BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH


KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

TIỂU LUẬN
Đề tài:

Năng Lượng Sóng Biển Dạng Cột Nước

Ths. HỒNG TRÍ
TRẦN VŨ THÀNH

MSSV:

11243047

Lớp:
Khố:

112430A
2011 -2015

Page

1

Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

Tp. Hồ Chí Minh tháng 11 năm 2014


LỜI CẢM ƠN

Page

2

Trên thực tế khơng có sự thành cơng nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ,
giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời
gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều
sự quan tâm, giúp đỡ của q Thầy Cơ, gia đình và bạn bè.
Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cơ ở Khoa Cơ Khí Chế
Tạo Máy đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý
báu cho chúng em trong suốt thời gian đang học tập tại trường. Và đặc biệt, trong học
kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất
hữu ích đối với sinh viên ngành Cơng Nghệ Chế Tạo Máy cũng như tất cả các sinh
viên thuộc các chun ngành Khoa Học Kĩ Thuật khác. Đó là mơn học “Năng Lượng
Và Quản Lý Năng Lượng”.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Hồng Trí đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua
từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận về lĩnh vực sáng
tạo trong nghiên cứu khoa học. Nếu khơng có những lời hướng dẫn, dạy bảo của
thầy thì em nghĩ bài thu hoạch này của em rất khó có thể hồn thiện được. Một lần
nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy.
Bài thu hoạch được thực hiện trong khoảng thời gian gần 1 tuần. Bước đầu đi vào
thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa học, kiến thức của em
còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, khơng tránh khỏi những thiếu sót là
điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý
Thầy và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hồn thiện

hơn.
Tuy đã có rất nhiều cố gắng nhưng chắc chắn tiểu luận của em có rất nhiều thiếu
sót. Rất mong nhận được sự góp ý của thầy và các bạn sinh viên
Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh Viên Thực Hiện
Trần Vũ Thành


TÓM TẮT TIỂU LUẬN
NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC
Năng lượng và môi trường hiện nay là những vấn đề bức thiết của tồn nhân
loại. Các ng̀n tài ngun thiên nhiến, năng lượng hóa thạch đã và đang được sử
dụng và khai thác cạn kiệt, dẫn tới môi trường bị ảnh hưởng nghiêm trọng thiên tai
xảy ra thường xuyên và ngày càng nghiêm trọng hơn. Các ng̀n năng lượng hóa
thạch chỉ đủ cho nhu cầu thế giới trong vài thập kỷ nữa, nên việc tìm ra ngờn năng
lượng mới và thân thiện với môi trường là điều vô cùng bức thiết. Một trong đó là
ng̀n năng lượng từ sóng biển, đây là một trong những nguồn năng lượng lớn, ổn
định, dễ khai thác, và thân thiện mà con người đang dần khai thác..

Mục tiêu đề tài: Đề tài thực hiện với mục tiêu tìm hiểu nghiên cứu về ng̀n
năng lượng sóng biển, tìm hiểu tính khả thi , vấn đề kĩ thuật, kinh tế và ảnh hưởng đến
môi trường nhằm có thể khai thác phục vụ nhu cầu năng lượng của nước ta.
Cấu trúc đề tài:
chương I: GIỚI THIỆU TÓM TẮT ĐỀ TÀI giới thiệu tổng quan về năng lượng
sóng biển dạng cột nước, lịch sử hình thành, tiềm năng phát triển và úng dụng tại nước
ta.
chương II: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC:
đưa ra khái niệm năng lượng sóng biển dạng cột nước, cơ sở khoa học và lý thuyết của
đề tài để có thể áp dụng vào thực tế....

chương III: TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NHỮNG THÁCH THỨC VÀ ƯU NHƯỢC
ĐIỂM: tiềm năng phát triển nguồn năng lượng này trên thế giới và nước ta, những
thách thức, khó khăn khi khai thác và sử dụng ng̀n năng lượng này. phân tích những
ưu nhược điểm của việc khai thác từ đó đưa ra hướng giải quyết và phương thức áp
dụng hiệu quả nhất..

Page

3

chương IV: KẾT LUẬN: kết luận đề tài, những bài học rút ra, và tình hình áp dụng
ngờn năng lượng này ở nước ta hiện nay và trong tương lai.


