International Journal of Energy Eng

International Journal of Energy Engineering 2012, 2(3): 60-66
DOI: 10.5923/j.ijee.20120203.01
Advance Application of Wind Energy and Wind Power in Louisiana
Yucheng Liu*, Stefan J. Chu
Department of Mechanical Engineering, University of Louisiana at Lafayette, Lafayette, LA, 70503, USA

Abstract In recent years, many nations have been creating newer, more efficient sources of energy and appropriate legislation with which to drive these new economic frontiers. Wind power or wind energy is one of those energy sources that is used for generating electricity and helping us up to a large extent to cope with humankind’s increasing needs and demands of electricity. Countries in Europe, parts of Asia, and the Americas, such as the U.S., China, and Germany, are in the forefront of this technological and environmental revolution, and, as a result, have seen large support and success in the endeavor for clean energy. Modern variable-axis wind turbines have been and are continuing to be very popular and moderately efficient forms of this clean energy. Changes in American energy policy have facilitated the transition towards new energy systems, including wind energy; however, Louisiana—which is largely an oil and gas state—is not showing much, if any, initiative to capitalize and integrate towards these energy sources. An outline of the economic growth of Europe, China, and the whole U.S.A will show that this industry, supported by manufacturers and labor sources, is a viable and profitable form of clean energy.
Keyword Wind Energy, Wind Power, Wind Technology, Louisiana, Green Energy


1. Introduction
Wind energy is a rapidly expanding field of study which concentrates its efforts to generating electricity by capturing the power within kinetic air flow. Modern trends being adopted in Europe, parts of Asia, and the United States are paving the way to an era based on renewable energy rather than carbon-rich fossil fuels. The US is attempting to follow in this pattern by implementing clean energy legislation and mandatory emission standards; however, without a strong, well-established economy and the relative industry to drive these plans, Louisiana could fall behind our sister states in the race to own and capitalize on this promising market.
With that in mind, what exactly is wind energy and how can we generate it? Simply, wind energy is generated by fan blades attached to a gear box that rotate under the influence of natural wind patterns. This will spin a shaft which is attached to a generator in order to create electricity to power a light bulb, farm, small town, or city block depending on the size and location of the turbine, or turbines in the case of a wind range. Humans using wind as a form of energy is recorded as long as a 1000 years ago; farmers could mill grains, pump water, cut lumber, and a variety of other laborious tasks due to the physical energy acquired with the early turbine. Following the rush of electricity in the 19th

* Corresponding author:
[e-mail] (Yucheng Liu)
Published online at http://journal.sapub.org/ijee
Copyright © 2012 Scientific & Academic Publishing. All Rights Reserved
century, the early variable-speed wind turbines had no economical way of either interconnecting to power grids or supplying power for the many new appliances that began to fill farm households[1].
Figure 1. Offshore Wind Turbines.
Many advances were made during the 1800’s due to the rapid expansion of America to the Pacific Ocean and a growing national agricultural demand. Around the time of Edison and Tesla, electrical generation and motor technology breakthroughs were widely published and the 60 Hz A/C voltage system forced the variable speed horizontal axis turbines out of common use—save for the farmers who relied on them despite their poor efficiency. With these new generators working in conjunction with variable speed fan blades and gear boxes, Americans and Europeans using this technology could then send the energy generated from the turbines back into the grid[1]. Wind energy became a new commodity and efforts in mostly centered in Europe increased the support and usability of this new technology.
2. Advantages of Wind Energy
Compared to other forms of energy, the wind energy provides following advantages.
The wind energy is a safer and cleaner source of energy which generates electricity without releasing any harmful pollutants or gases as by products.
Wind energy is also one of the cheapest forms of energy available today and therefore it can be extensively used in rural areas by poor farmers. Table 1 lists and compares the price of wind energy and other energy forms.
Wind energy is an efficient renewable energy, because it does not involve the use of any fossil fuels or nonrenewable sources of energy like natural gas, coal or oil.
Wind energy is a green energy because it is causes no carbon emissions therefore creating less pollution.
Wind is a never ending resource, therefore power cuts and power failures are almost nonexistent in areas that rely upon wind power to generate electricity.
With the use of larger electric grids, higher amount of electricity can be generated, which thus makes electricity accessible to a larger number of households in the vicinity.
