Kết quả 1 đến 2 của 2
  1. #1
    Ngày tham gia
    Aug 2015
    Bài viết
    2

    Dự kiến một số sửa đổi trong Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển

    Hiện nay tôi đang sửa đổi một số nội dung trong bài: “Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển” (bản sửa đổi bổ sung ngày 07/08/2014). Nên tôi xin phép trình bày dự kiến sửa đổi để xin ý kiến của các bạn như sau:
    1. Phao và thanh thép có răng đứng giữa phao:
    Cần phao nửa nổi, nửa chìm để khi phao bị ngập hoàn toàn trong nước biển thì lực đẩy lên của nước làm phao nổi lên cũng bằng lực hút của trái đất khi phao nằm cao hơn hẳn mặt nước biển là để có thể tận dụng tối đa năng lượng của sóng biển và có thể tính ngay được lực nâng lên, hạ xuống tối đa đó, không những thế khi sóng quá lớn thì lực tác dụng vào phao cũng không thể tăng thêm được nữa. Trước đây định dùng phao thép, nhưng phao nhẹ nên phải bơm thêm nhiều nước biển vào cho phao nửa nổi, nửa chìm. Nước biển ăn mòn thép rất cao, lại vừa ở bên ngoài vừa ở bên trong nên phao sẽ hỏng nhanh hơn. Bên ngoài thì khi cần có thể sửa chữa, phun sơn hoặc chất bao phủ được, còn bên trong thì làm sao có thể làm được những việc đó. Vì vậy trong suốt thời gian dài tôi định dùng phao bê tông cốt thép để nước biển khỏi ăn mòn phao và phao nặng nên lượng nước phải bơm vào cũng sẽ ít hơn. Nhưng việc làm phao bê tông cốt thép phức tạp và khi đã thả phao xuống biển thì lúc nào cũng có sóng, nên rất khó biết nên bơm thêm bao nhiêu nước cho chính xác. Vì vậy tôi chuyển sang cách mới là sẽ dùng phao thép và đổ thêm bê tông vào trong phao để khi thả xuống biển phao sẽ nửa nổi, nửa chìm. Thí dụ như phao thép hình trụ tròn đường kính 6 m, cao 3 m có thể tích là 84,82 m3, ta cần nước biển ngập nửa phao nên phần ngập trong nước biển sẽ có thể tích là 42, 41 m3. Nước biển nặng hơn nước một chút nên sẽ đổ thêm bê tông vào phao sao cho tổng trọng lượng của phao đổ thêm bê tông đã khô cứng và gắn chặt vào phao, trụ thép và thanh thép có răng đứng giữa phao đủ 42,5 tấn. Sau đó sẽ hàn kín phao lại, chỉ để lại một khoảng nhỏ để quẳng một que đầu quấn vải tẩm xăng đã được đốt cháy vào trong đó và hàn kín ngay khoảng nhỏ đó lại. Vải tẩm xăng sẽ tự tắt khi trong phao không còn Oxy nữa. Như vậy trong phao chủ yếu chỉ còn các khí N và CO2 mà thôi. Nếu việc hàn đó được làm thật tốt, không khí bên ngoài không thể dần dần chui vào bên trong được, ta sẽ đỡ lo việc phao bị rỉ từ bên trong, chỉ còn phải lo việc nước biển ăn mòn phao từ bên ngoài mà thôi. Ngay cả khi đáy phao bị ăn mòn làm cho bị thủng thì nước biển cũng không thể vào trong phao vì ở đó đã có lớp bê tông dày rồi. Khi thả phao xuống biển thì trọng tâm của phao nằm ngay gần đáy phao nên phao sẽ đứng thẳng và việc kéo phao đi cũng rất dễ dàng. Việc sửa chữa, phun lại sơn hoặc chất phủ vào phía ngoài phao cũng không khó khăn gì vì ta chỉ cần dùng ròng rọc mắc vào thanh thép chịu lực ở phía trên, thả cáp xuống và móc vào vòng thép gắn vào trụ đứng giữa phao để kéo phao rất từ từ lên một độ cao nào đó tiện cho việc sửa chữa, phun sơn hoặc chất phủ. Các tàu vỏ thép có thời gian sử dụng rất lâu nên phao thép cũng sẽ có tuổi thọ rất cao.
    Phao đã chuyển thành phao thép nên trụ bê tông dứng giữa phao cũng chuyển thành trụ thép đứng giữa phao phía trên gắn thanh thép có răng đứng giữa phao và gắn thêm 1 vòng thép để khi cần có thể móc cáp vào vòng thép và nhấc phao lên. Trụ thép cao khoảng 1,5 m để nước biển rất ít khi có thể làm ướt phần dưới của thanh thép có răng. Nếu có bị ướt thì sau đó nắng và gió sẽ làm cho nước biển khô đi nhanh chóng, muối đọng lại sẽ bị rơi ngay xuống dưới.
