Đang tải... (xem toàn văn)
Năng lượng và môi trường hiện nay là những vấn đề bức thiết của toàn nhân loại. Các nguồn tài nguyên thiên nhiến, năng lượng hóa thạch đã và đang được sử dụng và khai thác cạn kiệt, dẫn tới môi trường bị ảnh hưởng nghiêm trọng thiên tai xảy ra thường xuyên và ngày càng nghiêm trọng hơn. Các nguồn năng lượng hóa thạch chỉ đủ cho nhu cầu thế giới trong vài thập kỷ nữa, nên việc tìm ra ngồn năng lượng mới và thân thiện với môi trường là điều vô cùng bức thiết. Một trong đó là nguồn năng lượng từ sóng biển, đây là một trong những nguồn năng lượng lớn, ổn định, dễ khai thác, và thân thiện mà con người đang dần khai thác.. Mục tiêu đề tài: Đề tài thực hiện với mục tiêu tìm hiểu nghiên cứu về nguồn năng lượng sóng biển, tìm hiểu tính khả thi , vấn đề kĩ thuật, kinh tế và ảnh hưởng đến môi trường nhằm có thể khai thác phục vụ nhu cầu năng lượng của nước ta. Cấu trúc đề tài: chương I: GIỚI THIỆU TÓM TẮT ĐỀ TÀI giới thiệu tổng quan về năng lượng sóng biển dạng cột nước, lịch sử hình thành, tiềm năng phát triển và úng dụng tại nước ta. chương II: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC: đưa ra khái niệm năng lượng sóng biển dạng cột nước, cơ sở khoa học và lý thuyết của đề tài để có thể áp dụng vào thực tế.... chương III: TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NHỮNG THÁCH THỨC VÀ ƯU NHƯỢC ĐIỂM: tiềm năng phát triển nguồn năng lượng này trên thế giới và nước ta, những thách thức, khó khăn khi khai thác và sử dụng nguồn năng lượng này. phân tích những ưu nhược điểm của việc khai thác từ đó đưa ra hướng giải quyết và phương thức áp dụng hiệu quả nhất.. chương IV: KẾT LUẬN: kết luận đề tài, những bài học rút ra, và tình hình áp dụng ngồn năng lượng này ở nước ta hiện nay và trong tương lai
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 Sóng Biển Dạng Cột Nước Ths HỒNG TRÍ TRẦN VŨ THÀNH MSSV: 11243047 Lớp: Khoá: 112430A 2011 -2015 Page Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Tp Hồ Chí Minh tháng 11 năm 2014 LỜI CẢM ƠN Page Trên thực tế khơng có thành cơng mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến q Thầy Cơ Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Và đặc biệt, học kỳ này, Khoa tổ chức cho chúng em tiếp cận với mơn học mà theo em hữu ích sinh viên ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy tất sinh viên thuộc chuyên ngành Khoa Học Kĩ Thuật khác Đó mơn học “Năng Lượng Và Quản Lý Năng Lượng” Em xin chân thành cảm ơn thầy Hồng Trí tận tâm hướng dẫn chúng em qua buổi học lớp buổi nói chuyện, thảo luận lĩnh vực sáng tạo nghiên cứu khoa học Nếu khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy em nghĩ thu hoạch em khó hoàn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Bài thu hoạch thực khoảng thời gian gần tuần Bước đầu vào thực tế, tìm hiểu lĩnh vực sáng tạo nghiên cứu khoa học, kiến thức em hạn chế cịn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, khơng tránh khỏi thiếu sót điều chắn, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy bạn học lớp để kiến thức em lĩnh vực hoàn thiện Tuy có nhiều cố gắng chắn tiểu luận em có nhiều thiếu sót Rất mong nhận góp ý thầy bạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn! Sinh Viên Thực Hiện Trần Vũ Thành TÓM TẮT TIỂU LUẬN NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC