Năng Lượng Gió Là Gì? Năng Lượng Gió Sinh Ra Như Thế Nào?

Năng lượng gió là một trong những nguồn năng lượng sạch được sử dụng phổ biến trong cuộc sống hiện nay. Đây cũng là biện pháp nhằm giảm lượng khí thải ra môi trường và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Vì thế Năng lượng gió là gì?? Nó được tạo ra như thế nào? mang lại lợi ích gì cho con người? chúng ta hãy đi cùng nhau Hoàng Lai Tìm hiểu về năng lượng gió trong bài viết dưới đây.

Năng lượng gió là gì?

Gió là nguồn năng lượng có lịch sử lâu đời. Từ xa xưa, tổ tiên chúng ta đã sử dụng năng lượng gió để đưa thuyền buồm vượt biển.

Gió là một dạng năng lượng xuất hiện tự nhiên do sự chuyển động của không khí trong khí quyển. Đây cũng là một dạng năng lượng mặt trời gián tiếp. Gió được hình thành do mặt trời và trái đất không nằm trên một đường thẳng, trái đất quay quanh mặt trời và bầu khí quyển nóng lên không đều.

Năng lượng gió là gì?

Xem thêm: Dòng điện xoay chiều là gì? Vai trò của dòng điện xoay chiều

Năng lượng gió được tạo ra như thế nào?

năng lượng gió Đó là quá trình gió sử dụng chuyển động của nó để quay tuabin gió nhằm tạo ra năng lượng cơ học. Tua bin gió là một thiết bị chuyển đổi động năng thành năng lượng cơ học. Con người sử dụng năng lượng gió để tạo ra điện, sử dụng sự chuyển động của các dòng không khí trong không khí để tạo ra chuyển động. Chức năng của tuabin gió là chuyển đổi năng lượng gió thành năng lượng điện.

Để có thể tạo ra điện, năng lượng gió tác động lên các cánh tuabin khiến chúng quay. Khi đó, quá trình chuyển đổi năng lượng diễn ra. Trục quay của tuabin được nối với một máy phát điện, qua đó năng lượng điện được tạo ra và truyền đi thông qua lực điện từ.

Năng lượng gió được tạo ra như thế nào?

Việc sử dụng năng lượng gió là gì?

Gió là nguồn năng lượng môi trường tự nhiên vô cùng dồi dào, xanh và sạch. Từ nhiều thế kỷ trước, con người đã biết khai thác năng lượng gió để phục vụ hoạt động sản xuất và tạo ra điện năng. Ngoài ra, năng lượng gió còn được sử dụng để tạo ra công cơ học thông qua cối xay gió.

Trước Cách mạng Công nghiệp, con người đã biết khai thác năng lượng gió cho nhiều hoạt động kinh tế trên đất liền. Người Hà Lan dùng tua-bin gió làm khô đồng bằng sông Rhine để đòi lại đất từ ​​biển và mở rộng lãnh thổ. Sau cuộc cách mạng công nghiệp, với sự phát triển nhanh chóng của ngành điện lực, con người đã cố gắng sử dụng quạt để tạo ra điện.

Ý tưởng sử dụng năng lượng gió để tạo ra điện ra đời ngay sau khi các nhà khoa học phát minh ra điện và máy phát điện. Lúc đầu, nguyên lý làm việc của cối xay gió chỉ thay đổi một chút. Thay vì chuyển đổi động năng của gió thành cơ năng, người ta sử dụng máy phát điện để tạo ra năng lượng điện. Kể từ đó, lĩnh vực cơ học dòng chảy không ngừng phát triển nên thiết bị thi công và hình dáng của cánh quạt cũng được cải tiến và trở nên đặc biệt hơn. Ngày nay người ta gọi chúng là tua-bin gió.

Do gió không ổn định nên điện do tua-bin gió tạo ra chỉ có thể kết hợp với các nguồn năng lượng khác như năng lượng mặt trời để cung cấp năng lượng liên tục.

Theo thống kê của AWEA (Hiệp hội Năng lượng gió Mỹ), công suất điện gió lắp đặt tại Mỹ năm 2009 là 9.922 MW, tăng hơn 39% so với năm 2008, nâng tổng công suất điện gió tại Mỹ lên 35.000 MW (công suất này tương đương với công suất của 35 lò phản ứng hạt nhân thông thường).

Việt Nam có hơn 3.000km bờ biển, khoảng 90% lãnh thổ nước ta là đồi núi. Được biết, tổng công suất điện gió của nước ta ước đạt 513.360 MW, gấp khoảng 200 lần công suất của Thủy điện Sơn La. Có thể khẳng định, địa hình nước ta rất thuận lợi cho việc phát triển năng lượng gió. Ngành nông nghiệp chiếm hơn một nửa tổng lực lượng lao động cả nước và chủ yếu sử dụng sức người và động vật. Một số nơi sử dụng máy phát điện và động cơ. Vì vậy, đây là thị trường lớn cho máy bơm nước chạy bằng năng lượng gió cần được đầu tư và phát triển càng sớm càng tốt.

