Ảnh: Internet

Nhu cầu sử dụng điên ngày càng tăng do sự phát triển của các ngành công nghiêp. Điên năng ngày nay được sản xuất chủ yếu bằng các dạng năng lương như thủy năng, nhiêt năng, năng lương hạt nhân. San xuất điên năng bằng các dạng năng lương trên gây anh hưởng rất lớn đến môi trường đồng thời nhiên liêu hoa thạch cũng ngày càng cạn kiêt. Viêc sử dụng năng lương hoa thạch gây phát thai 56,6% lương khí thai greenhouse gas (tương đương CO2) (Sen and Ganguly, 2017). Nhu cầu sử dụng điên ngày càng tăng đòi hỏi phải tìm một dạng năng lương mới vừa có thể sử dụng lâu dài vừa không làm ảnh hưởng đến môi trường. Một trong những dạng năng lương có thể đáp ứng đươc yêu cầu trên là năng lương gió. Năng lương gió đã đươc con người sử dụng từ rất lâu bằng viêc ứng dụng gio để xay các loại lương thực hoặc các máy bơm nước bằng sức gió. Nhưng viêc sử dụng năng lương gió để sản xuất điên năng chỉ mới đươc quan tâm gần đây. Năng lương gió là một dạng năng lương sạch, miễn phí và gần như vô tận nhưng viêc sử dụng nó để sản xuất điên năng đòi hỏi cần phải có nhiều kiến thưc về nó cũng như các trang thiết bị. Đến năm 2016, điên gió đã đáp ứng ít nhất 5% tổng nhu cầu điên năng hàng năm tại 24 quốc gia và hơn 10% tại 13 quốc gia. Viêt Nam nằm trong khu vực cận nhiêt đới gió mùa với bờ biển dài hơn 3.000 km, có thuận lơi cơ bản để phát triển năng lương gió (Lương Duy Thành và ctv., 2015). Trong chương trình đánh giá về năng lương cho châu Á, Ngân hàng Thế giới đã có một khảo sát chi tiết về năng lương gió khu vực Đông Nam Á, trong đó Viêt Nam có tiềm năng gió lớn nhất với tổng tiềm năng điên gió của Viêt Nam ước đạt 513.360 MW tức là bằng hơn 200 lần công suất của thủy điên Sơn La và hơn 10 lần tổng công suất dự báo của ngành điên vào năm 2020 (Hoàng Thị Thu Hường, 2014). Năng lương gió Viêt Nam năm 2030 có thể đạt 12-15 GW trên bờ, 10-12 GW ngoài khơi (Duong, 2019). Để sản xuất sản lương điên năng cao, chúng ta cần phải kết hơp nhiều tua bin gió lại với nhau. Khi kết hơp các tua bin gió, chúng ta phai lựa chọn phương pháp kết hơp trên bus DC (Amin and Mohammed, 2011) hoặc kết hơp trên bus DC lẫn bus AC (Bo et al., 2010). Đề tài mô phỏng Wind farm có công suất 1.000 W bằng cách kết hơp 5 tua bin gió PMSG (môi tua bin co công suất 200 W) theo hai cách khác nhau là kết hơp các tua bin gió ở điên áp một chiều (DC) và điên áp xoay chiều (AC) để đưa ra phương pháp kết hơp hiêu qua cho cụm tua bin gió.

Nghiên cứu được thực hiện nhằm tìm hiểu những ưu điểm và nhược điểm khi kết hợp các tua bin gió ở bus DC và bus AC. Được mô phỏng bằng phần mềm MATLAB/Simulink, mô hình gồm 5 tua bin gió PMSG được nối song song và với mỗi tua bin gió có công suất 200W.

Nghiên cứu dựa trên công thưc toán học, một số tài liêu liên quan đến mô hình Wind farm để xây dựng các mô hình toán học. Tua bin gió PMSG trong nghiên cưu này đươc mô phỏng trên phần mềm MATLAB/Simulink. Mô hình gồm 5 tua gió 200 W đươc kết nối với nhau theo hai phương pháp là kết hơp ở điên áp AC và DC để đưa ra phương pháp kết hơp hiêu qua cho cụm tua bin gió.

Khi mô phỏng ở tốc độ gió không đổi là 12 m/s, kết quả nghiên cứu cho thấy kết nối các tua bin gió ở bus DC cho ra công suất lớn hơn (PT =787 W) so với công suất ở bus AC (PT = 720 W). Khi mô phỏng ở tốc độ gió thay đổi, kết hợp các tua bin gió ở bus DC, hiệu suất kết hợp trung bình đạt 99.54%, cao hơn so với hiệu suất khi kết hợp tại bus AC là 97.64%. Có thể thấy rằng tổng công suất đầu ra của các tuabin gió được kết nối tại bus AC không phải là công suất cực đại vì tần số của điện áp AC được tạo ra bởi các tuabin gió phụ thuộc vào tốc độ gió, trong khi tổng công suất đầu ra của các tua bin gió được kết nối ở bus DC không bị ảnh hưởng khi tuabin gió hoạt động ở các tốc độ gió khác nhau. Do đó, việc kết nối các tuabin gió ở bus AC là không hiệu quả.

ntdien