Năng lượng thủy triều dạng Tubine

Ngày nay, khi những ảnh hưởng của nạn hâm nóng toàn cầu có thể nhìn thấy khắp nơi trên thế giới, hiện tượng khí hậu thay đổi đã trở thành mối quan tâm lớn cho mọi người, và việc đốt nhiên liệu hóa thạch như là than đá để phát điện là một nguồn nguyên nhân lớn gây khủng hoảng môi sinh. Tuy nhiên, vô số nguồn năng lượng xanh, bền vững không làm hại địa cầu hiện đang có sẵn. Một trong những kỹ thuật bền vững đó là “Ðộng lực thủy triều,” một tiến trình mà một số quốc gia đã phát triển đã áp dụng. Dĩ nhiên để đạt tới mục tiêu cho con người giảm bớt sự tùy thuộc vào nhiên liệu hóa thạch để có năng lượng, chúng ta cần phải bắt đầu dùng những nguồn năng lượng xanh bền vững khác để tạo ra điện lực. Nhiều nguồn năng lượng ấy hiện hữu, nhưng đó là tùy vào chúng ta những người tiêu thụ phải viết thư đến công ty điện lực và yêu cầu họ sử dụng những loại này. Chúng ta cũng có thể viết thư đến các đại biểu chính quyền địa phương và kêu họ thực thi những đề xướng về môi sinh. Những giải pháp cho nạn hâm nóng hoàn cầu đã có đây rồi nhưng cần phải được áp dụng trên một bình diện lớn hơn bởi tất cả các chính phủ và quốc gia trên khắp thế giới. Vậy hãy cùng lên tiếng và làm sự thay đổi trước khi quá trễ.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH



KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

TIỂU LUẬN

Đề tài: Năng lượng thủy triều dạng Tubine

Giảng viên hướng dẫn: ThS HOÀNG TRÍ

Sinh viên thực hiện: PHẠM NGỌC ANH QUÝ

MSSV: 11243040

Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ , giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt

thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay , em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn ThS Hoàng Trí đã ân cần hướng dẫn chúng

em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện ,thảo luận về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa học năng lượng và môi trường Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bài tiểu luận này của em rất khó có thể hoàn thiện được Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Thầy

Bài tiểu luận được thực hiện trong khoảng thời gian ngắn Bước đầu đi vào thực

tế, tìm hiểu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa học, kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy , không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn ,

em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của Thầy và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn

<Sinh viên thực hiện>

Phạm Ngọc Anh Quý

TÓM TẮT TIỂU LUẬN NĂNG LƯƠNG THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE

Ngày nay, khi những ảnh hưởng của nạn hâm nóng toàn cầu có thể nhìn thấy khắp nơi trên thế giới, hiện tượng khí hậu thay đổi đã trở thành mối quan tâm lớn cho mọi người, và việc đốt nhiên liệu hóa thạch như là than đá để phát điện là một nguồn nguyên nhân lớn gây khủng hoảng môi sinh.Tuy nhiên, vô số nguồn năng lượng xanh, bền vững không làm hại địa cầu hiện đang có sẵn Một trong những kỹ thuật bền vững đó là “Ðộng lực thủy triều,” một tiến trình mà một số quốc gia đã phát triển đã áp dụng

Dĩ nhiên để đạt tới mục tiêu cho con người giảm bớt sự tùy thuộc vào nhiên liệu hóa thạch để có năng lượng, chúng ta cần phải bắt đầu dùng những nguồn năng lượng xanh bền vững khác để tạo ra điện lực Nhiều nguồn năng lượng ấy hiện hữu, nhưng đó là tùy vào chúng ta những người tiêu thụ phải viết thư đến công ty điện lực và yêu cầu họ sử dụng những loại này Chúng ta cũng có thể viết thư đến các đại biểu chính quyền địa phương và kêu họ thực thi những đề xướng về môi sinh Những giải pháp cho nạn hâm nóng hoàn cầu đã có đây rồi nhưng cần phải được áp dụng trên một bình diện lớn hơn bởi tất cả các chính phủ và quốc gia trên khắp thế giới Vậy hãy cùng lên tiếng và làm sự thay đổi trước khi quá trễ

<Sinh viên thực hiện>

Phạm Ngọc Anh Quý

MỤC LỤC

Trang

LỜI CÁM ƠN 2

TÓM TẮT 3

MỤC LỤC 4

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ 5

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU 6

CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU DẠNG TUBINE…… 8

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRONG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU 10

KẾT LUẬN 13

TÀI LIỆU THAM KHẢO 14

DANH MỤC HÌNH VẼ

Trang

Hình 1.1: Lực hấp dẫn giữa trái đất và mặt trăng……… 6

Hình 1.2: Triều cường 7

Hình 1.3: Triều kiệt 7

Hình 2.1: Tuabin HS1000 9

Hình 2.2: Tuabin diều 10

Hình 3.1: Tuabin 11

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU.

