưa giải quyết được vấn đề phối hợp tải giữa động cơ gió và bơm guồng gỗ

 Cũng trong năm 1980, chương trình năng lượng mới MS 10-05 được thành lập do Bộ Điện Lực chủ trì

 Năm 1985 – 1990: Chương trình năng lượng mới đổi sang mã số 52C và do

Bộ Giáo dục và Đào tạo chủ trì

Trong thời gian này đã có thêm nhiều cơ quan tham gia nghiên cứu về năng lượng gió như: Viện Kỹ Thuật Quân Sự (Bộ Quốc Phòng), Viện Kỹ Thuật Giao Thông (Bộ Giao Thông Vận Tải), Trường đại học Cơ Điện, Trường đại học Bách Khoa tp.HCM, Trung tâm Phát thanh và Truyền hình tp.HCM, xí nghiệp Cơ khí 2-

9 tp.HCM

Những cơ quan này đã nghiên cứu, thiết kế chế tạo và lắp đặt thử nghiệm một

số mẫu động cơ gió phát điện công suất nhỏ và động cơ gió bơm nước Tất cả những mẫu này chỉ mang tính chất thử nghiệm chứ chưa triển khai được vào thực

tế ứng dụng

Từ năm 1990 đến nay: trung tâm Nghiên Cứu Thiết Bị Nhiệt và Năng Lượng Mới là cơ quan duy nhất chủ trì thực hiện các dự án, đề tài cấp Nhà nước về năng lượng gió đã được đánh giá xuất sắc

 Đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo động cơ gió bơm nước cột

áp cao” – 1991

 Đề tài cấp Nhà nước: “Động cơ gió phát điện vận tốc chậm” – 1992 Được

 Dự án cấp Nhà nước: “Dây chuyền chế tạo động cơ gió phát điện công suất nhỏ sạc bình accu” – 1994

 Đề tài cấp Bộ: “Động cơ gió trục đứng kiểu Darrieus” – 1994

 Dự án cấp Nhà nước: “Động cơ gió trục đứng cánh mềm” – 1994-1995

 Dự án hỗ trợ khoa học và công nghệ: “Xây dựng mô hình làng năng lượng gió cho phường đảo Vĩnh Nguyên Nha Trang, lắp đặt 50 hệ thống động cơ gió phát điện PD 170-6”

 Đề tài khoa học cấp thành phố: “Xây dựng mô hình làng năng lượng gió cho

Ấp Thiềng Liềng Cán Gáo – Huyện Cần Giờ, lắp đặt 50 hệ thống động cơ gió phát điện PD 170-6”

 Đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu khả năng khai thác và sử dụng năng lượng gió ở khu vực miền núi và hải đảo phía Nam”

 Dự án của một số tổ chức phi chính phủ như Hội Hữu Nghị Thuỵ Sĩ – Việt Nam và tổ chức ACCT đã hỗ trợ lắp đặt 200 hệ thống động cơ gió phát điện PD 170-6 cho các tỉnh khu vực phía Nam (1995 – 1996)

 Đề tài cấp Bộ: “Nghiên cứu khả năng ứng dụng Tổ Hợp Gió – Diesel công suất 100kW”

 Đề tài cấp Bộ: “Nghiên cứu khả năng điện khí hoá các vùn quần đảo, hải đảo Việt Nam bằng Tổ Hợp Gió – Diesel”

 Tham gia đề tài cấp Nhà nước: “Giải pháp cung cấp điện cho vùng sâu, vùng

xa của ĐBSCL”

Tốc độ tăng trưởng trung bình của sản lượng điện ở Việt Nam trong 20 năm trở lại đây đạt mức rất cao, khoảng 12-13%/năm - tức là gần gấp đôi tốc độ tăng trưởng GDP của nền kinh tế Nếu tốc độ phát triển nhu cầu về điện tiếp tục duy trì

ở mức rất cao 14-15%/năm như mấy năm trở lại đây thì 2010 cầu về điện sẽ đạt mức 90.000 GWh, gấp đôi mức cầu của năm 2005

