Công nghệ mới của điện gió: [Kỳ 2]: Đặc điểm và thị trường tuabin 2 tầng cánh
Sau khi bằng sáng chế tua bin 2 tầng 9 cánh đã được đăng ký tại Mỹ, ngay cả Ả Rập Xê Út (quốc gia có nguồn dầu khí lớn như Nga) đã thăm dò ý kiến của các đối tác Tây Âu, nhận thấy đây là một công nghệ có nhiều triển vọng, đã ký hợp đồng với các nhà sáng chế Nga để chế tạo loại tua bin có công suất 1 MW tại thành phố Neom ở phía Tây Bắc của Ả Rập Xê Út. Tại Việt Nam, cũng đã có một đối tác quan tâm về công nghệ mới này.
 |
| Hình 4: Mô hình cấu tạo của tuabin 2 tầng cánh rô to của Nga. |
Tổ máy phát điện bằng tua bin gió có 2 tầng cánh, bao gồm một tua bin gió đặt trên tháp có hai tầng cánh quạt gió đồng trục trên một bàn xoay, một bộ truyền động, các hệ thống điều khiển góc cánh và vị trí bệ, một máy phát điện. Tổ máy phát điện gió này có các đặc điểm sau:
- Mỗi tầng cánh của tua bin đều có nhiều hơn 3 cánh, được thiết kế dưới dạng cánh quay và tổng diện tích bề mặt phía trước của các cánh ở chế độ hoạt động danh nghĩa là 0,3÷0,5 diện tích quét bởi các cánh trên bề mặt.
- Các cánh quạt nằm trong tay áo bằng gốm được gắn trên ổ trượt, trong đó chất bôi trơn rắn được sử dụng dựa trên dichalcogenide kim loại.
- Một máy phát điện với roto có trục quay thẳng đứng được đặt ở phần trên của tháp cố định, còn stato của máy phát điện được cố định vào tháp, trục rôto của máy phát điện được đặt theo phương thẳng đứng và trùng với trục quay của bàn xoay.
- Hệ truyền động từ tua bin đến máy phát điện được thực hiện bằng cách sử dụng bánh răng côn.
- Bộ nhân (мультипликатор) là một cơ cấu bánh răng kép 2 vòng (двухконтурный зубчатый механизм) được đặt trong một hộp vỏ. Mỗi vòng bánh răng truyền chuyển động và mô-men xoắn từ một trong các tầng cách của tua bin, không phụ thuộc vào tầng cánh kia và hệ truyền động của mạch là hộp số hành tinh và bánh răng một cấp.
- Có 3 bộ bánh răng giảm tốc đồng trục được lắp đặt giữa bộ nhân và rôto của máy phát điện, sơ đồ động học của nó đáp ứng các điều kiện.
- Số lượng cánh quạt gió của tua bin được chọn theo công thức: Số cánh quạt của một tầng rôto là Z, thì số cánh quạt của tầng rôto kia là (Z+1).
- Trên phần trục ngoài của tua bin được chế tạo thêm một miếng đệm kéo dài. Ở cuối của miếng đệm người ta lắp một ổ bi trước của trục trong.
- Góc quay của từng tầng cánh được điều khiển bằng một thuật toán riêng.
Bảng 1: Đặc tính kỹ thuật của tổ máy phát với tuabin gió 2 rô to ИнС-В -1000:
Thông số | Giá trị |
|---|---|
1/ Đặc tính chung |
|
Công suất danh định | 1 000 кW |
Tốc độ gió để bắt đầu phát điện | 3 m/s |
Tốc độ gió tối đa có thể phát điện | 30-60 m/s |
Tốc độ gió định mức | 10 m/s |
Tốc độ gió tối đa cần hạn chế | Không hạn chế. Chuyển tự động sang chế độ lông vũ |
Độ ồn ở khoảng cách 200m với tốc độ 8 m/s | <43 dB |
Nhiệt độ làm việc | từ - 60°С đến + 60°С |
Điện áp phát ra | 400 V |
Tần số dòng điện phát ra | 50 Hz |
Kiểu đấu nối với hệ thống | 3 pha |
2/ Bảo dưỡng | |
Thời hạn phục vụ | 50 năm |
Bảo dưỡng kỹ thuật | 2 lần/năm |
Thời hạn đến sửa chữa lớn | 25 năm |
Thời hạn bảo hành | 1-2 năm |
3/ Rô to | |
Số lượng rô to | 2 |
Số lượng cánh quạt gió | 9-10 |
Đường kính của Rô to | 55 m |