1.1/ Giới thiệu:

Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều là lượng điện thu được từ năng lượng chứa trong khối nước chuyển động do thủy triều

1.2/ Nguyên nhân:

Thủy triều sinh ra do sức hút của mặt trăng, mặt trời lên trái đất (ảnh hưởng

của mặt trăng lớn hơn) Có 2 lần triều cao và thấp trong 1 ngày

Nguyên nhân của thủy triều là do thủy quyển có hình cầu dẹt nhưng bị kéo cao lên

ở hai miền đối diện nhau tạo thành hìnhellipsoid Một đỉnh của ellipsoid nằm trực

diện với Mặt Trăng - là miền nước lớn thứ nhất, do lực hấp dẫn của Mặt Trăng gây ra Còn miền nước lớn thứ hai nằm đối diện với miền nước lớn thứ nhất qua tâm Trái Đất,

do lực li tâm tạo ra Giữa hai nước lớn liên tiếp là nước ròng Một khi vận tốc góc (tốc độ quay) của Quả Đất không đổi thì lực li tâm lớn nhất nằm ở nơi có bán kính quay lớn nhất khí đó là miền xích đạo của Trái Đất Tuy nhiên bán kính quay chưa hẳn là bán kính Quả đất tại Xích đạo, là vì: Quả đất không hoàn toàn quay quanh trục của nó, cũng như là Mặt Trăng không hoàn toàn quay quanh Trái Đất, mà là: Hệ Quả Đất-Mặt Trăng quay xung quanh điểm trọng tâm của hệ này Do khối lượng của Trái Đất lớn hơn của Mặt Trăng rất nhiều nên trọng tâm của hệ Trái Đất-Mặt Trăng nằm trong lòng Trái Đất, trên đường nối tâm của chúng Tóm lại: Trái Đất vừa quay, vừa lắc

Hình 1.1: Lực hấp dẫn giữa trái đất và mặt trăng.

(Nguồn :http://thienvanhoc.jimdo.com/t%C3%ACm-hi%E1%BB%83u/th

%E1%BB%A7y-tri%E1%BB%81u/)

1.3/ Triều cường:

Thủy triều cực đại ( triều cường): xảy ra ngay sau khi trăng tròn và trăng non, có

sự chênh lệch lớn giữa độ cao nước dâng và nước hạ

Hình 1.2: Triều cường

1.4/ Triều kiệt:

Khi ảnh hưởng của sức hút thấp nhất, khi đường thẳng nối trái đất và mặt trăng tạo thành góc 90 độ với đường thẳng nối trái đất với mặt trời

Hình 1.3: Triều kiệt

CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU DẠNG

TUBINE.

2.1/ Tua bin thủy triều :

Là phương pháp sử dụng nhiều cột có gắn các tuabin được đặt ngầm dưới nước nơi có mật độ dòng thủy triều di chuyển qua lại với lưu lượng lớn , phương pháp này giống như cánh đồng tuabin gió được đặt dưới nước Có hai loại tuabin trục đứng và tuabin trục ngang

Giống như turbine gió, turbine thủy triều có nhiều lợi thế hơn so với hệ thống đập chắn và hàng rào thủy triều, đặc biệt là giảm tác động về môi trường

Turbine thủy triều sử dụng các dòng thủy triều đang di chuyển với tốc độ 2-3 m/s

để tạo ra 4-13 kW/m

Các dòng thủy triều di chuyển nhanh ( > 3 m/s) gây ứng suất quá mức với cánh quạt quay, gây hỏng turbine

Các dòng thủy triều có tốc độ thấp lại không đạt giá trị kinh tế như mong muốn

Hình 2.1: Tua-bin Hammerfest Strom HS1000 (Ảnh: Physorg)

