Đồ án Năng lượng gió đi sâu tìm hiểu điểm công suất cực đại cho tuabin gió

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 ------------------------------- 
 ISO 9001:2015 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 
 NGÀNH : ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 Sinh viên : Đào Hữu Toàn 
 Giảng viên hướng dẫn: ThS. Ngô Quang Vĩ 
 HẢI PHÒNG – 2020 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 ----------------------------------- 
NĂNG LƯỢNG GIÓ ĐI SÂU TÌM HIỂU ĐIỂM CÔNG 
 SUẤT CỰC ĐẠI CHO TUABIN GIÓ 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
 NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 Sinh viên : Đào Hữu Toàn 
 Giảng viên hướng dẫn: ThS. Ngô Quang Vĩ 
 HẢI PHÒNG – 2020 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 -------------------------------------- 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
 Sinh viên: Đào Hữu Toàn Mã SV : 1612102016 
 Lớp : DC2001 
 Ngành : Điện Tự Động Công Nghiệp 
 Tên đề tài: Năng lượng gió đi sâu tìm hiểu điểm công suất cực đại cho 
 tuabin gió 
 1 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 
 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 2. Các tài liệu, số liệu cần thiết 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp 
 ............. 
 2 
 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Họ và tên : Ngô Quang Vĩ 
Học hàm, học vị : Thạc sĩ 
Cơ quan công tác : Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng 
Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài 
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày 30 tháng 03 năm 2020 
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 30 tháng 06 năm 2020 
 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN 
 Sinh viên Giảng viên hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày tháng năm 2020 
 HIỆU TRƯỞNG 
 3 
 Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 ------------------------------------- 
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP 
Họ và tên giảng viên : Ngô Quang Vĩ 
Đơn vị công tác : Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng 
Họ và tên sinh viên : Đào Hữu Toàn 
Chuyên ngành : Điện Tự Động Công Nghiệp 
Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài 
1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
2. Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận( so với nội dung yêu cầu đã đề 
ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số 
liệu... ) 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
3. Ý kiến của giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp 
Được bảo vệ Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày......tháng.....năm 2020 
 Giảng viên hướng dẫn 
 (ký và ghi rõ họ tên) 
 4 
 Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 ------------------------------------- 
 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊM CHẤM PHẢN BIỆN 
Họ và tên giảng viên: ......................................................................................... 
Đơn vị công tác:................................................................................................. 
Họ và tên sinh viên: .................................Chuyên ngành:.............................. 
Đề tài tốt nghiệp: ........................................................................................... 
............................................................................................................................ 
1. Phần nhận xét của giảng viên chấm phản biện 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
2. Những mặt còn hạn chế 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
3. Ý kiến của giảng viên chấm phản biện 
Được bảo vệ Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày......tháng.....năm 2020 
 Giảng viên chấm phản biện 
 ( ký và ghi rõ họ tên) 
 5 
 MỤC LỤC 
LỜI MỞ ĐẦU ___________________________________________________ 8 
CHƯƠNG 1. LÍ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ _______ 10 
1.1 Thực trạng năng lượng và môi trường _____________________________ 10 
1.2 Sự hình thành năng lượng gió ___________________________________ 13 
1.3 Các đặc trưng của năng lượng gió ________________________________ 14 
1.3.1 Tốc độ gió ________________________________________________ 14 
1.3.2 Hướng gió ________________________________________________ 16 
1.4 Ưu điểm năng lượng gió _______________________________________ 16 
1.5 Nhược điểm năng lượng gió ____________________________________ 17 
CHƯƠNG 2: CÁC LÝ THUYẾT CƠ BẢN VÀ CẤU TẠO TUA BIN GIÓ __ 19 
2.1 Nguyên lý biến đổi năng lượng gió _______________________________ 19 
2.2 Phân loại Tua-bin gió _________________________________________ 22 
2.3 Các dạng truyền động _________________________________________ 23 
2.4 Định luật cảm ứng điện từ ______________________________________ 25 
2.4.1 Trường hợp từ thông xuyên qua vòng dây biến thiên ________________ 25 
2.4.2 Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từ trường ________________ 25 
2.5 Định luật lực điện từ __________________________________________ 25 
2.6 Hòa đồng bộ ________________________________________________ 26 
2.7 Cấu Tạo Tua-Bin Gió _________________________________________ 27 
2.8 Roto gió ____________________________________________________ 30 
2.8.1 Hệ thống Roto _____________________________________________ 30 
2.8.2 Những nguyên tắc điều chỉnh hệ thống Roto ______________________ 37 
2.9 Bộ truyền động và bộ phận phanh ________________________________ 39 
2.10 Vỏ và hệ thống định hướng ____________________________________ 40 
CHƯƠNG 3. ĐI SÂU TÌM HIỂU ĐIỂM CÔNG SUẤT CƯC ĐẠI CHO TUA 
BIN GIÓ VÀ MÔ PHỎNG MATLAB ______________________________ 42 
3.1 Giới thiệu chung _____________________________________________ 42 
3.2. Bộ biến đổi DC-DC. __________________________________________ 45 
3.3 Bộ biến đổi DC-DC tăng áp (Boost converter).______________________ 46 
 6 
3.4 Giới hạn của MPPT ___________________________________________ 52 
3.5 Mô phỏng mô hình giải thuật bằng Matlab ________________________ 53 
3.6 Kết quả mô phỏng ____________________________________________ 57 
KẾT LUẬN ____________________________________________________ 59 
TÀI LIỆU THAM KHẢO _________________________________________ 60 
 7 
 LỜI MỞ ĐẦU 
 Nhu cầu về năng lượng trong thời đại khoa học kỹ thuật không ngừng gia 
tăng. Tuy nghiên các nguồn năng lượng truyền thống đang được khai thác như : 
than đá, dầu mỏ, khí đốt, khí thiên nhiên và ngay cả thủy điện đang ngày càng 
cạn kiệt. Không những thế chúng còn có tác hại xấu đối với môi trường như: gây 
ra ô nhiễm môi trường, ô nhiễm tiếng ồn, mưa axit, trái đất ấm dần lên, thủng 
tầng ozon... Do đó, việc tìm ra và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng 
lượng hạt nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió và năng lượng gió là rất 
cần thiết. 
 Việc nghiên cứu năng lượng gió ngày càng thu hút sự quan tâm của các 
nhà nghiên cứu, nhất là trong tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng năng lượng hiện 
nay. Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, dồi dào, hoàn toàn miễn 
phí, không gây ô nhiễm môi trường và không gây ô nhiễm tiếng ồn Hiện nay, 
năng lượng gió đã dần dần đi vào cuộc sống của con người, chúng được áp dụng 
khá rộng rãi trong dân dụng và trong công nghiệp dưới nhiều hình thức khác 
nhau. 
 Năng lượng gió có rất nhiều các ưu điểm ưu việt. Vì vậy, cần có một 
phương pháp nào đó để theo dõi được sự di chuyển của điểm có công suất cực 
đại và áp đặt cho hệ thống làm việc tại đó. Do đó nên em đã chọn đề tài: “ Năng 
lượng gió đi sâu tìm hiểu điểm công suất cực đại cho tuabin gió ”. Đề tài này 
được trình bày trong 3 chương: 
 - Chương 1 : Lí thuyết tổng quan về năng lượng gió 
 - Chương 2 : Các lí thuyết cơ bản và cấu tạo tuabin gió . 
 - Chương 3 : Đi sâu tìm hiểu điểm công suất cực đại và mô phỏng 
 Matlab. 
 8