Đề tài Phân tích thực trạng năng lượng gió ở Việt Nam và giải pháp

Nhân loại đang bước vào thập niên đầu của thế kỷ XXI. Thiếu hụt năng lượng và vấn nạn ô nhiễm môi trường đang là những mối đe dọa sự phát triển bền vững của ngôi nhà chung “trái đất” của chúng ta. Ngay cả nguồn thủy điện tưởng như vô hại đến môi trường thì nay người ta đã phải quan tâm đến những hậu quả nghiêm trọng là làm mất cân bằng sinh thái. Do vậy, việc khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo như năng lượng hạt nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió, năng lượng Mặt Trời là hướng đi quan trọng trong quy hoạch phát triển năng lượng, đảm bảo an ninh năng lượng cho mỗi quốc gia. Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu của con người và là một yếu tố đầu vào không thể thiếu được của hoạt động kinh tế. Khi mức sống của người dân càng cao, trình độ sản xuất của nền kinh tế ngày càng hiện đại thì nhu cầu về năng lượng cũng ngày càng lớn, và việc thỏa mãn nhu cầu này thực sự là một thách thức đối với hầu hết mọi quốc gia. Ở Việt Nam, sự khởi sắc của nền kinh tế từ sau Đổi Mới làm nhu cầu về điện gia tăng đột biến trong khi năng lực cung ứng chưa phát triển kịp thời. Nếu tiếp tục đà này, nguy cơ thiếu điện vẫn sẽ còn là nỗi lo thường trực của ngành điện lực Việt Nam cũng như của các doanh nghiệp và người dân cả nước. Với giá dầu lên cao, xấp xỉ 140 đô la một thùng, năng lượng trở thành một vấn đề cấp bách cho mọi quốc gia, từ nước phát triển cho tới những nước đang phát triển. Giá dầu lên kéo theo giá các năng lượng khác như khí đốt, than cũng tăng Thêm vào đó là vấn đề môi trường. Than hay dầu khí thải nhiều hóa chất ô nhiễm, làm nóng quả đất. Điển hình 2 năm trước ngay tại Bắc Kinh ta có thấy rõ được ảnh hưởng của hóa chất thải đối môi trường sống của con người tại đây. Năng lượng rẻ từ dầu khí đã đẩy mạnh cách mạng sản xuất của nhân loại trong trăm năm nay. Nhưng nguồn năng lượng này đang có xu hướng giảm. Theo ước tính, trữ lượng dầu sẽ hết trong 100 năm nữa. Tìm nguồn năng lượng mới nhất là một nguồn năng lượng tái tạo đã trở thành một giấc mơ cần biến thành hiện thực, một nhu cầu, một bài toán cho nhân loại. Trong các nguồn năng lượng tái tạo này, cho đến nay, chỉ có thủy điện là đáng kể. Trong những nguồn còn lại: điện gió, điện mặt trời, trái đất, biomass cho đến nay tiềm năng lớn là năng lượng gió. Nó được xem như dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng lượng sạch, vô tận và là nguồn năng lượng thân thiện với môi trường. Nội dung dưới đây chúng em nghiên cứu về tiềm năng, công nghệ sản xuất và quy hoạch năng lượng gió trên thế giới và ở Việt Nam. Bên cạnh đó đưa ra những ưu và nhược điểm trong xây dựng nguồn năng lượng sinh khối.

doc27 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 20/05/2013 | Lượt xem: 4201 | Lượt tải: 35download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Phân tích thực trạng năng lượng gió ở Việt Nam và giải pháp, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU Nhân loại đang bước vào thập niên đầu của thế kỷ XXI. Thiếu hụt năng lượng và vấn nạn ô nhiễm môi trường đang là những mối đe dọa sự phát triển bền vững của ngôi nhà chung “trái đất” của chúng ta. Ngay cả nguồn thủy điện tưởng như vô hại đến môi trường thì nay người ta đã phải quan tâm đến những hậu quả nghiêm trọng là làm mất cân bằng sinh thái. Do vậy, việc khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo như năng lượng hạt nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió, năng lượng Mặt Trời…là hướng đi quan trọng trong quy hoạch phát triển năng lượng, đảm bảo an ninh năng lượng cho mỗi quốc gia. Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu của con người và là một yếu tố đầu vào không thể thiếu được của hoạt động kinh tế. Khi mức sống của người dân càng cao, trình độ sản xuất của nền kinh tế ngày càng hiện đại thì nhu cầu về năng lượng cũng ngày càng lớn, và việc thỏa mãn nhu cầu này thực sự là một thách thức đối với hầu hết mọi quốc gia. Ở Việt Nam, sự khởi sắc của nền kinh tế từ sau Đổi Mới làm nhu cầu về điện gia tăng đột biến trong khi năng lực cung ứng chưa phát triển kịp thời. Nếu tiếp tục đà này, nguy cơ thiếu điện vẫn sẽ còn là nỗi lo thường trực của ngành điện lực Việt Nam cũng như của các doanh nghiệp và người dân cả nước. Với giá dầu lên cao, xấp xỉ 140 đô la một thùng, năng lượng trở thành một vấn đề cấp bách cho mọi quốc gia, từ nước phát triển cho tới những nước đang phát triển. Giá dầu lên kéo theo giá các năng lượng khác như khí đốt, than cũng tăng…Thêm vào đó là vấn đề môi trường. Than hay dầu khí thải nhiều hóa chất ô nhiễm, làm nóng quả đất. Điển hình 2 năm trước ngay tại Bắc Kinh ta có thấy rõ được ảnh hưởng của hóa chất thải đối môi trường sống của con người tại đây. Năng lượng rẻ từ dầu khí đã đẩy mạnh cách mạng sản xuất của nhân loại trong trăm năm nay. Nhưng nguồn năng lượng này đang có xu hướng giảm. Theo ước tính, trữ lượng dầu sẽ hết trong 100 năm nữa. Tìm nguồn năng lượng mới nhất là một nguồn năng lượng tái tạo đã trở thành một giấc mơ cần biến thành hiện thực, một nhu cầu, một bài toán cho nhân loại. Trong các nguồn năng lượng tái tạo này, cho đến nay, chỉ có thủy điện là đáng kể. Trong những nguồn còn lại: điện gió, điện mặt trời, trái đất, biomass cho đến nay tiềm năng lớn là năng lượng gió. Nó được xem như dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng lượng sạch, vô tận và là nguồn năng lượng thân thiện với môi trường. Nội dung dưới đây chúng em nghiên cứu về tiềm năng, công nghệ sản xuất và quy hoạch năng lượng gió trên thế giới và ở Việt Nam. Bên cạnh đó đưa ra những ưu và nhược điểm trong xây dựng nguồn năng lượng sinh khối. CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1. KHÁI NIỆM Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất. Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời. Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ Cổ Đại. Bởi sự ảnh hưởng không đồng đều của nhiệt độ mặt trời vào bầu khí quyển làm cho không khí giữa vùng này và vùng khác bị chênh lệch về áp suất do vậy sinh ra sự chuyển động không khí từ vùng có áp suất cao đến vùng không khí có áp suất thấp và sự chuyển động đó được gọi là gió .Chúng ta đều biết sự chuyển động của gió tạo ra một lực cơ học và nó ở dạng lực mặt do vậy nó cũng có chiều có hướng và có độ lớn cũng có nghĩa là có năng lượng ở dạng cơ năng nên từ xa xưa con người đã biết lợi dụng sức gió để ứng dụng vào cuộc sống (cối xay gió, thuyền buồm,…) nhưng đấy là những ứng dụng đơn giản còn trong thời đại hiện nay có sự nghiên cứu và đã được ứng dụng rộng rãi, năng lượng gió được chuyển sang điện năng. Việc ứng dụng đó gọi là sử dụng năng lượng gió. 1.2. SỰ HÌNH THÀNH Đã từ lâu, con người đã biết xử dụng năng lượng gió. Hà Lan là nước đầu tiên ứng dụng năng lượng gió, nổi tiếng với những quạt gió. Ngày xưa năng lượng này được sử dụng để xay lúa, bơm nước. Kể từ khi có năng lượng dầu khí, năng lượng gió lùi dần vào quên lãng. Nhưng kể từ khi khủng hoảng năng lượng năm 1970, năng lượng tái tạo được chú ý trở lại. Sự chú ý này càng được gia tăng với vấn đề quả đất bị hâm nóng. Vào thập niên 1980, những trại điện gió (wind farm) bắt đầu được thiết kế và xây dựng. Trong hơn hai mươi năm qua, điện gió đã có những bước tiến vượt bậc. Với giá thành ban đầu gấp mười lần giá điện sản xuất từ than, giá một KWh điện sản xuất bằng gió đã tiến gần giá US $ 6 cents/kWh điện sản xuất từ than đá. Tất cả những trại điện gió đều dùng loại turbine trục ngang. Bức xạ mặt trời chiếu xuống bề mặt Trái đất không đồng đều làm cho bầu khí quyển, nước và không khí nóng không đều nhau. Một nửa bề mặt của Trái Đất, về ban đêm bị che khuất không nhận được bức xạ của Mặt Trời và thêm vào đó là bức xạ Mặt Trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các cực, do đó có sự khác nhau về nhiệt độ và vì thế là khác nhau về áp suất mà không khí giữa xích đạo và 2 cực cũng như không khí giữa ban ngày và ban đêm của Trái Đất chuyển động tạo thành gió. Trái Đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy không khí và vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi (so với mặt phẳng do quỹ đạo Trái Đất tạo thành khi quay quanh Mặt Trời) nên cũng tạo thành các dòng không khí theo mùa. Do bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Coriolis được tạo thành từ sự quay quanh trục của Trái Đất nên không khí đi từ vùng áp cao đến vùng áp thấp không chuyển động thắng mà tạo thành các cơn gió xoáy có chiều xoáy khác nhau giữa Bắc bán cầu và Nam bán cầu. Nếu nhìn từ vũ trụ thì trên Bắc bán cầu không khí di chuyển vào một vùng áp thấp ngược với chiều kim đồng hồ và ra khỏi một vùng áp cao theo chiều kim đồng hồ. Trên Nam bán cầu thì chiều hướng ngược lại. Ngoài các yếu tố có tính toàn cầu trên gió cũng bị ảnh hưởng bởi địa hình tại từng địa phương. Do nước và đất có nhiệt dung khác nhau nên ban ngày đất nóng lên nhanh hơn nước, tạo nên khác biệt về áp suất và vì thế có gió thổi từ biển hay hồ vào đất liền. Vào ban đêm đất liền nguội đi nhanh hơn nước và hiệu ứng này xảy ra theo chiều ngược lại. 1.3. ĐẶC TRƯNG CỦA NĂNG LƯỢNG a) Đặc điểm phân bố của năng lượng gió trên lãnh thổ. Tốc độ gió phân bố theo quy luật càng lên cao gió thổi càng mạnh. Ở các vùng núi thì tại sườn đón gió, gió có tốc độ mạnh; ngược lại phía sườn khuất gió yếu. Trong các thung lũng hẹp và lòng chảo trũng gió rất yếu. Tuy nhiên các thung lũng sông có hướng song song với hướng gió thịnh hành lại là nơi hút gió. Trên các đèo vắt qua các khối núi lớn thường là con đường thuận lợi cho gió lùa qua. Ngoài khơi gió thổi mạnh và giảm dần khi vào đất liền. Bờ biển và duyên hải là nơi trực tiếp đón gió từ biển thổi vào. Tuy nhiên cường độ gió ở mỗi nơi còn tuỳ thuộc hướng của bờ biển đối với hướng gió thịnh hành và hình thế địa hình của vùng đất liền kế tiếp phía trong. Trên các hải đảo phía Đông lãnh thổ, gió thổi rất mạnh. Tại các đảo phía Nam do gần xích đạo gió thổi có tốc độ nhỏ rõ rệt so với các đảo phía Đông. Hai