Việt Nam nằm trong vùng gần xích đạo, trong khoảng 80 đến 240 vĩ độ Bắc, 1.020 và 1.100 kinh độ Đông, thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa. Gió ở Việt Nam có hai mùa rõ rệt: Gió mùa Đông Bắc và gió mùa Đông Nam với tốc độ trung bình ở vùng ven biển từ 4,5 đến 6 m/s (ở độ cao 10-12m). Tại các vùng đảo xa, tốc độ gió đạt tới 6 đến 8m/s, tuy không cao bằng tốc độ gió ở các nước Bắc Âu nhưng cũng đủ mạnh để sử dụng turbin gió có hiệu quả.

Turbin gió ở Tuy Phong (Bình Thuận)

So với các nước trong khu vực Việt Nam có nguồn năng lượng gió khá dồi dào. Theo số liệu nghiên cứu của tổ chức phát triển năng lượng gió Châu Á, trên lãnh thổ Việt Nam, các vùng giàu tiềm năng nhất để phát triển năng lượng gió là: Sơn Hải (Ninh Thuận), vùng đồi cát phía tây Hàm Tiến đến Mũi Né (Bình Thuận) và khu vực Bán đảo Phương Mai (Bình Định). Trong những tháng có gió mùa, tỷ lệ gió nam và đông nam lên đến 98% với vận tốc trung bình 6-7m/s, có thể xây dựng các turbin gió công suất tới 3MW.

Một đặc điểm cần phải chú ý là Việt Nam hàng năm chịu nhiều cơn bão mạnh đổ bộ vào Miền Bắc và Miền Trung. Tốc độ gió cực đại trong các cơn bão tại Việt Nam đạt tới 45m/s (bão cấp 14).

Tiềm năng gió của Việt Nam có thể đánh giá thông qua số liệu về gió của Cục Khí tượng Thủy văn theo bảng sau:

Bảng tiềm năng gió của Việt Nam

Trong bảng trên, tốc độ gió được đo ở độ cao 10 – 12m. Các động cơ gió công  suất từ vài trăm đến 1.000 kW thường được lắp trên độ cao 50 – 70m. Các số liệu đo gió ở độ cao trên đã xác định được tốc độ gió bằng công thức gần đúng sau:

Trong đó:

V :     Vận tốc gió cần tìm trên độ cao h

V1:     Vận tốc gió đo được ở độ cao h1

Thực trạng ứng dụng điện gió ở Việt Nam

Theo thống kê, đến tháng 10/2012, Việt Nam đã có gần 50 dự án điện gió được cấp phép đầu tư, xây dựng, tập trung nhiều ở các tỉnh Nam Trung Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long. Điều này tiếp tục minh chứng tiềm năng điện gió ở nước ta rất lớn nhưng để cụ thể hóa tiềm năng lý thuyết thành tiềm năng kinh tế là không dễ dàng. Đặc điểm chung của các dự án điện gió là quy mô nhỏ nhưng suất đầu tư lớn, trong khi giá mua điện gió không thể vượt quá 7-8 cent/kWh, do đó các nhà đầu tư khó đảm bảo được bài toán kinh tế. Giá turbin gió chiếm 60% chi phí đầu tư toàn bộ hệ thống. Nếu mua turbin châu Âu hoặc Bắc Mỹ, giá khoảng 2,2 triệu USD/1MW, sử dụng turbin Trung Quốc thì rẻ hơn (khoảng 1,6 triệu USD/1MW). Các nhà máy điện gió đầu tiên, một ở Bình Thuận và một ở Bạc Liêu, có thể xem là các điểm đột phá trong công nghiệp điện gió.