Theo dự báo của Tổng Công ty Điện lực Việt Nam, nếu tốc độ tăng trưởng GDP trung bình tiếp tục được duy trì ở mức 7,1%/năm thì nhu cầu điện sản xuất

của Việt Nam vào năm 2020 sẽ là khoảng 200.000 GWh, vào năm 2030 là 327.000 GWh

Trong tổng nhu cầu tăng trưởng của nguồn điện song song với phát triển các nguồn điện truyền thống như xây dựng hàng loạt các nhà máy điện bằng nhiên liệu hóa thạch như nhiệt điện chạy than, nhiệt điện chạy khí ga, phát triển các loại nhà máy thủy điện lớn, nhỏ Một loại năng lượng mới được chú ý để phát triển nguồn điện đó là năng lượng gió Chính phủ Việt Nam đã nhận thức đúng đắn và đánh giá đúng được tiềm năng về điện gió Trên cơ sở đó đã xây dựng được hàng loạt các chính sách nhằm hỗ trợ phát triển lĩnh vực điện gió Ngoài ra còn có hàng loạt các hỗ trợ khác như giao cho Bộ Công Thương cùng các tổ chức quốc tế khác như GIZ của công hòa liên bang Đức, Worldbank tổ chức hàng loạt các hội thảo về cơ hội đầu tư, hội thảo trang thiết bị điện gió tại Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh cũng như một số tỉnh có tiềm năng gió cao như Bình Thuận, Ninh Thuận…

Sau hàng loạt các hoạt động và các chính sách đã có những tác động tích cực, hàng loạt dự án đã hình thành ở nhiều cấp độ khác nhau, nhiều dự án nhỏ đã lắp đặt thành công các trạm điện gió ở qui mô gia đình, qui mô hộ tiêu thụ nhỏ có công suất vài trăm W đến một số KW ở một số địa phương đã được lắp đặt thành công Một số cánh đồng điện gió có công suất từ vài MW đến cả trăm MW đã được lắp đặt xong hoặc đã xây dựng xong pha đầu tiên đã đưa vào vận hành khai thác Điển hình là dự án điện lai ghép điện gió và diezel có tổng công suất 9 MW tại đảo Phú Quí trong đó 03 tổ điện gió mỗi tổ có công suất 2 MW được sản suất tại Áo và 06 tổ diezel mỗi tổ có công suất 500KW Đây là trạm lai ghép điện gió- diezel đầu tiên ở Việt Nam có công suất vài MW được xây dựng rất nhanh xuất phát từ như cầu cấp bách về năng lương điện để sản xuất và sinh hoạt của hòn đảo này có giá bán điện là 13cent/KWh có khả năng thu hồi vốn nhanh nhất Một cánh đồng gió do công ty cổ phần điện gió Việt Nam RVN đầu tư xậy dựng tại Tuy Phong - Bình Thuận có tổng công suất 120MW sử dụng tua bin gió của công ty Fuhrlaender, tổng số tua bin của dự án là 80 tổ đã lắp đặt xong 20 tổ và đã đưa vào

khai thác Đặc biệt là cánh đồng gió do công ty cổ phần điện gió Cà Mau làm chủ đầu tư được xây dựng trên vùng nước nông ven biển thuộc tỉnh Cà Mau có tổng công suất dự kiến 99,2MW đã lắp đặt và đưa vào vận hành thành công pha 1 là 10

tổ máy có công suất mỗi tổ là 1,5MW Trước đó còn có tổ máy điện gió có công suất 800KW mua của Tây Ban Nha do trung ương đoàn đầu tư xây dựng tại đảo Bạch Long Vĩ đã xậy dựng xong nhưng bị gió bão quật đổ Ngoài ra còn trạm điện gió lai ghép do Nhật Bản tài trợ có công suất 30KW tại Hải Thịnh - Nam Định…

Hình 1.4: Phần đầu tiên đã xây dựng xong của cánh đồng gió Tuy Phong[3]

Hình 1.5: Cánh đồng điện gió TuyPhong – Bình Thuận[3]

Hình 1.6: Cánh đồng điện gió tại huyện đảo Phú Quý[3]

