Tuabin gió được phát minh khi nào? Sơ lược lịch sử – GIVASOLAR
Tuabin gió tạo ra điện đầu tiên được xây dựng vào năm 1887 ở Scotland và được sử dụng để cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà nhỏ. Tua bin gió quy mô lớn đầu tiên giống với tuabin hiện đại được Liên Xô chế tạo vào năm 1931 và có công suất 100 kw. Tuabin ngày nay được tạo ra bởi NASA và các nhà nghiên cứu Đan Mạch vào những năm 1970, đặt nền móng kỹ thuật cho các thiết kế đẹp và hiệu quả ngày nay.
Nội Dung Chính
Năng lượng gió tiên phong
Con người đã dựa vào gió hàng ngàn năm. Từ thuyền khơi đến cối xay gió, độ an toàn và đáng tin cậy của một làn gió mạnh đã đưa trái đất đi xa và rộng hơn. Cối xay gió tiên phong được biết đến là một tuabin thẳng đứng được phát minh ở Ba Tư, hay Iran thời nay, vào thế kỷ thứ 7. Chúng được sử dụng để xay ngũ cốc và bơm nước. Thiết kế này đã hoạt động giải trí tốt, đến được với Trung Quốc, Ấn Độ và sau cuối là châu Âu .
Cối xay gió truyền thống của châu Âu trở nên phổ biến vào khoảng năm 1200. Chúng đặc biệt phổ biến ở Đan Mạch và Hà Lan, mặc dù chúng cũng phổ biến ở Anh, Đức và Tây Ban Nha. Giống như những chiếc cối xay gió thẳng đứng ở Trung Đông, chúng chủ yếu được sử dụng để xay ngũ cốc. Việc sử dụng cối xay gió đã giảm mạnh trong cuộc cách mạng công nghiệp, vì năng lượng gió đã trở nên lỗi thời trước máy móc chạy bằng than.
Tuabin gió tiên phong
Tua bin gió tạo ra điện tiên phong được phát minh ở Scotland vào tháng 7 năm 1887. Giáo sư James Blyth của trường Cao đẳng Anderson đã sản xuất một tuabin cao 10 mét với những cánh buồm bằng vải trong khu vườn của ngôi nhà của mình. Nó được sử dụng để cung ứng nguồn năng lượng cho một bộ tích điện, một loại pin, phân phối ánh sáng cho ngôi nhà của ông. Anh đề xuất phân phối thêm điện cho ngôi làng Marykirk lân cận của mình, nhưng họ đã khước từ. Tuabin của Giáo sư Blyth là tuabin Savonius trục thẳng đứng .Chỉ vài tháng sau, Charles. F. Brush, một người kinh doanh, kỹ sư và nhà phát minh, đã sản xuất một tuabin gió ở Cleveland, Ohio. Tuabin Brush là một tuabin nằm ngang, có hình thức bề ngoài tựa như như một cối xay gió truyền thống lịch sử. Nó khá lớn, với một cánh quạt có đường kính 17 mét được gắn trên một tòa tháp 18 mét. Rôto có 144 cánh và quay chậm. Nó có hiệu suất 12 kW và được sử dụng để sạc pin cho Brush, hoặc cung ứng nguồn năng lượng cho mạng lưới hệ thống chiếu sáng và máy móc trong phòng thí nghiệm của anh ấy .
Năm 1891, nhà khoa học Đan Mạch Poul la Cour đã chế tạo một tuabin gió để cung cấp năng lượng chiếu sáng tại một trường trung học địa phương ở ngôi làng nhỏ Askov. Ông đã phát minh ra một bộ điều chỉnh cho tuabin để giúp cung cấp nguồn điện ổn định và sau đó sử dụng nó để cung cấp năng lượng cho toàn bộ ngôi làng.
Vào đầu thế kỷ 20, tuabin gió quy mô nhỏ đã đạt được thành công xuất sắc tương đối ở một số ít khu vực trên quốc tế. Ở Đan Mạch, khoảng chừng 2.500 trăm cối xay gió đã được đưa vào hoạt động giải trí vào năm 1900. Ở miền Trung Tây Hoa Kỳ, vài triệu cối xay gió nhỏ nằm rải rác trong cảnh sắc, và được sử dụng để bơm nước và tạo ra một lượng nhỏ điện năng. Úc cũng tận mắt chứng kiến việc sử dụng quy mô nhỏ những tuabin gió để cung ứng nguồn năng lượng cho những trang trại và bưu điện ở xa .
Phát triển lớn hơn
Những năm 1930 tận mắt chứng kiến những thí nghiệm tiên phong với tuabin gió quy mô tiện ích. Ở Yalta, thuộc Liên Xô cũ, một tuabin 100 kW đã được dựng lên vào năm 1931. Nó vẫn hoạt động giải trí trong khoảng chừng mười năm. Tháp có phong cách thiết kế dạng lưới và cao khoảng chừng 30 mét. Cánh quạt có đường kính 30 mét và có ba cánh, tựa như như những tuabin gió ngày này .