Table 1. Total cost of electricity production per kWh[2]
Energy Source Cost per kWh
Nuclear $0.04
Hydro $0.03
Coal $0.04
Natural Gas $0.10
Petroleum $0.10
Other Renewables $0.15
Wind $0.08
3. Modern Design of Variable Speed Horizontal Axis Wind Turbines
Most modern wind turbines are under the class of variable-speed, horizontal axis. This means two major things: that the blades do not spin at the same speed all of the time but rather they vary according to the relative intensity of wind speeds, and that the blade’s axis of rotation is horizontal. The founding of variable voltage conversion in the 1970’s propagated a large growth in wind turbine farms and the potential for “unlimited” energy. Though this is impossible, the efficiency of modern turbines is startling compared to the capacities seen previously.

Figure 2. Internal Components of Modern Turbine[5].
3.1. Major Components
Blades: Hit by the moving wind and convert the kinetic wind into rotational shaft energy. Effective Design has shown that a 6:7 tip speed/wind speed ratio is optimal. In order to increase power output, larger components must be built; however, weight and wear become major factors with large scale design.
Hub: Serves as the center axis for the rotating blades. Contain rotor and flange bolts which allow adjustment of blades.
Main Shaft: Turns the gear box and generator.
Gearbox: The defining feature of the variable axis wind turbine, which allows for shifting of gear ratios to enhance the efficiency of the generated electricity. Usually a combination of two gear sets to allow at most one ratio of 1:25, or two 1:5 ratio conversions.
Generator: Housed inside the Nacelle, receives rotational energy and creates a rotating magnetic field is produced inside a set of windings called the stator[3].
4. Modern Market for Wind Energy
4.1. European Standard


Figure 3. +7% Growth of Output from Wind Turbines in Mega-Watts from 1995 to 2000 in European Union.
By the end of 2000, almost 17500 MW of electricity - generating wind turbines were operating in over 50 countries. Of these, over 70% (12800 MW) were installed in the European Union[4].
The creation of support systems through kilowatt-hour (kWh) feed-in tariffs has significantly boosted wind power installations and similar investments. Turbine manufacturing industries also benefited from these changes. Other European countries that have chosen not to utilize these tariff systems have been less successful, despite their advantageous wind potential. Germany, Spain, and Denmark are leading the rest of the European countries which supply and maintain an efficient system of wind energy creation. In employment terms, the wind industry has created some 25000 new jobs in Germany. The industry’s 1999 turnover amounted to the record of 2 billion Euros, including exports which have grown to almost 20% of total sales[4].
According to the European Commission’s “EU Energy Outlook to 2020” study, the use of electricity is expected to expand by 1.7% per year over the period 1995–2020. Total power capacity requirements are expected to increase by some 300 GW during this period and a similar amount of new capacity will be required for the replacement of decommissioned plants. Thus, approximately 600 GW of new plants over the 1995–2020 period will be constructed and put into use. On the same note, the European Parliament in 1998 has set the goal of “doubling Renewable Generation in Europe from 6% of the gross energy consumption to 12% by 2010. It is estimated that this development will have the following effects[4]:
Total avoided fuel cost (1997–2010) 21 billion Euros.
Half a million new jobs created.
Reduction of fuel imports by 17.4% compared to 1994.
Reduction in CO emissions up to 402 million tons per year compared to 1997”
4.2. Asian Standard
China and India are in the forefront of Asian nations which are increasing their funding of wind energy programs. Chinese energy officials predict some of the largest business growth in the next 2-5 years to be in the energy market, with a significant portion coming from wind energy related industries. In 2007, 24 billion Yuan ($3.28 billion US, approximately) was invested in the energy sector which spurred an increased growth in these industries and created a localization of resources in the provinces of China (Schwartz and Hodum 2008). The effects of localization could not previously be seen in Europe because not only are the nations of Europe close together, but also these companies were physically obliged to sell and buy from each other so that their industry could grow

Figure 4.