Với bờ biển dài, lượng gió nhiều và phân bổ khá đều quanh năm, tính đến cuối tháng 1 năm 2012 trên địa bàn tỉnh Bình Thuận đã xây dựng 16 dự án điện gió với tổng công suất dự tính khoảng 1.300 MW, trong đó có 5 dự án đã được cấp giấy chứng nhận đầu tư, 9 dự án đã hoàn thành báo cáo đầu tư trình xin cấp giấy chứng nhận, 2 dự án đang trong giai đoạn khảo sát lập hồ sơ dự án đầu tư. Trong số 16 dự án nói trên, Dự án Nhà máy điện gió Tuy Phong, đặt tại xã Bình Thạnh, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận do công ty cổ phần Năng lượng tái tạo Việt Nam (REVN) đầu tư được triển khai đầu tiên. Toàn bộ dự án, khi hoàn thành, sẽ có 80turbin với tổng công suất 120 MW, sử dụng công nghệ của hãng Furlaender, cộng hòa Liên bang Đức. Giai đoạn một của dự án gồm 20 turbin gió, chiều cao cột 85m, đường kính cánh quạt 77m, công suất 1,5 MW/tua-bin, tổng công suất là 30MW. Hàng năm dự tính sản xuất khoảng gần 100 triệu kWh điện. Hiện nay giai đoạn 1 đã hoàn thành cơ bản; bao gồm các khâu lắp đặt, đưa vào vận hành và đấu nối với lưới điện quốc gia. Nhà máy điện gió Tuy Phong 1 đã chính thức được khánh thành, đi vào hoạt động từ ngày 18/4/2012. Đây cũng là nhà máy điện gió đầu tiên chính thức đi vào hoạt động. Theo kế hoạch, giai đoạn 2 của dự án chuẩn bị khởi công xây dựng và lắp đặt 60 turbin gió, nâng tổng công suất của toàn bộ Nhà máy điện gió Tuy Phong lên 120 MW. Ở tỉnh Bình Thuận, sau Dự án Tuy Phong, dự án điện gió ở đảo Phú Quý với 3 turbin, tổng công suất 6 MW đã lắp đặt xong và vận hành an toàn. Nguồn điện gió Phú Quý phối hợp với nguồn điện diesel đảm bảo cấp điện cho đảo.

Lắp đặt tua-bin gió của GE trên biển ở Bạc Liêu

Dự án điện gió trên biển đầu tiên nước ta ở tỉnh Bạc Liêu đã hoàn thành giai đoạn một với turbin thứ 10 lắp đặt thành công vào chiều ngày 2/10/2012. Toàn bộ Nhà máy điện gió Bạc Liêu được đặt dọc theo đê biển Đông, kéo dài từ phường Nhà Mát đến ranh giới tỉnh Sóc Trăng và chiểm tổng diện tích gần 500 ha. Các turbin gió của hãng General Electric, bằng thép không gỉ, cao 80m, đường kính 4m, mỗi turbin có 3 cánh quạt, mỗi cánh dài 42m, bằng vật liệu compozit đặc biệt, có hệ thống điều khiển giúp cánh quạt tự gập lại khi gặp thời tiết xấu, bão lớn. Dự án có vốn đầu tư khoảng 5.200 tỷ đồng do công ty Công Lý (Cà Mau) làm chủ đầu tư. Trong giai đoạn một đã hoàn thành lắp đặt 10 tua-bin, công suất tổng cộng 16 MW.

Giai đoạn hai của dự án sẽ xây lắp tiếp 52 turbin gió còn lại. Sau khi hoàn thành, nhà máy điện gió Bạc Liêu sẽ có tổng số 62 turbin với tổng công suất trên 99 MW và điện năng sản xuất ra khoảng 320 triệu kWh/năm.

Tại Bình Định dự án nhà máy điện gió Phương Mai 3 với tổng công suất 21 MW đang hoàn tất các thủ tục, hiện đang khoan trắc địa chuẩn bị cho công việc đào móng xây dựng nhà máy. Mới đây Ủy ban nhân dân tỉnh Trà Vinh, tập đoàn EAB (CHLB Đức) và công ty Trasesco đã phối hợp thực hiện dự án đầu tư năng lượng gió tại Duyên Hải – Trà Vinh với 20 tua-bin, tổng công suất 30 MW, sản xuất bình quân 75 triệu kWh/năm.