Hướng của rô to | ngược hướng với gió |
Hướng quay | Các rô to quay hướng ngược chiều nhau |
Góc nghiêng của trục chính của rô to | 5° theo chiều nằm ngang |
Tốc độ quay của các cánh quạt rô to | 30 vòng/phút |
4/ Bộ nhân | |
Loại | Hành trình với cơ cấu vi phân (Планетарный с дифференциальным механизмом) |
Trọng lượng | 4 000 kg |
Tỷ lệ truyền động | Có số cố định vòng quay của trục máy phát 1500 vòng/phút |
5/ Máy phát | |
Loại | Không đồng bộ, trục dọc |
Công suất danh định | 1000 kW |
Số pha | 3 |
Điện áp | 400 V |
Tần số | 50 Hz |
Trong lượng | 4 950 kg |
6/ Tháp tiêu chuẩn | |
Loại | ống hình nón |
Số khẩu (đoạn) | 3 |
Chiều cao | 60 m |
7/ Hệ thống hướng gió | |
Loại hệ thống hướng gió | Tích cực |
Dẫn động | Động cơ điện giảm tốc |
Công suất động cơ quay | 2 х 1.5 kW |
Tốc độ quay | 0.6°/s |
Hủy bỏ (hãm quay) | hệ thống phanh |
8/ An toàn | |
Hệ thống an ninh đầu tiên | Xoay cánh quạt theo gió |
Hệ thống an ninh thứ hai | Hệ thống phanh cơ khí |
Hệ thống khóa cánh quạt | Feathering với phanh (Флюгирование) |
Kích hoạt | Tự động hoặc thủ công |
9/ Vật liệu chế tạo | |
Cánh quạt | Vật liệu composite carbon tích hợp chống sét (встроенной молниезащитой) |
Thuyền đáy bằng (Гондола) | sợi thủy tinh (фибергласс) |
Tháp | Thép hoặc bê tông sắt |
Đáy | bê tông |
Bảng 2: Các tua bin điện gió thế hệ mới với 2 rô to được dự kiến chế tạo:
No | Thông số | Loại tua bin | ||
|---|---|---|---|---|
ИнС-В-1000 | ИнС-В-1000М | ИнС-В-2500 | ||
1. | Công suất danh định , kW | 1 000 | 1 500 | 2 500 |
2. | Tốc độ gió danh định, m/s | 10 | 8 | 8 |
3. | Đường kính rô to, m | 55 | 75 | 110 |
4. | Tần số hạ âm kích thích, Hz | không có | không | không |
5. | Sản lượng điện hàng năm, kWh | 2 788 272 | 3 351 627 | 6 398 423 |
6. | Giá thành điện năng, $/kWh | 0,02-0,03 | 0,015-0,025 | 0,025-0,035 |
7. | Tốc độ gió trung bình năm, m/s | 6,5 | 6,5 | 6,5 |
Bảng 3: So sánh các tuabin điện gió mới ИнС-В của Nga với các tua bin điện gió truyền thống của Ventas:
№ | Thông số | Tuabin điện gió 2 tấng cánh của Nga | Tuabin truyền thống của Ventas | ||
|---|---|---|---|---|---|
ИнС-В-1500 | ИнС-В-2500 | 2 500 кW | 3 500 кW | ||
1. | Công suất danh định, kW | 1 500 | 2 500 | 2 500 | 3 500 |
2. | Tốc độ gió danh định, m/s | 8 | 9 | 14-15 | 14-15 |
3. | Đường kính rô to, m | 75 | 110 | 110 | 126 |
4. | Tần số hạ âm kích thích, Hz | không | không | 0,4-0,5 | 0,4-0,5 |
5. | Sản lượng điện kWh/năm | 2 864 639 | 5 462 377 | 2 292 114 | 3 346 098 |
6. | Giá thành điện năng, $/kWh | 0,01-0,025 | 0,06-0,1 | ||
7. | Tốc độ gió trung bình năm, m/s | 4,3 | >6 | ||
Phạm vi cung cấp của nhà chế tạo:
Bộ tua bin gió phát điện thế hệ mới được cung cấp đồng bộ với đầy đủ các danh mực như sau:
1. Các lưỡi kiếm (cánh hứng gió).
2. Ống lót có trục và cơ cấu quay lưỡi.
3. Bộ nhân.
4. Khớp nối.
5. Máy phát điện.
6. Bàn xoay của bộ nguồn có ổ truyền động.
7. Hệ thống tự động hóa: điều khiển và giám sát.
8. Ba phần của tháp.
9. Cabin điều khiển.
10. Thang máy chở người và hàng hóa.
11. Các hệ thống: (a) thông tin về hướng và tốc độ gió; (b) truyền thông (liên lạc nội bộ) và chỉ thị các tham số; (c) đèn tín hiệu; (d) chống sét; (e) chữa cháy.