Trong xu thế phát triển, cơ cấu kinh tế của đất nước đã có nhiều sự thay đổi, công nghiệp và dịch vụ đang phát triển từng ngày thì năng lượng trở thành một vấn đề cấp bách Năng lượng từ dầu đang giảm dần, theo ước tính trữ lượng dầu

sẽ hết sau khoảng 100 năm Do đó phải tìm một nguồn năng lượng mới nhất là một nguồn năng lượng tái tạo Trong các nguồn năng lượng tái tạo cho đến nay chỉ có thủy điện là đáng kể Trong những nguồn còn lại thì tiềm năng lớn là điện gió

Trong chiến lược phát triển năng lượng của chính phủ, theo thông tin của bộ công thương về năng lượng tái tạo của Việt Nam, dự kiến nguồn năng lượng này

sẽ tăng 15% Việt Nam đang có kế hoạch phát triển và thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch vào những năm 2015-2025 Điện gió hay còn gọi là năng lượng gió và năng lượng mặt trời dự kiến sẽ chiếm một nửa nguồn năng lượng đó

Tiềm năng năng lượng gió tại Việt Nam là rất cao nhưng với trình độ công nghệ

và vật liệu ở nước ta hiện nay thì việc thiết kế chế tạo các tuabin gió có công suất cao còn gặp nhiều khó khăn, các cơ sở nghiên cứu trong nước chưa có đội ngũ cán

bộ nghiên cứu chuyên ngành đủ mạnh… chúng ta chưa thể chế tạo tuabin gió có công suất lớn

Tuy nhiên các loại tuabin gió nhỏ và trung bình thì đã bắt đầu được nghiên cứu chế tạo, để tiến tới việc làm chủ thiết kế, chế tạo thiết bị tuabin gió trong nước trong một tương lai không xa

Trên thế giới hiên nay tồn tại nhiều loại tua bin điện gió khác nhau cả trục đứng

và trục ngang Đa số các tua bin điện gió là loại trục ngang chúng có kết cấu kiểu Đan Mạch và kiểu hiện đại Kiểu đan mạch có kết cấu đảm bảo dòng điện sau máy phát phải có tần số không đổi phù hợp với lưới điện nơi kết nối Tua bin điện gió hiện đại không thì các thông số của dòng điện sau máy phát phụ thuộc vào tốc độ gió Giới hạn của đề tài luân văn tốt nhiệp này chỉ đi nghiên cứu các giải pháp cân bằng năng lương giữa hệ thống cánh tua bin và máy phát đê tân dụng tối đa năng lượng của dòng gió và đảm bảo bảo vệ máy phát khi tốc độ gió lớn hơn tốc độ gió tính toán đạt công suất tính toán Kết cấu được lựa chọn thường xuyên ở các tua bin điện gió công suất nhỏ hiện nay để cân băng công suất thường được chọn là cum xoay thùng tua bin Dưới đây chúng tôi cũng sẽ tập chung các nghiên cứu tính toán để đảm bảo cân bằng năng lương giữa hệ thống cánh và máy phát theo nguyên lý này

1.2 Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

1.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài được lựa chọn giải pháp xuất phát từ việc phân tích nhu cầu sử dụng, trình độ công nghệ, chế độ gió và thông số cho từng tua bin gió, đưa ra phương pháp cân bằng năng lượng cho tua bin gió, tránh tổn hao công suât và tang độ bền cho kết cấu tua bin gió Từ đó đưa ra phương án tối ưu phù hợp ở các vùng có khả năng khai thác điện gió của Việt Nam

a Đặc điểm gió ở nước ta

Gió là chuyển động của lớp không khí bao quanh bề mặt trái đất được hình thành do các nguyên nhân: tác động của từ trường lên trái đất, tác động của lực Coriolis, tác động của nắng của mặt trời lên trái đất khi trái đất quay xung quanh

mặt trời cũng như trái đất tự quay xung quanh trục của nó tạo ra ngày và đêm hình thành nên sự trênh lệch về nhiệt độ, dẫn đến áp suất của các điểm trên bề mặt trái đất khác nhau Gió là sự chuyển động của không khí từ nơi áp suất cao đến nơi áp suất thấp Năng lượng gió phân bố theo vĩ độ, hai cực trái đất ở vĩ độ lớn có nguồn năng lượng gió dồi dào Một đặc trưng của gió là gió địa hình và gió mùa, tạo nên các vùng hoặc tiểu vùng ở gần vĩ độ thấp có tốc độ gió thấp không ổn định, việc khai thác gặp nhiều khó khăn hơn, hệ số sử dụng năng lượng thấp hơn vùng gió vĩ

