Tư vấn và Đào tạo cho Chương trình Đo giótại Việt Nam

TP. Hồ Chí Minh, 17/10/2011

German ProfEC GmbH, Mathias Hölzer (Dipl.-Phys., Dipl-Päd.),Ahornstr. 10, D-49744 Geeste, Germany

www.german-profec.com, m.hoelzer@german-profec.com

THIẾT BỊ ĐO GIÓ

Nội dung trình bày

● Giới thiệu

● Các sensor khí tượng

● Cột đo gió

● Lắp đặt các sensor theo tiêu chuẩn IEC 61400-12-1

● Ví dụ minh họa

2

Các đặc điểm gió

● Thay đổi nhiều theo thời gian● Trong vài giây, gió có thể tăng tốc độ lên 2 hoặc 3 lần

(nghĩa là tăng công suất tăng từ 8 đến 27 lần!)

3

Đo gió● Rất quan trọng (vì Pwind ~ v3) để

– Chọn địa điểm– Đo hoặc xác minh đường đặc tính công suất– Theo dõi hiệu quả vận hành các tuabin gió

● Sai sót nhỏ trong ước tính tốc độ gió sẽ có ảnh hưởng lớn đến sản lượng điện hoặctải trọng trên tuabin

● Thông thường, các thiết bị đo gió (anenometer) được sử dụng để đo gió và gồm cócác loại sau:– Máy đo gió kiểu chén– Máy đo gió kiểu cánh quạt– Máy đo gió siêu âm– Máy đo gió dây nhiệt– Các thiết bị “kỹ thuật cao” khác

4

Máy đo gió kiểu chén

● Bánh xe gió trục đứng nhỏ

● Tốc độ quay tỷ lệ với tốc độ gió

● Phần lớn có tín hiệu tần số (quangđiện tử)

● Được sử dụng phổ biến nhất, đủ chohầu hết các nhiệm vụ liên quan đếncông nghệ gió

● Nhiều cấp độ chất lượng

5

Máy đo gió kiểu cánh quạt / chong chóng

● Bánh xe gió trục ngang nhỏ

● Cần quay về hướng gió

● Phức tạp hơn về mặt cơ học – cầncó cơ chế chỉnh hướng gió

● Có thể xảy ra các hiệu ứng cộnghưởng giữa tốc độ cánh quạt vớichỉnh hướng gió

6

Máy đo gió siêu âm● Các bộ thụ cảm siêu âm xếp thành nhiều cặp (loa

– micro)

● Sóng áp lực di chuyển với tốc độ âm thanh

● Tốc độ gió chồng lên âm thanh, dẫn đến thời gianchuyển tiếp khác nhau

● Không chỉ đo tốc độ gió mà còn đo cả hướng gió(nhờ xếp chồng nhiều đoạn đo)

● Không bị ảnh hưởng bởi bụi, chất bẩn và mưa

● Không có các cấu kiện cơ khí

s

7

Các thiết bị công nghệ cao khác

Thiết bị đo gió dạng cánh - Laser

Thiết bị đo gió dạng hình cầu

8

Hiệu chỉnh máy đo tốc độ gió

● Hiệu chỉnh máy đo gió là yêu cầu cho việc đo giócho mục đích năng lượng

● Cần tiến hành trong ống gió của các phòng thínghiệm được công nhận

9

Máy đo hướng gió

● Dạng biến trở (chính là đĩa dẹtmàu xám) được nối với 1 cánhgió luôn xoay về phía gió

● Một máy đặt tại độ cao gầnbằng chiều cao trục tua-bin

● Máy thứ hai ở vị trí thấp hơn đểđo sự thay đổi hướng gió (gióxoay chiều)

10

Data logger (thiết bị thu thập và lưu trữ dữ liệu) – các yêu cầutối thiểu

● Thu thập và lưu trữ dữ liệu chuỗi thời gian (trung bình 10 phút hoặc 1 tiếng)

● Có các kênh bao gồm 3 (hoặc hơn) cho tốc độ gió và hướng gió, ápsuất không khí, 2 (hoặc hơn) cho nhiệt độ và độ ẩm

● Chạy bằng điện từ pin mặt trời và pin thường

● Là hệ thống lưu trữ dữ liệu an toàntrong trường hợp mất điện

● Khả năng lưu trữ dữ liệu tối thiểu trong 2 tháng

11

Nhiệt kế – Áp kế

● Nhiệt kế– Thường là loại PT-100– Điện trở thay đổi tùy theo nhiệt

độ

– Vỏ bọc ngoài để giảm ảnhhưởng bức xạ

● Áp kế– Đo áp suất khí quyển– Nguyên lý đo: hiệu ứng áp điện– Thường dùng con chip điện tử

12

Máy đo độ ẩm – Tín hiệu ánh sáng

● Máy đo độ ẩm– Hiệu ứng capacitative (điện trở

thay đổi theo độ ẩm)– Rất quan trọng trong những môi

trường nóng VÀ ẩm

● Đèn báo không– Để đảm bảo an toàn cho các

máy bay ở gần khu vực– Chiều cao phụ thuộc vào quy

định trong nước

13

Cột đo gió

● 2 loại cột đo gió:– Cột đo gió dạng ống trụ (cao

đến 60m)– Cột đo gió dạng tam giác lắp

ghép (cao đến 140m)

● Tháp trụ tự đứng hoặc cộtdây co

● Ảnh hưởng đến việc đogió

14

Cần lắp thiết bị

● Cần lắp thiết bị đo gió...– Phải tạo khoảng cách phù hợp giữa thiết bị và cột đo gió,

nhưng– Không được gây ảnh hưởng đến việc đo

● Tiêu chuẩn IEC 61400-12-1 khuyến nghị:– Khoảng cách với cột đo tùy thuộc vào loại cột: nguyên tắc

phổ biến: khoảng cách bằng 8,2 lần chiều rộng cột đo– Khoảng cách tối thiểu so với cần lắp thiết bị gấp 15 lầnđường kính của cần; tốt nhất là gấp 30 lần đường kính củacần

� Đảm bảo méo dạng luồng gió dưới 0,5%

15

Tiêu chuẩn IEC (1)

16

Tiêu chuẩn IEC (2)

17

Các ví dụ minh họa quá trình lắp đặt

18

Tổng kết

● Cần tuân thủ tiêu chuẩn IEC 61400-12-1 để đảm bảo độ tin cậy của kết quả đo gió

● Các yêu cầu tối thiểu với một chương trình đo gió:– 2 thiết bị đo gió đặt ở độ cao khác nhau– 1 thiết bị đo hướng gió– 1 thiết bị ghi dữ liệu (tần số quét 1 Hz, khoảng lấy giá trị trung bình 10 phút)

● Tốt nhât là:– 3 độ cao khác nhau, ở mỗi độ cao lắp 2 thiết bị đo gió– 2 thiết bị đo hướng gió ở các độ cao khác nhau– Các sensor bổ sung: nhiệt kế, áp kế, đo độ ẩm, đo lượng mưa

● Cần chú ý đến ảnh hưởng của hướng cột đo và hướng cần

● Lựa chọn cần và cột đo theo mức độ bất định đã biết19