nhân tố chính ảnh hưởng đến sự phân bố tốc độ gió là hoàn lưu và địa hình. b) Đặc điểm phân bố của năng lượng gió theo mùa ở nước ta Mỗi khu vực trên lãnh thổ chịu ảnh hưởng khác nhau của hai mùa gió Đông Bắc và Tây Nam. Độ lớn của tốc độ và do đó độ lớn của năng lượng gió ở mỗi nơi trong từng mùa gió phụ thuộc vào địa hình và vị trí địa lý của khu vực đó. - Những khu vực có tiềm năng năng lượng gió mùa lạnh cao hơn mùa nóng rõ rệt là: + Các hải đảo phía Đông lãnh thổ (trừ các đảo gần bờ từ Hải Phòng đến Diễn Châu - Nghệ An). + Khu vực phía Đông tỉnh Lạng Sơn + Các khu vực núi cao trên toàn lãnh thổ, kể cả Tây Nguyên. + Duyên hải và đồng bằng kế tiếp duyên hải từ Hà Tĩnh đến Cà Mau, đặc biệt từ Tuy Hoà đến Phan Thiết năng lượng mùa lạnh lớn vượt trội năng lượng mùa nóng. - Những khu vực có tiềm năng năng lượng gió mùa nóng cao hơn mùa lạnh rõ rệt là: + Các đảo phía Tây Nam lãnh thổ. + Duyên hải phía Tây và phần đồng bằng kế tiếp của Nam Bộ. + Các vùng đất thấp và các vị trí dưới thấp phía Tây và Nam Tây Nguyên. + Vùng núi thấp phía Tây Nghệ An, Hà Tĩnh và Bình Trị Thiên + Duyên hải từ Hải Phòng đến Diễn Châu (Nghệ An) và đồng bằng kế tiếp. Ngoài ra, tại các vùng khác trên lãnh thổ tiềm năng năng lượng của hai mùa gió gần tương đương với nhau. Tỷ lệ giữa tiềm năng hai mùa không thay đổi theo độ cao. c) Ưu nhược điểm của năng lượng gió: * Ưu điểm: - Năng lượng gió không thải khí, hóa chất độc hại ra môi trường. - Ổn định giá năng lượng: đóng góp và đa dạng hóa năng lượng. - Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu và hạn chế sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp nguyên liệu từ nước ngoài. - Nhu cầu về điện của toàn nền kinh tế tăng trung bình gần 13%/năm, và tốc độ tăng của mấy năm trở lại đây còn cao hơn mức trung bình. - Không phát thải hiệu ứng gây nóng lên toàn cầu. * Nhược điểm: - Gây ra tiêng ồn, làm ảnh hường đến sinh hoạt của người dân xung quanh - Làm nhiẽu sóng vô tuyến - Mất cân bằng sinh thái - Công suất điện gió trạm phong điện cung câp phụ thuộc theo mùa, thời tiết và địa hình CHƯƠNG II TIỀM NĂNG VÀ TRỮ LƯỢNG NĂNG LƯỢNG GIÓ 2.1. TIỀM NĂNG VÀ TRỮ LƯỢNG NĂNG LƯỢNG GIÓ TRÊN THẾ GIỚI Trên phạm vi toàn cầu, năng lượng gió là nguồn năng lượng phát triển nhanh nhất với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm xấp xỉ 29% trong vòng mười năm vừa qua. Đến năm 2008, công suất lắp đặt điện gió toàn cầu đã vượt quá 121 GW, tức là hơn 15 lần công suất điện gió mười năm trước đây, khi đó công suất điện gió toàn cầu chỉ cỡ 7.6 GW. Với công suất này hàng năm sẽ sản xuất được 260 tỷ kWh và cắt giảm được 158 triệu tấn CO2. Năng lượng gió đã phát triển nhanh chóng thành một ngành công nghiệp hoàn thiện và bùng nổ toàn cầu. Thị trường lắp đặt tuabin gió toàn cầu năm 2008 cỡ  $48 tỷ. Triển vọng tương lai của công nghiệp điện gió toàn cầu là rất khích lệ và được dự đoán tăng hơn 70% trong vòng vài năm tới để đạt tới công suất cỡ 190 GW vào năm 2010. (xem hình 1) Hình 1-Tổng công suất lắp đặt điện gió toàn cầu thực tế và dự báo 1997-2010 Công suất lắp đặt (GW) mười nước hàng đầu thế giới về năng lượng gió  cho trong bảng 1: Bảng 1- Công suất lắp đặt (GW) mười nước hàng đầu thế giới 2007-2008 ( ) Bảng 2- Dự báo phát triển NLG toàn cầu 2007-2030 (nguồn: Tiềm năng năng lượng gió bốn nước Đông Nam Á ở độ cao 65 