Chào các bạn,
Có nhiều bạn hỏi mình là nên làm máy phát điện trục đứng hay máy phát điện trục ngang thì tốt hơn? Hôm nay Lâm Nguyễn xin chia sẽ với các bạn những hiểu biết cũng như kinh nghiệm từ bản thân để khái quá sơ qua cho các bạn những ưu điểm của từng loại và từ đó các bạn có thể làm theo mục đích, nhu cầu và công dụng của mình.
Ở bài viết này mình sẽ đưa ra sự so sánh giữa các tuabin gió trục ngang hoặc (HAWTS) và tua-bin gió trục đứng (VAWTS). Hai loại tuabin gió này được sử dụng cho các mục đích khác nhau. Như các bạn biết thì hiện tại chỉ có hai loại tuabin gió, một là trục đứng, một là trục ngang. Chúng ta sẽ so sánh cụ thể mỗi loại nhé!
Nhìn chung có hai loại tuabin gió khác nhau. Một loại được xây dựng với mục đích tạo ra điện từ gió ở những nơi có gió lơn. Ngược lại, thì loại còn lại thì lại được làm đặc biệt cho những khu vực có gió yếu, chẳng hạn như Malaysia (Wahab et al. 2008). Tua bin gió bao gồm một bộ cánh gắn với rôto chính, khi gió thổi lực tác động vào cánh quạt sinh ra một mô-men xoắn trên trục như vậy và rôto quay quanh trục. Máy phát điện tạo ra điện, được truyền xuống tháp và tới một biến áp có sẵn, để nó có thể được chuyển đổi điện lên điện áp cao (thường là khoảng 700V), đối với một số điện áp có hòa lưới quốc gia (33000V) hoặc cho bất kỳ mục đích sử dụng cá nhân nào (khoảng 240V).
Tuabin gió là một loại thiết bị biến đổi động năng từ chủ yếu từ gió thành điện năng. Là kết quả của gần một thiên niên kỷ phát triển và kỹ thuật cối xay gió, hiện nay tuabin gió được sản xuất trong phạm vi rộng của cả hai loại trục dọc và trục ngang. Các tuabin nhỏ được triển khai cho các ứng dụng khác nhau như sạc điện cho thuyền hoặc biển báo giao thông điện. Các tuabin lớn hơn có thể dùng để hỗ trợ hòa lưới quốc gia hoặc bán cho nhà nước. Nhiều tuabin lớn, hay còn được gọi là các trang trại gió, hiện đang trở thành một nguồn năng lượng tái tạo quan trọng và được thực hiện bởi nhiều quốc gia như một chiến lược để giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Bây giờ chúng ta sẽ xét đến từng loại nhé. Trước tiên mình xin nói về máy phát điện trục ngang. Có hai loại máy phát điện gió trục ngang, Savnoius và Darieus. Loại Savnoius giống như guồng quay nước để tạo ra lực quay. Trong khi đó, Loại Darricus thì lại tận dụng cánh quạt quay giống như loại trục ngang. Chức năng của trục đứng gần với mặt đất hơn và do vậy việc bảo trì và thay thế những thiết bị nặng chẳng hạn như hộp giảm tốc háy than máy được thực hiện dễ dàng hơn. Tuy nhiên ở sát mặt đất thì gió yếu hơn cũng vì thế mà máy thu được ít gió hơn đồng nghĩ với việc ít năng lượng hơn.
Một lợi thế nữa của loại máy trục đứng là nó không cần phải sử dụng tới đuôi điều hướng gió, bởi vì gió có quay hướng nào thì cánh quạt cũng vẫn quay. Lợi bất cập hại, Loại máy này cũng có nhiều giới hạn của nó chẳng hạn như mất thời gian để tạo ra điện khi máy quay từ từ, Trên thực tế loại máy kiểu này không dễ sinh lực quay giống như loại máy trục ngang.
Tua-bin gió trục đứng có nhiều ưu điểm so với tuabin gió trục ngang truyền thống (HAWT), đặc biệt là lắp đặt trong khu dân cư. Tua-bin gió trục đứng phù hợp với loại gió không ổn định, không giống như HAWTs, phải đặtở trên tháp cao để có thể tạo ra đủ điện. Điều này cho phép Tua-bin gió trục đứng nhỏ hơn, gần nhau hơn, và có thể đặt ở nhiều nơi, chẳng hạn như trên nóc nhà, dọc theo đường cao tốc, và giữa các tòa nhà (Philadelphia Eagles Lincoln Financial Field chạy 100% năng lượng tái tạo, bao gồm 80 VAWT). Kích thước nhỏ hơn của chúng hầu như luôn luôn đảm bảo rằng chúng có thể được lắp đặt ở những nơi có ciều cao giới hạn. Tua-bin gió trục đứng êm hơn so với tua bin gió ngang điển hình bởi vì chúng xoay chậm hơn ba đến bốn lần so với tuabin gió trục ngang, chắc chắn rằng bạn sẽ không làm phiền người hàng xóm của bạn hoặc mất ngủ vì tiếng ồn liên tục.
VAWTs có vẻ như là một lựa chọn tốt hơn so với HAWT, thì chúng cũng có một số nhược điểm nhất định. Một số người tin rằng có ít hao mòn trên VAWT, kết luận rằng họ có thể được thực hiện bằng cách sử dụng vật liệu rẻ tiền hơn mà vẫn bền hơn, Trong khi những người khác lập luận ngược lại. Áp lực lớn nhất trên một tuabin gió ngang nằm ở đáy cánh quạt gần tâm (phần cứng nhất của cánh), thì trên VAWT lại là ở trọng tâm của tuabin, áp lực các cánh đè lên tâm máy. Lực này gây hao mòn nhiều hơn trên tuabin, rút ngắn tuổi thọ của tuabin và như vậy thì chúng ta cần phải sử dụng vật liệu mạnh hơn, đắt tiền hơn.
Đối với hầu hết các khu dân cư, nếu bạn ở nơi chật hẹp, VAWT là lựa chọn duy nhất. Tuy nhiên, có một số yếu tố khác ngoài diện tích cần xem xét trước khi mua và lắp đặt tua-bin gió (VAWT hoặc HAWT):
1. Xem xét lượng điện bạn tiêu thụ. Tua bin gió sẽ tố bao nhiêu tiền? Trước khi lắp đặt bất kỳ hệ thống năng lượng tái tạo nào, bạn nên đánh giá mức tiêu thụ năng lượng của mình và thực hiện các bước để làm cho ngôi nhà của bạn tiết kiệm điện hơn. Điều này sẽ làm giảm kích thước của một hệ thống năng lượng tái tạo mà bạn sẽ cần, cũng như tiết kiệm tiền cho bạn!
2. Sử dụng đồ thị đo gió và lắp đặt máy đo gió để xác định tốc độ gió của bạn. Thông thường thì khi bạn xem biểu đồ gió ở một số nơi thì họ thường đo mật độ gió ở độ cao 50 mét, thế nên nếu bạn lắp máy phát điện ở dưới độ cao đó thì bạn càn phải sử dụng máy đo tốc độ gió.
Vậy đối với tuabin gió trục ngang thì sao?
Tuabin gió trục ngang cũng có những ưu điểm vượt trội của nó. Trước hết, việc sử dụng cánh trục ngang cho phép tuabin thu được lượng gió năng lượng tối đa. Thứ hai là hiệu suất cao hơn vì nó có bộ cánh được lăp đặt vuông góc với hướng gió và do đó hứng được nhiều năng lượng hơn. Thứ ba là thiết kế truyền thống cho phép lăp đặt dễ dàng và dễ dàng bảo trì. Cuối cùng, từ việc sử dụng trong gia đình nhà đến ứng dụng trong các hệ thống điện, các tuabin gió trục ngang là lựa chọn phổ biến.
Nhìn chung cả hai loại tuabin, dù là VAWT hay HAWT, đều được sử dụng để tạo ra năng lượng điện từ gió. Trên đây mình đã sơ qua cho các bạn những ưu điểm và nhược điểm của cả hai loại. Mỗi loại đề có các ứng dụng nhất định của nó. Bên cạnh đó nó phụ thuộc vào tốc độ gió và địa điểm được lắp đặt. Dù sao đi nữa thì theo Lâm Nguyễn, nên sử dụng máy phát điện gió trục ngang là tốt thơn, vì hiệu suất của nó là khoảng 60%.
Thân chào!
Lâm Nguyễn