Năng lượng môi trường vấn đề thiết tồn nhân loại Các ng̀n tài ngun thiên nhiến, lượng hóa thạch sử dụng khai thác cạn kiệt, dẫn tới môi trường bị ảnh hưởng nghiêm trọng thiên tai xảy thường xuyên ngày nghiêm trọng Các nguồn lượng hóa thạch chỉ đủ cho nhu cầu giới vài thập kỷ nữa, nên việc tìm ngồn lượng thân thiện với môi trường điều vơ thiết Một ng̀n lượng từ sóng biển, nguồn lượng lớn, ổn định, dễ khai thác, thân thiện mà người dần khai thác Mục tiêu đề tài: Đề tài thực với mục tiêu tìm hiểu nghiên cứu ng̀n lượng sóng biển, tìm hiểu tính khả thi , vấn đề kĩ thuật, kinh tế ảnh hưởng đến môi trường nhằm khai thác phục vụ nhu cầu lượng nước ta Cấu trúc đề tài: chương I: GIỚI THIỆU TÓM TẮT ĐỀ TÀI giới thiệu tổng quan lượng sóng biển dạng cột nước, lịch sử hình thành, tiềm phát triển úng dụng nước ta chương II: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỢT NƯỚC: đưa khái niệm lượng sóng biển dạng cột nước, sở khoa học lý thuyết đề tài để áp dụng vào thực tế chương III: TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NHỮNG THÁCH THỨC VÀ ƯU NHƯỢC ĐIỂM: tiềm phát triển nguồn lượng giới nước ta, thách thức, khó khăn khai thác sử dụng ng̀n lượng phân tích ưu nhược điểm việc khai thác từ đưa hướng giải phương thức áp dụng hiệu Page chương IV: KẾT LUẬN: kết luận đề tài, học rút ra, tình hình áp dụng ngờn lượng nước ta tương lai MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN trang GIỚI THIỆU TÓM TẮT ĐỀ TÀI trang MỤC LỤC .trang CHƯƠNG I trang CHƯƠNG II trang CHƯƠNG II trang 11 CHƯƠNG IV trang 13 Page NGUỒN TÀI LIỆU THAM KHẢO .trang 14 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC Page Đại dương giới xem hệ động học, đặc trưng trình vật lý tác động qua lại yếu tố sóng biển, dòng chảy, thủy triều, chênh lệch nhiệt độ độ muối nước biển Các yếu tố động lực q trình cho biển đại dương nguồn lượng dồi mà người ta gọi chung lượng biển Các nhà khoa học dự tính tồn lượng biển ước khoảng 152,8 tỷ kw Loại lượng lớn gấp hàng trăm lần lượng mà toàn động thực vật cần để sinh trưởng Trái đất Từ 100 năm trước đây, người dùng sóng biển để phát điện Phương pháp tạo dịng điện từ sóng biển dùng máy phát điện đặt mặt biển bơm đặt nằm ngang, pít-tơng nối liền với phao, tùy theo sóng biển lên xuống mà pít-tơng chuyển động lên xuống, biến động lực sóng biển thành động lực khơng khí bị nén Khơng khí bị nén áp suất cao phụt qua miệng phun tuabin làm cho máy phát điện hoạt động Khi đó, lượng sóng biển chuyển thành điện Phát điện lượng sóng biển khơng tốn chút lượng “khởi động” nào, lại không gây nhiễm mơi trường, nguồn lượng sạch, hy vọng giúp giải nguy thiếu lượng toàn giới Page Nước ta nước có bờ biển dài, dài đến 3.260 km Quanh năm sóng biển vỗ bờ Khi có bão áp thấp nhiệt đới, sóng biển thường mạnh nhiều ngày liên tiếp Trong ngày có gió đơng bắc gió tây nam, sóng biển nhiều vùng biển nước ta lớn Nước ta lại có nhiều hải đảo Quanh đảo biển Vì lượng sóng biển ven bờ biển nước ta lớn Có thể nói ng̀n lượng vơ tận Do việc chuyển hóa nănglượng sóng thành lượng điện vừa khai thác tiềm năng, vừa góp phần giải nhu cầu lượng điện tương lai So với nguồn lượng tái tạo khác, lượng sóng biển có mức đầu tư hơn, tính an toàn cao hơn, tạo đờng tình xã hội lớn hơn, khơng cần máy điều hành lớn phức tạp, mức độ ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường không cao Hoặc nói cách đơn giản: số ng̀n lượng tái tạo, lượng sóng biển chưa tận dụng nhiều, người ta biết hiệu suất chuyển hóa thành điện ng̀n Page lượng cao CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC I NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC LÀ GÌ? Năng lượng sóng biển dạng cột nước biến đổi nước thành điện năng, nhờ vào nâng hạ sóng biển làm nén khơng khí dẫn đến turbine máy phát điện quay tạo dòng điện II CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC Page Năng lượng sóng biển nghiên cứu ứng dụng giới từ năm 1940,tuy nhiên Việt Nam lượng sóng biển chỉ nghiên cứu ứng dụng từ năm2000 trở lại Các nghiên cứu chủ yếutập trung vào nghiên cứu tiềm năng lượng sóng vùng nước sâu khả khai thách lượng sóng phục vụ phát triển kinh tế xã hội Năng lượng mặt trời tạo gió, gió thổi khắp đại dương biến lượng gió vào lượng sóng Sóng di chuyển hàng nghìn hải lý đại dương bị tổn thất lượng Để biến lượng sóng biển vào điện người ta sử dụng hệ thống gọi cột nước dao động OWC Hiện công nghệ coi cơng nghệ tốt để biến sóng biển vào điện Page Trong OWC sóng chuyển động tạo lường khơng khí chiều biến đổi vào truyền cho trục máy phát điện loại tuyếc bin đặc biệt gọi Wells turbin (Turbin phun), tuyếc bin cung cấp hướng chuyển động dịng khơng khí Tính chất Wells turbine giới hạn loạt tượng dừng cánh turbin Vì cầnmộtchiến thuật điều khiển hệ thống Chiến thuật điều khiển tổ hợp chúng thực sau: điều khiển phản ứng; điều khiển tốc độ quay máy phát điện điều khiển van khơng khí hay điều khiển dịng khơng khí (airflow control) Trong hệ thống chiến thuật điều khiển hệ thống điều chỉnh tốc độ quay máy phát điện Máy phát điện dùng hệ thống loại máy phát điện dị nạp điện từ phía Việc sử dụng máy phát dị nạp phía (DFIG) khả to lớn việc phát triển nguồn lượng tái tạo DFIG máy điện dị có rơ to quấn dây nên cho phép bơm dịng điện vào mạch rơ to qua biến đổi công suất Bằng việc thay đổi pha tần số dịng kích từ rơ to ta tạo tối ưu biến đổi lượng Bộ biến tần chỉ gia công phần nhỏ 30% cơng suất định mức máy phát Điều giảm tải cho biến tần giảm giá thành biến tần Để đạt công suất mong muốn người ta điều tốc độ trục quay Page 10 Hiện nay, công nghệ tạo điện từ nước biển coi công nghệ tốt để biến sóng biển vào điện Nhiều nước áp dụng cơng nghệ này, điển hình Tây Ban nha Ở Tây ban nha thực dự án Mutriku(thuộc Xứ Basque Tây ban nha), trợ giúp bởiBasque Energy Board (EVE), nhà máy phát điệndựa vào dao động sóng biển tích hợp 16 tu bin có cơng suất 18.5-kW khánh thành vào tháng năm 2011 CHƯƠNG III: TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NHỮNG THÁCH THỨC VÀ ƯU NHƯỢC ĐIỂM I.TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC: Tiềm năng: Sóng biển lượng tái tạo tạo dịng gió qua nước mở Một lợi có lượng gió lượng gió khơng thể đốn trước lần, lượng sóng vị trí định dự báo trước vài ngày trước để nhà cung cấp điện biết lượng mà họ nhận từ lượng sóng Tổng lượng sóng trung bình hàng năm khỏi bờ biển Mỹ 60 mét bên bề mặt phẳng ước đạt 2.100 terawatt giờ, khoảng 20 phần trăm nhu cầu lượng Ngay chỉ phần nhỏ lượng phục hời, đáng kể Bởi không không gian đất giới hạn chúng tơi, khai thác vào tài ngun tương đối ngun vẹn vơ hạn giải pháp cho khủng hoảng lượng chúng với dân số ngày tăng những thách thức: 11 Giống nhiều