độ

Hình 1.7: M hình chuyền động của kh ng khí trên trái đất[3]

Việt Nam nằm sát Thái Bình Dương có bờ biển dài trên 3000 Km, địa hình dốc

từ Tây sang Đông, do đó, Việt Nam có tài nguyên gió tương đối tốt so với các nước trong khu vực Đông Nam Á Trong nhưng năm gần đây chính phủ Việt Nam dưới sự hỗ trợ của các tổ chức trên thế giới như Worldbank, như tổ chức GIZ của chính phủ Đức đã tiến hành đo đạc tiềm năng gió tại nhiều nơi để xây dựng chiến lược phát triển điện gió Tuy nhiên việc xác định tiềm năng gió càng chính xác khi

Hình 1.8: Bản đồ phân bố tốc độ gió trên lãnh thổ Việt Nam ở độ cao 80m[3]

Hình 1.8 là bản đồ phân bố tốc độ gió trung bình trên lãnh thổ đất liền Viêt Nam: Qua hình 1.8 cho thấy tốc độ gió trung bình của lãnh thổ Việt Nam thuộc nhóm trung bình khá tức là khoảng từ 6 m/s đến 8,5m/s Khi tham khảo các bản đồ với tỷ lệ xích nhỏ hơn nữa chi tiết hơn nữa ta thấy các vùng có gió tốc độ từ 6 m/s đến 8,5 m/s tập trung vào một số vùng ở ven biển Bắc bộ như Quảng Ninh tốc độ gió từ 6 m/s đến 7 m/s, ở miền trung Bắc bộ như Quảng Bình một số địa phương

có gió tốc độ từ 6,6 m/s đến 7,5 m/s Tại tây Tây Nguyên một số vùng tốc độ gió

từ 6,5 m/s đến 7,5 m/s Vùng có tốc độ gió trung bình cao là Ninh Thuận, Bình Thuận từ 7 m/s đến 8,5 m/s Ở vùng duyên hải tỉnh Cà Mau cũng có tốc độ gió trung bình tương đối cao nằm trong khoảng 6,5 đến 7,5 m/s

Bảng 1.1: Số liệu tốc độ gió ở độ cao 65 m theo nguồn EVN và WB

Bảng 1.2: Tiềm năng năng lượng gió theo độ cao 80 m theo nguồn EVN và WB

Các kết qua đo đạc cho thấy thấy tốc độ trung bình của những nơi có gió có khả năng khai thác kinh tế của Việt Nam không nhiều Ước tính của EVN những nơi

có khả năng khia thác thuận lợi hiện nay có tổng công suất là 1785 MW (miền bắc

50 MW, miền trung 880 MW, miền nam 855MW) Theo ước tính của các chuyên gia khoảng 10.000 MW đến 20.000 MW

Tóm lại, nước ta nằm trong khu vực châu Á gió mùa, nhiều nơi có vận tốc gió trung bình cao đánh giá một tiềm năng lớn để phục vụ việc phát triển năn lượng gió tại Việt Nam

b Nhu cầu sử dụng tua bin gió ở nước ta

Theo dự kiến về cơ bản chương trình điện khí hóa nông thôn ở nước ta sẽ hoàn thành vào năm 2015 với khoảng 80% số hộ nông dân dược sử dụng điện lưới quốc gia Như vậy trên toàn quốc vẫn còn khoảng 20% số hộ dân ở nông thôn vùng sâu, vùng cao, biên giới, hải đảo không thể có lưới điện quốc gia Do đặc điểm địa hình, nhu cầu năng lượng bị phân tán ( người dân sống rải rác) và phụ tải điện bé với thu nhập thấp, đời sống còn nhiều khó khan, nhu cầu năng lượng của người dân chỉ hạn chế ở việc thắp sang, nghe đài, xem tivi và thông tin liên lạc Trong khi đó ở những vùng này lại có tiềm năng về gió rất lớn vì vậy nhu cầu sử dụng các loại động cơ gió phát điện công suất nhỏ là rất lớn

c Giới thiệu về tua bin gió

Tuabin gió là một thiết bị dùng để chuyển đổi năng lượng cơ năng của gió thành năng lượng khác như cơ năng, điện năng, hóa năng ….Tuabin gió được ra đời từ khoảng năm 3.500 trước Công nguyên, con người đã làm ra những chiếc buồm để đẩy tàu thuỷ lướt trên mặt nước Kế đến, những chiếc cối xay gió trục đứng đầu tiên đã xuất hiện vào thế kỷ thứ 2 trước Công nguyên tại xứ Ba Tư Nhưng phải đợi đến thế kỷ 13, loại cối xay gió trục ngang mới được phổ biến ở châu Âu