    Do mặt sóng luôn nghiêng nên khi phao nâng lên, hạ xuống thì lực tác động vào phao không đều. Khi sóng đến phao nâng lên, nửa phía trước của phao ngập sâu hơn nửa phía sau, nên lực đẩy lên của nước vào nửa phía trước của phao mạnh hơn. Khi sóng đã đi qua phao hạ xuống, nửa phía trước của phao ngập nông hơn nửa phía sau, nên lực hút của trái đất vào nửa phía trước của phao mạnh hơn. Ta có thể tách lực đó thành 2 thành phần: Thành phần theo phương thẳng đứng và thành phần theo phương nằm ngang. Thành phần theo phương nằm ngang biến động theo mặt nghiêng của sóng, tác động mạnh nhất vào phao và phần dưới của thanh thép có răng, càng xa phao lực này càng yếu dần đi, nên phía dưới của thanh thép có răng cần có hình chữ T, càng lên cao chữ T càng mờ nhạt dần và phía trên của thanh thép có răng chỉ còn là thép dẹt. Vì vậy ta nên dùng loại thép cứng có độ đàn hồi tốt làm thanh thép có răng, phía dưới có hình chữ T và nên đặt lệch về phía trước một ít. Trong các loại thép hình có thép chữ T nhưng rất ít nơi bán. Thép hình thường có độ dài 6 m hoặc 12 m, sau khi mua về lại phải cắt các răng, tốn rất nhiều công sức. Thanh thép có răng và phía dưới có hình chữ T lại dài hơn 12 m nhiều, nên tốt nhất là thuê đúc theo thiết kế để vừa có đầy đủ chiều dài, vừa có sẵn răng.
    Trong dự báo sóng biển của Trung tâm Dự báo Thủy văn Trung ương còn có dự báo dòng chảy ở biển. Nhìn vào các mũi tên trong dự báo tôi thấy các mũi tên ở gần bờ nhất đều song song hoặc gần song song với bờ biển, rất ít mũi tên bị chếch nhiều. Khung đỡ trong Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển đặt song song với hướng của đường bờ biển, các thanh thép chịu lực lớn và tiết diện dẹt của thanh thép có răng cũng đặt song song với hướng này nên lực tác động do dòng chảy cũng ít tác động đến thanh thép chịu lực lớn và thanh thép chịu lực trong tầng liên kết trên. Chỉ cần gắn các vòng bi của trục nhận lực và các bánh lăn cho thật chắc vào thanh thép chịu lực lớn là có thể vô hiệu hóa được tác động do dòng chảy vào phao. Phao nằm trong hình thoi có đường kính ngắn là 11,8 m và đường kính dài là 11,8x1,732 = 20,44 m. Phía đường kính ngắn thì phao không thể di chuyển được, nhưng phía đường kính dài là hướng thẳng góc với hướng của đường bờ biển thì khoảng cách từ phao đến cột chống là hơn 7 m, nên do tác động nào đó phao có thể lệch đi một chút nhưng không bao giờ có thể chạm vào cột chống. Như vậy chỉ cần thanh thép có răng cứng và có độ đàn hồi tốt là có thể vô hiệu hóa được tác động do dòng chảy và các lực tác động ngang khác vào phao.
    2. Thay đổi về phương pháp tính toán:
    Mục 3.1. Phương pháp tính công cho 1 chu kỳ sóng: trong bài: “Nguồn điện vô cùng to lớn và khá rẻ?” đã đưa lên Diễn đàn ************ ngày 25/03/2013, tôi đã chứng minh được khi dùng phao hình trụ tròn nửa nổi, nửa chìm:
    - Trường hợp chiều cao của phao hình trụ tròn lớn hơn 2 lần khoảng nâng lên, hạ xuống của phao: Công trong 1 chu kỳ sóng là mgh (KJ) trong đó m là khối lượng của cột nước (tính bằng tấn), có tiết diện bằng tiết diện của phao (tính bằng m2) và chiều cao bằng h (tính bằng m).
    - Trường hợp chiều cao của phao hình trụ tròn nhỏ hơn 2 lần khoảng nâng lên, hạ xuống của phao: Công sẽ bị giảm so với trường hợp đầu một tỷ lệ là ((h – a)/h) x ((h – a)/h) trong đó h là khoảng nâng lên, hạ xuống của phao và a là nửa chiều cao của phao.
    Xem lại thật kỹ nội dung cụ thể của phần tính toán cho Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển, tôi đã phát hiện ra là mới chỉ tính cho trường hợp đầu và chưa tính cho phần công bị giảm. Nguyên nhân của sai sót này là như sau:
    - Kết quả tính toán cho khả năng phát điện khi sử dụng khoảng 1 km2 sóng biển không khác nhau bao nhiêu vì khi tính thêm phần công bị giảm thì phao phải nâng cao hơn nên khả năng phát điện chỉ bị giảm rất ít.
    - Tôi đã tự động hóa được việc tính toán khả năng phát điện, chỉ cần thay đổi đầu vào một hoặc vài chỉ số thì trên đầu ra các số liệu cũng thay đổi theo. Phần tính toán cụ thể, tôi đã cho ẩn đi và khóa lại nên tôi không xem được nội dung tính toán cụ thể trong “hộp đen” đó.
