TURBINE GIÓ TRỤC NGANG
Turbine gió trục ngang (HAWT) là công nghệ điện gió phổ biến nhất hiện nay, nổi bật với hiệu suất chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng cao, độ ổn định tốt và khả năng vận hành liên tục trong nhiều điều kiện địa hình. ETEK cung cấp giải pháp HAWT thiết kế theo yêu cầu, đạt chuẩn quốc tế và có thể triển khai cho cả thị trường trong nước và quốc tế.
Giới thiệu Turbine gió trục ngang
Turbine gió trục ngang (Horizontal Axis Wind Turbine – HAWT) là loại tua-bin có trục quay song song với mặt đất và vuông góc với hướng gió. Đây là cấu hình turbine gió phổ biến nhất trên thế giới hiện nay, thường được sử dụng trong các trang trại điện gió quy mô lớn nhờ hiệu suất cao, khả năng vận hành ổn định và dễ dàng bảo trì.
HAWT hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển động quay của cánh quạt khi chịu tác động của gió, tạo ra mô-men quay truyền tới trục chính và máy phát điện. Với thiết kế tối ưu về khí động học và cơ cấu điều hướng gió tự động, HAWT giúp khai thác hiệu quả nguồn năng lượng gió tại các khu vực có tốc độ gió trung bình từ 4m/s trở lên.
ETEK cung cấp các dòng HAWT công suất từ 1kW đến trên 2MW, phục vụ từ các ứng dụng hộ gia đình, biệt thự, nông trại đến khu công nghiệp, khu nghỉ dưỡng và nhà máy. Tất cả sản phẩm đều được thiết kế và chế tạo theo tiêu chuẩn IEC quốc tế, tối ưu chi phí đầu tư và chi phí vận hành.
Cấu trúc chính của hệ thống Turbine gió trục ngang HAWT:
- Cánh quạt (Rotor): Gồm 2–3 cánh, làm bằng sợi thủy tinh hoặc sợi carbon phủ epoxy, chiều dài từ 1 đến 60 mét tùy công suất. Thiết kế khí động học giúp tối ưu lực nâng và giảm lực cản.
- Trục chính (Main Shaft): Truyền mô-men xoắn từ rotor đến hộp số hoặc máy phát điện.
- Hộp số (Gearbox): Tăng tốc độ quay từ rotor (~20–60 rpm) lên mức phù hợp với máy phát (~1000–1800 rpm), thường dùng hệ thống bánh răng hành tinh hoặc truyền trực tiếp (direct drive) ở một số thiết kế.
- Máy phát điện (Generator): Sử dụng máy phát đồng bộ hoặc không đồng bộ (3 pha), công suất từ 1kW đến 2MW.
- Hệ thống định hướng (Yaw system): Điều khiển turbine quay về hướng gió nhờ cảm biến gió và động cơ điều hướng.
- Hệ thống phanh (Braking system): Phanh cơ khí và phanh khí động để dừng turbine khi gió quá mạnh hoặc bảo trì.
- Cột tháp (Tower): Kết cấu thép hoặc bê tông, chiều cao từ 10–100m, nâng cao rotor lên vùng gió ổn định.
- Hệ thống điều khiển (Controller): Điều khiển logic, giám sát từ xa, tích hợp SCADA, bảo vệ quá tốc, quá dòng, giám sát rung chấn…
Nguyên lý hoạt động:
Khi gió thổi vào cánh quạt, lực nâng tạo ra mô-men quay làm quay rotor. Mô-men này được truyền qua hộp số (hoặc trực tiếp) đến máy phát điện để tạo ra dòng điện xoay chiều. Hệ thống inverter sẽ chuyển đổi dòng điện này thành điện phù hợp với lưới (grid-tie) hoặc lưu trữ (off-grid). Toàn bộ quá trình được giám sát tự động, tối ưu tốc độ quay và góc tấn (pitch angle) để duy trì hiệu suất tối ưu.
