Công nghệ thủy khí

TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ

Công nghệ thủy khí là một công nghệ mới sản xuất điện mới theo phương hướng công nghệ sạch, thân thiện môi trường. 

Nguyên lý cơ bản của công nghệ thực chất rất đơn giản. Đây là sự lợi dụng sức đẩy Archimede đối với bong bóng khí trong môi trường chất lỏng từ dưới lên trên để vận hành động cơ phát điện. Hệ thống bao gồm một máy nén khí để nạp  không khí tuần tự vào từng phao hở trong một chuỗi nhiều phao hở, kết nối với nhau thành một dây chuyền có tác dụng xoay tròn trục láp. Khí nén nạp vào một bên, các phao sẽ nổi lên, khi lên đến mặt nước, phao sẽ tự động thoát khí và chìm xuống phía đối diện.

Dây chuyền phao hở khi chuyển động sẽ xoay trục láp và qua các nhông chuyền sẽ kéo motor phát điện.

Toàn hệ thống sẽ tạo ra sự chênh lệch năng lượng giữa đầu vào (máy nén khí) và đầu ra (generator phát điện) cao nhất, tạo hiệu suất cao nhất trong quá trình thu hồi năng lượng dôi dư.

LẮP ĐẶT – VẬN HÀNH – CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

Mô hình hệ thống

Các bước chuẩn bị lắp đặt :

 Bước 1 : Phải chuẩn bị một giếng bê tông để chứa chất lỏng và lắp đặt dây chuyền phao. Tùy theo quy mô công suất có thể xây dựng các giếng :

+ 2m x 2m sâu 10m cho hệ thống phát điện công suất 30kW/h.

+ 2,5m x 2,5m sâu 10m cho hệ thống phát điện công suất 120kW/h

+ 1,5m x 1,5m sâu 25m cho hệ thống phát điện công suất 560kW/h

+ 3m x 3m sâu 25m cho hệ thống phát điện công suất 1MW/h.

Đơn vị chuẩn là 1MW. Tổng công suất nhà máy là bao nhiêu MW thì cứ theo đơn vị chuẩn này nhân lên.

Bước 2 : Thiết kế và gia công cơ khí các khung thép đặt vừa khít vào lòng giếng , lắp đặt hệ thống dây chuyền phao hở vào khung thép. Khung thép chứa dây chuyền phao mở này có thể được kéo lên khỏi lòng giếng bằng hệ thống xe cẩu di động phục vụ cho việc bảo trì, sửa chữa định kỳ.

Bước 3 :  Lắp đặt các nhông chuyền, hoặc bánh răng, hoặc xích kéo, hoặc dây cou roa…. để tăng tốc vòng quay tương thích với vòng quay theo yêu cầu của motor phát điện . Lắp đặt máy nén khí ; motor phát.

Bước 4 : Lắp đặt và hiệu chỉnh các thiết bị phụ trợ đi kèm : Charger Controler ; Inverter ; các đồng hồ đo đếm … đồng thời đấu nối vào lưới điện quốc gia.

 Hệ thống 1MW tiêu chuẩn lắp đặt cho các nhà máy điện thương mại :

Động cơ phát điện 500kW :

Các thông số chính của tổ máy tiêu chuẩn 1MW và nhà máy 100MW :

  • Diện tích chiếm đất : 1 tổ máy : 14m x 10m = 140m2
    140 tổ máy : 19.600m2
  • Khuôn viên và công trình phụ trợ : 20.400m2
  • Tổng diện tích nhà máy : 40.000m2
  • Đặc điểm xây dựng : Để đảm bảo công suất 100MW với sản lượng 870.000.000kWh/ năm, nhà sản xuất sẽ xây dựng 140 giếng bê tông và lắp 140 tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 1MW, số lượng tổ máy có dự trữ này sẽ vận hành khi luân phiên bảo trì hệ thống . Mỗi tổ máy bao gồm : 1 giếng bê tông đường kính 2,2m, đặt âm sâu 25m dưới đất ; trong giếng lắp hệ thống phao nổi trên băng tải bằng thép, cả hệ thống là 35 phao nổi , mỗi phao có dung tích 0,2m3 tuần hoàn nạp khí một bên 17 phao và chìm bên kia 17 phao. 17 phao nổi có lực nổi : 17 x 200kg = 3.400kgF tác động vào trục chính để quay motor phát điện. Trên miệng giếng lắp đặt 2 máy nén khí công suất 4,2kW = 8,4kW nạp khí vào bình khí nén, thông qua hệ thống PLC điều chỉnh tự động khí nạp vào các phao. Hệ thống trục láp và nhông chuyền sẽ kéo 2 motor phát điện, mỗi cái công suất 500kW x 2 = 1.000kW = 1MW.

Dòng diện 1 chiều phát ra sẽ qua hệ thống Inverter chuyển điện 1 chiều thành xoay chiều và qua trạm biến thế (Transformer) cân pha và điện thế đấu nối vào điện lưới quốc gia.

Biến thế điện loại trung bình.

Hệ thống SCADA/EMS

CÁC ƯU ĐIỂM CHÍNH :

Thân thiện môi trường :

  • Không khí thải
  • Không nước thải.
  • Không rác thải

không gây bất kỳ ô nhiễm bởi vì không sử dụng nhiên liệu hóa thạch (như than đá , dầu, gas) hoặc thải ra chất thải độc hại (phân hạch hạt nhân). Không có ẩn phí môi trường do thăm dò và khai thác các loại nguyên liệu.

Hiệu năng cao :

Hiệu năng rất cao.Hệ thống có thể hoạt động 24g x 365 ngày/năm. Hệ thống công suất 1MW có thể cung cấp : 1.000kW x 24g x 340 ngày = 8.160.000 kW , so sánh với :

  • Thủy điện : 000kW x 24g x 150 ngày = 3.600.000kW.
  • Điện mặt trời : 000kW x 2.000 giờ/năm = 2.000.000kW
  • Điện gió : 000kW x 7g x 300 ngày = 2.100.000kw

Điều này làm cho suất đầu tư giảm và giá thành điện cạnh tranh. Thời gian thu hồi vốn của chủ đầu tư ngắn

Không lệ thuộc nguồn cung cấp nguyên liệu :

Hệ thống không cần nguồn cung cấp nhiên liệu để vận hành nên không bị lệ thuộc bất kỳ nguồn cung nguyên, nhiên liệu nào.

Tiềm năng ứng dụng lớn :

  • Cung cấp điện sạch giá rẻ từ các hệ thống lớn : 50MW – 500 – 1.000MW cung cấp điện liên tục cho hệ thống điện lưới quốc gia.
  • Có thể có các ứng dụng nhiều hình thái không gian liên quan. Thiết kế các hệ thống nhỏ 1kW , 5kW, 10kW, 20kW cho các hải đảo, vùng nông thôn… không có điện lưới quốc gia . Thiết kế các giếng bê tông tích hợp vào các tòa nhà cao tầng, cung cấp điện cho tòa nhà . Thiết kế các hệ thống di động bằng các container 40 feet (hệ thống 2,5m x 2,5m x 10m ; công suất 120kW) phục vụ nhu cầu quốc phòng, cứu hộ, cứu nạn…
  • Địa phương hóa phát điện thông qua các máy phát điện vừa và nhỏ sẽ làm giảm đầu tư quốc gia về lưới điện và giảm tổn thất từ phân phối ( khoảng 15% sản lượng cung cấp điện),

16.01.2017