Đang tải... (xem toàn văn)
Năng lượng sóng và các phương pháp biến đổi Khái niệm năng lượng tái tạo Các dạng của năng lượng tái tạo Tiềm năng phát triển của năng lượng tái tạo Giới thiệu năng lượng sóng đại dương Sự hình thành sóng đại dương Năng lượng ở các vùng hình thành sóng Các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng PHẦN B: Tính toán các thông số của sóng Định nghĩa mực nước của đại dương Thông số đặc tính của sóng đại dương Phương pháp tính toán thông số đặc tính của sóng đại dương
GVHD: Nhóm : Nội dung PHẦN A: Năng lượng sóng phương pháp biến đổi Khái niệm lượng tái tạo Các dạng lượng tái tạo Tiềm phát triển lượng tái tạo Giới thiệu lượng sóng đại dương Sự hình thành sóng đại dương Năng lượng vùng hình thành sóng Các thiết bị chuyển đổi lượng sóng PHẦN B: Tính toán thông số sóng Định nghĩa mực nước đại dương Thông số đặc tính sóng đại dương Phương pháp tính toán thông số đặc tính sóng đại dương Năng lượng tái tạo (Renewable Energy) • Là dạng lượng xanh có sẵn tự nhiên • Không bị tiêu hao ảnh hưởng trình khai thác Năng lượng tái tạo (Renewable Energy) • Có thể tái tạo lại với tốc độ tốc độ khai thác Các dạng lượng tái tạo Các dạng lượng tái tạo Tiềm phát triển lượng tái tạo Biểu đồ dự đoán khả phát triển nguồn lượng tái tạo Năng lượng sóng đại dương • Năng lượng sóng bề mặt đại dương, mang lượng lớn Dựa tượng: Vật di chuyển mặt nước gây chu kỳ sóng nhỏ Các hoạt động địa chấn Lực hấp dẫn mặt trăng mặt trời (sóng thần) Gió biển tượng khí hậu Năng lượng sóng đại dương • Giá trị kinh tế chuyển đổi lượng sóng phụ thuộc yếu tố: Độ lớn độ tin cậy nguồn sóng Chi phí nghiên cứu phát triển hệ thống chuyển đổi Hiệu suất hệ thống Chi phí lắp đặt, vận hành bảo dưỡng Chi phí truyền tải lượng đến nơi tiêu thụ Sự hình thành sóng đại dương • Gồm giai đoạn: – Wave crowding (Gợn sóng): Hình thành khơi, xa bờ Chiều dài thân sóng ngắn, chiều cao sóng thấp Tốc độ dịch chuyển đỉnh sóng cao – Wave height Increases (Tăng chiều cao sóng): Tiến dần phía gần bờ Gia tăng chiều dài thân sóng chiều cao sóng Tốc độ dịch chuyển đỉnh sóng giảm lượng sóng với chiều tác động đẩy sóng nhô lên gia tăng lực đẩy làm gia tăng chiều cao sóng Các thiết bị chuyển đổi lượng sóng b) Các thiết bị chuyển đổi lượng sóng gần bờ Thiết bị Oyster thiết bị WaveRoller: Các thiết bị chuyển đổi lượng sóng b) Các thiết bị chuyển đổi lượng sóng gần bờ Ưu điểm: Trạm phát điện thường đặt bờ có công suất − lớn (thường từ Mw trở lên) Thường sử dụng chế biến đổi gián tiếp nên điện áp có − thể điều chỉnh có độ ổn định cao Thuận tiện cho việc thử nghiệm, lắp đặt, vận hành bảo trì − sửa chửa Chi phí truyền tải từ trạm phát điện đến trạm phân phối − nơi tiêu thụ thấp Các thiết bị chuyển đổi lượng sóng b) Các thiết bị chuyển đổi lượng sóng gần bờ Khuyết điểm: Chi phí đầu tư cao − Các trạm biến đổi có kích thước lớn nên ảnh hưởng − nhiều đến cảnh quan, diện tích môi trường bờ biển Tính toán thông số sóng TÍNH TÍNH TOÁN TOÁN CÁC CÁC THÔNG THÔNG SỐ SỐ CỦA CỦA SÓNG SÓNG ĐỊNH ĐỊNH NGHĨA NGHĨA MỰC MỰC NƯỚC NƯỚC CỦA CỦA SÓNG SÓNG ĐẠI ĐẠI DƯƠNG DƯƠNG PHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP PHÁP TÍNH TÍNH TOÁN TOÁN THÔNG THÔNG SỐ SỐ ĐẶC ĐẶC TÍNH TÍNH CỦA CỦA SÓNG SÓNG ĐẠI ĐẠI DƯƠNG DƯƠNG THÔNG THÔNG SỐ SỐ ĐẶC ĐẶC TÍNH TÍNH CỦA CỦA SÓNG SÓNG ĐẠI ĐẠI DƯƠNG DƯƠNG Định nghĩa mực nước đại dương Dựa tỉ lệ độ sâu mực nước biển bước sóng người ta chia mực nước biển vùng khác Thông số đặc tính sóng đại dương Sóng đại dương loại sóng cơ, mang đầy đủ đặc tính sóng như: E: Năng lượng sóng (N.m) P: Công suất sóng (W, KW) T: Chu kỳ sóng (s) f: tần số (Hz) λ: Bước sóng (m) c: Vận tốc (m/s) h: Độ sâu mực nước biển (m) H: Chiều cao sóng (m) PPTT thông số đặc tính sóng đại dương • Phương pháp tính toán thông số đặc tính sóng từ số liệu thu thập được: - Chu kỳ bước sóng - Bước sóng - Vận tốc nước Với K = 2π/λ: hệ số đặc tính động lực sóng w = 2πf: vận tốc sóng g = 9.81m/s2: Hằng số gia tốc trọng trường Phương pháp tính toán thông số đặc tính sóng từ số liệu thu thập được: - Đặc tính vùng nước sâu: Ta có: h ≥ λ/2 kh ≥ π, nên tan(kh) = tan(2πh/λ) ~ Từ ta có λ = g*T2/2*π c = λ/T= g*T/2π - Đặc tính vùng nước cạn: Ta có h ≤ λ/20 kh ≤ π/10, nên tan(kh) = tan(2πh/λ)~2πh/λ Từ ta có λ = ((g*T2)/2π)*(2πh/λ) = T*sqrt(gh) c = λ/T = sqrt(gh) Tính toán lượng sóng • Tổng lượng sóng xác định: • Năng lượng đơn vị bề rộng sóng: Với b: bề rộng sóng ρ: khối lượng riêng nước:= 1030kg/m3 Ep: Thế sóng, Ek: Động sóng Tính toán lượng sóng • Công thức sóng xác định: • Năng lượng bề rộng sóng: Trong đó: cg gọi vận tốc nhóm sóng & xác định: Trong vùng nước sâu: h ≥ λ/2 h/λ ≥ 1/2 kh ≥ π sin(2kh) = Do đó: Và vùng nước cạn: h ≤ λ/20 h/λ ≤ 1/20 kh ≤ π/10 sin(2kh) = 2kh Do đó: Tính toán lượng sóng không • Chiều cao sóng vỗ gần bờ: • Tổng lượng nhận được: • Công suất sóng: Phương pháp tính toán dựa vào thông số gió biển Trong vùng biển xuất nhiều dạng sóng với nhiều chiều cao, chu kỳ khác chúng di chuyển theo hướng khác Vì vậy, với sóng thứ i thì: Ei= (ρgHi2λib)/8 Trong Hi/8 = ST(Ti)δTi ST(Ti): mật độ phổ sóng (m2/s) δTi: Là vi phân chu kỳ sóng thứ i Ti = 1/fi = 2π/ωi Do đó: δTi = -δfi/fi2 = -2π*(δωi/ωi2) Từ ta có: ST(Ti)δTi = -(2π/ωi2)*ST(Ti)δωi = -Sω(ωi) δωi Phương pháp tính toán dựa vào thông số gió biển Để tính toán hàm phổ chu kỳ sóng theo tốc độ gió áp dụng biểu thức hàm phổ Pierson – Moskowitz Bretchneider: Trong đó: A = 8.1*10-3*(g2/(2π)4), B = 0.74*(g/2π)4 Chia vế Ei cho λib ta E* = ρgHi2/8 Thế tất biểu thức vào ta ∞ ∞ 0 E* = ρ gST (T )δ T = ρ g ∫ S (T )dT = ρ fA∫ T 3e − BT dT g 2π ρV −3 = ρgA / B = ρg 8.1*10 * * ( ) = 2.74 *10 * ( ) (2π ) * 0.74 g g Trong V vận tốc sóng Phương pháp tính toán dựa vào thông số gió biển Chiều cao sóng Newman suy từ biểu thức hàm phổ Pierson – Moskowitz với vận tốc gió số: Vận tốc gió (m/s) Hs = 0.0213V2 Từ chu kỳ trung bình sóng là: T* = 0.641V Như với phương pháp ta dễ dàng tính thông số gió vùng biển Thank You [...]... thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng xa bờ • Có rất nhiều phương pháp biến đổi năng lượng sóng xa bờ thành năng lượng điện như: biến lực mặt sóng thành chuyển động tịnh tiến của rotor bên trong cuộn dây máy phát, hoặc thành áp suất không khí làm quay cánh quạt hay tác động vào piston, hoặc thành chuyển động tịnh tiến của piston truyền động Từ đó các thiết bị chuyển đổi năng lượng này cũng có rất nhiều