Việc sử dụng năng lượng gió là gì?

Các loại tuabin gió

tua bin gió Còn được gọi là cối xay gió, đây là một thiết bị rất quen thuộc hỗ trợ quá trình tạo ra năng lượng gió và điện. Thiết bị này xuất hiện ở Anh, Mỹ và đi vào hoạt động từ năm 1887. Tuy nhiên, Đan Mạch mới là quốc gia đầu tiên sản xuất được năng lượng gió hiện đại. Trục tuabin gió cũng được sản xuất tại Đan Mạch.

Hiện nay có hai loại tuabin gió chính:

• tua bin gió trục ngang: Đối với loại này người sử dụng phải sử dụng các cánh tuabin nằm ngang để giúp thu được tối đa năng lượng của gió. Hiệu suất tối đa của nó cao hơn trục đứng. Tua bin gió trục ngang là loại được sử dụng phổ biến nhất. Có 2 hoặc 3 lưỡi dao, lưỡi hướng về hướng gió. Loại tuabin gió này dễ lắp đặt và bảo trì. Chủ yếu được sử dụng cho mục đích gia đình.
• tuabin gió trục đứng: Theo đánh giá chung của các chuyên gia thì loại quạt này hoạt động không ổn định. Bởi nếu lắp đặt ở nơi trũng thấp thì khả năng phát điện sẽ rất yếu. Quạt vẫn có thể quay theo bất kỳ hướng gió nào mà không cần sử dụng thiết bị định hướng. Ưu điểm của tuabin gió trục đứng là dễ lắp đặt ở khu dân cư hoặc những nơi chật hẹp. Tuổi thọ sử dụng của loại tua bin gió này dài hơn tua bin gió trục ngang.

tuabin gió trục đứng

Tua bin gió hoạt động như thế nào

Về cốt lõi, hoạt động của tuabin gió rất đơn giản. Mỗi tuabin được trang bị 2 hoặc 3 cánh quay quanh rôto. Lúc này, rôto được nối trực tiếp với trục chính, dẫn động trục máy phát quay và tạo ra điện.

Các tuabin được gắn trên các cột cao để thu được năng lượng gió tối đa. 30m là độ cao thuận lợi nhất để thu được năng lượng gió tối đa. Ngoài ra, luồng gió ở độ cao này thường đồng đều và không gây ra bất thường nào. Người ta sử dụng tua-bin gió để cung cấp điện cho các hộ gia đình hoặc các công trình xây dựng. Chúng có thể được kết nối với nhau để tạo thành một lưới nhằm phân phối lưới trên một khu vực rộng hơn.

Tua bin gió hoạt động như thế nào

công suất tuabin gió

Công suất phát điện của tua-bin gió tăng theo thời gian. Mỗi hệ thống tua-bin gió đang vận hành có thể sản xuất từ ​​100 kilowatt đến vài megawatt. Tua bin gió rất tốn kém nếu chúng có kích thước lớn và thường được lắp đặt ở những vị trí cố định riêng biệt. Ví dụ, lĩnh vực tua-bin gió chuyên cung cấp lưới điện cho toàn bộ khu dân cư cụ thể.

Hiện nay, các tua-bin nhỏ nhất có công suất dưới 100KW và chủ yếu được sử dụng trong các hộ gia đình. Ngoài ra, nó có thể cung cấp năng lượng để duy trì hoạt động của cáp truyền thông hoặc máy bơm nước. Trong một số trường hợp, tua-bin gió sẽ được kết nối với máy phát điện diesel, pin và hệ thống quang điện. Lưới điện phù hợp để cung cấp điện cho các vùng khó khăn, vùng sâu vùng xa.

Xem thêm: Điện trở là gì? Ký hiệu, phân loại và nguyên lý làm việc của điện trở

Ưu điểm và nhược điểm của năng lượng gió

Ưu điểm của năng lượng gió

Năng lượng gió đã có hiệu quả trong việc đóng tàu buồm từ 5.000 năm trước Công nguyên. Các thủy thủ là những người đầu tiên tìm ra cách di chuyển trên biển dễ dàng hơn, đặt nền tảng cho con người hiểu các khái niệm quan trọng như động lực học và lực nâng. Bắt đầu với máy mài lưỡi, những nguyên tắc này trở thành chìa khóa cho những đổi mới tiếp theo, mở ra cánh cửa cho một cuộc cách mạng về tự động hóa các hoạt động sản xuất nông nghiệp. Đây là những thứ này Ưu điểm của năng lượng gió:

năng lượng tái tạo

Gió là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô tận. Công nghệ sẽ tiến bộ và các tuabin gió hiện tại sẽ được thay thế bằng thiết bị tốt hơn, nhưng gió vẫn luôn ở đó. Gió là nguồn năng lượng sạch, thân thiện và có thể tái tạo.

