NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhân loại đang sống trong thế kỷ thứ 21- kỷ nguyên của sự phát triển vượt bậc
về khoa học công nghệ và ứng dụng các thành quả công nghệ mới. Đồng hành cùng sự
phát triển này là sự tiêu tốn các nguồn năng lượng không tái tạo là dầu mỏ, than đá,
điện năng. Bên cạnh sự phát triển mạnh mẽ đó nhân loại cũng đang phải đối mặt với
nhiều nguy cơ do sự phát triển đó mang lại như hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm môi
trường, thiên tai, địch hoạ.Theo ước tính của Liên Hợp Quốc thì trong vòng một trăm
năm qua nhân loại đã sử dụng khoảng 30% tổng trữ lượng dầu mỏ mà thế giới có được
và dự báo trong vòng 30 năm tiếp theo thì nhu cầu này sẽ tăng lên gấp ba(số liệu tính
đến tháng 5 năm 2008), tuy nhiên đối với mỗi quốc gia và vùng lãnh thổ thì nhu cầu về
năng lượng là không thể không có và nó là điều kiện tiên quyết cho sự phát triển của
bản thân quốc gia đó, đặc biệt là đối với các quốc gia đang phát triển. Vì thế, ý thức về
việc sử dụng năng lượng hợp lý, tiết kiệm đã dần trở thành nhu cầu ở mỗi quốc gia và
đòi hỏi các quốc gia phải có những biện pháp tích cực để sử dụng năng lượng được
hợp lý nhất? Để có thể làm được việc này, thì bên cạnh việc sử dụng và quản lý nhu
cầu năng lượng hợp lý thì việc nghiên cứu, phát triển, ứng dụng và sử dụng các nguồn
năng lượng mới như năng lượng hạt nhân, năng lượng gió, năng lượng Mặt Trời.là vô
cùng bức thiết bởi sự dồi dào, sẵn có và đặc biệt là không gây ô nhiễm môi trường của
các nguồn năng lượng này.
Ngày nay các cơ quan chức năng ,các nhà khoa học đang khuyến khích con
người sử dụng những năng lượng sạch , và năng lượng gió là ví dụ điển hình , đặc biệt
trong công nghệ sản xuất điện.Ưu điểm dễ thấy nhất của điện bằng sức gió là không
tốn nhiên liệu , không gây ô nhiễm môi trường như các nhà nhiệt điện ,dễ chọn đia
điểm và tiết kiệm đất xây dựng , khác hẳn với các nhà máy thủy điện chỉ có thể xây
dựng gần dòng nước mạnh với những điều kiện đặc biệt và cần diện tích lớn cho hồ
chứa nước
Bài tiểu luận dưới đây nhằm giới thiệu về “hệ thống biến đổi của máy phát điện sức
gió của nam châm vĩnh cửu” để mọi người thấy nguyên lý hoạt động , cấu tạo cũng
như lợi ích của năng lượng gió trong việc sản xuất điện
1

NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
Bức xạ mặt trời
chiếu xuống bề mặt
trái đất không đồng
đều làm cho nước
và bầu không khí
nóng lên không đều
nhau dẫn tới sự
chênh lệch về áp
suấy làm cho không
khí dịch chuyển tạo
thành gió
Do bị ảnh hưởng
hiệu ứng Coriolis
được tạo thành từ
sự quay quanh trục
của trái đất nên
không khí đi từ
vùng cao đến vùnh
thấp không chuyển
động mà tạo thành
các cơn gió có
chiều xoáy khác
nhau giữa Bắc bán
cầu và Nam bán cầu
Trục quay của Trái
Đất nghiêng so với
mặt phẳng quỹ đạo
do nó tạo thành khi
quay quanh Mặt

Trời tạo thành các
dòng không khí
theo mùa
Gió địa phương như
gió biển ban ngày
thổi từ biển vào đất
liền ban đêm gió
thổi ngược lại
2
NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH GIÓ
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
I. Tổng quan về năng lượng gió
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.
2. Sự hình thành năng lượng gió
3
NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH GIÓ
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 thẳng mà tạo
thành các cơn gió
xoáy có chiều xoáy
khác nhau giữa Bắc

bán cầu và Nam bán
cầu.
Trục quay của Trái
Đất nghiêng so với
mặt phẳng quỹ đạo
do nó tạo thành khi
quay quanh Mặt
Trời tạo thành các
dòng không khí
theo mùa.
Bức xạ Mặt Trời chiếu
xuống bề mặt Trái Đất
không đồng đều làm
cho nước và bầu khí
quyển nóng lên không
đều nhau, dẫn tới sự
chênh lệch về áp suất
làm cho không khí
dịch chuyển tạo thành
gió.
VD mặt ban ngày của
Trái Đất nhận được
nhiều ánh sáng mặt trời
hơn mặt ban đêm và
cường độ bức xạ ở
xích đạo lớn hơn ở 2
cực
Gió địa phương.
VD gió biển: ban
ngày gió thổi từ