Kết quả (Việt) 1:

Tạp chí quốc tế của năng lượng kỹ thuật năm 2012, 2(3): 60-66 DOI: 10.5923/j.ijee.20120203.01 Nâng cao ứng dụng năng lượng gió và năng lượng gió ở Louisiana Ngu lưu *, Stefan J. Chu Vùng của cơ khí, đại học Louisiana tại Lafayette, Lafayette, LA, 70503, Mỹ Trừu tượng trong những năm qua, nhiều quốc gia đã tạo ra mới hơn, hiệu quả hơn nguồn năng lượng và pháp luật thích hợp mà lái xe các biên giới kinh tế mới. Năng lượng gió hoặc năng lượng gió là một trong những nguồn năng lượng được sử dụng để tạo ra điện và giúp chúng tôi đến một mức độ lớn để đối phó với nhu cầu ngày càng cao của con người và nhu cầu điện. Các quốc gia ở châu Âu, các bộ phận của Châu á và châu Mỹ, chẳng hạn như Mỹ, Trung Quốc và Đức, trong hàng đầu của cuộc cách mạng công nghệ và môi trường này, và, kết quả là, đã thấy hỗ trợ lớn và thành công trong nỗ lực cho năng lượng sạch. Tua bin gió biến-trục hiện đại đã và đang tiếp tục là rất phổ biến và khá hiệu quả các hình thức này năng lượng sạch. Những thay đổi trong chính sách năng lượng Mỹ đã tạo điều kiện chuyển tiếp hướng tới các hệ thống năng lượng mới, bao gồm cả năng lượng gió; Tuy nhiên, Louisiana — đó là chủ yếu là một nhà nước dầu và khí đốt — không hiển thị nhiều, nếu có, sáng kiến để tận dụng và tích hợp đối với các nguồn năng lượng. Một phác thảo của sự tăng trưởng kinh tế của châu Âu, Trung Quốc, và Hoa Kỳ toàn bộ sẽ hiển thị rằng ngành công nghiệp này, được hỗ trợ bởi nhà sản xuất và lao động nguồn, là một hình thức khả thi và lợi nhuận năng lượng sạch. Từ khóa năng lượng gió, năng lượng gió, gió công nghệ, Louisiana, màu xanh lá cây năng lượng 1. giới thiệu Năng lượng gió là một nhanh chóng mở rộng lĩnh vực nghiên cứu mà tập trung nỗ lực của mình để tạo ra điện bằng cách chiếm quyền lực trong vòng lưu lượng khí động lực. Xu hướng hiện đại đang được sử dụng ở châu Âu, các bộ phận của Châu á và Hoa Kỳ mở đường đến một thời đại dựa trên năng lượng tái tạo chứ không phải là nhiên liệu hóa thạch bon-phong phú. Hoa Kỳ là cố gắng để làm theo trong mô hình này bằng cách thực hiện pháp luật về năng lượng sạch và tiêu chuẩn khí thải bắt buộc; Tuy nhiên, mà không có một nền kinh tế mạnh mẽ, cũng thành lập và ngành công nghiệp tương đối để lái xe các kế hoạch, Louisiana có thể tụt lại phía sau của chúng tôi chị kỳ trong cuộc đua để sở hữu và tận dụng trên thị trường hứa hẹn này. Với ý nghĩ đó, những gì chính xác là năng lượng gió và làm thế nào chúng tôi có thể tạo ra nó? Đơn giản, năng lượng gió được tạo ra bởi fan hâm mộ lưỡi gắn liền với một hộp bánh mà xoay dưới ảnh hưởng của gió tự nhiên mẫu. Điều này sẽ quay một trục mà được gắn vào một máy phát điện để tạo ra điện cho điện một bóng đèn, trang trại, thị trấn nhỏ, hoặc khối thành phố tùy thuộc vào kích thước và vị trí của tuabin hoặc tuabin trong trường hợp của một gió nhiều. Con người bằng cách sử dụng gió như một dạng năng lượng được ghi lại càng lâu càng một 1.000 năm trước; nông dân có thể mill hạt, bơm nước, gỗ cắt, và một loạt các nhiệm vụ khác siêng năng do năng lượng vật lý được mua lại với tuabin đầu. Sau cơn sốt của điện trong 19 * Tác giả tương ứng: [e-mail] (ngu Liu) Xuất bản trực tuyến tại http://journal.sapub.org/ijee Bản quyền © 2012 khoa học & học tập xuất bản. Tất cả các quyền thế kỷ, các tua bin gió biến tốc độ đầu, đã có không có cách kinh tế của một trong hai kết nối với điện lưới hoặc cung cấp năng