Tổng quan nguyên lý hoạt động của tuabin gió

Tổng quan về tuabin gió

Chúng ta hẳn từng nhìn thấy những chiếc cối xay gió cũ. Thoạt nhìn chúng có vẻ sử dụng công nghệ thấp, nhưng cối xay gió là tiền thân của các tuabin gió ngày nay có khả năng tạo ra điện. Cối xay gió được người Hồi giáo phát minh vào năm 634 sau Công nguyên và thường được dùng để xay bột và bơm nước. Sau này chúng được phát triển thành các tuabin gió khổng lồ để phát điện.

Tuabin điện gió phân tán

Nhiều tuabin được sử dụng trong các ứng dụng phân tán à tuabin gió nhỏ. Tuabin gió đơn nhỏ dưới 100 kilowatt thường có ứng dụng dân dụng, nông nghiệp, thương mại, công nghiệp nhỏ. Tua bin nhỏ khả năng sử dụng trong các hệ thống năng lượng lai với các nguồn năng lượng phân tán khác như lưới điện siêu nhỏ chạy bằng máy phát điện diesel, pin và quang điện.

Các loại tuabin gió

Tuabin ngang

Khi hầu hết mọi người nghĩ về tuabin gió, họ nghĩ đến tuabin ngang. Loại phổ biến nhất có ba cánh và hoạt động “ngược gió”, với tuabin quay ở đỉnh tháp với các cánh hướng vào gió.

Tuabin đứng

Có nhiều loại tua-bin gió trục đứng khác nhau, trong đó có cối xay gió Whisky Darrieus, theo tên nhà phát minh người Pháp. Những tuabin này hoạt động đa hướng, vì vậy chúng không cần phải điều chỉnh gió để hoạt động.

Nguyên lý hoạt động

Tuabin gió chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng bằng cách khai thác lực khí động học từ các cánh quạt, hoạt động giống như cánh của máy bay hoặc cánh quạt của máy bay trực thăng. Khi gió thổi ngang cánh, nó làm giảm áp suất không khí ở một bên cánh. Sự khác biệt về áp suất không khí ở hai bên cánh tạo ra lực nâng và lực cản. Lực nâng mạnh hơn lực cản và làm cho rôto quay. Rôto được kết nối trực tiếp với máy phát điện (trong trường hợp tuabin truyền động trực tiếp) hoặc thông qua trục và một loạt bánh răng (bánh răng), giúp tăng tốc độ và cho phép máy phát điện nhỏ hơn. Việc chuyển lực khí động học này sang vòng quay của máy phát điện sẽ tạo ra điện.

Tại sao tuabin gió cần phải cao như vậy? Thực tế, càng lên cao, sức gió càng mạnh và càng nhiều gió tự nhiên có nghĩa là có thể phát điện nhiều hơn. Việc sử dụng các chân vịt quay một vòng, có đường kính có thể vượt quá 150 feet, cũng làm tăng hiệu suất của các tuabin lớn hơn.