biển vào đất liền,
ban đêm gió thổi
theo chiều ngược
lại.
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
4
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
3. Vật lý học về năng lượng gió
Năng lượng gió là động năng của không khí chuyển động với vận tốc v. Khối
lượng đi qua một mặt phẳng hình tròn vuông góc với chiều gió trong thời gian t là:
ρ: tỷ trọng của không khí
V: là thể tích khối lương không khí đi qua mặt cắt ngang hình tròn diện tích A, bán
kinh r trong thời gian t.
Vì thế động năng E và công suất P của gió là:
Ta thấy công suất gió tăng theo lũy thừa 3 của vận tốc gió nên vận tốc gió là một
trong những yếu tố quyết định khả năng sử dụng năng lượng gió.
Công suất gió có thể được sử dụng thông qua một turbines để phát điện, nhỏ hơn
rất nhiều so với năng lượng của luồng gió vì vận tốc của gió ở phía sau một turbines
không thể giảm xuống bằng không. Trên lý thuyết chỉ có thể lấy tối đa là 59,3% năng
lượng tồn tại trong luồng gió.
4. Ưu, nhược điểm của năng lượng gió
Ưu điểm Nhược điểm
- Là một nguồn tài nguyên tái tạo hoàn
toàn, sạch và không gây ô nhiễm môi
trường.
- Nguồn nguyên liệu miễn phí, không tốn
nhiên liệu.
- Chi phí vận hành thấp.
- Vốn đầu tư ban đầu lớn, chi phí lắp ráp
và chi phí bảo trì cao.

- Phải có trình độ kỹ thuật cao khi thiết kế
và vận hành.
- Phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết.
- Ô nhiễm tiếng ồn.
5
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
- Hiệu suất cao.
- Lợi nhuận cao, giá thành thấp.
- Tốn ít diện tích xây dựng, không ảnh
hưởng nhiều đến trồng trọt và chăn nuôi.
- Có thể lắp turbines gió ở nhiều địa hình
khác nhau nên tiết kiệm được chi phí
truyền tải.
- Hầu như vô cùng bền vững.
- Turbines quay ảnh hưởng đến tầm quan
sát xa và nhiễu sóng vô tuyến.
=> Ngoài ra còn 1 số ảnh hưởng khác
nhưng các ảnh hưởng này đều không
đáng kể.
5. Ứng dụng của năng lượng gió
Từ lâu năng lượng gió đã được con người biết đến và sử dụng để tạo thành cơ năng
thay thế cho sức lao động nặng nhọc của con người. Thế kỷ XIV, năng lượng gió đã
được sử dụng để tạo công cơ học nhờ các cối xay gió, làm di chuyển thuyền buồm và
khinh khí cầu. Cùng với sự phát triển của Khoa học kỹ thuật hiện đại và nhu cầu năng
lượng, đặc biệt là năng lượng sạch, năng lượng gió được chú trọng trong nghiên cứu
phát triển và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống.
Cối xay gió Thuyền buồm Khinh khí cầu
Năng lượng gió được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như kinh tế, du lịch, chính trị
như xe chạy bằng năng lượng gió tiết kiệm nhiên liệu, các turbines gió cho các động cơ
máy bay phản lực dùng trong chiến tranh, các cánh đồng gió mang lại cảnh quan đẹp

thu hút khách du lịch, Đặc biệt, động cơ gió còn có ứng dụng quan trọng trong bơm
nước và công nghệ phát điện.
6
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
Năng lượng gió có rất nhiều ứng dụng
5.1. Ứng dụng động cơ gió bơm nước
Động cơ gió bơm nước có hai loại máy bơm nước hỗ trợ là máy bơm qua lại truyền
thống và hệ thống máy bơm khí nén.
Máy bơm qua lại truyền thống có cối xay gió nằm trực tiếp trên nguồn nước. Bơm
nước bằng guồng đạp nước truyền thống có chi phí rẻ nhưng hiệu suất thấp hoặc bằng
bơm piston hoặc bơm màng để hiệu suất cao hơn.
Hệ thống bơm khí nén được sử dụng phổ biến hơn vì chi phí thấp. Đây là loại máy
bơm dựa vào hoạt động của cối xay gió để nén khí kích hoạt máy bơm nằm trong
nước. Nước được bơm cho đến khi van nổi lên để đóng mở cửa, đồng thời khí nén hất
nước ra cửa bơm và đẩy lên máng.
Động cơ bơm nước
7
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162

5.2. Ứng dụng động cơ gió phát điện
Đây là ứng dụng quan trọng nhất của động cơ gió. Dựa trên nguyên tắc hoạt động
của cối xay gió, người ta nghiên cứu máy phát điện gió để sản xuất điện năng. Trên cơ
sở áp dụng những thành tựu mới của khoa học công nghệ, các cánh gió của cối xay gió
cũng như các thiết bị xây dựng được chế tạo đặc biệt hơn thành turbines gió.
Hệ thống phát điện gió
Chương hai: Turbines gió
1. Phân loại
- Turbines gió trục ngang (cánh dạng khí động).
- Turbines gió trục đứng: dạng cánh phẳng trục đứng,dạng roto cánh tròn trục đứng.
trục đứng Darrieus.