công nghệ lượng tái tạo khác, gương mặt lượng sóng vấn đề lớn chi phí Thực tế cơng nghệ làm cho đắt ng̀n lượng truyền thống than đá dầu chí lượng tái tạo khác lượng hạt nhân lượng mặt trời Nhưng công nghệ đáo chi phí sản xuất giảm, phát triển thành nguồn lượng tái tạo cạnh tranh lượng Page Tác động tiềm tàng mơi trường biển Ơ nhiễm tiếng ờn, ví dụ, có tác động tiêu cực khơng giám sát, tác động tiếng ờn hữu hình thiết kế khác nhiều tác động sinh lý khác (thực vật động vật, chế độ trầm tích cột nước cấu trúc dịng chảy) tăng cường mở rộng công nghệ nghiên cứu Về thách thức kinh tế xã hội, trang trại sóng dẫn đến dịch chuyển ngư dân thương mại giải trí từ ngư trường sản xuất, thay đổi mơ hình ni dưỡng cát bãi biển, đại diện cho mối nguy hiểm để chuyển hướng an tồn Sóng tạo khoảng 2.700 gigawatt lượng.Trong số 2.700 GW, chỉ có khoảng 500 GW dùng với cơng nghệ ưu nhược điểm: -nhược điểm: + Kỹ thuật khai thác phức tạp, địi hỏi cơng nghệ cao +Mức đầu tư ban đầu cao, khó cạnh tranh với ng̀n lượng hóa thạch +Tác động tới mơi trường biển làm thay đổi khả vận chuyển bùn cát chất lượng nước, nguy ảnh hưởng đến lồi động vật biển + Tiếng ờn đáng kể tạo khơng khí đẩy qua tua-bin, có khả ảnh hưởng đến lồi chim sinh vật biểntrong vùng lân cận thiết bị Cũng có lo ngại sinh vật biển bị mắc kẹt bị vướng khơng khí phịng Page 12 -ưu điểm: + Đây nguồn lượng vơ tận, đặc biệt quốc gia có biển Việt Nam + Ít gây ảnh hưởng tới môi trường + Cung cấp điện cho vùng ven biển hải đảo xa xơi + Sóng dự đốn hai ngày trước thơng qua đo vệ tinh trực tiếp dự báo khí tượng cung cấp mức độ cao khả dự báo quy hoạch mạng lưới tốt CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN Page 13 Đại dương mênh mông, lượng sóng đại dương vơ lớn, chuyển đổisang điện cách có hiệu trái đất tránh vấn đề nan giải lượng môi trường Tuy nước ta nước có tiềm phát triển lượng sóng biển lớn chưa áp dụng mức Việc biến lượng sóng thành điện chỉ bước phát triển ban đầu nước phát triển có trình độ khoa học cao Vấn đề vốn đầu tư ban đầu chi phí để sản xuất q cao Đó rào cản lớn để nguồn lượng phát triển Trong tương lai khơng xa với trình độ khoa học phát triển cao ng̀n tài ngun hóa thạch dần cạn kiệt việc sử dụng ng̀n lượng tái tạo lựa chọn tối ưu nhất! NGUỒN TÀI LIỆU THAM KHẢO http://en.wikipedia.org/wiki/Wave_power http://www.hutech.edu.vn/tckh/attachments/article/99/Nghiencuuhethongchuyendoina ngluongsongbienthanhnangluongdien.pdf http://www.cpc.vn/cpc/home/Ttuc_Detail.aspx? pm=ttuc&sj=khktnd&id=3570#.VGDDoGHjV7c http://www.sdeglobal.com/ http://www.vncold.vn/Web/Content.aspx?distid=3629 Page 14 http://ecchaiphong.gov.vn/?pageid=newsdetailsHA&catid=2&ID=493 ... BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC I NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC LÀ GÌ? Năng lượng sóng biển dạng cột nước biến đổi nước thành điện năng, nhờ vào nâng hạ sóng biển làm nén khơng khí dẫn đến turbine... Quanh đảo biển Vì lượng sóng biển ven bờ biển nước ta lớn Có thể nói ng̀n lượng vơ tận Do việc chuyển hóa nănglượng sóng thành lượng điện vừa khai thác tiềm năng, vừa góp phần giải nhu cầu lượng. .. quan lượng sóng biển dạng cột nước, lịch sử hình thành, tiềm phát triển úng dụng nước ta chương II: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC: đưa khái niệm lượng sóng biển dạng cột