m. Tiềm năng năng lượng gió ở độ cao 65 m chỉ dành cho tuabin gió công suất lớn. Phần lớn vùng có gió là vùng mặt đất không có vật cản trở. Mật độ công suất điện gió lấy theo giả thiết 4 MW/Km2. Nếu chỉ tính tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam ở những vùng có gió tốt cho đến cực tốt (các con số màu đỏ, in đậm và nghiêng ở cuối bảng 3) thì công suất tiềm năng đã ước tới 111.916 MW hay ~112 GW. Nếu giả thiết công suất này có hệ số phát điện trung bình hàng năm 20%-25%, thì tiềm năng năng lượng gió trung bình hàng năm ước chừng 200 đến 245 tỷ kWh, một tiềm năng rất, rất lớn. Gần gấp đôi tiềm năng lượng thuỷ điện 123 tỷ kWh với công suất 30 GW Bảng 3-Tiềm năng NLG của bốn nước Đông Nam Á (nguồn: ) Theo thống kê Trung Quốc là môt nước được coi là một nước có triển vọng và thực trạng sử dụng về nguồn năng lượng này là lớn nhất thế giới. Sau đó là Đức, Tây Ban Nha, Hoa kỳ, Ấn Độ. Tương lai của Đức là ngành năng lượng này nằm ở ngoài khơi xa. Chính phủ Đức đã đề ra mục tiêu là nay tới năm 2020 có thể đáp ứng 1/5 nhu cầu điện bằng nguồn năng lượng từ sức gió. Theo ước tinh Đức sẽ khai thác được nguồn năng lượng gió đạt 14.609 MW và sẽ chiếm 40% năng lượng gió trên thế giới. Tiếp theo là Mỹ, dự tính là sẽ sản xuất thêm 1.687 MW nâng tổng số lên 6.374 MW, tiếp theo là Tây Ban Nha sẽ tăng thêm 1.377 MW để đạt được tổng số là 6.202 MW, Đan Mạch tăng thêm 1.377 đạt tới tổng số là 3.110 MW. Ấn Độ nằm ở vị trí thứ 5 với tổng số năng lượng từ gió là 2.110 MW. 2.2. TIỀM NĂNG VÀ TRỮ LƯỢNG NĂNG LƯỢNG GIÓ Ở VIỆT NAM Nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa và bờ biển dài hơn 3200km, hơn nữa còn có cả gió mùa tây nam thổi vào mùa hè, tốc độ gió trung bình ở biển Đông Việt Nam khá mạnh. Vì vậy nhờ vào vị trí địa lý mà tiềm năng về NL gió ở Việt Nam là rất triển vọng Theo đánh giá Việt Nam có tiềm năng lớn nhất khu vưc Đông nam á về năng lượng gió. Tổng tiềm năng điện gió của Việt Nam ước đạt 513.360 MW tức là bằng hơn 200 lần công suất của thủy điện Sơn La, và hơn 10 lần tổng công suất dự báo của nghành điện năm 2020. Khu vực này chủ yếu dựa vào hướng gió tây nam Trong chương trình đánh giá về Năng lượng cho Châu Á, Việt Nam có tới 8,6% diện tích lãnh thổ được đánh giá có tiềm năng từ “tốt” đến ’”rất tốt” để xây dựng các trạm điện gió cỡ lớn thì diện tích này ở Campuchia là 0,2%, ở Lào là 2,9%, và ở Thái-lan cũng chỉ là 0,2%.Việt Nam có đến 41% diện tích nông thôn có thể phát triển điện gió loại nhỏ. Nếu so sánh con số này với các nước láng giềng thì Campuchia có 6%, Lào có 13% và Thái Lan là 9%. Ở Việt Nam, các khu vực có thể phát triển năng lượng gió không trải đều trên toàn bộ lãnh thổ. Với ảnh hưởng của gió mùa thì chế độ gió cũng khác nhau. Nếu ở phía bắc đèo Hải Vân thì mùa gió mạnh chủ yếu trùng với mùa gió đông bắc, trong đó các khu vực giàu tiềm năng nhất là Quảng Ninh, Quảng Bình, và Quảng Trị. Ở phần phía Nam đèo Hải Vân, mùa gió mạnh trùng với mùa gió Tây Nam, và các vùng tiềm năng nhất thuộc cao nguyên Tây Nguyên, các tỉnh ven biển đồng bằng sông Cửu Long, và đặc biệt là hai vùng giàu tiềm năng nhất để phát triển năng lượng gió là Sơn Hải (Ninh Thuận) và vùng đồi cát ở độ cao 60 - 100m từ phía tây Hàm Tiến đến Mũi Né (Bình Thuận). Vùng này không những có vận tốc gió trung bình lớn, mà còn có một thuận lợi là số lượng các