    Sau khi bổ sung thêm phần công bị giảm thì lưu lượng nước bơm được và công suất phát điện chỉ tăng đến mức độ tối đa nào đó, sau đó lại từ từ giảm dần, đó là do tuy công vẫn tiếp tục tăng thêm nhưng chu kỳ sóng lại tăng lên nhanh hơn. Thí dụ như 2 vùng biển Bình Định đến Ninh Thuận và Bình Thuận đến Cà Mau cùng dùng phao cao 3 m, 2 mức ngập sâu hơn hoặc nông hơn so với mức ngập trung bình là 1,4 m và 0,8 m, tốc độ piston (khi sử dụng bơm nước chạy bằng piston tác dụng kép) bằng 0,89 tốc độ nâng hạ phao thì:
    - Lưu lượng nước bơm được của 1 bơm khi sử dụng mức ngập sâu hơn hoặc nông hơn so với mức ngập trung bình là 0,8 m: Sóng cao 1,5 m và cho lưu lượng 28 lít, các số liệu khác về sóng cao và lưu lượng như sau: 2 m và 37,3 lít, 2,5 m và 39,3 lít, 3 m và 40,67 lít, 3,5 m và 40,6 lít, 4 m và 39,9 lít, 4,5 m và 39,1 lít, 5 m và 38,1 lít, 5,5 m và 37,1 lít, 6 m và 36,1 lít, 8 m và 32,4 lít, 10 m và 29,3 lít. Lưu lượng lớn nhất đạt 40,705 lít khi sóng cao 3,1 m.
    - Công suất phát điện của 1 phao khi sử dụng mức ngập sâu hơn hoặc nông hơn so với mức ngập trung bình là 1,4 m: Sóng cao 1,5 m và cho công suất 25,76 KW, các số liệu khác về sóng cao và công suất như sau: 2 m và 56,84 KW, 2,5 m và 68,04 KW, 3 m và 74,15 KW, 3,5 m và 76,1 KW, 4 m và 76,26 KW, 4,5 m và 75,51 KW, 5 m và 74,23 KW, 5,5 m và 72,74 KW, 6 m và 71,15 KW, 8 m và 64,53 KW, 10 m và 58,47 KW. Công suất phát điện cao nhất đạt 76,34 KW khi sóng cao 3,9 m.
    Lưu lượng nước bơm được lớn nhất khi sử dụng mức ngập sâu hơn hoặc nông hơn so với mức ngập trung bình thấp nhất vì khi đó khoảng nâng lên, hạ xuống của phao là lớn nhất. Nhưng công suất phát điện cao nhất khi mức ngập sâu hơn hoặc nông hơn so với mức ngập trung bình bằng nửa chiều cao của phao. Công suất phát điện cao nhất khi đó trong thí dụ trên là 80,75 KW khi sóng cao 3,9 m.
    Khi ta chuyển từ việc thay khoảng cách giữa tâm các cột chống từ 11,7 m lên 11,8 m, thì diện tích khung đỡ sẽ là 1.015.966 m2 và có thể gắn được 8.953 cụm tạo nguồn nước áp lực cao. Tính lại cho khung đỡ nhỏ bớt đi còn 1.000.080 m2 và có thể gắn được 8.813 cụm tạo nguồn nước áp lực cao. Như vậy số cụm tạo nguồn nước áp lực cao sẽ giảm 140 cụm bằng 1,56%. Khi tính toán theo số cụm tạo nguồn nước áp lực cao đã giảm bớt và theo cách đã tính phần công bị giảm này thì sản lượng điện tuy giảm nhưng không nhiều. Cụ thể là: Vùng biển Nam Hải Phòng đến Ninh Bình giảm 5,57%, vùng biển Thanh Hóa đến Nghệ An giảm 5,58%, vùng biển Hà Tĩnh đến Quảng Bình giảm 4,61%, vùng biển Quảng Trị đến Quảng Ngãi giảm 1,65%, vùng biển Bình Định đến Ninh Thuận giảm 1,85%, vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau giảm 1,74%, vùng biển Cà Mau đến Kiên Giang giảm 3,54%. Như vậy nếu tính với cùng số lượng cụm tạo nguồn nước áp lực cao như nhau thì trên 3 vùng biển gần bờ có sóng biển lớn nhất nước ta là các vùng biển từ Quảng Ngãi đến Cà Mau thì sản lượng điện gần như không thay đổi và chỉ giảm dưới 0,3%.
    3. Thay đổi về khung đỡ:
    Ống thép của cột chống trong bài: “Nên phối hợp với nhau để làm thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển” đã được đăng trên trên trang web vncold.vn của Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam ngày 21/12/2014 để xin ý kiến mọi người, tôi mới chỉ tính sử dụng 10 m trong khi thép hình thường dài 12 m. Nay do tại 3 vùng biển có sóng biển lớn nhất nước ta là các vùng biển từ Quảng Trị đến Cà Mau phao sẽ phải cao 3 m và lực tác động của phao sẽ mạnh hơn, nên tôi dự kiến sử dụng ống thép của cột chống dài 12 m cho những vùng biển này. Trong đó: Thanh thép chịu lực lớn được nâng cao thêm 0,5 m và khoảng cách giữa thanh thép chịu lực lớn với thanh thép phía trên nó cách xa thêm 1,3 m. Các thanh thép chéo trong 2 tầng liên kết cũng nâng lên như thế. Khi đó thanh thép có răng và phía dưới có hình chữ T sẽ dài khoảng 17 m.
    Trên đây là một số sửa đổi để viết lại bài Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển mới. Kính mong các bạn xem giúp và chỉ ra những chỗ còn sai sót để tôi sửa đổi lại bài cho tốt hơn. Xin chân thành cám ơn.