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN................................................................................................trang 2
GIỚI THIỆU TÓM TẮT ĐỀ TÀI...................................................................trang 3
MỤC LỤC.......................................................................................................trang 4
CHƯƠNG I.....................................................................................................trang 5
CHƯƠNG II....................................................................................................trang 8
CHƯƠNG II....................................................................................................trang 11
CHƯƠNG IV...................................................................................................trang 13

Page

4

NGUỒN TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................trang 14.



CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC

Page

5

Đại dương thế giới được xem như một hệ động học, được đặc trưng bởi
các quá trình vật lý và các tác động qua lại giữa các yếu tố như sóng biển, dịng chảy,
thủy triều, sự chênh lệch nhiệt độ và độ muối nước biển. Các yếu tố động lực và q
trình đó đã cho biển và đại dương những nguồn năng lượng sạch và dồi dào mà người
ta gọi chung là năng lượng biển. Các nhà khoa học dự tính tồn bộ năng lượng biển
ước khoảng 152,8 tỷ kw. Loại năng lượng này lớn gấp hàng trăm lần năng lượng mà
toàn bộ động thực vật cần để sinh trưởng trên Trái đất. Từ hơn 100 năm trước đây,
con người đã dùng sóng biển để phát điện. Phương pháp tạo ra dịng điện từ sóng
biển là dùng máy phát điện đặt nổi trên mặt biển như một cái bơm đặt nằm ngang,
pít-tơng nối liền với phao, tùy theo sóng biển lên xuống mà pít-tơng cũng chuyển
động lên xuống, biến động lực của sóng biển thành động lực của khơng khí bị nén.
Khơng khí bị nén dưới áp suất cao phụt qua miệng phun của tuabin làm cho máy phát
điện hoạt động. Khi đó, năng lượng của sóng biển đã chuyển thành điện năng. Phát
điện bằng năng lượng sóng biển không tốn một chút năng lượng “khởi động” nào, lại


khơng gây ơ nhiễm mơi trường, do đó nó là một nguồn năng lượng sạch, hy vọng sẽ
giúp giải quyết nguy cơ thiếu năng lượng của toàn thế giới.

Page

6


Nước ta là nước có bờ biển rất dài, dài đến 3.260 km. Quanh năm sóng
biển vỗ bờ. Khi có bão hoặc áp thấp nhiệt đới, sóng biển thường rất mạnh trong nhiều
ngày liên tiếp. Trong những ngày có gió đơng bắc hoặc gió tây nam, sóng biển trên
nhiều vùng biển ở nước ta cũng rất lớn. Nước ta lại có nhiều hải đảo. Quanh đảo là
biển. Vì vậy năng lượng của sóng biển ở ven bờ biển nước ta rất lớn. Có thể nói
ng̀n năng lượng đó là vơ tận. Do đó việc chuyển hóa nănglượng của sóng thành
năng lượng điện vừa khai thác được tiềm năng, vừa góp phần giải quyết được nhu
cầu về năng lượng điện hiện nay và tương lai. So với các nguồn năng lượng tái tạo
khác, thì năng lượng sóng biển có mức đầu tư ít hơn, tính an tồn cao hơn, tạo được
sự đờng tình trong xã hội lớn hơn, không cần một bộ máy điều hành lớn và phức tạp,
mức độ ảnh hưởng đến cảnh quan mơi trường khơng cao. Hoặc nói một cách đơn
giản: trong số các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng sóng biển chưa được tận
dụng nhiều, mặc dù người ta đều biết hiệu suất chuyển hóa thành điện của nguồn


Page

7

năng lượng này là cao nhất.


CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC
I. NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC LÀ GÌ?
 Năng lượng sóng biển dạng cột nước là biến đổi cơ năng của nước thành
điện năng, nhờ vào sự nâng hạ của sóng biển làm nén khơng khí dẫn đến
turbine của máy phát điện quay và tạo ra dòng điện.

II. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA NĂNG LƯỢNG SÓNG BIỂN DẠNG CỘT NƯỚC


Page

8

 Năng lượng sóng biển đã được nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới từ những
năm 1940,tuy nhiên tại Việt Nam năng lượng sóng biển mới chỉ được nghiên
cứu và ứng dụng từ năm2000 trở lại đây. Các nghiên cứu này chủ yếutập trung
vào nghiên cứu tiềm năng năng lượng sóng ở vùng nước sâu và khả năng khai
thách năng lượng sóng phục vụ phát triển kinh tế xã hội.


 Năng lượng mặt trời tạo ra gió, gió thổi khắp đại dương biến năng lượng gió
vào năng lượng sóng. Sóng di chuyển hàng nghìn hải lý trên đại dương sẽ bị
tổn thất một ít năng lượng. Để biến năng lượng sóng biển vào điện năng người
ta sử dụng một hệ thống gọi là cột nước dao động OWC. Hiện nay đây là công
nghệ được coi là công nghệ tốt nhất để biến sóng biển vào điện năng.


Page

9

Trong OWC này sóng chuyển động tạo ra một lường khơng khí 2 chiều được
biến đổi vào cơ năng và truyền cho trục máy phát điện bằng một loại tuyếc bin
đặc biệt gọi là Wells turbin (Turbin phun), tuyếc bin đó cung cấp một hướng
chuyển động duy nhất của dịng khơng khí này Tính chất của Wells turbine
được giới hạn bởi một loạt hiện tượng dừng ở cánh turbin. Vì vậy cầnmộtchiến
thuật điều khiển hệ thống. Chiến thuật điều khiển cơ bản hoặc là tổ hợp của
chúng có thể thực hiện như sau: điều khiển phản ứng; điều khiển tốc độ quay

của máy phát điện hoặc điều khiển van khơng khí hay điều khiển dịng khơng
khí (airflow control) Trong hệ thống này chiến thuật điều khiển hệ thống là
điều chỉnh tốc độ quay của máy phát điện. Máy phát điện dùng trong hệ thống
là loại máy phát điện dị bộ nạp điện


từ 2 phía. Việc sử dụng máy phát dị bộ nạp 2 phía (DFIG) là một khả năng to
lớn trong việc phát triển nguồn năng lượng
tái tạo. DFIG là một máy điện dị bộ có rơ to quấn dây nên cho phép bơm dịng
điện vào mạch rơ to qua bộ biến đổi công suất. Bằng việc thay đổi pha và tần
số của dịng kích từ rơ to ta có thể tạo được sự tối ưu về biến đổi năng lượng.
Bộ biến tần chỉ gia công một phần nhỏ hơn 30% cơng suất định mức của máy
phát. Điều đó đã giảm tải cho bộ biến tần do đó đã giảm giá thành bộ biến tần.
Để đạt được công suất ra mong muốn người ta điều tốc độ của trục quay.

Page

10

Hiện nay, công nghệ tạo điện năng từ nước biển này được coi là cơng nghệ tốt
nhất để biến sóng biển vào điện năng. Nhiều nước đang áp dụng công nghệ
này, điển hình là Tây Ban nha Ở Tây ban nha đã thực hiện một dự án ở
Mutriku(thuộc Xứ Basque Tây ban nha), được trợ giúp bởiBasque Energy
Board (EVE), một nhà máy phát điệndựa vào sự dao động của sóng biển đã
tích hợp 16 tu bin có cơng suất 18.5-kW và khánh thành vào tháng 7 năm 2011


CHƯƠNG III:
TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NHỮNG THÁCH THỨC VÀ ƯU NHƯỢC
ĐIỂM

I.TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG THÁCH THỨC:
Tiềm năng:
Sóng biển là một năng lượng tái tạo được tạo ra bởi dịng gió đi qua nước
mở. Một trong những lợi thế đó có hơn năng lượng gió là trong khi năng lượng
gió là khơng thể đốn trước ở lần, năng lượng sóng tại vị trí nhất định có thể
được dự báo trước vài ngày trước để các nhà cung cấp điện biết bao nhiêu năng
lượng mà họ sẽ nhận được từ năng lượng sóng. Tổng năng lượng sóng trung
bình hàng năm ra khỏi bờ biển Mỹ tại 60 mét bên dưới bề mặt bằng phẳng ước
đạt 2.100 terawatt giờ, đó là khoảng 20 phần trăm nhu cầu năng lượng hiện
tại. Ngay cả khi chỉ một phần nhỏ của năng lượng được phục hời, nó vẫn sẽ là
đáng kể. Bởi vì nó không mất bất kỳ không gian đất đã giới hạn của chúng tơi,
vì vậy khai thác vào tài ngun này tương đối ngun vẹn và vơ hạn có thể là
một trong những giải pháp cho cuộc khủng hoảng năng lượng của chúng với
dân số ngày càng tăng.