Năm 1850, Lord Kelvin (nhà vật lý người Anh), đưa ra ý tưởng nối máy phát điện với tuabin gió, từ đó, "động cơ gió" ra đời Tuy nhiên, trong thế kỷ 20, do không cạnh tranh được với dầu mỏ, năng lượng gió gần như bị bỏ quên

Năm 1888, tại Ohio-Mỹ, chiếc máy phát điện chạy bằng sức gió đầu tiên được chế tạo bởi Charles F.Brush

Hình 1.9: Tuabin gió trục ngang chế tạo bởi Charles F.Brush năm 1888[8]

Trong những năm tiếp theo hàng loạt máy phát điện gió ra đời như: máy điện gió công suất 25kW ở Đan Mạch (năm 1910), 1-3kW ở Mỹ (năm 1925), 100kW ở Nga (năm 1931) Tuy nhiên, do giá thành điện của những máy này không cạnh tranh được với các nhà máy nhiệt điện, vì vậy, chúng không được phát triển rộng rãi Vào thời kỳ này, thế giới đang bước vào 1 cuộc khủng hoảng dầu mỏ, năng lượng Ở các nước phát triển bắt đầu tập trung vào nghiên cứu chế tạo các máy điện gió Những thiết kế, mô hình máy điện gió đã phát triển rất nhanh và đáng chú ý là mô hình thiết kế của Đan Mạch: có 3 cánh, điều khiển ổn định tối ưu tốc

độ, công suất 250kW, máy có thể điều chình được góc đón gió của cánh tuabin Đây là 1 mẫu thiết kế đã mang dáng dấp của những tubin hiện đại sau này

Hình 1.10: Một loại tuabin gió trục ngang[8]

Sau năm 90, cùng với Mỹ, các nước Đức, Anh, Tây Ba Nha, Hà Lan, Thụy Điển là những thị trường đầy tiềm năng Nhiều máy điện gió điện gió được lắp đặt với giải công suất ngày càng lớn Năm 1990, công suất một máy phát lắp đặt chỉ ở mức 200kw thì đến năm 2003 công suất một máy phát có thể lên đến 5MW

Hình 1.11: Máy phát điện gió theo nguyên lý hiện đại roto gió- Máy phát[10]

Cấu tạo của 1 tuabin gió bao gồm các chi tiết :

Hình 1.12: Sơ đồ tuabin gió công suất nhỏ[12]

Hình 1.13 : Sơ đồ tuabin gió trục ngang công suất lớn[5]

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu

Nhìn lại khoảng thời gian qua ở Việt Nam, việc nghiên cứu năng lượng gió được tiến hành theo 3 xu hướng sau:

 Xu hướng tiến ngay vào thiết kế chế tạo tuabin gió có kích thước và công suất lớn (10kW) Xu hướng này đã bị thất bại ngay khi đang lắp đặt dở dang (tuabin gió 10kW ở Cần Giờ), hay động cơ gió tại Cà Ná, Minh Hải, Đà Nẵng chỉ hoạt động trong thời gian rất ngắn đã bị hỏng

 Xu hướng sao chép nguyên mẫu mã nước ngoài hoặc nhập thẳng thiết bị và chỉ cần ứng dụng Xu hướng này cũng đã được chứng minh trong thực thế là không đạt kết quả tốt