lượng cho các thiết bị mới nhiều bắt đầu để điền vào trang trại hộ [1]. Hình 1. Tua bin gió ngoài khơi. Nhiều tiến bộ đã được thực hiện trong những năm 1800 do sự mở rộng nhanh chóng của Mỹ Thái Bình Dương và một nhu cầu nông nghiệp quốc gia đang phát triển. Khoảng thời gian của Edison và Tesla, các thế hệ điện và động cơ công nghệ đột phá đã được công bố rộng rãi và hệ thống điện áp 60 Hz a/c buộc biến tốc độ trục ngang tua bin phổ biến sử dụng — tiết kiệm cho những người dựa vào chúng mặc dù hiệu quả nghèo của nông dân. Với những máy phát điện mới làm việc cùng với tốc độ quạt lưỡi và bánh hộp, người Mỹ và châu Âu bằng cách sử dụng công nghệ này sau đó có thể gửi năng lượng được tạo ra từ các turbine trở lại vào lưới điện [1]. Năng lượng gió đã trở thành một thứ hàng hóa mới và những nỗ lực ở châu Âu chủ yếu là trung tâm trong tăng sự hỗ trợ và khả năng sử dụng của công nghệ mới này. 2. ưu điểm của năng lượng gió So với các hình thức khác của năng lượng, năng lượng gió cung cấp sau lợi thế. Năng lượng gió là một an toàn hơn và sạch hơn nguồn năng lượng mà tạo ra điện mà không phát hành bất kỳ chất gây ô nhiễm độc hại hoặc khí như của sản phẩm. Năng lượng gió cũng là một trong các hình thức rẻ nhất của năng lượng hiện nay và do đó nó có thể được sử dụng rộng rãi trong khu vực nông thôn của nông dân nghèo. Bảng 1 danh sách và so sánh giá của năng lượng gió và các hình thức khác của năng lượng. Năng lượng gió là một năng lượng tái tạo hiệu quả, bởi vì nó liên quan đến việc sử dụng bất kỳ nhiên liệu hóa thạch hoặc nonrenewable nguồn năng lượng như khí đốt tự nhiên, than đá hoặc dầu. Năng lượng gió là một năng lượng màu xanh lá cây bởi vì nó là nguyên nhân không có lượng khí thải carbon, do đó việc tạo ra ô nhiễm ít hơn. Gió là một nguồn tài nguyên không bao giờ kết thúc, do đó cắt giảm sức mạnh và quyền lực thất bại là hầu như không tồn tại trong lĩnh vực mà dựa vào điện gió để tạo ra điện. Với việc sử dụng lưới điện lớn hơn, các số tiền cao hơn điện có thể được tạo ra, mà do đó làm cho điện có thể truy cập một số lớn hơn của hộ gia đình trong vùng lân cận. Bảng 1. Tổng chi phí của sản xuất điện cho mỗi kWh [2] Năng lượng nguồn chi phí cho mỗi kWh Hạt nhân $0,04 Thủy $0,03 Than $0,04 Khí đốt tự nhiên $0,10 Dầu khí $0,10 Năng lượng tái tạo khác $0,15 Gió $0,08 3. hiện đại thiết kế của tốc độ biến trục ngang tua bin gió Tua bin gió hiện đại nhất đang các lớp học của tốc độ biến, ngang trục. Điều này có nghĩa là hai chính điều: mà các lưỡi không quay tại cùng một tốc độ tất cả thời gian nhưng thay vào đó họ thay đổi theo cường độ tương đối của tốc độ gió, và rằng các lưỡi trục quay là ngang. Thành lập điện áp biến chuyển đổi vào những năm 1970 tuyên truyền một sự tăng trưởng lớn trong trang trại tua bin gió và tiềm năng cho năng lượng "không giới hạn". Mặc dù điều này là không thể, hiệu quả của tuabin hiện đại là đáng ngạc nhiên so với khả năng nhìn thấy trước đó. Hình 2. Các thành phần nội bộ của tuabin hiện đại [5]. 