Tuabin gió tạo ra điện như thế nào?

Tuabin gió tạo ra điện như thế nào? Tuabin gió hoạt động ra sao? Người ta đo tốc độ gió, lưu lượng và vận tốc không khí bằng cách nào? Ta cùng tìm hiểu bài viết này nhé.

Tuabin gió tạo ra điện như thế nào?

Năng lượng gió chuyển đổi động năng trong gió để tạo ra điện hoặc năng lượng cơ học. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một tuabin gió lớn thường bao gồm các cánh quạt; Tua bin có thể được kết nối với một máy phát để tạo ra điện, hoặc gió được sử dụng làm năng lượng cơ học để thực hiện các nhiệm vụ như bơm nước hoặc nghiền hạt. Khi gió đi qua các tua-bin, nó di chuyển các cánh quạt, làm quay trục. Hiện tại có hai loại tuabin gió khác nhau đang được sử dụng là Tua bin gió trục ngang (HAWT) hoặc Tua bin gió trục dọc (VAWT). HAWT là những tuabin gió phổ biến nhất, hiển thị cánh quạt hoặc cánh quạt ‘kiểu quạt’ và VAWT thường theo kiểu ‘đập trứng’.

Chuyển đổi gió thành năng lượng cơ học

Gió được chuyển đổi bởi các cánh của tuabin gió. Các cánh của tuabin gió được thiết kế theo hai cách khác nhau, loại kéo và loại nâng.

• Loại kéo: thiết kế lưỡi này sử dụng lực của gió để đẩy các lưỡi dao xung quanh. Những lưỡi dao này có mô-men xoắn cao hơn so với thiết kế thang máy nhưng với tốc độ quay chậm hơn. Lưỡi dao kéo là thiết kế đầu tiên được sử dụng để khai thác năng lượng gió cho các hoạt động như mài và cưa. Vì tốc độ quay của cánh quạt chậm hơn nhiều so với loại thang máy, thiết kế này thường không bao giờ được sử dụng để tạo ra năng lượng quy mô lớn.

• Loại thang máy: HAWT hiện đại nhất sử dụng thiết kế này. Cả hai mặt của lưỡi kiếm có luồng khí thổi qua nó dẫn đến không khí mất nhiều thời gian hơn để di chuyển qua các cạnh. Theo cách này, áp suất không khí thấp hơn được tạo ra ở cạnh đầu của lưỡi dao, và áp suất không khí cao hơn được tạo ra ở cạnh đuôi. Do chênh lệch áp suất này, lưỡi dao được đẩy và kéo xung quanh, tạo ra tốc độ quay cao hơn cần thiết để tạo ra điện.

Tạo điện từ gió

Để tạo ra điện từ gió, trục của tuabin phải được kết nối với máy phát. Máy phát điện sử dụng chuyển động quay của trục để quay một rôto có nam châm tích điện trái dấu và được bao quanh bởi các vòng dây đồng. Cảm ứng điện từ được tạo ra bởi rôto quay xung quanh bên trong lõi, tạo ra điện. Người ta thường sử dụng máy đo tốc độ gió, lưu lượng không khí để xác định nơi nhiều gió nhất.

Phân phối điện

Điện được tạo ra bằng cách khai thác năng lượng cơ học của gió phải đi qua một máy biến áp để tăng điện áp và làm cho nó truyền thành công trên một khoảng cách dài. Các trạm điện và hộp cầu chì nhận được dòng điện và sau đó biến đổi nó thành điện áp thấp hơn có thể được sử dụng một cách an toàn cho doanh nghiệp và gia đình.

Tua bin gió hoạt động như thế nào

Tua bin gió sử dụng cánh quạt để thu thập động năng của gió. Gió thổi qua các cánh quạt tạo ra lực nâng (tương tự như hiệu ứng trên cánh máy bay), khiến cho cánh quạt quay. Các lưỡi được nối với trục truyền động để quay máy phát điện, tạo ra điện.

Phát điện với gió

Năm 2017, tua-bin gió ở Hoa Kỳ là nguồn cung cấp gần 6,3% tổng sản lượng điện quy mô tiện ích của Hoa Kỳ .

Lượng điện được tạo ra từ gió đã tăng đáng kể từ năm 2000. Sản xuất điện từ gió ở Hoa Kỳ đã tăng từ khoảng 6 tỷ kilowatthours (kWh) vào năm 2000 lên khoảng 254 tỷ kWh vào năm 2017.

Các công nghệ mới đã giảm chi phí sản xuất điện từ gió và tăng trưởng năng lượng gió đã được khuyến khích bởi các ưu đãi của chính phủ và ngành.