 Xu hướng nghiên cứu phân tích các mẫu của nước ngoài, lắp đặt thử nghiệm

để cải tiến hay để xuất mẫu mã cho phù hợp với công nghệ Việt Nam, chế độ gió

và nhu cầu sử dụng

Xu hướng thứ 3 đã được trung tâm nghiên cứu thiết bị nhiệt và năng lượng mới RECTERE (thuộc Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh ) kiên trì theo đuổi từ năm 1990 đến nay và thu được một số kết quả đáng khích lệ như PD 170-6 chính là được cải tiến từ mẫu KOALA của Ba Lan sau một thời gian lắp đặt thử nghiệm và cải tiến hoàn thiện thiết kế và công nghệ

Cho đến nay, RECTERE đã lắp đặt được hơn 900 tuabin gió PD 170-6 và hơn

100 tuabin gió trục đứng cánh mềm HL250, HL300, HL350 tại hơn 40 tỉnh thành trong cả nước Con số này thực ra còn quá khiêm tốn so với tiềm năng gió ở nhiều vùng nông thôn của nước ta.Ngoài ra, RECTERE đã hợp tác với một số Công ty của Mỹ, Đan Mạch để tiến hành nghiên cứu khả năng ứng dụng Tổ Hợp Gió – Diesel công suất lớn với công nghệ nước ngoài phục vụ cho việc điện khí hoá các vùng nông thôn quàn hải đảo Việt Nam

RECTERE đã lắp đặt một số trạm đo gió ở độ cao 30m (ở Cà Ná, Mũi Né, Phú Quốc, Bạch Long Vỹ) để thu thập số liệu gió bằng máy đo gió tự ghi nhằm tiến hành các nghiên cứu tiền khả thi cho các dự án lắp đặt những động cơ gió lớn hoà mạng điện quốc gia (vùng ven biển nơi có lưới điện quốc gia) hoặc hoà mạng điện diesel (như ở Huyện đảo Bạch Long Vỹ, Huyện đảo Phú Quốc)

Nói chung cho đến nay, chúng ta mới đạt được một số kết quả nhất định trong việc nghiên cứu triển khai các tuabin gió công suất nhỏ và tuabin gió bơm nước Trong vấn đề khai thác sử dụng năng lượng gió ở quy mô công nghiệp điều quan trọng là phải tiến hành các nghiên cứu tiền khả thi, tức là phải đo đạc tốc độ gió, hướng gió, áp suất… trong vòng ít nhất là 1 năm bằng máy đo gió tự ghi

Trên cơ sở tính toán lựa chọn phương pháp nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu bằng thực nghiệm Kết quả nghiên cứu sẽ được so sánh với kết quả thực nghiệm,

CHƯƠNG 2 MỘT SỐ GIẢI PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO TUABIN ĐIỆN

GIÓ DẢI CÔNG SUẤT NHỎ TỐC ĐỘ THẤP

Trong quá trình động cơ gió làm việc vận tốc và hướng gió không ngừng thay đổi do vậy làm cho tốc độ quay của trục và công suất phát ra của động cơ gió không ngừng thay đổi Với một số ứng dụng của động cơ gió sự thay đổi này không ảnh hưởng lớn lắm đến sự làm việc của bánh xe gió như động cơ kéo bơm nước, động cơ kéo cối xay hạt… Nhưng đối với động cơ gió cần có yêu cầu giữ tốc độ quay không đổi (có nghĩa là dù vận tốc gió thay đổi nhưng tốc độ quay của bánh xe gió không đổi) vì vậy cần có cơ cấu khống chế tốc độ quay.Mặt khác, khi vận tốc gió rất lớn sẽ sảy ra hiện tượng vượt tốc của cánh, hoặc có thể làm gẫy, hư hỏng cánh quạt gây nguy hiểm đến các bộ phận khác của động cơ gió Cơ cấu điều tốc ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ của động cơ gió, khi thiết kế động cơ gió cần phải thiết kế cơ cấu điều tốc sao cho phù hợp tránh cho cánh quay quá nhanh sinh

ra hiện tượng vượt tốc hay nguy hiểm hơn là phá hỏng động cơ gió

Nước ta có chế độ gió trung bình không cao nên phạm vi nghiên cứu của tua

bin chỉ trong dải công suất nhỏ P < 100 kW và vận tốc thấp trong khoảng 6 – 8 (m/s) Hiện nay có 3 phương pháp cân bằng năng lượng cho tua bin điện gió được

sử dụng phổ biến nhất : phương pháp cân bằng năng lượng bằng cách điều chỉnh xoay cánh xung quanh trục xoay cánh, phương pháp xoay mặt đón gió và phương pháp kết hợp cả 2 phương pháp xoay cánh kết hợp xoay mặt đón gió