3.1. thiếu thành phần Lưỡi: Ảnh hưởng bởi gió di chuyển và chuyển đổi kinetic gió thành năng lượng quay trục. Hiệu quả thiết kế đã chỉ ra rằng một 6:7 Mẹo tốc độ/gió tốc độ tỷ lệ là tối ưu. Để tăng sản lượng điện, lớn hơn các thành phần phải được xây dựng; Tuy nhiên, trọng lượng và mặc trở thành yếu tố chính với thiết kế quy mô lớn. Trung tâm: Phục vụ như Trung tâm trục cho lưỡi quay. Chứa Bu lông cánh quạt và mặt bích cho phép điều chỉnh của lưỡi. Trục chính: Biến hộp số và máy phát điện. Hộp số: Các tính năng xác định của tua bin gió trục biến, cho phép chuyển dịch của tỷ lệ bánh để nâng cao hiệu quả của điện tạo ra. Thường là một sự kết hợp của hai bánh bộ để cho phép ở hầu hết một tỷ lệ 1:25 hoặc hai 1:5 tỷ lệ chuyển đổi. Máy phát điện: Nằm bên trong vỏ, nhận được năng lượng quay và tạo ra một quay từ trường được tạo ra bên trong một tập hợp các cuộn dây stator [3] được gọi là. 4. các thị trường hiện đại cho năng lượng gió 4.1. châu Âu tiêu chuẩn Hình 3. + 7% các phát triển của sản lượng từ tua bin gió trong Mega-watt từ năm 1995 đến năm 2000 trong liên minh châu Âu. Vào cuối năm 2000, hầu như 17500 MW điện - tạo tua bin gió đã hoạt động tại hơn 50 quốc gia. Trong số này, hơn 70% (12800 MW) đã được cài đặt trong liên minh châu Âu [4]. Việc tạo ra các hệ thống hỗ trợ thông qua mỗi kilowatt-giờ (kWh) nguồn cấp dữ liệu-trong thuế quan đáng kể đã thúc đẩy việc cài đặt điện gió và tương tự như đầu tư. Tuabin sản xuất các ngành công nghiệp cũng được hưởng lợi từ những thay đổi này. Các quốc gia châu Âu khác đã chọn không sử dụng các hệ thống thuế quan đã không thành công, mặc dù tiềm năng gió thuận lợi của họ. Đức, Tây Ban Nha và Đan Mạch đang dẫn đầu phần còn lại của các quốc gia châu Âu mà cung cấp và duy trì một hệ thống hiệu quả của gió năng lượng sáng tạo. Trong điều kiện việc làm, các ngành công nghiệp gió đã tạo ra một số công việc mới 25000 ở Đức. Ngành công nghiệp năm 1999 doanh thu lên tới kỷ lục 2 tỷ Euro, bao gồm xuất khẩu đã tăng lên đến gần 20% tổng doanh số [4]. Theo các nghiên cứu "Năng lượng EU Outlook đến năm 2020" của Ủy ban châu Âu, việc sử dụng của điện dự kiến sẽ mở rộng bằng 1,7% mỗi năm trong giai đoạn 1995-2020. Tất cả quyền lực công suất yêu cầu được dự kiến sẽ tăng một số 300 GW trong giai đoạn này và một số lượng tương tự như năng lực mới sẽ được yêu cầu cho việc thay thế ngừng hoạt động vật. Vì vậy, khoảng 600 GW thực vật mới trong giai đoạn 1995-2020 sẽ được xây dựng và đưa vào sử dụng. Trên cùng một lưu ý, các nghị viện châu Âu vào năm 1998 đã thiết lập mục tiêu của "tăng gấp đôi tái tạo thế hệ ở châu Âu từ 6% tổng năng lượng tiêu thụ đến 12% vào năm 2010. Người ta ước tính rằng sự phát triển này sẽ có tác dụng sau đây [4]: Tổng số tránh chi phí nhiên liệu (1997-2010) 21 tỷ Euro. Một nửa một triệu việc làm mới tạo ra. Giảm lượng nhiên liệu nhập khẩu bởi 17,4% so với năm 1994. Giảm lượng khí thải CO đến 402 triệu tấn / năm so với 1997" 4.2. Châu á tiêu chuẩn Trung Quốc và Ấn Độ trong hàng đầu của quốc gia Châu á mà đang gia tăng của tài trợ của chương trình năng lượng gió. Các quan chức Trung Quốc năng lượng dự đoán một số sự phát triển kinh doanh lớn nhất trong kế tiếp 2-5 năm để ở thị trường năng lượng, với một phần đáng kể đến từ năng lượng gió liên quan đến ngành công nghiệp. Trong năm 2007, 24 tỷ nhân dân tệ ($3.28 tỷ USD, khoảng) đã được đầu tư trong lĩnh vực năng lượng đó thúc đẩy một sự tăng trưởng tăng lên trong các ngành công nghiệp và tạo ra một nội địa hóa của tài nguyên tại các tỉnh của Trung Quốc (Schwartz và Hodum năm 2008). Những ảnh hưởng của địa phương hoá có thể không đã được nhìn thấy ở châu Âu vì không chỉ là các quốc gia châu Âu gần nhau, nhưng cũng có các công ty được thể chất bắt buộc phải bán và mua từ mỗi khác để ngành công nghiệp của họ có thể phát triển Hình 4.