8
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
Nội
dung
Turbines gió cánh dạng khí động
(được sử dụng rộng rãi nhất)
Turbines gió cánh phẳng trục
đứng
Cấu tạo
cánh gió
Có dạng khí động học, cho hiệu suất
sử dụng rất cao, sử dụng cho động cơ
gió phát điện.
- Cánh gió phẳng.
- Hai bên trục là hai phần cánh
gió.
Hoạt
động của
bánh
công tác
gió
- Trục cánh gió trùng với hướng gió
=> R với lực thành phần Y tạo momen
quay.
- Khi bánh công tác gió quay, trên mỗi
phân tố của cánh đều có dòng khí chảy
vào.
- Tam giác vận tốc và lực tác dụng lên
cánh làm nó quay.
Tại mỗi thời điểm chỉ một phần

cánh gió chuyển động trùng
hướng gió, phần kia xu hướng
chuyển động ngược hướng gió.
=> chế tạo thêm tấm chắn thích
hợp để làm giảm lực cản.
Phân loại
- Loại ít cánh (quay nhanh) với số
cánh từ 1 đến 4.
- Loại nhiều cánh (quay chậm) với số
cánh tới 24.
Hệ số sử
dụng
0,3 – 0,42 0,1 – 0,18
Nhược
điểm
- Chi phí sản xuất khá cao.
- Chỉ đón gió một hướng.
- V
cánh
≤ V
gió
- Bề mặt chiếm chỗ của bánh
công tác gió gần như bị che phủ
hoàn toàn.
Nội dung Turbines gió roto cánh tròn trục
đứng
Turbines gió trục đứng
Darrieus (đang được nghiên
cứu ứng dụng)
9

NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
Cấu tạo
cánh gió
Được cấu tạo bởi hai nửa hình trụ
(như một thùng phuy bổ đôi) gộp so
le với nhau và quay quanh trục thẳng
đứng.
- Hai cánh dạng thẳng và cong.
- Cánh có biến dạng khí động
học.
Ưu điểm Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo
Kết cấu gọn nhẹ nên có hiệu suất
khá cao ~ 35%
Nhược
điểm
- Tốc độ chậm (độ cao tốc Z = 0,9 –
1,0)
- Tỷ trọng lớn.
- Momen khởi động của động cơ lớn
nhưng hiệu suất thấp – chỉ bằng
18%.
- Sản xuất gợn sóng momen quay
lớn, mang tính chu kỳ.
- Momen xoắn ban đầu là rất
thấp.
* Đồ thị so sánh hiệu suất sử dụng năng lượng gió của các loại turbines gió:
Hiệu suất sử dụng năng lượng gió của một số loại turbines gió
1. Cối xay gió cổ Hà Lan
2. Savorius
3. Nhiều cánh

4. Lý tưởng
5. Ba cánh
10
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
6. Hai cánh tốc độ cao
7. Darrieur
2. Turbines gió trục ngang
2.1: Cấu tạo
Blades (Cánh quạt)
Gió thổi qua các cánh quạt làm nó chuyển động và quay.
Rotor
Bao gồm cánh quạt và trục.
Pitch (Bước răng)
Cánh được xoay hoặc làm nghiêng một ít để giữ cho rotor quay với tốc độ hợp
lý nhất nhằm đạt hiệu suất sinh điện cao nhất. Nó bảo vệ cánh quạt và rotor
trong điều kiện gió quá lớn.
Blake (Phanh đĩa)
Có thể áp dụng máy móc, điện, thủy lực để dừng rotor trong trường hợp khẩn
cấp.
Low – speed shaft (Trục tốc độ thấp)
Rotor quay trục tốc độ thấp ở khoảng 30 đến 60 vòng một phút.
Gear box (Hộp số)
Kết nối các trục tốc độ thấp với trục tốc độ cao và tăng tốc độ quay từ khoảng 30
- 60 vòng/phút (rpm) khoảng 1000 - 1800 rpm.
Generator (Máy phát điện)
Thông thường, một máy phát điện cảm ứng sản xuất 60 chu kỳ AC điện.
Controller (Bộ điều khiển)
11
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
Khởi động máy với tốc độ gió khoảng 8-16 dặm/giờ (mph) và tắt máy tại khoảng

55 mph. Turbines không hoạt động ở tốc độ gió ở trên khoảng 55 mph vì họ có
thể bị hư hỏng bởi những cơn gió cao.
Anemometer (Máy đo gió)
Bộ đo lường tốc độ gió và truyền dữ liệu tốc độ gió tới bộ điểu khiển.
Wind vane (Gió cánh)
Để xử lý hướng gió và liên lạc với các ổ đĩa yaw để định hướng turbines gió.
Nacelle (Thùng máy bay)
Thùng máy bay nằm trên đỉnh tháp và bao gồm hộp số, trục thấp và tốc độ cao,
máy phát điện, bộ điều khiển và phanh.
High – speed shaft (Trục quay tốc độ cao)
Ổ đĩa máy phát điện. Là trục truyền động của máy phát ở tốc độ cao.
Yaw drive (Ổ đĩa Yaw)
Dùng để giữ cho rotor luôn luôn hướng về hướng gió chính khi có sự thay đổi
hướng gió.
Yaw motor (Động cơ Yaw)
Động cơ cung cấp cho “Yaw drive” định được hướng gió.
Tower (Trụ đỡ Nacelle)
Towers được làm từ thép ống, bê tông, hoặc lưới thép. Bởi vì tốc độ gió tăng lên
với chiều cao, tháp cao cho phép turbines dễ nắm bắt năng lượng hơn và tạo ra
nhiều điện hơn.
2.2: Nguyên lý làm việc
Tăng tốc
12
GIÓ
Cánh quạt quay Roto quay Trục tốc độ thấp
quay
Máy phát điện
hoạt động
Trục tốc độ cao
quay