2.1 Cân bằng năng lượng bằng phương pháp xoay cánh quanh trục xâu

cánh

a Phạm vi ứng dụng

- Phương pháp này được sử dụng cho loại tua bin kiểu Đan Mạch là chủ yếu Tua bin gió kiểu Đan Mạch hoạt động trên nguyên tắc đảm bảo số vòng quay n = hằng số, nghĩa là công suất đầu ra ổn định luôn bằng 1 giá trị

- Phương pháp này thực hiện trên nguyên lí khi vận tốc gió thay đổi thì xoay cánh đi 1 góc β sao cho công suất luôn bằng hằng số

- Mặt khác gần đúng ta có :

C L k.

(2.3)Với k là hằng số

Từ đó ta có công suất tua bin :

- Để quay cánh sao cho góc đặt cánh đạt giá trị β ta có thể xoay cánh theo các cách sau:

từ lâu và thích hợp với những động cơ gió cỡ nhỏ Cơ cấu điều tốc loại này làm việc bằng cách thay đổi góc đặt cánh nhờ lực ly tâm của con văng:

- Ổn định công suất P=const khi V > Vtính toán bằng cách thay đổi góc đặt cánh sao cho L.sinφ – D.cos φ = const

Hình 2.4: Cấu tạo điều tốc cơ khí

- Nguyên lý làm việc: Khi bánh xe gió quay với vận tốc góc , quả văng khối lƣợng m sinh ra lực quán tính ly tâm,cần văng tác dụng một momen quay thông qua cặp bánh răng côn ăn khớp sẽ chuyền momen làm xoay trục cánh qua đó làm thay đổi góc đặt cánh

- Với yêu cầu cắt chuyển động ở vận tốc gió V∞ ta tính góc xoay của cánh khi vận tốc gió V∞ so với vận tốc gió tính toán Vtính toán ta có vận tốc góc

L

x a C

 Từ đây ta chọn tỉ số truyền của cặp bánh răng côn trong cơ cấu xoay cánh i

Từ đó ta tính được góc văng của con lăn vứng với góc đặt cánh β

 Nếu gọi m là khối lượng con văng và l là chiều dài cần văng(bỏ qua khối lượng cần văng) => Mômen quay tác dụng lên cánh được tính như sau:

Mq = m.lcos i

 Trong đó:

+ m: khối lượng quả văng

+ i : tỉ số truyền của cặp bánh răng

+ Db: đường kính bầu cánh

+ e : khoảng cách từ bầu đến tâm quay con văng

+ l : chiều dài cần văng

+ : vận tốc góc của bánh xe gió

Hình 2.5: Cánh tua bin khi lắp quả văng

 Nếu xét cả ảnh hưởng của lực trọng trường lên con văng nữa thì momen lớn nhất mà con văng sinh ra là:

Mq(max) = m.lcos i + mgl N.m

 Bây giờ cần tìm giá trị m và l

 Momen xoắn của cánh lên trục cánh đƣợc tính theo công thức:

My = Mx.cos - My.sin

 Trong đó là góc đặt của profin tiết diện sát bầu

 Giá trị mô men uấn MZ gây ra bởi lực vòng PU là :

2 5

.

Q K

C

Q  ;

+ K H: hệ số cột áp

) (n2 D2

H K

g d d Z

K D

n M

tl H tl

H C

U

1ln.1

.3

32 8

3 5

d  b : tỉ số bầu của bánh công tác

 Từ đó tính được các giá trị γ, Z, ηtl, KQ, KH, d, nc Sau đó tính được khối lượng quả văng m và chiều dài quả văng

c Ưu nhược điểm của phương pháp

- Ưu điểm : Kết cấu xoay cánh đơn giản,

- Nhược điểm : việc đồng bộ tốc độ xoay cánh và góc đặt cánh đòi hỏi độ chính xác vì nếu góc lệch cánh không bằng nhau dẫn đến sự mất cân bằng gây rung lắc cho tua bin trong quá trình hoạt động