12. Thiết bị công nghệ và giá đỡ lắp đặt tua bin gió.
Các cam kết bảo hành chủ yếu của nhà sản xuất:
- Tuổi thọ trung bình trước khi đại tu ít nhất 88.000 giờ trong suốt thời gian sử dụng 10 năm.
- Thời gian bảo hành 12 tháng kể từ ngày đưa thiết bị vào hoạt động.
- Tuổi thọ của hệ thống lắp đặt 25 năm kể từ ngày đưa vào vận hành.
Thị trường tiêu điểm:
Thị trường tiêu điểm của tổ máy phát điện với tua bin gió 2 tầng 9 cánh được nhắm đến là các quốc gia ngoài Nga, vì ở Nga, nhiên liệu hóa thạch vẫn đang được sử dụng một cách cạnh tranh hơn trong việc cung cấp điện.
Sau khi bằng sáng chế tua bin 2 tầng 9 cánh này đã được đăng ký tại Mỹ, ngay cả Ả Rập Xê Út (quốc gia có nguồn dầu khí lớn như Nga) đã thăm dò ý kiến của các đối tác Tây Âu, nhận thấy đây là một công nghệ có nhiều triển vọng, đã ký hợp đồng với các nhà sáng chế Nga để chế tạo loại tua bin có công suất 1 MW tại thành phố Neom ở phía Tây Bắc của Ả Rập Xê Út. Và theo thời gian, một công viên gió dựa trên cối xay gió hai cánh quạt Voronezh sẽ xuất hiện ở đó.
Tại Việt Nam, cũng đã có một đối tác quan tâm. Đặc biệt, tại Indonesia - một quốc gia có hàng nghìn hòn đảo lớn nhỏ, mặc dù các đối tác phương Tây đang tích cực cạnh tranh bằng cách cung cấp các tua bin gió cổ điển đi kèm với lời hứa thu sếp vốn, nhưng Indonesia cũng đang tiến hành đàm phán để triển khai công nghệ mới này.
Loại tua bin gió này, sau khi đã được đăng ký bản quyền sáng chế tại Mỹ, công ty của tổng công trình sư Bakanov và Hiệp hội Năng lượng gió Mỹ đã thảo luận về khả năng phát triển công nghệ tua bin gió này ở Mỹ với qui mô công suất lên tới 32 MW. Đây là một nhiệm vụ hoàn toàn khả thi về mặt kỹ thuật, cũng như tài chính.
Còn ở Nga, loại tua bin gió này cũng rất khả thi (có thể cạnh tranh được) nếu được triển khai tại các vùng Viễn Đông và Bắc Cực. Vì vậy, Công ty đã ký một thỏa thuận hợp tác với Cơ quan Xúc tiến Đầu tư và Hỗ trợ Xuất khẩu Viễn Đông (ANO API) để xây dựng một trang trại gió ở Vùng Viễn Đông. Theo đó, các bộ phận chính của tua bin gió sẽ được chế tạo ở các vùng Primorsky, hoặc Sakhalin. Vùng Bắc Cực - đòi hỏi phải triển khai nhiều trạm khí tượng và các trạm dịch vụ, là thị trường lớn cho các loại tua bin gió công suất nhỏ (từ 30÷200 kW). Nếu tính cả nhu cầu của cư dân vùng Bắc Cực, số lượng tua bin loại công suất nhỏ cần được chế tạo và lắp đặt có thể lên tới hàng chục nghìn bộ. Hiện công ty có bản quyền đang tìm kiếm đối tác để cùng tổ chức chế tạo./.
TS. NGUYỄN THÀNH SƠN
Nguồn:
https://insokbm.com/production_rus.php
https://insokbm.com/principle_rus.php
https://www.kommersant.ru/doc/5089561
Liên hệ:
ООО "ИННОВАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ"
сокращ. ООО «ИНС»
Юр. адрес: 394048, г. Воронеж, ул. Острогожская, д. 151
Почтовый адрес: 394048, г. Воронеж, ул. Острогожская, д. 151
ИНН 3662090001
КПП 366501001
ОГРН 1043600061416
р/сч 40702810802000002982
Ярославский филиал ПАО «Промсвязьбанк» г. Ярославль
к/сч 30101810300000000760
БИК 047888760
ОКПО 74330813
ОКВЭД 73.10
тел.: 8 (473) 203-20-70
e-mail: info@insokbm.com
Генеральный директор – Тихонова Елена Львовна
действующий на основании Устава