Tuabin có quy mô MW tiên phong được kiến thiết xây dựng ở Castleton, Vermont, vào năm 1941. Do kỹ sư Palmer Putnam sản xuất, tuabin có hiệu suất 1,25 MW và được liên kết với mạng lưới hệ thống phân phối điện trên một ngọn núi gần đó. Nó vẫn hoạt động giải trí chỉ trong hơn 1.100 giờ, tức khoảng chừng 45 ngày, trước khi bị hỏng lưỡi dao. Sự thiếu vắng vật tư do Chiến tranh quốc tế thứ hai đã ngăn cản việc thay thế sửa chữa. Sẽ không có tuabin nào cỡ này được sản xuất trong 40 năm nữa .
Cuộc khủng hoảng cục bộ dầu mỏ và nghiên cứu và điều tra nguồn năng lượng gió
Trong suốt phần lớn thế kỷ 20, việc phát hiện ra một số trữ lượng lớn nhiên liệu hóa thạch đã khiến năng lượng gió trở nên bùng nổ. Than và dầu đã trở thành nhiên liệu được lựa chọn cho một thế giới đang phát triển nhanh chóng. Hoa Kỳ và Trung Đông trở thành những nước sản xuất dầu lớn nhất, và việc tân trang hóa và văn hóa xe hơi đã trở thành chuẩn mực ở các nước phương Tây. Nền kinh tế toàn cầu tăng trưởng với tốc độ chưa từng có cho đến những năm 1970, khi nền kinh tế dầu mỏ ngừng trệ. Nguồn cung dầu thiếu hụt khiến giá cả tăng vọt. Do đã trở nên phụ thuộc nhiều vào dầu mỏ, chính phủ Mỹ bắt đầu đổ tiền vào việc phát triển các nguồn nhiên liệu thay thế. Năng lượng gió một lần nữa trở thành tâm điểm chú ý.
Các thử nghiệm của NASA
Bắt đầu từ năm 1975, NASA đã đứng vị trí số 1 một cuộc thử nghiệm đa năng vào nguồn năng lượng gió với tiềm năng tạo ra hạ tầng chạy bằng nguồn năng lượng gió quy mô tiện ích ở Hoa Kỳ. Từ năm 1975 đến năm 1996, tổng số có 14 tuabin đã được sản xuất và thử nghiệm ở nhiều khu vực khác nhau trên khắp quốc gia. Một số tuabin được kiến thiết xây dựng trong thời kỳ này là lớn nhất cho đến nay. Trong đó lớn nhất, MOD-5B – lớn nhất quốc tế khi được sản xuất vào năm 1987. Nó có đường kính cánh quạt là 100 mét và hiệu suất 3,2 MW .
Các thí nghiệm về gió của NASA đã tạo ra những hiệu quả có giá trị và nhiều khái niệm đang được vận dụng trong ngành công nghiệp gió thời nay. Các kỹ sư đã thử nghiệm với tuabin có số lượng cánh khác nhau, gồm có tuabin một và hai cánh. Mối quan hệ giữa số lượng cánh quạt, độ không thay đổi của tuabin và hiệu suất đã giúp tạo ra tiêu chuẩn ba cánh được sử dụng ngày này. Các công nghệ tiên tiến khác do NASA tiên phong bao gồm vật tư lưỡi composite, tháp hình ống bằng thép và phong cách thiết kế lưỡi khí động học .
Vào những năm 1980, giá dầu bắt đầu giảm và năng lượng gió trở nên không kinh tế. Các công ty hợp tác với NASA, như Boeing và GE, đã rút khỏi chương trình và chấm dứt sản xuất thương mại các tuabin của họ.
Trang trại gió đèo Altamont
Để đối phó với cuộc khủng hoảng cục bộ dầu mỏ, California khởi đầu đưa ra những khuyễn mãi thêm về thuế để khuyến khích sự tăng trưởng của những trang trại điện gió. Một số trang trại gió mọc lên trên khắp tiểu bang, đáng quan tâm nhất là Trang trại gió đèo Altamont. Tọa lạc tại Quận Alameda chỉ cách San Jose vài giờ, đây là một trong những ứng dụng quy mô tiện ích lớn tiên phong của gió để cung ứng điện. Đèo Altamont từng là trang trại điện gió lớn nhất quốc tế cả về quy mô và hiệu suất, và thậm chí còn ngày này, khu vực này có tỷ lệ tuabin cao nhất quốc tế .Các tuabin tiên phong ở đèo Altamont được kiến thiết xây dựng trên những tháp kiểu lưới, có tính năng lôi cuốn những loài chim làm tổ. Điều này đã gây tử trận cho động vật hoang dã và làm phát sinh cuộc tranh luận lúc bấy giờ xung quanh sự nguy khốn của tuabin gió so với loài chim. Các tuabin cũ đã ngừng hoạt động giải trí từ lâu, mặc dầu vị trí của trang trại gió trong môi trường tự nhiên sống chính của chim vẫn khiến nó trở thành mối rình rập đe dọa so với động vật hoang dã hoang dã địa phương .
