Xu hướng sử dụng năng lượng sạch, bền vững trở thành 1 phần không thể thiếu của cuộc sống hiện đại. Năng lượng gió, nước được tạo ra từ những tuabin điện hoạt động. Thuật ngữ tuabin được nhắc đến khá nhiều, nhưng ít người thực sự hiểu rõ chúng là gì? Bạn đọc quan tâm đến năng lượng sạch, cùng tìm hiểu tuabin là gì? Đồng thời cùng phân biệt tuabin gió, nước có gì khác biệt?
Tuabin là gì?
Tuabin là động cơ quay có khả năng chuyển đổi năng lượng từ nguồn chất lỏng hoặc luồng khí chuyển động để tạo thành năng lượng có ích. Về cơ bản thì các loại tuabin đều có cấu tạo như nhau, gồm: bộ phận chuyển động, rotor thường là trục hoặc trống với các cánh gắn trên đó.
Khi luồng khí hoặc chất lỏng chuyển động tác động lực lên cánh khiến chúng quay và truyền lực quay cho motor. Các dạng tuabin đơn giản nhất được biết đến là cối xay gió và bánh xe nước.
Tua bin hơi được công nhận phát minh bởi 2 kỹ sư người Anh Sir Charles Parsons và Thụy sĩ Gustaf de Laval. Trong đó, Gustaf de Laval phát minh tuabin xung lực và Sir Charles Parsons nghiên cứu ra tuabin phản lực. Thiết bị tua bin hiện đại ứng dụng cả tuabin xung lực và phản lực, đồng thời sử dụng trong công nghiệp sản xuất năng lượng điện.
Phân biệt tuabin gió và tuabin nước
Hiện nay tuabin điện gió và tuabin nước được biết đến nhiều nhất trong lĩnh vực năng lượng sạch. Hai loại tua bin này có gì khác nhau hay không? Cùng tìm hiểu sự khác biệt của 2 tuabin điện gió và nước qua những thông tin dưới đây.
Tuabin điện gió
Tuabin điện gió là một dạng của tuabin sản xuất năng lượng hiện nay, có tính ứng dụng cao. Cùng tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của loại tuabin này.
Cấu tạo của tuabin điện gió
Cấu tạo của tua bin điện gió có vẻ đơn giản, nhưng bên trong có khá nhiều chi tiết, cụ thể như:
- Cánh quạt và rotor tuabin điện gió: Thường có 3 cánh hoặc 2 với hình dạng giống cánh máy bay. Thiết kế khí động học như cánh máy bay sẽ giúp cánh quạt quay, nhờ lực nâng nhiều hơn lực cản. Các cánh được gắn với trung tâm - trục hình nón tạo thành rotor quay theo chiều gió.
- Hộp số: Nhiệm vụ tăng tốc độ quay của cánh và rotor gió chạy quá chậm. Hộp số sẽ đảm bảo đủ momen xoắn/ năng lượng quay để tạo ra năng lượng điện.
- Máy phát điện: Nơi sản xuất ra điện năng có ích, chuyển đổi momen xoắn được tạo ra từ rotor và hộp số thành năng lượng.
- Phanh tốc độ: Thiết bị an toàn giảm nguy cơ hư hại của tuabin, khi cánh quay quá tốc độ 55 dặm/ giờ. Phanh sẽ dừng cánh quạt để bảo vệ tuabin hoạt động trong giới hạn an toàn.
- Vỏ nacelle: Phần chứa các chi tiết như hộp số, phanh, máy phát điện ở phía sau cánh.
- Ngoài ra, tuabin gió còn có các bộ phận như: Máy đo tốc độ quay của cánh, đo gió, hệ thống yaw giữ tuabin quay đúng hướng, tháp tower đặt cánh quạt tuabin.
Nguyên lý hoạt động của tuabin điện gió
Gió đập vào cánh quạt làm tuabin, lúc này năng lượng sẽ được chuyển vào hộp số để khuếch đại momen xoắn. Các cánh tua bin được nối với trục tốc độ thấp, trục này liên kết với trục tốc độ cao và trục tốc độ cao kết nối với máy phát điện. Sau khi qua hộp số như 1 phễu khuếch đại, điện năng được hình thành từ cơ năng. Dòng điện xoay chiều sẽ được dẫn qua các dây cáp chạy xuống chân tuabin.
Tuabin điện nước
Tuabin nước được lắp đặt tại các nhà máy thủy điện, sẽ có cấu tạo khác với tuabin điện gió, cụ thể như sau.
Cấu tạo của tuabin điện nước
Khác với tuabin gió, tuabin nước có phần cánh hình chân vịt hoặc hình gáo để tận dụng tối đa được sức nước. Cánh tuabin nước được liên kết với trục thông qua bánh công tác và truyền đến máy phát điện. Tuabin nước tại các nhà máy thường chịu áp suất nước cao, nên không cần phần hộp số để khuếch đại momen xoắn như tuabin gió. Dòng điện xoay chiều được tạo ra từ tuabin nước, sẽ di chuyển trong dây dẫn xuống hệ thống lưới điện. Tùy vào hệ thống nhà máy thủy điện mà loại tuabin nước sẽ có đôi chút khác biệt về cấu tạo.
Nguyên lý hoạt động của tua bin điện nước
Tuabin nước chuyển đổi động năng của nước thành điện năng, nhờ việc làm quay các cánh tuốc bin (dạng chân vịt hoặc gáo). Cánh quay làm quay motor và truyền đến máy phát điện chuyển hóa thành dòng điện xoay chiều. Cơ chế hoạt động của tuabin nước đơn giản hơn so với tuabin gió.
Hiểu về tuốc bin sẽ giúp bạn đọc hiểu được cơ chế tạo năng lượng điện từ gió và nước. Tuabin là bộ phận quan trọng, quyết định đến hiệu năng quá trình, chuyển đổi năng lượng. Tuy nhiên, tuabin có nhiều loại, với cấu tạo và cách thức hoạt động có đôi chút khác biệt, tùy thuộc vào loại năng lượng sản xuất. Hy vọng những chia sẻ trên đây sẽ hữu ích, giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về tuabin sản xuất năng lượng sạch.