Kết quả (Việt) 2:

Tạp chí Quốc tế về Kỹ thuật Năng lượng năm 2012, 2 (3): 60-66
DOI: 10,5923 / j.ijee.20120203.01
Tạm ứng dụng của năng lượng gió và điện gió ở Louisiana
Yucheng Liu *, Stefan J. Chu
Vụ Cơ khí, Đại học Louisiana tại Lafayette, Lafayette, LA, 70.503, USA Tóm tắt Trong những năm gần đây, nhiều quốc gia đã và đang tạo mới hơn, hiệu quả hơn các nguồn năng lượng và pháp luật phù hợp để thúc đẩy các biên giới kinh tế mới. Năng lượng gió hay năng lượng gió là một trong những nguồn năng lượng được sử dụng để tạo ra điện và giúp chúng tôi lên đến một mức độ lớn để đối phó với nhu cầu và nhu cầu điện ngày càng tăng của nhân loại. Các nước ở châu Âu, một phần châu Á và châu Mỹ, chẳng hạn như Mỹ, Trung Quốc và Đức, đang đi đầu trong cuộc cách mạng công nghệ và môi trường này, và, kết quả là, đã thấy sự hỗ trợ lớn và thành công trong nỗ lực cho sạch năng lượng. Biến-trục tua bin gió hiện đại đã và đang tiếp tục có hình thức rất phổ biến và tương đối hiệu quả của năng lượng sạch này. Những thay đổi trong chính sách năng lượng của Mỹ đã tạo thuận lợi cho quá trình chuyển đổi đối với hệ thống năng lượng mới, bao gồm cả năng lượng gió; Tuy nhiên, Louisiana-mà phần lớn là dầu và khí đốt nhà nước-không hiển thị nhiều, nếu có, chủ động để tận dụng và tích hợp đối với các nguồn năng lượng. Một phác thảo của sự tăng trưởng kinh tế của châu Âu, Trung Quốc và trên toàn nước Mỹ sẽ cho thấy ngành công nghiệp này, được hỗ trợ bởi các nhà sản xuất và nguồn lao động, là một hình thức khả thi và lợi nhuận của năng lượng sạch. Từ khoá Năng lượng gió, điện gió, gió Công nghệ, Louisiana, Green Energy 1. Giới thiệu gió năng lượng là một lĩnh vực phát triển nhanh chóng của các nghiên cứu trong đó tập trung nỗ lực của mình để tạo ra điện bằng cách thâu tóm quyền lực trong dòng chảy không khí động học. Xu hướng hiện đại được áp dụng tại châu Âu, một phần châu Á, và Hoa Kỳ đang mở đường cho một thời đại dựa trên năng lượng tái tạo thay vì nhiên liệu hóa thạch giàu cácbon. Hoa Kỳ đang cố gắng để làm theo mô hình này bằng cách thực hiện pháp luật về năng lượng sạch và tiêu chuẩn khí thải bắt buộc; Tuy nhiên, không có một nền kinh tế cũng như thành lập mạnh mẽ và các ngành công nghiệp liên quan đến lái xe các kế hoạch này, Louisiana có thể rơi vào phía sau tiểu bang chị em của chúng ta trong cuộc đua để sở hữu và tận dụng thị trường đầy hứa hẹn này. Với ý nghĩ đó, những gì chính xác là năng lượng gió và làm thế nào chúng ta có thể tạo ra nó? Đơn giản, năng lượng gió được tạo ra bởi cánh quạt gắn vào một hộp bánh mà xoay dưới ảnh hưởng của mô hình gió tự nhiên. Điều này sẽ làm quay một trục kèm theo đó là một máy phát điện để tạo ra điện cho một bóng đèn, trang trại, thị trấn nhỏ, hoặc khối phố tùy thuộc vào kích thước và vị trí của tuabin, hoặc tua bin trong trường hợp của một loạt gió. Con người sử dụng gió như một dạng năng lượng được ghi nhận là dài như một năm 1000 năm trước; nông dân có thể nghiền hạt, máy bơm nước, cắt xẻ, và một loạt các nhiệm vụ khác do siêng năng lượng vật lý được mua lại với các tuabin đầu. Sau cơn sốt của điện tại 19 * tác giả tương ứng: [e-mail] (Yucheng Liu) đăng trực tuyến tại http://journal.sapub.org/ijee Copyright © 2012 Khoa học & Academic Publishing. Tất cả các quyền thế kỷ, các tuabin gió biến tốc độ đầu đã không có cách kinh tế của một trong hai kết