MỤC LỤC

1. Giới thiệu đề tài 3

2. Vấn đề sử dụng năng lượng gió 3

2.1. Tiềm năng gió 3

2.2. Đại cương về năng lượng gió 6

2.2.1. Năng lượng gió 6

2.2.2. Biểu đồ mặt cắt gió 7

2.2.3. Độ chảy vọt qua của gió 8

2.2.4. Đặc điểm các hệ thống gió 10

2.2.5. Lựa chọn địa điểm lắp đặt động cơ 12

2.3. Các phương án sử dụng năng lượng gió 12

2.3.1. Chuyển năng lượng gió thành năng lượng cơ 12

2.3.2. Chuyển năng lượng gió thành hydro 13

2.3.2. Chuyển năng lượng gió thành năng lượng điện 14

3. Điều tra về tài nguyên gió ở địa phương 14

3.1. Giới thiệu dụng cụ đo gió 14

3.1.1. Máy đo gió cổ điển 15

3.1.2. Máy đo gió hiện đại 15

3.2. Đo gió thực tế tại địa phương 17

3.2.1. Sơ lược về chế độ gió ở Đà Nẵng 17

3.2.2. Kết quả đo gió tại khu vực Sơn Trà – Đà Nẵng 18

3.3. Xử lý số liệu 18

3.3.1. Xây dựng đồ thị vận tốc gió trong tháng 18

3.3.2. Xây dựng đồ thị tần suất vận tốc gió trong tháng 21

3.3.3. Xây dựng đồ thị phân bố liên tục vận tốc gió 22

4. Nhu cầu sử dụng điện tại hộ tiêu thụ 23

4.1. Sơ lược về vấn đề sử dụng điện tại hộ tiêu thụ 23

4.2. Tính toán công suất sử dụng điện cho hộ tiêu thụ 24

5. Giới thiệu về động cơ gió 24

5.1. Nguyên lý làm việc 24

5.2. Phân loại động cơ gió 27

5.2.1. Động cơ gió trục ngang 27

5.2.2. Động cơ gió trục đứng 29

5.3. Kết cấu, nguyên lý làm việc các bộ phận chính của động cơ gió trục ngang 30

5.3.1. Bánh xe gió 30

5.3.2. Cơ cấu điều tốc 31

5.3.3. Bộ truyền động 33

5.3.4. Máy phát điện 33

5.3.5. Cơ cấu định hướng gió 37

5.3.6. Trụ đỡ động cơ 39

6. Thiết kế bánh xe gió động cơ gió trục ngang công suất 300 W 40

6.1. Cơ sở lý thuyết động lực học không khí của động cơ gió 40

6.1.1. Cơ sở động học của cánh 40

6.1.2. Lý thuyết động lượng hướng trục 47

6.1.3. Những tham số hình học của cánh 52

6.2. Tính toán thiết kế bánh xe gió 54

6.2.1. Xác định đường kính bánh xe gió 54

6.2.2. Xác định đường kính bầu 54

6.2.3. Xác định vận tốc vòng 55

6.2.4. Xác định vận tốc vòng tuyệt đối cu 55

6.2.5. Xác định vận tốc hướng trục cm 55

6.2.7. Xác định góc vào 1, góc ra 2 56

6.2.8. Xác định vận tốc tương đối 56

6.2.9. Xác định tỉ tốc của cánh 56

6.2.10. Xác định số lượng cánh 57

6.2.11. Xác định bước lưới 58

6.2.12. Xác định chiều dài cánh 58

6.2.13. Hình dạng frôfin cánh 58

6.3. Công suất động cơ gió 59

7. Tính toán, thiết kế hộp truyền tốc độ 60

7.1. Phân phối tỷ số truyền 60

7.1.1. Tỷ số truyền 60

7.1.2. Số vòng quay của các trục 61

7.1.3. Công suất trên các trục 61

7.1.4. Mô men xoắn trên các trục 61

7.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng 62

7.2.1. Thiết kế bộ truyền cấp nhanh 62

7.2.2. Thiết kế bộ truyền cấp chậm 66

7.3. Tính toán thiết kế trục 69