(Nguồn :

http://www.khoahoc.com.vn/congnghemoi/cong-nghe-moi/39618_thu-nghiem-thanh-cong-tua-bin-thuy-trieu.aspx)

Turbine này có tên SeaGen, là một tháp được neo dưới đáy biển, cách bờ khoảng 400 m Nơi lắp đặt là vịnh Strangford ở Bắc Ireland, một trong những vùng biển có dòng thủy triều chuyển động nhanh nhất thế giới, với tốc độ có thể lên đến 15 km/giờ

Turbine sẽ phát điện khi có sự chuyển động lên xuống của thủy triều bằng cách quay 2 rotor đường kính 16 m gắn trên một trục Sẽ không có năng lượng sinh ra nếu tốc độ chảy của nước dưới 3,5 km/giờ

SeaGen hoạt động tương tự như nguyên lý hoạt động của các cối xay gió, chỉ khác ở chỗ mọi thứ chuyển động đều đặt dưới nước Khi hoạt động đầy đủ, turbine này tạo ra năng lượng 1,2 megawatt, gấp 4 lần so với các turbine khác và có thể cung cấp điện cho khoảng 1.000 hộ gia đình

Mặc dù chi phí để đầu tư cho nguồn điện này khá đắt nhưng nó được dự báo là nguồn năng lượng lý tưởng trong tương lai, tốt hơn năng lượng gió và mặt trời; đồng thời là chìa khóa để giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu dầu mỏ và đảm bảo an ninh năng lượng thế giới

Cơ quan Năng lượng thế giới đặt ở Paris (Pháp) dự đoán tiềm năng của năng lượng thủy triều trên toàn cầu khoảng 800 tỷ kwh/năm, đáp ứng khoảng 5% nhu cầu năng lượng hiện nay

Hình 2.2: Diều Tubine (Nguồn :

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRONG NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU.

3.1/ Ứng dụng :

Trước tình hình giá xăng dầu tăng cao, đảm bảo an ninh năng lượng đang trở thành mỗi quan tâm mang tính toàn cầu, việc kiếm các nguồn năng lượng thay thế đang trở thành mục tiêu và giải pháp chung của nhiều nước

Với những ưu điểm: giá thành thấp,ít gây hại cho môi trường, các nguồn năng lượng tái tạo được xem là nguồn năng lượng thay thế hữu ích đặc biệt là sản xuất điện từ năng lượng thủy triều

3.2/ Ứng dụng vào Việt Nam.

Việt Nam có tiềm năng lớn về năng lượng thủy triều với đường bờ biển dài hơn 3200km, có nhiều cửa sông lớn

Tuy nhiên, do giá thành cao và chưa có đủ công nghệ nên hiện tại chúng ta chưa

có dự án nào về điện thủy triều

3.3/ Những thành tựu của thế giới về năng lượng thủy triều.

Một số quốc gia như Thủy Điện , Scotland ….đã đạt những thành tựu nhất định

Tua-bin Hammerfest Strom HS1000 được hạ thủy hồi mùa đông tại đảo Eday nằm

ở phía bắc Orkey của Scotland Đây là thiết bị thử nghiệm nhằm chứng minh công nghệ

có thể hoạt động hiệu quả bởi những đợt thủy triều nhanh của Scotland

HS1000 cao hơn 30m và có một trụ đỡ 3 chân, được phát triển bởi công ty Andritz Hydro Hammerfest, là một phiên bản của tua-bin gió Tuy nhiên, cánh quạt của tua-bin thủy triều ngắn hơn tua-bin gió và quay chậm hơn Năng lượng sẽ được tạo ra bởi hoạt động của cánh quạt trong dòng hải triều

Sau giai đoạn thử nghiệm, HS1000 vẫn tiếp tục hoạt động để cung cấp điện cho các gia đình và cơ quan ở đảo Eday Trung tâm Năng lượng Thủy triều Châu Âu sẽ chịu trách nhiệm kiểm soát tua-bin này Các kỹ sư có thể theo dõi tua-bin qua điện thoại hoặc camera

Thành công của HS1000 được xem là bước tiến đáng khích lệ trong dự án điện thủy triều đầy tham vọng của Scotland và khuyến khích quốc gia này đưa thêm nhiều tua bin nước vào hoạt động tại những địa điểm đã được định sẵn