Hộp số
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
* Vì sao turbines trục ngang phổ biến hơn turbines trục đứng?
Với thiết kế trục đứng cùng các cánh được bố trí lệch tâm bao quanh trục quay,
turbines gió trục đứng có thể đón gió từ mọi hướng khác nhau mà không cần bánh lái
định hướng. Thế nên turbines trục đứng sẽ có hiệu suất rất cao.
Turbines gió trục đứng có nhiều ưu thế nổi trội hơn các turbines trục ngang như
chúng có thể được lắp đặt gần nhau hơn trong các trang trại gió, tiết kiệm không gian
sản xuất. Turbines gió trục đứng có kết cấu khá đơn giản, không gây ra nhiều tiếng ồn
và không yêu cầu nhiều vào cấu trúc hỗ trợ. Nó không đòi hỏi nhiều gió để phát điện,
nên có thể được lắp gần mặt đất. Do đó mang lại thuận tiện trong việc bảo trì và có thể
được cài đặt trên ống khói hoặc các cấu trúc tương tự.
Tuy nhiên hiện nay trên thế giới, turbines trục đứng vẫn chưa được sử dụng phổ
biến như turbines trục ngang do có một số hạn chế đang được nghiên cứu khắc phục.
Turbines gió trục đứng thường có xu hướng chững lại theo hướng gió, lúc khởi động
thường có momen xoắn rất thấp, nhưng sản xuất gợn sóng momen quay lại rất lớn và
mang tính chu kỳ. Thiết kế của trục đứng khi gặp gió cánh quạt sẽ cong đi để đón gió
nên chịu momen uốn, trong thời gian dài sẽ gây ra sự nứt và vỡ cánh quạt.
Tốc độ gió thay đổi theo chiều cao, càng lên cao thì tốc độ gió càng nhanh và mượt
mà hơn do ma sát của gió với bề mặt Trái Đất. Thế nên để sử dụng tối ưu năng lượng
gió, người ta phải lắp đặt động cơ càng cao so với mặt đất càng tốt. Cánh gió của
turbines trục đứng thường được lắp gần mặt đất nên không đón được gió vận tốc cao
như ở trục ngang.
13
ĐIỆN
Điện sản sinh ra đi vào một máy biến áp, chuyển đổi điện
của máy phát điện khoảng 700 V cho hệ thống phân phối
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
3. Tính toán lắp đặt turbines gió
3.1: Các điều kiện lắp đặt

Địa hình:
Các turbines gió đặt ở ven biển cho sản lượng cao hơn các trạm nội địa vì
bờ biển thường có gió mạnh. Giải pháp này tiết kiệm đất xây dựng, đồng
thời việc vận chuyển các cấu kiện lớn trên biển cũng thuận lợi hơn trên bộ.
Những mỏm núi, những đồi hoang không sử dụng được cho công nghiệp,
nông nghiệp cũng có thể đặt được turbines gió. Trường hợp này không cần
làm trụ đỡ cao, tiết kiệm đáng kể chi phí xây dựng.
Ngoài ra, turbines gió còn có thể được đặt trên nóc tòa nhà cao tầng hoặc
khu chế xuất.
Vận tốc gió: Các turbines gió có thể phát điện khi tốc độ gió từ 3 m/s và tự ngừng phát
điện khi tốc độ gió vượt quá 25 m/s. Tốc độ gió hiệu quả từ 10 - 17 m/s.
Công suất: Tùy theo mục đích sử dụng mà tính toán công suất cho turbines gió, có thể
từ 1 kW tới hàng chục ngàn kW.
3.2: Tính toán sơ bộ các đặc tính của turbines gió
3.2.1: Một số thông số của turbines gió
Đường kính cánh gió:
14
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
V: tốc độ gió (m/s).
D: công suất (kW).
ξ: hệ số sử dụng năng lượng gió.
Số vòng quay của cánh gió:
Z: độ cao tốc đặc trưng cho độ quay nhanh của cánh gió.
R: bán kính của công tác gió (m).
V: vận tốc gió (m/s)
3.2.2: Biên dạng cánh
Cánh quạt điện gió khi thiết kế phải đáp ứng nguyên tắc khí động lực học và định
luật Betz để tạo được công suất cao ổn định.
3.2.3: Chọn số cánh
- Với turbines gió phát điện yêu cầu tốc độ cao, hiệu suất cao nhưng không đòi hỏi