cơn bão khu vực ít và gió có xu thế ổn định. Trong những tháng có gió mùa, tỷ lệ gió nam và đông nam lên đến 98% với vận tốc trung bình 6 - 7 m/giây, tức là vận tốc có thể xây dựng các trạm điện gió công suất 3 - 3,5 mW. Tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam không nhỏ. Phân bố mật độ năng lượng được đánh giá vào khoảng 800-1400 kWh/m2.năm tại các hải đảo, 500-1000 kWh/m2.năm tại vùng duyên hải miền Trung, Tây Nguyên và duyên hải Nam bộ, các khu vực khác dưới 500kWh/m2.năm. CHƯƠNG III CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN GIÓ 3.1. SỰ HÌNH THÀNH NĂNG LƯỢNG GIÓ Do lượng bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng đều làm cho bầu khí quyển, nước và không khí nóng không đều nhau. Một nửa bề mặt của Trái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận được bức xạ của Mặt Trời và thêm vào đó là bức xạ Mặt Trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các cực, do đó có sự khác nhau về nhiệt độ và vì thế là khác nhau về áp suất mà không khí giữa xích đạo và 2 cực cũng như không khí giữa mặt ban ngày và mặt ban đêm của Trái Đất di động tạo thành gió. Trái Đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy không khí và vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi (so với mặt phẳng do quỹ đạo Trái Đất tạo thành khi quay quanh Mặt Trời) nên cũng tạo thành các dòng không khí theo mùa. 3.2. LÝ DO SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ - Năng lượng gió không thải khí,hóa chất độc hại và suy kiệt theo thời gian. - Hiện nay giá dầu tăng cao kéo theo sự tăng giá của các loại nhiên liệu khác như: khí đốt, than đá,… - Ổn định giá năng lượng: đóng góp và đa dạng hóa năng lượng. - Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu và hạn chế sự phụ thuộc vào nguồn cung cấp nguyên liệu từ nước ngoài. - Nhu cầu về điện của toàn nền kinh tế tăng trung bình gần 13%/năm, và tốc độ tăng của mấy năm trở lại đây còn cao hơn mức trung bình. - Không phát thải hiệu ứng gây nóng lên toàn cầu. 3.3. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN GIÓ a) Về mặt công nghệ Trong nhiều trường hợp, việc xây dựng trạm điện gió ở những nơi có tốc độ gió trung bình lớn cho phép thay thế hoàn toàn điện lưới và thời gian hoàn vốn chỉ khoảng 5-10 năm. Tuy nhiên, ở những nơi có tốc độ gió trung bình thấp chỉ ở mức 14 ki lô mét/giờ (mức thấp nhất được khuyến nghị cho việc xây dựng các trạm điện gió), thời gian hoàn vốn có thể kéo dài tới 20 năm. Những tiến bộ về kỹ thuật và công nghệ trong lĩnh vực điện gió trong những năm gần đây là rất đáng kể, đã góp phần nâng cao tính cạnh tranh của các trạm điện gió. Các loại vật liệu mới như sợi thủy tinh, sợi cacbon, composite, cao su được áp dụng để chế tạo ra các tua bin gió có chiều dài cánh tới 60 mét, nhưng chỉ nặng 20 tấn, có thể quay tới 500 triệu vòng trong thời gian được bảo hành 20 năm. b) Về mặt kỹ thuật Những tiến bộ về kỹ thuật hiện nay đã cho phép xây dựng các trạm điện gió công suất lớn (tới 3MW). Xu thế chung về phát triển điện gió trên thế giới là xây dựng nhiều trạm điện gió gần nhau thành một tổ hợp. Ở những vị trí thuận lợi nhất, theo tính toán, trong phạm vi 1 ki lô mét vuông với sự bố trí tối ưu có thể xây dựng nhiều trạm điện gió và có thể đạt được sản lượng điện 20 Mwh/ năm (tương đương 55 kwh/ m2/năm) Theo công bố kết quả nghiên