Năng lượng gió là nguồn năng lượng tái tạo

tiết kiệm chi phí

Với năng lượng gió miễn phí, các tuabin gió trên đất liền có thể tạo ra một số loại điện rẻ nhất trên Trái đất. Chỉ 1 – 2 xu cho mỗi kilowatt giờ (kWh), theo Văn phòng Hiệu quả Năng lượng và Năng lượng tái tạo. Đặc biệt, năng lượng gió do các trang trại gió sản xuất được bán với giá cố định trong thời gian dài, không có biến động bất thường ảnh hưởng đến việc phát điện bằng nhiên liệu hóa thạch.

tiết kiệm chi phí

hiệu quả định vị không gian

Tua bin gió đang trở nên lớn hơn và hiệu quả hơn trong khi vẫn duy trì cùng một diện tích. Mỗi loại tuabin gió hiện có thể sản xuất đủ điện để cung cấp cho khoảng 600 ngôi nhà điển hình ở Hoa Kỳ (dựa trên lượng điện phát ra trong một năm sử dụng). Những tuabin lớn này cần được trải rộng hơn nhưng phần đất ở giữa vẫn có thể được sử dụng cho các nhiệm vụ khác, chẳng hạn như sản xuất lương thực. Vì vậy, chúng hiệu quả hơn nhiều so với các nhà máy điện mặt trời.

Chi phí vận hành thấp

Thông thường, tua-bin gió ít cần bảo trì sau khi lắp đặt và vận hành. Công nghệ năng lượng gió có thể phức tạp nhưng cơ chế của nó rất đơn giản và đáng tin cậy. Chi phí vận hành thấp giúp giảm chi phí điện cho người tiêu dùng.

Chi phí vận hành thấp

tạo việc làm

Sản xuất năng lượng gió là một ngành có tốc độ phát triển cực kỳ nhanh và ngày càng có nhiều việc làm được tạo ra để phục vụ ngành này. Thiết kế, sản xuất, lắp đặt, bảo trì và hỗ trợ dự kiến ​​sẽ tạo ra hơn 600.000 việc làm vào năm 2050. Hơn 120.000 người hiện đang tham gia sản xuất điện gió ở Hoa Kỳ.

Nhược điểm của năng lượng gió

Bất kỳ loại năng lượng nào cũng có những hạn chế đáng lo ngại. Điều tương tự cũng xảy ra với năng lượng gió, cụ thể:

Tiếng ồn và vẻ đẹp

Âm thanh do tuabin gió tạo ra có thể truyền đi rất xa, theo một số ước tính, có thể lên tới 2 km. Tuy nhiên, chúng không ồn ào như những đường cao tốc đông đúc và không nằm ở những khu vực đông dân cư. Âm thanh mà tuabin gió tạo ra cũng phụ thuộc vào hướng gió mỗi ngày; nếu không có gió thì sẽ không có tiếng ồn.

Ở góc độ thẩm mỹ, nhiều người cho rằng chúng không đẹp mắt nhưng đây chỉ là vấn đề rất nhỏ so với nguyên nhân gây ra tình trạng khai thác, vỡ đập tràn lan.

Tác động đến động vật hoang dã địa phương

Mặc dù tuabin gió ít tác động đến chim và động vật hoang dã hơn so với các tòa nhà chọc trời, nhưng các nhà khoa học và nhà nghiên cứu đang nỗ lực giảm thiểu hoặc loại bỏ tác động đến chim và động vật hoang dã.

Tác động đến động vật hoang dã địa phương

dao động của gió

Một nhược điểm nữa của năng lượng gió là tính không ổn định. Trên thực tế, cường độ và hướng của nó thay đổi thường xuyên. Công nghệ hiện đại ngày nay, bao gồm cả điều khiển máy tính, đã giúp ích, bằng chứng là vị trí của các tuabin gió và trang trại.

Các công nghệ như máy đo gió tự động giúp đo tốc độ và hướng gió qua tuabin có thể giúp giảm thiểu lượng không khí lãng phí. Các phép đo này sau đó được sử dụng để quay và điều chỉnh hướng quay của tuabin nhằm hướng thẳng vào gió và tạo ra nhiều điện nhất có thể.

Khi việc lưu trữ năng lượng điện được cải thiện, vấn đề này sẽ ít xảy ra hơn và các nguồn năng lượng tái tạo khác có thể giúp duy trì năng lượng gió mọi lúc. Tất nhiên, việc đặt các trang trại gió ở những vùng có nhiều gió cũng giúp loại bỏ hạn chế này.

dao động của gió

Xem thêm: Biến tần là gì? Ưu điểm và ứng dụng của biến tần

Trên là bài viết của tác giả Hoàng Lai Chia sẻ thông tin về năng lượng gió. Hy vọng bạn có những thông tin cần thiết và có thể biến nguồn năng lượng sạch này trở nên thật hữu ích trong cuộc sống.