momen khởi động lớn, nên dùng ít cánh, thường là 2 đến 3 cánh với prophin dạng khí
động học.
- Với turbines gió bơm nước không yêu cầu tốc độ cao nhưng đòi hỏi momen khởi
động lớn nên phải có nhiều cánh, thông thường là từ 10 đến 24 cánh và chỉ dùng dạng
cánh tấm công hiệu suất thấp hơn.
III. Ngành công nghiệp gió trên thế giới
15
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
1. Lịch sử phát triển năng lượng gió
- Từ 5000 năm trước Công nguyên, loài người đã biết vận dụng gió để làm lực đẩy các
thuyền buồm trên sông Nile ở Ai Cập. Vào khoảng 2000 năm trước Công nguyên,
người Lưỡng Hà đã biết dùng cánh quạt gió để dẫn thủy nhập điền. Trong lúc đó, vào
khoảng 700 năm sau Công nguyên, người Ba Tư và các dân tộc vùng Trung Đông
dùng quạt gió có trục đứng để xay lúa mì và các loại hạt.
- Thế kỷ 13 sau Công nguyên, châu Âu và Trung Quốc bắt đầu phát triển cối xay gió
trục ngang và cả trục đứng.
- Thế kỷ 14, các cối xay gió được xây dựng như các nhà máy bằng gỗ, bằng gạch hoặc
đá ở Hà Lan để xay ngũ cốc và thoát nước.
- 1887, Jame Blyth là người đầu tiên tạo ra điện bằng một turbines gió trục dọc.
- 1888, chế tạo thành công turbines gió quy mô lớn Charles Brush.
- 1931, phát minh ra turbines gió Darrieus.
- 1902, turbines gió được ứng dụng làm máy phát điện trên tàu buồm "Chance", New
Zealand.
- 1941, turbines gió kích thước megawatt đầu tiên trên thế giới được Hoa Kỳ chế tạo.
- Trong thế kỷ 20, năng lượng gió đã trải qua nhiều giai đoạn thăng trầm. Ngay sau khi
Thế chiến thứ hai chấm dứt, giá dầu sụt giảm mạnh nên công nghệ gió hầu như bị
ngưng trệ hoàn toàn. Nhưng khi khủng hoảng dầu hỏa nổ ra vào thập niên 70, công
nghệ nghiên cứu và phát triển nguồn điện năng này lớn mạnh ngay sau đó.
- 1980, các trang trại gió bắt đầu được xây dựng.
- 1990, bắt đầu phát triển các turbines gió đa-megawatt.

- 2008, nhiều nước đầu tư khai thác năng lượng gió, đánh dấu sự phát triển mạnh mẽ
nhất của ngành công nghiệp gió trên thế giới.
2. Tình hình phát triển năng lượng gió
2.1: Tình hình chung
16
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
Hiện nay trên thế giới có hàng ngàn turbines gió đang hoạt động với tổng công suất
khoảng 239 MW, trong đó điện gió tại châu Âu chiếm 55% (2011). Trong vòng 10
năm (2001 – 2011), công suất điện gió lắp đặt của thế giới tăng gần 10 lần. 81% việc
lắp đặt điện gió là ở Mỹ và châu Âu (Đức, Tây Ban Nha) và một số nước châu Á
(Trung Quốc, Ấn Độ).
Công suất lắp đặt điện gió tăng nhanh nhất vào năm 2009, ở mức 32% so với năm
2008, đánh dấu sự phát triển rộng rãi của ngành công nghiệp điện gió cũng như sự đầu
tư của các nước phát triển vào nền công nghiệp này. Cho đến năm 2008, Đức vẫn là
nước dẫn đầu thế giới về công suất lắp đặt điện gió. Nhưng trong các năm gần đây,
cùng với sự phát triển của công nghệ điện gió, các nước khác cũng đã vươn lên mạnh
mẽ và đạt được sự tăng trưởng đáng kể. Đến năm 2010, Trung Quốc đã vươn lên dẫn
đầu thế giới với tổng công suất lắp đặi điện gió là 42.3 GW. Đứng thứ hai là Hoa Kỳ,
Đức rơi xuống vị trí thứ 3.
STT Quốc gia Công suất (MW) STT Quốc gia Công suất (MW)
01 Đức 22.247 11 Ca-na-đa 1.846
02 Mỹ 16.818 12 Hà Lan 1.746
17
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
03
Tây Ban
Nha
15.145 13 Nhật 1.538
04 Ấn Độ 8.000 14 Áo 982
05 Trung Quốc 6.050 15 Hy Lạp 871

