Theo kết quả một công trình nghiên cứu mới của Đại học Oxford Brookes cho biết. Trong một trang trại điện gió quy mô lớn, các tuabin trục đứng có hiệu quả cao hơn so với các tuabin thông thường. Và khi sử dụng theo cặp, các tuabin trục đứng có thể tăng hiệu suất của nhau lên tới 15%.
Nhóm nhà khoa học thuộc Trường Kỹ thuật, Máy tính và Toán học (ECM) tại Oxford Brookes do GS Iakovos Tzanakis dẫn đầu thực hiện một nghiên cứu chuyên sâu. Mô phỏng máy tính trên hơn 11.500 giờ đã chứng minh được, các trang trại gió sẽ hiệu quả hơn. Nếu thay thế tuabin gió trục ngang kiểu cánh quạt (HAWT) truyền thống bằng các tuabin gió trục đứng (VAWT) nhỏ gọn.
Tuyên bố của nhóm nghiên cứu Oxford Brookes cho biết. Tuabin điện gió trục đứng (VAWT) quay quanh trục thẳng đứng so với mặt đất. Và thể hiện hành vi ngược với thiết kế cánh quạt nổi tiếng (HAWT). Nghiên cứu chứng minh được, những VAWT làm tăng hiệu suất của nhau khi bố trí trong các hệ thống lưới. Định vị những tuabin gió trục đứng VAWT tối đa hóa sản lượng, Nó có ý nghĩa quan trọng đối với thiết kế các trang trại điện gió.
GS Tzanakis nhận xét, các tuabin trang trại điện gió trục đứng sẽ được thiết kế trên khoảng cách gần hợp lý. Qua đó tăng hiệu suất và hạ giá điện. Trong tương lai, VAWT có thể đẩy nhanh tiến trình chuyển đổi xanh trong hệ thống năng lượng thế giới. Gia tăng năng lượng sạch và bền vững hơn đến từ các nguồn tái tạo.
Họ nhận thấy rằng các Tuabin Gió Trục Đứng (Vertical Axis Wind Turbine – VAWT) hiệu quả hơn nhiều những tuabin gió truyền thống. Đó là Tuabin Gió Trục Ngang (Horizontal Axis Wind Turbine – HAWT). VAWT xoay quanh một trục đứng so với mặt đất. Và các tuabin tăng hiệu quả cho nhau hơn khi được lắp thành hệ thống dạng lưới. Vị trí của mỗi tuabin trong một trang trại năng lượng gió cũng quan trọng chẳng kém gì bản thân mỗi cối xay gió khổng lồ.
Giáo sư Tzanakis nhận định tích cực về tuabin gips trục đứng. “Nghiên cứu này là bằng chứng cho thấy các trang trại năng lượng gió tương lai nên có dạng đứng. VEWT có thể đứng gần nhau, tăng hiệu năng cho nhau và cuối cùng, sẽ giúp giá thành điện giảm. Về lâu dài, các VAWT có thể giúp đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang sử dụng năng lượng xanh”.
Đến năm 2030, công suất năng lượng gió của Vương quốc Anh dự kiến sẽ tăng gấp đôi. Phát minh này là bước tiếp hướng tới khả năng thiết kế các trang trại gió hiệu quả hơn. Hiểu được các kỹ thuật thu hoạch năng lượng gió quy mô lớn. Cuối cùng là cải tiến công nghệ năng lượng tái tạo để thay thế nhanh hơn nhiên liệu hóa thạch.
Theo Báo cáo Năng lượng gió toàn cầu năm 2021, thế giới cần lắp đặt điện gió nhanh hơn gấp ba lần trong thập kỷ tới. Nhằm đạt được mục tiêu trung hòa carbon. Tránh những tác động tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu. Tác giả của nghiên cứu, cử nhân Kỹ thuật Joachim Toftegaard Hansen có nhận xét tích cực. Các trang trại gió hiện đại là một trong những giải pháp hiệu quả tạo ra năng lượng xanh. Nhưng lại có một điểm yếu lớn. Khi gió tiếp cận hàng tuabin đầu tiên, nhiễu loạn gió sẽ hình thành ở phía sau hàng cột. Sự hỗn loạn này làm giảm hiệu suất của các hàng cột tuabin gió tiếp theo.
Điều đó có nghĩa là, hàng cột phía trước chuyển hóa khoảng một nửa động năng của gió thành điện năng. Nhưng hàng cột tiếp sau, hiệu quả này giảm xuống còn 25 – 30%. Mỗi tuabin điện gió có giá hơn 2 triệu bảng Anh/MW. Vì vậy cần phải có một giải pháp hiệu quả hơn về chi phí.
Nghiên cứu mới tới từ Đại học Oxford Brookes là bản phân tích chi tiết đầu tiên về hiệu năng của các tuabin gió. Tính tới các khía cạnh như góc đón gió, hướng quay của tuabin. Ngoài ra có vị trí các tuabin và số rotor tối ưu nhất. Nó cũng là báo cáo khoa học đầu tiên chứng minh tính hiệu quả của một dàn tuabin đứng VEWT được đặt một cách có hệ thống.
Đây là cũng là nghiên cứu đầu tiên phân tích toàn diện, nhiều khía cạnh của hiệu suất tuabin gió. Liên quan đến góc dàn, hướng quay, khoảng cách giữa các tuabin và số lượng cánh quạt. Các nhà khoa học đang nghiên cứu mô phỏng nhằm trả lời câu hỏi, hiệu suất của 3 cột VAWT đặt trong một chuỗi liên tiếp có được cải thiện hay không?
Công ty VertAx Wind Ltd của Anh, nhà thiết kế và chế tạo các tuabin gió trục đứng (VAWT) rất hoan nghênh những kết quả nghiên cứu của Đại học Oxford Brookes. Vì những phát hiện của công ty đã được công trình nghiên cứu của Joachim Toftegaard Hansen và TS Mahak. Được thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS Tzanakis chứng minh. Những kết quả này thúc đẩy VertAx tiếp tục phát triển tuabin gió trục đứng quy mô lớn. Được thiết kế đặc biệt cho các trang trại gió ngoài khơi.
Cập nhật tại Công nghệ mới để tìm hiểu thêm nhiều thông tin liên quan khác.