nối với lưới điện, cung cấp điện cho nhiều thiết bị mới đã bắt đầu để điền vào các hộ nông dân [1]. Hình 1. Offshore Wind Turbines. Nhiều tiến bộ đã thực hiện trong năm 1800 do sự mở rộng nhanh chóng của Mỹ đến Thái Bình Dương và một nhu cầu nông nghiệp quốc gia đang phát triển. Khoảng thời gian của Edison và Tesla, đột phá thế hệ điện và công nghệ động cơ đã được công bố rộng rãi và hệ thống 60 Hz A / C điện áp buộc các tốc độ biến tuabin trục ngang ra phổ biến sử dụng-tiết kiệm cho những người nông dân dựa vào họ bất chấp hiệu quả kém của họ . Với những máy phát điện mới hoạt động cùng với tốc độ biến cánh quạt và hộp bánh răng, Mỹ và châu Âu sử dụng công nghệ này sau đó có thể gửi cho năng lượng sinh ra từ tua bin trở lại vào lưới [1]. Năng lượng gió đã trở thành một mặt hàng mới và nỗ lực trong việc chủ yếu tập trung ở châu Âu tăng sự hỗ trợ và khả năng sử dụng của công nghệ mới này. 2. Ưu điểm của năng lượng gió So với các hình thức khác của năng lượng, năng lượng gió cung cấp ưu điểm sau. Năng lượng gió là một nguồn an toàn hơn và sạch hơn năng lượng mà tạo ra điện mà không phát hành bất kỳ chất gây ô nhiễm có hại hoặc chất khí như của sản phẩm. NLG cũng là một trong những hình thức rẻ nhất của năng lượng hiện nay và do đó nó có thể được sử dụng rộng rãi ở các khu vực nông thôn của nông dân nghèo. Bảng 1 liệt kê và so sánh giá của năng lượng gió và các dạng năng lượng khác. Năng lượng gió là nguồn năng lượng tái tạo hiệu quả, bởi vì nó không liên quan đến việc sử dụng bất kỳ loại nhiên liệu hóa thạch hoặc các nguồn không thể tái tạo năng lượng như khí tự nhiên, than đá hoặc dầu. Năng lượng gió là một năng lượng xanh vì nó là nguyên nhân do đó không có khí thải carbon tạo ra ít ô nhiễm hơn. Gió là một nguồn tài nguyên không bao giờ kết thúc, do đó việc cắt điện và mất điện gần như không tồn tại trong khu vực mà dựa vào năng lượng gió để phát điện. Với việc sử dụng lưới điện lớn hơn, số tiền cao hơn điện có thể được tạo ra, mà do đó tạo ra điện năng truy cập vào một số lượng lớn các hộ gia đình ở các vùng lân cận. Bảng 1. Tổng chi phí sản xuất điện mỗi kWh [2] Nguồn năng lượng Chi phí cho mỗi kWh hạt nhân $ 0,04 Hydro 0,03 $ than $ 0,04 Natural Gas $ 0,10 Dầu khí $ 0,10 Renewables khác $ 0,15 Gió 0,08 $ 3. Thiết kế hiện đại của tốc độ biến Horizontal Axis Wind Turbines Hầu hết các tua-bin gió hiện đại đang được các lớp của biến tốc độ, trục ngang. Điều này có nghĩa là hai điều quan trọng: đó là lưỡi không quay cùng tốc độ tất cả thời gian mà họ thay đổi theo cường độ tương đối của tốc độ gió, và do đó trục của lưỡi quay nằm ngang. Việc thành lập các chuyển đổi điện áp biến trong năm 1970 nhân giống một sự tăng trưởng lớn trong các trang trại tuabin gió và các tiềm năng về năng lượng "không giới hạn". Mặc dù điều này là không thể, hiệu quả của các tua-bin hiện đại là đáng ngạc nhiên so với khả năng nhìn thấy trước đây. Hình 2. thành phần nội bộ của Turbine hiện tại [5]. 