06 Đan Mạch 3.125 16 Úc 824
07 Ý 2.726 17 Ai-len 805
08 Pháp 2.454 18 Thụy Điển 788
09 Anh 2.389 19 Na Uy 333
10 Bồ Đào Nha 2.150 20 Newziland 322
Những nước
khác
2.953
Thế giới 94.112
Công suất định mức lắp đặt turbines gió trên thế giới (2007)
Tuy nhiên, năm 2010 thị trường điện gió đã giảm lần đầu tiên trong 20 năm, giảm
7% so với 38,6 GW vào năm 2009, nguyên nhân chủ yếu là do một năm đáng thất
vọng tại Mỹ, cũng như suy giảm ở châu Âu. Đây là một kết quả của cuộc khủng hoảng
tài chính, sự sụt giảm của các đơn đặt hàng turbines gió, nhu cầu về điện OECD sụt
giảm. Hoa Kỳ, một thị trường truyền thống về năng lượng gió mạnh nhất, đã giảm 50%
lượng lắp đặt từ 10 GW trong năm 2009 xuống chỉ còn hơn 5 GW vào năm 2010.
Sự phát triển theo thời gian đã làm cho giá thành điện năng phát ra từ turbines gió
giảm từ 6,15 UScent/kWh (năm 1995) xuống còn 4,6 UScent/kWh (năm 1999) và đến
năm 2005 chỉ còn 3,91 UScent/kWh. Giá thành lắp đặt tua-bin gió hiện tại trung bình
vào khoảng 1000 USD/kW. Với giá thành điện năng sản xuất từ điện gió ngày càng rẻ,
kỹ thuật ngày càng tin cậy, "Năng lượng gió hiện đang nhanh chóng vượt ra khỏi thị
trường “nước giàu” truyền thống, khiến sự cạnh tranh tăng lên". Đây là một xu hướng
chúng ta đang mong đợi cho sự phát triển hơn nữa trong tương lai, không chỉ ở riêng
châu Á. mà còn ở châu Mỹ Latinh, đặc biệt là Brazil và Mexico, và ở cả hai miền Bắc
lẫn tiểu vùng Sahara châu Phi.
* Nhà máy điện gió ngoài khơi có công suất lớn nhất thế giới:
18
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
Ngày 15/2/2012, nhà máy điện gió Walney ngoài khơi biển Cumbria (Vương quốc
Anh) vừa chính thức đi vào hoạt động. Với 102 turbines trải rộng trên diện tích 73km

2

trên biển cho khả năng sản xuất tối đa 367,2MW điện, Walney được cho là nhà máy
điện gió trên biển lớn nhất thế giới. Với công suất này, Walney có thể cung cấp đủ điện
cho khoảng 320.000 hộ dân - một nửa dân số vùng Cumbria.
Nhà máy điện Walney được chia thành hai cụm: Walney 1 và Walney 2. Walney 1
gồm 51 turbines cao 137m. Mỗi turbines có đường kính vòng quay cánh quạt 107m.
Walney 2 cũng có 51 turbines nhưng có chiều cao đến 150m. Mỗi turbines có ba cánh
quạt 18 tấn, đường kính vòng quay 120m. Mặc dù có sự khác biệt về kích thước giữa
hai cụm máy nhưng công suất mỗi turbines đều là 3,6MW.
* Turbines gió lớn nhất thế giới:
Ngày 10/10/2012, các chuyên gia của Hãng Vestas (Đan Mạch) cho biết họ đã chế
tạo thành công turbin gió lắp đặt ngoài khơi có số hiệu V164 với đường kính 164 m,
công suất 7-8 MW.
Trước đó, kỷ lục đường kính cánh quạt thuộc về mẫu G10X do Hãng Gamesa (Tây
Ban Nha) lắp đặt, với 128 m và công suất 4,5 MW. Vestas thì không chỉ đạt công suất
8 MW mà dòng turbin gió V164 còn có chi phí thấp hơn, bền và ổn định hơn.
Hiện Hãng Vestas đang tiếp tục thử nghiệm cho đến đầu năm 2013, dự kiến các
turbin V164 sẽ được chính thức lắp đặt vào năm 2014.
19
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
2.2: Các nước phát triển hàng đầu
Đức: Là nước dẫn đầu thế giới về phát triển điện gió.
Đến cuối năm 2003, tổng công suất lắp đặt điện gió của nước Đức đã đạt đến
14.600MW, chiếm hơn một nửa của toàn Châu Âu, hơn 1/3 của toàn thế giới,
Năm 2010, lượng điện gió chiếm 7% tổng lượng điện toàn quốc. Nước Đức đã có
quy hoạch dài hạn mới về phát triển điện gió, mục tiêu là đến năm 2025 sẽ đưa tỷ
lệ trên lên ít nhất 25%, đến năm 2050 là 50%.
Công suất lắp đặt turbines gió của Đức so với châu Âu và toàn thế giới
Hoa Kỳ: Từ thế kỷ 20 đến nay, Hoa Kỳ đã trở thành một trong những thị trường lớn