cứu của các chuyên gia thuộc Đại học Tổng hợp Stanford được công bố trong tạp chí Khí tượng và Khí hậu số ra tháng 11-2007, trước đây, năng lượng gió được coi là không ổn định (vì phụ thuộc vào tốc độ gió tự nhiên), nhưng hiện nay được coi là nguồn năng lượng ổn định và đáng tin cậy nhờ cách tiếp cận mới về điện gió. Những cách tiếp cận này là tiền đề cho chương trình phát triển năng lượng gió quốc gia của Việt Nam. Thứ nhất: trước đây các trạm điện gió không được sử dụng như những nguồn điện ổn định vì tốc độ gió thường xuyên thay đổi. Vì vậy, cách làm hiện nay là đấu nối nhiều trạm điện gió với nhau bằng một đường dây tải điện để hợp nhất các trạm điện gió nhỏ lẻ thành một nguồn năng lượng đủ mạnh và ổn định. Việc hợp nhất các trạm điện gió sẽ giảm đáng kể sự dao động (do sự không ổn định của gió) của công suất phát và ít nhất hơn một phần ba sản lượng điện phát ra sẽ được ổn định tương tự như sản lượng điện của các nhà máy nhiệt điện. Như vậy, nếu hợp nhất càng nhiều trạm điện gió, xác suất ổn định của năng lượng điện phát ra càng lớn. Hơn thế nữa, trên thực tế, nếu tại địa điểm này gió lặng, thì tại địa điểm khác sẽ có gió to, vì vậy nếu hợp nhất các trạm điện gió, sự bất ổn định sẽ giảm đáng kể. Kết quả khảo sát 19 địa điểm khác nhau đã cho phép các nhà khoa học Mỹ đi đến kết luận: ở độ cao 80 mét tốc độ gió bình quân trong năm vượt 6,9 mét/giây, theo tính toán, sẽ có 33-47% sản lượng điện ien năm được ổn định nếu các trạm điện gió được hợp nhất với nhau. Kết luận này cũng sẽ đúng cho một tổ hợp gồm hơn 10 trạm điện gió trở lên nếu các trạm đều được xây dựng với điều kiện đảm bảo tốc độ gió bình quân trong năm và độ cao tối thiểu của cánh quạt. Một lợi ích khác của việc hợp nhất làm tăng tính cạnh tranh của điện gió là giảm tổng chiều dài của đường dây tải điện. Khi hợp nhất, ban đầu các trạm điện gió được đấu nối với nhau tại một điểm chung gần nhất, sau đó từ điểm đấu nối này sẽ xây dựng đường phân phối điện đến các hộ tiêu ien (phụ tải). Lợi ích này cũng giống như việc thu gom các nguồn nước suối vào một dòng ien để cùng cấp nước sẽ lợi hơn nhiều so với việc đào mương dẫn nước về từ các suối đơn lẻ. Ngoài ra, các trạm điện gió thường phát được công suất tối đa một cách không ien tục, nếu xây dựng các đường tải điện riêng phải tính cho công suất tối đa đơn chiếc của từng trạm điện gió (ví dụ 1,5 MW). Trong trường hợp này việc xây dựng một đường phân phối điện riêng sẽ không tối ưu vì phải tính cho công suất 1,5 MW nhưng trên thực tế lượng điện truyền dẫn tối đa lại không thường xuyên. Phương án tối ưu là đấu nối các trạm điện gió vào một hệ thống dây dẫn điện chung. Như vậy, việc hợp nhất các trạm điện gió cho phép chúng ta có được nguồn điện vừa ổn định, vừa đủ lớn và vừa rẻ tiền. Chính vì vậy, chương trình phát triển năng lượng gió phải xây dựng được nhiều cụm điện với nhiều trạm điện gần nhau. 3.4. TUABIN GIÓ Năng lượng gió từ lâu đã được biết đến và sử dụng, ban đầu sử dụng các cối xay gió ung để xay lúa và kéo guồng nước, ung để di chuyển thuyền buồm hay khinh khí cầu. Với sự ra đời của các Tuabin gió đã đánh dấu một bước phát triển lớn về công nghệ sử dụng năng lượng gió trong việc tạo ra nguồn điện năng. Tuabin gió là thiết bị ung để biến đổi điện năng động năng của gió thành năng lượng gồm có Tuabin gió trục ngang và Tuabin gió