Ý tưởng thiết kế mới cho tuabin gió
Thứ ba, 11/06/2013 - 10:01
Ý tưởng này đưa ra một phương thức mới để thu được gió mà không cần dùng đến cánh quạt tuabin.
Ý tưởng này đưa ra một phương thức mới để thu được gió mà không cần dùng đến cánh quạt tuabin. Thực tế cho thấy trong các mẫu tuabin gió hiện tại, việc sử dụng cánh quạt không mang lại hiệu suất hoạt động như mong muốn đối với tuabin. Theo định luật Betz (một định luật về khí động lực học) thì một tuabin gió không thể thu được quá 59% năng lượng từ động năng của gió mang lại. Do đó nếu tính cả phần năng lượng thất thoát trong thiết kế của từng loại tuabin gió (ví dụ như ma sát sinh ra nhiệt năng giữa các chi tiết quay trong tuabin…) thì trung bình mức hiệu suất thu được của các loại tuabin gió hiện nay chỉ từ 30 đến 35%.
Một công ty chuyên về điện gió ở Tuy-ni-di vừa đề xuất một ý tưởng thiết kế mới cho tua bin gió mà không cần sử dụng đến cánh quạt
Đối với các tuabin gió sử dụng cánh quạt thì một phần lớn năng lượng gió bị thất thoát khi luồng gió đi qua khoảng trống giữa các cánh quạt, chỉ năng lượng gió có được tiếp xúc và làm quay cánh quạt mới tạo ra hiệu suất hoạt động cho tuabin.
Vậy ý tưởng trong thiết kế mới này là sử dụng một cơ cấu có hình dáng như một cánh buồm gắn trên một thiết bị cố định. Cánh buồm này trông giống như một cái đĩa lớn có tác dụng bắt gió. Một số piston được gắn vào phía sau cái đĩa và hoạt động nhờ vào chuyển động của cái đĩa này. Gió thổi vào đĩa theo nhiều hướng khác nhau và do đó làm cho các piston hoạt động.
Ý tưởng thiết kế tuabin gió mới này cho phép tạo ra 2 loại chuyển động, tới – lui và quay tròn, chiếc đĩa hứng gió chuyển động giống như hình số 8 khi nó chuyển động tới – lui và lên – xuống.
Các loại tuabin có cánh quạt chỉ có thể chuyển động theo 2 hướng. Trong khi đó chiếc đĩa hứng gió của thiết kế mới này có thể chuyển động theo 3 hướng. Do đó lượng gió hứng được sẽ nhiều hơn gấp 2 đến 3 lần so với các loại tuubin gió sử dụng cánh quạt.
Đĩa hứng gió có thể được làm từ nhựa hoặc sợi vải dùng làm buồm trên các loại thuyền buồm với mục đích đạt được trọng lượng nhẹ nhất và giảm tối đa ma sát trên bề mặt chiếc đĩa khi tiếp xúc với gió. Các piston là một phần của hệ thống thủy động. Chúng được gắn với một cái ống chứa dầu hoặc một loại chất lỏng khác. Khi piston ép chất lỏng sẽ tạo ra một lực tác động đầu vào trong một bộ khuếch tán thủy lực hoặc được dùng để quay một động cơ thủy lực và động cơ này sẽ được gắn với một máy phát điện.
Theo lý thuyết thì hiệu suất của thiết kế kiểu mới này có thể cao hơn từ 2 đến 3 lần so với tuabin cánh quạt thông thường. Qua thử nghiệm trong thực tế thì tuabin kiểu mới này có thể tạo ra điện với công suất từ 300 đến 500 watt (hiệu suất tuabin vẫn phụ thuộc nhiều vào tốc độ gió và một số yếu tố khác). Tuy nhiên nếu so sánh với một tuabin cánh quạt thông thường có cùng kích thước thì tuabin cánh quạt chỉ có công suất 150 watt.
Ngoài ra thiết kế mới cho tuabin gió còn có một số ưu điểm khác. Thứ nhất là đĩa hứng gió rất nhẹ. Thứ hai, đối với tuabin cánh quạt người ta phải sản xuất điện năng ngay tại tuabin do đó phải đưa lên cao một khối lượng khá nặng của các loại thiết bị liên quan như: bộ điều tốc, máy phát điện... Đối với tuabin kiểu mới thì không phải làm như vậy. Mọi thiết bị liên quan đều có thể đặt dưới mặt đất. Trên đỉnh chỉ cần lắp đặt đĩa hứng gió, các piston và ống thủy lực. Do đó toàn bộ khối lượng thiết bị sẽ được giảm đi đáng kể.
Lê My Theo Open Knowledge