Điện gió được kỳ vọng như là một trong những nguồn điện của tương lai, xếp hàng sau điện hạt nhân nhưng đứng trước các nguồn điện dùng năng lượng tái tạo khác như điện mặt trời, điện sinh khối v.v. .. Tổng sơ đồ điện VII, đã đưa ra mục tiêu nâng tổng công suất nguồn điện gió từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 1.000 MW vào năm 2020, và khoảng 6.200 MW vào năm 2030; tức điện năng sản xuất từ các nguồn điện gió sẽ chiếm tỷ trọng từ 0,7% năm 2020 lên 2,4% vào năm 2030.

Mô hình turbin gió công nghệ hai dàn cách đồng trục

Công nghệ tua-bin gió hai dàn cánh đồng trục, bước ngoặt phát triển điện gió

Cho đến nay, khó khăn lớn nhất của các dự án điện gió là giá thành điện năng quá cao (khoảng 12 cent/1kWh), nếu không có chính sách ưu đãi của nguồn năng lượng tái tạo thì các nhà đầu tư sẽ bỏ cuộc.

Mới đây xuất hiện công nghệ điện gió hoàn toàn mới, công nghệ hai dàn cánh đồng trục được phát triển từ ý tưởng cánh quạt hai lớp trong máy bay trực thăng quân sự tại Nga. Tác giả của công nghệ này là giáo sư Bakanov Anatoly G., viện sĩ Viện hàn lâm khoa học Nga. Vào tháng 4/2011, công nghệ điện gió  hai dàn cánh đồng trục YnS-W được đăng ký bằng độc quyền sáng chế tại Nga. Chỉ hai tháng sau, Việt Nam đã tiếp cận loại công nghệ này, đồng thời ký kết với đối tác Nga theo dạng dự án tiếp cận công nghệ. công nghệ YnS-W có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với công nghệ điện gió ba cánh hiện nay. Điểm đặc biệt của turbin gió này là thiết kế cánh mới với hai lớp cánh (5 cánh/lớp), tua-bin sẽ lấy được nhiều gió hơn.

Theo tính toán, hệ số sử dụng năng lượng gió của công nghệ hai dàn cánh đồng trục đạt từ 0,6 – 0,8 (hệ số này của tua-bin thông thường đạt từ 0,2 – 0,3), từ đó với turbin công suất 1 MW, sản lượng điện trung bình hàng năm cao gấp 2,5 lần so với các công nghệ điện gió hiện nay. Mặt khác, turbin gió YnS-W có thể hoạt động hết công suất với sức gió trung bình chỉ đạt từ 7-8m/s.

Ngoài ra, tần số âm thanh của turbin YnS-W khi hoạt động phát ra vào khoảng 20-40Hz (tương tự tiếng xào xạc của lá cây), không gây tổn hại đến sức khỏe con người và môi trường xung quanh. Công nghệ turbin gió ba cánh có tần số âm thanh từ 2-8Hz, gây tác động đến thần kinh và tâm lý con người.

Trước mắt, phía đối tác Nga sẽ chế tạo thử ba turbin mỗi chiếc có công suất 1MW cho Việt Nam. Dự kiến, công ty sẽ thành lập nhà máy tại Khu công nghiệp Hiệp Phước (huyện Nhà Bè) để sản xuất đại trà các thiết bị điện gió như turbin, trụ, cánh quạt… cung cấp cho các dự án điện gió khác.

Giải pháp turbin hai lớp cánh đồng trục đủ sức cạnh tranh về hiệu quả kinh tế. Một turbin gió công suất 1MW hoạt động với tốc độ gió trung bình 4,8m/s, giá thành vào khoảng 1,6 triệu USD, có thời gian sử dụng đến 25 năm, mức sản xuất hàng năm đạt 5 triệu kWh (gấp đôi tua-bin 3 cánh quạt), giá thành điện năng chỉ khoảng 1.500 đồng/kWh.

Hy vọng rằng với công nghệ turbin gió mới các dự án điện gió của Việt Nam sẽ phát triển mạnh, bổ sung cho hệ thống điện Việt Nam đang được phát triển với tốc độ cao.

(Nguồn automation.net.vn)