7.3.1. Tính đường kính sơ bộ của các trục 69

7.3.2. Chọn vật liệu chế tạo trục 69

7.3.3. Tính gần đúng trục 70

7.4. Tính chọn then 75

7.5. Tính chọn ổ 76

8. Sử dụng và bảo dưỡng động cơ gió 76

8.1. Những điều cần chú ý khi sủ dụng 76

8.2. Bảo trì động cơ gió 76

9. Kết luận 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

1. Giới thiệu đề tài

Trong tương lai sẽ vẫn cần những nguồn năng lượng truyền thống như dầu và khí đốt để đáp ứng nhu cầu năng lượng trên toàn thế giới. Tuy nhiên vì những nguồn năng lượng đó là hữu hạn và vì chúng ảnh hưởng xấu đến môi trường nên ngay từ bây giờ một vần đế ngày càng cấp bách đã được đặt ra là nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng, cũng như tìm kiếm những nguồn năng lượng thay thế, đặc biệt là những nguồn năng lượng vô hạn, tái sinh được.

Năng l¬ượng là yếu tố quan trọng nhất bảo đảm phát triển kinh tế, nâng cao đời sống, nên nước ta đã tập trung xây dựng hàng loạt nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện như¬: Thác Bà, Hoà Bình, Trị An, Ialy, Uông Bí, Phả Lại, Cao Ngạn, Ninh Bình, Phú Mỹ . Nh¬ưng kể cả khi nhà máy Thuỷ điện Sơn La lớn nhất Đông Nam á đi vào hoạt động, cũng không thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của công nghiệp hoá, hiện đại hoá nư¬ớc nhà. Chờ đến năm 2020, Việt Nam trở thành n¬ước công nghiệp, nhu cầu năng lượng tăng gấp 4 lần, (năm 2006 sản xuất 60,6 tỷ kwh với công suất 12352 MW, dự kiến năm 2020 là 294,012 tỷ kwh với tổng công suất 48642 MW). Lúc đó dù có thêm nhà máy điện nguyên tử đầu tiên 4000 MW nữa, n¬ước ta vẫn có nguy cơ thiếu hụt năng l¬ượng nghiêm trọng cho sản xuất, kinh doanh, phát triển kinh tế . (dự kiến thiếu 4000 MW mua của Lào 2000 MW, Campuchia 1000 MW, Trung Quốc 1000 MW). Lúc đó dầu mỏ, than đá bắt đầu cạn kiệt, giá dầu có thể lên đến 150 USD/thùng (theo 1). Vì vậy ngay từ bây giờ, chúng ta nên đề ra đường lối chiến lược đầu tư¬ lớn khai thác năng l¬ượng gió, năng l¬ượng mặt trời

Năng lượng gió có điểm nổi trội là năng l¬ượng sạch, không ô nhiễm môi trường, không gây hiệu ứng nhà kính, ban đêm lẫn ban ngày, mùa nào, đâu đâu cũng có, không cần mua nhiên liệu, giá xây dựng rẻ, tiền ít, mỗi gia đình có thể xây dựng trạm điện gió riêng .

Nước ta có vị thế bờ biển dài trên 3000 km, có nhiều bán đảo, hải đảo, núi cao có gió mạnh quanh năm, rất thuận tiện cho việc xây dựng các trạm điện gió.

Xuất phát từ yêu cầu thực tế và được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn em làm đề tài “thiết kế chế tạo động cơ gió công suất 300 w” với mong muốn khi đề tài được ứng dụng trong thực tế sẽ tạo ra những động cơ gió cỡ nhỏ phát điện trong các gia đình. Và làm cơ sở để tạo nên những trạm điện gió trong tương lai