nhất về điện gió.
Năm 2007, với công suất lắp đặt là 5329 MW, thị trường năng lượng gió Hoa
Kỳ đã tăng thêm 27% so với toàn cầu.
Texazs tiếp tục trở thành trung tâm phát triển dự án năng lượng gió ở Hoa Kỳ
với dự án năng lượng gió có công suất hơn 45GW đang được triển khai.
Trung Quốc: Năm 2004 Trung Quốc đã có 43 khu điện gió với tổng công suất là 850
MW. Tính đến cuối năm 2011, Trung Quốc đã dẫn đầu thế giới về năng
lượng gió với tổng công suất lắp đặt năng lượng gió lên tới 62,4 GW.
20
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
Mục tiêu đến năm 2020, công suất điện gió của nước này sẽ tăng lên tới
20GW, gấp 10 lần công suất hiện tại.
Đan Mạch: Thu nhập về xuất khẩu các sản phẩm điện gió của Đan Mạch hàng năm đã
đạt đến 5-6 tỷ USD, sản phẩm máy phát điện gió của Đan Mạch chiếm 60-
70% thị trường thế giới.
Đan Mạch hiện đang là nước đứng đầu thế giới về phát triển năng lượng gió
với hơn 22% lượng điện của Đan Mạch được sản xuất từ nguồn năng lượng
này.
Anh: Đến năm 2010, Anh đã lắp đặt 3.000 tổ máy điện gió cỡ lớn tại bờ biển phía
đông và phía tây để có thể cung cấp điện gió cho 1/6 tổng số hộ gia đình.
Điện gió chiếm 15% tổng lượng điện phát ra của toàn nước Anh.
3. Khái quát năng lượng gió tại Việt Nam
Đối với Việt Nam, tại các tỉnh vùng duyên hải chạy dài từ Ninh Thuận đến mũi Né,
Bình Thuận là những vùng thuận lợi lớn để thiết trí các hệ thống turbines gió (vận tốc
trung bình 6-7 m/s → công suất 3-3.5 MW). Trong một tương lai không xa, ước tính
vào khoảng 30 năm nữa, các nguồn năng lượng hóa thạch như than đá, dầu khí sẽ dần
dần bị cạn kiệt; thủy điện sẽ trở thành một hiểm họa lớn cho môi trường. Trong lúc đó
điện năng từ các lò phản ứng hạt nhân vẫn còn là một khái niệm mơ hồ cho các nhà
làm khoa học Việt Nam. Cuối cùng, chỉ còn lại hai nguồn điện năng sạch và có tính
khả thi cao: đó là nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió.

21
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
Theo kết quả khảo sát của Ngân hàng Thế giới trong Chương trình đánh giá về năng
lượng cho Á Châu, Việt Nam là một quốc gia có tiềm năng về năng lượng gió cao nhất
Đông Nam Á, với 513.360 MW, tức là hơn 200 lần công suất của thủy điện Sơn La khi
hoàn tất, và hơn 10 lần tổng công suất dự báo của ngành điện Việt Nam năm 2020.
Nhà máy điện gió Tuy Phong 1 vừa chính thức được khánh thành và đi vào hoạt
động ngày 18/4/2012. Đây là nhà máy điện gió đầu tiên của Việt Nam, được đặt tại xã
Bình Thạnh, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận, do công ty cổ phần Năng lượng tái
tạo Việt Nam (REVN) đầu tư xây dựng với tổng vốn khoảng 2.000 tỷ đồng. Khởi công
năm 2008, nhà máy có tổng công suất 30 MW, sử dụng 20 turbines gió loại 1.5 MW
của Đức. Ngay sau khi đưa vào khai thác, nhà máy sẽ được kết nối vào lưới điện quốc
gia (cấp 110kV), hàng năm cung cấp khoảng 85 triệu kWh điện và giảm phát thải
58.000 tấn CO
2
/năm.
Thiết nghĩ, ngay từ bây giờ, đã đến lúc Việt Nam cần phải quan tâm và bắt đầu xây
dựng mạng lưới của hai nguồn điện năng này. Đây là một đầu tư đúng đắn và lâu dài
cũng như khá tốn kém. Nếu không có những chuẩn bị ngay tức khắc, thì cuộc khủng
hoảng năng lượng nhiều phần có thể xảy ra cho Việt Nam trong tương lai. Với đà gia
tăng dân số hiện tại, với nhu cầu phát triển kinh tế hầu thâu ngắn cách biệt giàu - nghèo
so với các quốc gia lân bang, thêm một lý do nữa để Việt Nam cần phải đẩy mạnh
nguồn sản xuất năng lượng theo cấp số nhân chứ không phải cấp số cộng như hiện nay.
IV.Năng lượng gió của Việt Nam, tiềm năng và triển vọng
1.Tình hình cung –cầu điện năng ở Việt Nam
Tốc độ tăng trưởng trung bình của sản lượng điện ở Việt Nam trong 20 năm trở lại đây
đạt mức rất cao, khoảng 12-13%/năm - tức là gần gấp đôi tốc độ tăng trưởng GDP của
nền kinh tế. Và theo dự báo của Tổng Công ty Điện lực Việt Nam, nếu tốc độ tăng
trưởng GDP trung bình tiếp tục được duy trì ở mức 7,1%/năm thì nhu cầu điện sản
xuất của Việt Nam vào năm 2020 sẽ là khoảng 200.000 GWh, vào năm 2030 là