Theo một báo cáo, chính phủ Scotland đã cam kết sẽ đáp ứng 100% nhu cầu sử dụng điện bằng nguồn năng lượng tái tạo cho đến năm 2030

Hình 3.1: Tubine (Nguồn

:http://mayphatdien247.net/news/54/tua-bin-phat-dien-bang-thuy-trieu-lon-nhat-dat-ky-luc-guinness.html)

Công ty Minesto, Thuỵ Điển đã phát triển một thiết bị để khai thác nguồn năng lượng từ các đại dương Đó là diều tua bin- dưới nước với phần trên là một chiếc diều, mang theo ở phía dưới một tuabin vận hành nhờ thuỷ triều

Các chuyên gia của công ty đã thử nghiệm tại biển Strangford Lough, Bắc Ireland trong mùa hè vừa qua Diều, có sải cánh 8 - 14 mét, mang theo một tuabin phía dưới Chúng được neo bởi một dây cáp ở đáy biển Diều "bay" trong dòng thuỷ triều, theo hình số 8 để tăng tốc độ dòng chảy qua tuabin lên 10 lần Tuabin quay sẽ phát ra dòng điện

Thiết bị phát điện diều – tuabin phát ra năng lượng tái tạo nhờ các dòng thủy triều là thế

hệ đầu tiên có quy mô thương mại lớn, mạnh hơn 4 lần các máy phát điện dung năng lượng thủy triều khác Diều lơ lửng trong nước biển và miệng tua-bin được bảo vệ không cho cá lọt qua

Việc lắp ráp các thiết bị là một trong những bước khó khăn nhất Còn Jansson cho rằng, công nghệ đã đạt tính khả thi thương mại hoá, có thể cạnh tranh về chi phí với những cáchaphst điện khác Ông cho xây dựng và lắp đặt hai tua bin, công suất 1MW, có thể chi phí 1,8 - 2 triệu bảng, và hy vọng các thiết bị này sẽ được triển khai trên quy mô kinh tế

Dù chỉ chiếm 1% năng lượng điện của nước Anh nhưng con số đó không phải là ít

Lượng điện năng ấy đủ cung cấp cho thành phố Newcastle, song chủ yếu đó là năng lượng sạch

Các nhà khoa học rất hy vọng về tuabin diều gió, diều thủy triều là năng lượng tuyệt vời cho Trái Đất

3.4/ Ưu và nhược điểm.

Ưu điểm :

Chi phí thấp hơn so với đập thủy triều

Ít tác động đến môi trường hơn so với đập thủy triều

Nhược điểm:

Ảnh hưởng đến sự di chuyển của sinh vật

Ảnh hưởng đến giao thong đường thủy

KẾT LUẬN

Thế giới đang phải đối mặt với khủng hoảng năng lượng, và cần tìm các nguồn năng lượng thay thế năng lượng truyền thống

Vì vậy, những năng lượng mới như năng lượng thủy triều, cần được các nước trên thế giới chú trọng phát triển để có thể thay thế 1 phần nguồn năng lượng truyền thống

Chúng ta hãy cùng tiếp tục chờ đợi và theo dõi những động thái mới nhất trong lĩnh vực năng lượng đang rất nóng bỏng hiện nay Với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, con người có quyền đặt niềm tin vào tương lai ổn định của ngành công nghiệp năng lượng mới Đại dương biết đâu sẽ mở ra một kỷ nguyên mới của uranium, năng lượng hạt nhân hay như năng lượng thuỷ triều,song, nhiệt Trong bối cảnh tình hình môi trường ngày cành trầm trọng, bất kì ngành năng lượng tái tạo mới nào cũng là một lối thoát cho tương lai loài người

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

[1] Những Cách Tốt Nhất Để Bảo Vệ Môi Trường - Tiết Kiệm Năng Lượng

(Tác giả :Kim Phụng).

[2] Biến Đổi Khí Hậu & Năng Lượng

(Tác giả: Nguyễn Thọ Nhân)

(Tác giả: GS.TS Trần Mạnh Trí - GS.TS Hồ Sĩ Thoảng.)

[4] Cơ sở năng lượng mới và Tái tạo

(Tác giả :Đặng Đình Thống , Lê Danh Liên )