  2. #2
    Ngày tham gia
    Aug 2015
    Bài viết
    2
    Hiện nay tôi đã có nhiều sửa đổi, bổ sung về thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển. Nội dung cụ thể như trong bài: “Bổ sung thêm về thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển” đã được đăng ngày 19/04/2015 trong mục Nguồn nước & Môi trường trên trang Web vncold.vn của Hội Đập lớn và Phát triển Nguồn nước Việt Nam.
    Xin mời các bạn xem giúp và góp ý kiến để tôi sửa lại cho tốt hơn. Đặc biệt là đối với khả năng chịu đựng của khung đỡ đối với các loại phao, tôi mới chỉ vẽ trên hình vẽ nhưng chưa tính toán được xem nó có thể dùng được cho phao cao bao nhiêu mét? Kính mong các chuyên gia công trình và các bạn tính toán hộ giúp. Xin chân thành cám ơn.


 

 

Quyền viết bài

  • Bạn Không thể gửi Chủ đề mới
  • Bạn Không thể Gửi trả lời
  • Bạn Không thể Gửi file đính kèm
  • Bạn Không thể Sửa bài viết của mình
  •  
Diễn đàn sử dụng vBulletin® Phiên bản 4.2.5.
Bản quyền của 2018 vBulletin Solutions, Inc. Tất cả quyền được bảo lưu.
Ban quản trị không chịu trách nhiệm về nội dung do thành viên đăng.
Múi giờ GMT +7. Bây giờ là 02:14 AM.