2.2 Cân bằng năng lượng bằng phương pháp xoay mặt đón gió

- Để xoay tua bin gió đi một góc ψ ta có thể dùng hộp giảm tốc trục vít do hộp giảm tốc trục vít có tỉ số truyền cao vì cả khối tuabin có khối lượng cộng với lực cản của gió tác động lên tuabin lớn nên không thể quay với tốc độ cao được Ưu điểm của cơ cấu này là cơ cấu chuyển động một chiều, độ bền cao Tốc độ đầu vào cao phù hợp với số vòng quay động cơ dẫn động còn đầu ra số vòng quay thấp ứng với góc lệch của thùng tua bin

Hình 2.7 : Cơ cấu xoay thùng tuabin dùng hộp giảm tốc trục vít

Ngoài ra có thể sử dụng phanh để ngắt chuyển động của cánh thay vì xoay cánh khi mà vận tốc gió V= 25m/s hoặc khi có bão Đây là thông số để tính bền cột và tính toán mô men chống lật để thiết kế phần móng

Đối với các tua bin P < 20 kW ta sử dụng phương pháp điều chỉnh bằng đuôi lái

để đón mặt đón gió Phương pháp này có ưu điểm độ nhạy cao, kết cấu đơn giản vận tốc xoay định hướng nhỏ làm giảm mô men hồi chuyển tác động lên trục quay

bánh xe gió Song để chế tạo cơ cấu điều chỉnh này ta chấp nhận kết cấu cồng kềnh tốn vật liệu

Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống tự điều chỉnh bằng đu i lái

Khi gió lệch khỏi hướng vuông góc với mặt phẳng bánh xe gió một góc nhỏ γ

sẽ xuất hiện các mô men có xu hướng làm lệch bánh xe gió tức là làm tang góc γ nếu không có đuôi lái Khi bố trí đuôi lái để lực khí động đặt vào nó gây ra mô men ít nhất là cân bằng với các mô men trên

Khi đó phương trình dưới đây phải được thỏa mãn

Mquay = -Mbxg + Mđ +Mcf – Mms ≥ 0 Trong đó :

+ Mđ : Mô men sinh ra do lực gió tác động lên đuôi lái

+ Mbxg : Mô men sinh ra do lực gió tác động lên cánh tua bin gió

+ Mcf : Mô men lực gió tác động lên cánh phụ

+ Mms : Mô men ma sát ở ổ quay đầu ,máy

Góc γ được dung như một thông số đánh giá độ nhạy định hướng của cơ cấu Các tính toán và thực nghiệm chỉ ra rằng ta cần thiết kế bộ điều chỉnh sao cho γ

năm trong khoảng từ 100 ± 200 là hợp lý nhất Trong tất cả các thiết bị tua bin gió trước đây ở Việt Nam và ở một số nước đều sử dụng cơ cấu: đuôi lái – cánh phụ với lò xo kéo để điều chỉnh như hình trên Đặc điểm của loại này: Kếu cấu đơn giản, độ nhạy của cơ cấu cao Nhược điểm : Việc chế tạo lò xo đơn chiếc theo yêu cầu đơn chiếc gặp nhiều khó khan,thường bị sự cố ở cơ cấu lò xo A Kragten (CWD _ Hà Lan) đã thiết kế cơ cấu đuôi lái với trục quay nghiêng cho các động

cơ gió bơm nước và tính ưu việt của nó đã được chứng minh trong thực tế Trong

cơ cấu này lực trọng trường của đuôi lái sẽ thay thế cho lực căng của lò xo

Hình 2.9: Cơ cấu xoay hướng gió bằng đu i lái

- Trục quay đuôi lái S được đặt nghiêng một góc ε so với phương thằng đứng

z Vị trí ổn định của đuôi lái sẽ là vị trí thấp nhất khi đuôi lái quay khỏi vị trí thấp nhất một góc α thì lực trọng trường sẽ kéo đuôi lái về vị trí ban đầu

- Đặc điểm của cơ cấu trục đuôi lái nghiêng là:

+ Độ nhạy định hướng cao

+ Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

+ Cơ cấu hoạt động ổn định, ít hỏng hóc (vì không cần dùng lò xo kéo), rất phù hợp trong điều kiện công nghệ Việt Nam