327.000 GWh. Trong khi đó, ngay cả khi huy động tối đa các nguồn điện truyền thống
thì sản lượng điện nội địa của chúng ta cũng chỉ đạt mức tương ứng là 165.000 GWh
(năm 2020) và 208.000 GWh (năm 2030). Điều này có nghĩa là nền kinh tế sẽ bị thiếu
hụt điện một cách nghiêm trọng, và tỷ lệ thiếu hụt có thể lên tới 20-30% mỗi năm. Nếu
dự báo này của Tổng Công ty Điện lực trở thành hiện thực thì hoặc là chúng ta phải
nhập khẩu điện với giá đắt gấp 2-3 lần so với giá sản xuất trong nước, hoặc là hoạt
động sản xuất của nền kinh tế sẽ rơi vào đình trệ, còn đời sống của người dân sẽ bị ảnh
hưởng nghiêm trọng
22
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
2.Tiềm năng điện gió ở Việt Nam
Nằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa với bờ biển dài, Việt Nam có một thuận lợi
cơ bản để phát triển năng lượng gió. So sánh tốc độ gió trung bình trong vùng biển
Đông Việt Nam và các vùng biển lân cận cho thấy gió tại biển Đông khá mạnh và thay
đổi nhiều theo mùa.
Trong chương trình đánh giá về năng lượng cho Châu Á, Ngân hàng Thế giới đã có
một khảo sát chi tiết về năng lượng gió khu vực Đông Nam Á, trong đó Việt Nam có
tiềm năng gió lớn nhất với 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 ngành điện vào năm 2020. Tất nhiên, để chuyển từ tiềm năng lý thuyết
thành tiềm năng có thể khai thác, đến tiềm năng kỹ thuật, và cuối cùng, thành tiềm
năng kinh tế là cả một câu chuyện dài; nhưng điều đó không ngăn cản việc chúng ta
xem xét một cách thấu đáo tiềm năng to lớn về năng lượng gió ở Việt Nam.
3.Đề xuất một khu vực xây dựng điện gió cho Việt Nam
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 khu vực ven biển của hai tỉnh Bình Thuận, Ninh Thuận.
Theo nghiên cứu của NHTG, trên lãnh thổ Việt Nam, 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
phía tây Hàm Tiến đến Mũi Né (Bình Thuận). Gió vùng này không những có vận tốc
trung bình lớn, mà còn có một thuận lợi khác, đó là số lượng các cơn bão khu vực ít và
gió có xu thế ổn định. Đây là những điều kiện rất thuận lợi để phát triển năng lượng
gió. Trong những tháng có gió mùa, tỷ lệ gió nam và đông nam lên đến 98% với vận
tốc trung bình 6-7m/s, tức là vận tốc có thể xây dựng các trạm điện gió công suất 3 -
3,5 MW. Thực tế là người dân khu vực Ninh Thuận cũng đã tự chế tạo một số máy
phát điện gió cỡ nhỏ nhằm mục đích thắp sáng. Ở cả hai khu vực này dân cư thưa thớt,
thời tiết khô nóng, khắc nghiệt, và là những vùng dân tộc đặc biệt khó khăn của Việt
Nam.
Mặc dù có nhiều thuận lợi như đã nêu trên, nhưng chúng ta cần phải lưu ý một số điểm
đặc thù của năng lượng gió để có thể phát triển nó một cách có hiệu quả nhất. Nhược
điểm lớn nhất của năng lượng gió là sự phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và chế độ gió.
Vì vậy khi thiết kế, cần nghiên cứu hết sức chi tiết về chế độ gió, địa hình cũng như
loại gió không có các dòng rối (có ảnh hưởng không tốt đến máy phát.
Nếu nhìn ra thế giới thì việc phát triển điện gió đang là một xu thế lớn, thể hiện ở
mức tăng trưởng cao nhất so với các nguồn năng lượng khác. Khác với điện hạt nhân
23
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
vốn cần một quy trình kỹ thuật và giám sát hết sức nghiêm ngặt, việc xây lắp điện gió
không đòi hỏi quy trình khắt khe đó. Với kinh nghiệm phát triển điện gió thành công
của Ấn Độ, Trung Quốc và Philippin, và với những lợi thế về mặt địa lý của Việt Nam,
chúng ta hoàn toàn có thể phát triển năng lượng điện gió để đóng góp vào sự phát triển
chung của nền kinh tế. Liệu Việt Nam có thể "đi tắt, đón đầu" trong phát triển nguồn
năng lượng hay không phụ thuộc rất nhiều vào các quyết sách ngày hôm nay.
LỜI CẢM ƠN
Qua một thời gian nghiên cứu và thực hiện, đến nay bản tiểu luận với đề tài:
“HỆ THỐNG BIẾN ĐỔI CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ NAM CHÂM VĨNH

CỬU” đã được hoàn thành
Trong suốt thời gian nghiên cứu về đề tài,vốn là sinh viên viện kinh tế và ngoại
ngữ nên kiến thức về khoa học của em còn hạn chế và gặp một số khó khăn trong quá
trình thực hiện đề tài
Vậy nên cho phép em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giảng viên – NGUYỄN
THÀNH KHANG –người đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện bản tiểu
luận này
Em cũng cảm ơn các thầy cô dạy nhập môn kỹ thuật điện đã tạo nhiều điều kiện
cho chúng em học tập học hỏi được nhiều điều mới mẻ bên khoa học
Vì thời gian tìm hiểu và khả năng của em có hạn nên bản tiểu luận này còn nhiều
thiếu xót.Vì vậy em mong nhận được sự góp ý của thầy và các bạn
Em xin chân thành cảm ơn
24
NGÔ THỊ THƯƠNG THƯƠNG :20114162
25