Nghiên cứu ở Đan Mạch
Cùng thời gian NASA đang thử nghiệm ở Mỹ, những kỹ sư Đan Mạch đang triển khai điều tra và nghiên cứu của riêng họ. Bắt đầu từ cuối những năm 1970, người Hà Lan đã kiến thiết xây dựng tuabin đa megawatt tiên phong trên quốc tế ở Tvind, một trường học dành cho những thanh thiếu niên gặp khó khăn vất vả. Tuabin rô tuyn đỏ trắng có hiệu suất 2 MW và vẫn được sử dụng cho đến thời nay .
Trong khi những kỹ sư Mỹ được thôi thúc bởi giá dầu, thì người Hà Lan lại bị thôi thúc bởi những quan ngại về khí hậu. Họ tập trung chuyên sâu vào sản xuất hàng loạt tuabin để hoàn thành xong hiệu suất cao khí động học đồng thời nâng cao hiệu suất. Điều này dẫn đến việc vương quốc này có một trong những ngành công nghiệp gió mạnh nhất trên quốc tế. Các nhóm điều tra và nghiên cứu bắt đầu của Hà Lan là tiền thân trực tiếp của những công ty như Vestas và Enercon .
Vụ nổ nguồn năng lượng gió
Sau khi tạm dừng điều tra và nghiên cứu tuabin gió, những quan ngại về khí hậu và những công nghệ tiên tiến tiên tiến và phát triển đã làm phát sinh kỷ nguyên điện gió lúc bấy giờ. Kể từ những năm 2000, nguồn năng lượng gió đã được tiến hành hàng loạt trên khắp quốc tế. Tua bin trở nên lớn hơn, mạnh hơn và hiệu suất cao hơn. Các nhà nghiên cứu khởi đầu hoàn thành xong phong cách thiết kế cánh quạt và tạo ra những cánh quạt khí động học mẫu mã đẹp giúp chiết xuất nhiều nguồn năng lượng hơn từ gió. Các tuabin ngoài khơi hàng loạt được tăng trưởng, trở nên thông dụng ở Anh và Hà Lan. Trong khi những vương quốc như Trung Quốc và Mỹ đứng vị trí số 1 về tổng hiệu suất lắp ráp, những vương quốc Bắc Âu như Đan Mạch và Thụy Điển đã tiêu biểu vượt trội trong việc sử dụng nguồn năng lượng gió để tạo ra một tỷ suất lớn hơn trong tổng nhu yếu nguồn năng lượng của họ .
Phần Kết luận
Các tuabin gió tiên phong tạo ra đủ điện để cung ứng nguồn năng lượng cho những ngôi nhà nhỏ và nhìn chung không hiệu suất cao lắm. Tuy nhiên, họ đại diện thay mặt cho một bước tiến lớn trong việc cung ứng nguồn năng lượng cho quốc tế đang tăng trưởng của tất cả chúng ta. Thật không may, nguyên vật liệu hóa thạch đã át đi sự chăm sóc đến nguồn năng lượng gió, vốn đã phải lùi bước cho đến những năm 1970. Ngay cả khi đó, nguồn năng lượng gió chỉ Open như một thử nghiệm mới lạ, không phải là một chiêu thức sản xuất điện thuần túy. Năng lượng gió đã được chăm sóc trở lại vào những năm 2000 khi cuộc khủng hoảng cục bộ khí hậu Open trước mắt công chúng. Ngày nay, nguồn năng lượng gió là dạng nguồn năng lượng tái tạo tăng trưởng nhanh nhất và những tuabin gió văn minh đã có một chặng đường dài so với chiếc máy bằng gỗ 12 kW của Charles Brush .
Các câu hỏi thường gặp
Tua bin gió được phát minh khi nào ?
Các tuabin tạo ra điện tiên phong được kiến thiết xây dựng vào năm 1887, chỉ cách nhau vài tháng. Giáo sư James Blyth đã sản xuất một tuabin thẳng đứng kiểu Savonius để cung ứng nguồn năng lượng cho ngôi nhà của mình ở Scotland. Cuối năm đó, Charles F. Brush đã sản xuất một tuabin truy vấn ngang 12 kW ở Ohio để phân phối điện cho phòng thí nghiệm của mình .
Tua bin gió tân tiến được tạo ra khi nào ?
Vào những năm 1970, nghiên cứu do NASA và các kỹ sư Đan Mạch thực hiện đã tạo ra nền tảng cho các tuabin hiện đại ngày nay. Các tiêu chuẩn mà họ đặt ra bao gồm rotor ba cánh, tháp ống thép và cánh quạt được tối ưu hóa về mặt khí động học.
Trang trại gió lớn tiên phong là gì ?
Trang trại gió Altamont ở Bắc California là trang trại gió quy mô tiện ích tiên phong phân phối điện cho công chúng. Nó vẫn hoạt động giải trí cho đến ngày này, mặc dầu hầu hết những tuabin cũ đã được sửa chữa thay thế từ lâu .
Source: https://laodongdongnai.vn
Category: Phát Minh