3.1. Các thành phần chính Blades: Bị gió di chuyển và chuyển đổi thành năng lượng gió động trục quay. Thiết kế hiệu quả đã chỉ ra rằng một 6: Tỷ lệ tốc độ / tốc độ gió 7 tip là tối ưu. Để tăng sản lượng điện, thành phần lớn hơn phải được xây dựng; Tuy nhiên, trọng lượng và mặc trở thành yếu tố quan trọng, có quy mô lớn thiết kế. Hub: Phục vụ là trục trung tâm cho các cánh quạt quay. Chứa rotor và mặt bích bu lông đó cho phép điều chỉnh lưỡi. Main Shaft: Bật hộp số và máy phát điện. Hộp số: Các đặc điểm xác định của tuabin gió trục biến, cho phép chuyển dịch của các tỷ số truyền để nâng cao hiệu quả điện năng sinh ra. Thông thường, một sự kết hợp của hai bộ bánh răng để cho phép ít nhất một tỷ lệ 1:25 hoặc hai 1: 5 chuyển đổi tỷ lệ. Generator: Nằm bên trong vỏ bọc động cơ, nhận năng lượng quay và tạo ra một từ trường quay được sản xuất bên trong một tập hợp các cuộn dây được gọi là stator [3]. 4. Thị trường hiện đại cho năng lượng gió 4.1. Tiêu chuẩn Châu Âu Hình 3. + 7% tăng trưởng của đầu ra từ tuabin gió ở Mega-Watts 1995-2000 trong Liên minh châu Âu. Đến cuối năm 2000, gần 17.500 MW điện - tạo tuabin gió đang hoạt động tại hơn 50 quốc gia. Trong số này, hơn 70% (12.800 MW) đã được cài đặt trong Liên minh châu Âu [4]. Việc tạo ra các hệ thống hỗ trợ thông qua kilowatt giờ (kWh) những khoản thuế đã tăng đáng kể gió lắp đặt điện và đầu tư tương tự. Các ngành công nghiệp sản xuất tua-bin cũng được hưởng lợi từ những thay đổi này. Các nước châu Âu khác đã quyết định không sử dụng các hệ thống thuế quan đã được ít thành công, mặc dù tiềm năng gió thuận lợi của họ. Đức, Tây Ban Nha và Đan Mạch đang dẫn đầu các phần còn lại của các nước châu Âu trong đó cung cấp và duy trì một hệ thống hiệu quả của việc tạo ra năng lượng gió. Trong điều kiện việc làm, ngành năng lượng gió đã tạo ra một số 25000 việc làm mới ở Đức. Doanh thu của ngành công nghiệp năm 1999 lên mức kỷ lục là 2 tỷ Euro, trong đó xuất khẩu đã tăng lên đến gần 20% tổng doanh số bán hàng [4]. Theo "Năng lượng EU Outlook 2020" của Ủy ban châu Âu nghiên cứu, sử dụng điện dự kiến mở rộng 1,7% mỗi năm trong giai đoạn 1995-2020. Tổng số yêu cầu công suất điện dự kiến sẽ tăng khoảng 300 GW trong giai đoạn này và một số lượng tương tự công suất mới sẽ được yêu cầu cho việc thay thế các nhà máy ngừng hoạt động. Như vậy, khoảng 600 GW các nhà máy mới trong giai đoạn 1995-2020 sẽ được xây dựng và đưa vào sử dụng. Trên cùng một lưu ý, Nghị viện châu Âu vào năm 1998 đã đặt ra mục tiêu "tăng gấp đôi thế hệ tái tạo ở châu Âu từ 6% mức tiêu thụ năng lượng thô đến 12% vào năm 2010. Người ta ước tính rằng sự phát triển này sẽ có tác dụng sau [4]: Tổng chi phí tránh được nhiên liệu (1997-2010) 21 tỷ Euro. Nửa triệu việc làm mới được tạo ra. Giảm nhập khẩu nhiên liệu 17,4% so với năm 1994. Giảm phát thải khí CO lên đến 402 triệu tấn mỗi năm so với năm 1997 "4.2. Châu Á chuẩn Trung Quốc và Ấn Độ là hai trong hàng đầu của các quốc gia châu Á mà đang gia tăng kinh phí của các chương trình năng lượng gió. Quan chức năng Trung Quốc dự đoán một số các doanh nghiệp tăng trưởng lớn nhất trong 2-5 năm tới để được ở thị trường năng lượng, với một phần đáng kể đến từ các ngành công nghiệp liên quan đến năng lượng gió. Trong năm 2007, 24 tỷ nhân dân tệ ($ 3280000000 Mỹ, ước tính) đã được đầu tư trong lĩnh vực năng lượng mà nhờ đó tốc độ tăng trưởng tăng lên ở các ngành công nghiệp và tạo ra một địa hóa các nguồn lực trong các tỉnh của Trung Quốc (Schwartz và Hodum 2008). Những ảnh hưởng của nội địa trước đây không thể được nhìn thấy ở châu Âu vì không chỉ được các nước châu Âu đóng cửa với nhau, nhưng cũng có những công ty đã được thể chất bắt buộc phải bán và mua từ nhau để ngành công nghiệp của họ có thể phát triển hình 4.