những thách thức:

11

Giống như nhiều công nghệ năng lượng tái tạo khác, những gương mặt
năng lượng sóng vấn đề lớn nhất là chi phí. Thực tế là cơng nghệ mới làm cho
nó đắt hơn nguồn năng lượng truyền thống như than đá hoặc dầu và thậm chí
cả năng lượng tái tạo khác như năng lượng hạt nhân hoặc năng lượng mặt
trời. Nhưng khi công nghệ đáo và chi phí sản xuất giảm, nó sẽ phát triển thành
một nguồn năng lượng tái tạo cạnh tranh của năng lượng
Page

Tác động tiềm tàng về môi trường biển. Ơ nhiễm tiếng ờn, ví dụ, có thể
có tác động tiêu cực nếu không được giám sát, mặc dù tác động tiếng ờn và hữu
hình của mỗi thiết kế khác nhau rất nhiều. tác động sinh lý khác (thực vật và

động vật, chế độ trầm tích và cột nước và cấu trúc dịng chảy) tăng cường mở
rộng các cơng nghệ đang được nghiên cứu. Về những thách thức kinh tế xã hội,
các trang trại sóng có thể dẫn đến sự dịch chuyển của ngư dân thương mại và
giải trí từ ngư trường sản xuất, có thể thay đổi mơ hình ni dưỡng cát bãi biển,
và có thể đại diện cho mối nguy hiểm để chuyển hướng an tồn. Sóng tạo ra


khoảng 2.700 gigawatt năng lượng.Trong số 2.700 GW, chỉ có khoảng 500 GW
có thể được dùng với cơng nghệ hiện nay.
ưu nhược điểm:
-nhược điểm:
+ Kỹ thuật khai thác phức tạp, địi hỏi cơng nghệ cao
+Mức đầu tư ban đầu cao, khó cạnh tranh với các ng̀n năng lượng hóa thạch.
+Tác động tới môi trường biển làm thay đổi khả năng vận chuyển bùn cát và
chất lượng nước, nguy cơ ảnh hưởng đến các lồi động vật biển...
+ Tiếng ờn đáng kể được tạo ra khi khơng khí được đẩy qua các tua-bin, có khả
năng ảnh hưởng đến các lồi chim và các sinh vật biểntrong vùng lân cận của
thiết bị. Cũng có lo ngại về sinh vật biển bị mắc kẹt hoặc bị vướng trong khơng
khí phịng

Page

12

-ưu điểm:
+ Đây là nguồn năng lượng vô tận, đặc biệt là những quốc gia có biển như Việt
Nam.
+ Ít gây ảnh hưởng tới môi trường
+ Cung cấp điện năng cho các vùng ven biển hải đảo xa xơi.
+ Sóng có thể được dự đốn một hoặc hai ngày trước thơng qua đo bằng vệ tinh

trực tiếp và dự báo khí tượng cung cấp một mức độ cao về khả năng dự báo và
quy hoạch mạng lưới do đó tốt


CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN

Page

13

Đại dương là mênh mông, năng lượng do sóng đại dương là vơ cùng lớn, nếu
nó được chuyển đổisang điện năng một cách có hiệu quả thì trái đất sẽ tránh
được những vấn đề nan giải về năng lượng và môi trường. Tuy nước ta là một
nước có tiềm năng phát triển năng lượng sóng biển rất lớn nhưng vẫn chưa
được áp dụng đúng mức. Việc biến năng lượng sóng thành điện năng mới chỉ là
những bước phát triển ban đầu ở những nước phát triển có trình độ khoa học
cao. Vấn đề về vốn đầu tư ban đầu và chi phí để sản xuất quá cao. Đó là một
rào cản lớn để ng̀n năng lượng này phát triển. Trong tương lai khơng xa với
trình độ khoa học phát triển cao và những ng̀n tài ngun hóa thạch đang dần
cạn kiệt thì việc sử dụng ng̀n năng lượng tái tạo này sẽ là một lựa chọn tối ưu
nhất!


NGUỒN TÀI LIỆU THAM KHẢO

/> />ngluongsongbienthanhnangluongdien.pdf
/>pm=ttuc&sj=khktnd&id=3570#.VGDDoGHjV7c
/> />
Page


14

/>