Thông số kỹ thuật Turbine gió trục ngang phổ biến:
- Công suất định mức: 1kW – 2MW
- Tốc độ gió khởi động: 2,5 – 4 m/s
- Tốc độ gió định mức: 10 – 13 m/s
- Tốc độ gió cắt: 25 m/s
- Đường kính rotor: 1,5 – 120 m
- Chiều cao tháp: 10 – 100 m
- Số cánh: 2 hoặc 3
- Hiệu suất chuyển đổi: 30 – 45%
- Loại máy phát: Không đồng bộ (AC 3 pha), đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PM)
- Điều khiển: Pitch hoặc stall control
- Điện áp ra: 220V/380V, tần số 50Hz hoặc 60Hz
Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng:
- IEC 61400-1: Thiết kế Turbine gió trục ngang
- IEC 61400-2: Turbine gió trục ngang nhỏ và vừa
- IEC 61400-12-1: Đo lường hiệu suất năng lượng
- ISO 9001: Hệ thống quản lý chất lượng
- CE: Tiêu chuẩn an toàn châu Âu
- UL (tùy chọn): Tiêu chuẩn an toàn Mỹ
- IP55–IP65: Mức bảo vệ thiết bị ngoài trời
Lợi ích nổi bật của Turbine gió trục ngang:
- Hiệu suất cao: Có thể đạt hiệu suất chuyển đổi lên tới 45%, phù hợp cho lắp đặt tại các khu vực gió ổn định.
- Khả năng mở rộng: Dễ dàng mở rộng từ quy mô hộ gia đình đến quy mô trang trại hoặc nhà máy điện gió.
- Hoạt động ổn định: Khả năng vận hành liên tục nhiều giờ trong ngày, ít rung lắc, ít hao mòn.
- Bảo trì đơn giản: Cấu trúc phổ biến, linh kiện dễ thay thế, tích hợp chẩn đoán từ xa.
- Tối ưu chi phí: Tuổi thọ trên 20 năm, chi phí đầu tư/chi phí điện đầu ra thấp hơn so với năng lượng hóa thạch.
Ứng dụng tiêu biểu:
- Trang trại điện gió: Turbine gió trục ngang công suất lớn (500kW – 2MW) lắp đặt tại vùng núi, ven biển, đảo xa.
- Nhà máy – KCN: Lắp đặt turbine từ 10–100kW để giảm tải tiêu thụ lưới, kết hợp với hệ thống lưu trữ năng lượng.
- Khu nghỉ dưỡng, resort: Cung cấp điện xanh, thân thiện môi trường, tăng tính bền vững cho vận hành.
- Hộ gia đình – biệt thự: Turbine nhỏ 1–10kW kết hợp inverter và pin lưu trữ.
- Hệ hybrid: Kết hợp với điện mặt trời tạo thành hệ thống năng lượng tái tạo độc lập (off-grid system).
ETEK là đơn vị tiên phong tại Việt Nam trong việc cung cấp giải pháp điện gió hoàn chỉnh, đặc biệt là turbine gió trục ngang (HAWT). Chúng tôi thiết kế, chế tạo và lắp đặt các hệ thống Turbine gió trục ngang từ nhỏ đến lớn, tích hợp giám sát từ xa, đáp ứng linh hoạt nhu cầu của hộ gia đình, doanh nghiệp và khu công nghiệp.
ETEK có năng lực thực hiện các dự án quốc tế tại Đông Nam Á, Nam Á, châu Phi với đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm, hệ thống đạt chuẩn IEC/CE, khả năng tùy chỉnh theo điều kiện khí hậu và tiêu chuẩn lưới điện từng quốc gia.
Lý do chọn ETEK:
- Thiết kế theo yêu cầu, từ hộ gia đình đến trang trại điện gió
- Sản phẩm đạt chuẩn IEC 61400, tích hợp công nghệ pitch control tiên tiến
- Cung cấp giải pháp đồng bộ: turbine – inverter – lưu trữ – SCADA
- Hỗ trợ lắp đặt – vận hành – bảo trì toàn quốc & quốc tế
- Dịch vụ sau bán hàng nhanh, phụ tùng thay thế sẵn có
Ba thương hiệu nổi bật toàn cầu về HAWT:
- Phân khúc cao cấp: Vestas (Đan Mạch) – Hãng turbine gió lớn nhất thế giới, chuyên cung cấp HAWT công suất lớn cho trang trại điện gió.
- Phân khúc trung cấp: ENERCON (Đức) – Nhà sản xuất turbine gió không hộp số, hiệu suất cao, bảo trì thấp.
- Phân khúc phổ thông: HY Energy (Trung Quốc) – HAWT mini cho hộ dân, trang trại nhỏ, chất lượng ổn định, giá thành hợp lý.
Sản phẩm và dịch vụ liên quan: