Ứng dụng của encoder trong ngành điện gió

AMS chuyên phân phối các dòng encoder trong ngành điện gió đến từ các thương hiệu khác nhau nổi tiếng trên toàn cầu: Heidenhain, AMO, Leine Linde,... Vậy trong 1 ngành công nghiệp khắc khe và môi trường khắc nghiệt thì bộ mã hóa cần đáp ứng những tiêu chuẩn nào? Ứng dụng của chúng là gì? Tại sao nhà sản xuất tua bin gió nên chọn encoders được phân phối bởi AMS? Hãy khám phá ngay bài viết chi tiết bên dưới!

1. Động lực thúc đẩy nền công nghiệp sản xuất tua bin gió

Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đã đưa ra dự báo về nhu cầu tiêu thụ điện toàn cầu dự kiến tăng 4% trong năm nay và năm sau. Dự báo, thủy điện, điện Mặt Trời, điện gió và những nguồn năng lượng tái tạo khác sẽ cung cấp 35% nguồn cung điện toàn cầu vào năm 2025. Riêng năng lượng mặt trời sẽ đáp ứng một nửa tăng trưởng nhu cầu điện trong năm 2025, trong khi điện gió đóng góp thêm khoảng 25%. Sử dụng nguồn năng lượng mang tính bền vững đang được toàn cầu quan tâm và chú trọng.

Nằm trong xu hướng hội nhập, Việt Nam cũng đang nỗ lực đưa ra các cam kết và chính sách để thúc đẩy nền kinh tế không carbon. Quyết định 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, đảm bảo phát triển nguồn điện khi dừng các dự án điện hạt nhân và giảm bớt các nhiệt điện đốt hóa thạch. (Theo Wikipedia)

Một yếu tố khác thúc đẩy sự phát triển của ngành năng lượng này chính là xu hướng giảm chi phí trong sản xuất, dẫn đến việc giá thành các tuabin gió sẽ ngày càng cạnh tranh hơn trên thị trường. Mặc dù quy mô sản xuất tua bin gió Việt Nam so với thế giới còn nhiều hạn chế, tuy nhiên năm qua cũng đã có những điểm sáng tích cực.

Tháng 4/2024, Đại diện nhà máy CS Wind Việt Nam (khu công nghiệp Phú Mỹ tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu) cho biết, 10 tháp tuabin điện gió với công suất 10MW do đơn vị sản xuất sẽ được xuất khẩu sang Hàn Quốc phục vụ cho dự án điện gió Jeonnam 1 (99MW) - dự án quy mô thương mại đầu tiên của Hàn Quốc- nằm ngoài khơi tỉnh Jeonnam phía Tây Nam nước này.

Các dữ kiện thị trường đang minh chứng về những tiềm năng đầy rộng mở và cơ hội khai thác ngành công nghiệp sản xuất tuabin gió còn nhiều cơ hội có những nhà sản xuất tham gia. Đóng vai trò là nhà cung cấp các giải pháp kỹ thuật đa dạng cho các nhà sản xuất, đặc biệt là trong lĩnh vực điện gió, AMS mong rằng có thể đóng góp sức mình vào công cuộc đổi mới, thúc đẩy nền công nghiệp sản xuất năng lượng Việt Nam phát triển hơn nữa.

2. Cấu tạo của tua bin gió

Trước khi đến với giải pháp encoder trong ngành điện gió, hãy cùng chúng tôi điểm qua cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tua bin gió. Tất cả các nhà sản xuất bộ phận hay lắp ráp động cơ tuabin gió đều là những đối tác mà AMS sẵn sàng hỗ trợ với các giải pháp kỹ thuật tiên tiến nhất.

Tuabin gió thuộc loại thiết bị cơ khí có cấu trúc không quá phức tạp, bao gồm:

• Pitch: Bộ phận hỗ trợ bảo vệ cánh quạt và rotor trong điều kiện gặp gió lớn. Ngoài ra, pitch còn giúp tạo nên nguồn điện năng ổn định đạt hiệu suất cao nhất (không quá cao hoặc quá thấp) khi quay trong gió.

• Hub: Là tâm của rotor, có chất liệu chính từ gang/ thép, thực hiện “công tác” chuyển hướng năng lượng từ cánh quạt vào máy phát điện

  Trong trường hợp tuabin gió có hộp số, Hub sẽ được nối trực tiếp với trục hộp số quay chậm nhằm chuyển năng lượng gió thành năng lượng lực quay tạo nên điện.

  Trong tường hợp tuabin gió có bộ truyền động trực tiếp, Hub sẽ truyền năng lượng đến máy phát vòng ngay lập tức.

• Rotor: Rotor là thiết bị gắn liền với cánh quạt giúp tạo ra điện năng. Chúng sẽ hoạt động dựa theo nguyên tắc nâng: Khi xuất hiện luồng gió đi qua dưới cánh quạt sẽ khiến không khí tạo nên áp suất cao. Song song đó, phía trên cánh quạt cũng sẽ tạo nên lực kép làm rotor quay.

• Blades: Thuộc bộ phận cánh quạt của tuabin gió, kết hợp với trục động cơ tuabin để quay hoặc chuyển động tạo năng lượng.

• Brake: Là phanh (bộ hãm), dùng để dừng rotor trong những tình trạng khẩn cấp.

• Gear box: Bộ phận kết nối chuyển động quay của rotor với máy phát điện để sinh ra năng lượng điện.

• Yaw drive: Giúp định hình rotor luôn hướng về chiều có xuất hiện nguồn gió chính.

• Yaw motor: Động cơ giúp cho thiết bị yaw drive định hình được hướng gió một cách chính xác.

• Tower: Trụ đỡ Nacelle, có chất liệu chính được làm từ thép. Khi trụ càng cao sẽ hỗ trợ thu về năng lượng gió càng nhiều, từ đó tạo ra dòng điện lớn hơn.

• Low Speed Shaft: Là trục truyền động tốc độ thấp của máy phát.

• High Speed Shaft: Là trục truyền động tốc độ cao của máy phát.

• Controller: Bộ phận điều khiển chính của tuabin gió.

• Anemometer: Bộ phận đo lường tốc độ gió. Thực hiện nhiệm vụ truyền tốc độ gió đến bộ phận điều khiển (controller).

• Wind vane: Hỗ trợ xử lý hướng gió và kết hợp cùng yaw drive để định hình tuabin gió.

• Generator: Giúp phát điện sau khi tuabin gió tạo ra điện.

• Nacelle: Là lớp vỏ của tuabin gió, lớp vỏ này giúp bảo vệ các thiết bị bên trong thật cẩn thận.

3. Giải pháp encoder trong ngành điện gió

Về giao diện bên ngoài, các tuabin gió có thể trông giống nhau nhưng cách chúng tạo ra năng lượng phía sau vỏ tuabin lại khác nhau, nói cách khác, động cơ hoạt động bên trong được vận hành khác nhau để tạo nên nguồn năng lượng điện gió.

Tua-bin gió có hộp số có thể tận dụng nhiều lợi ích từ máy phát điện tốc độ cao. Những máy phát điện này có thiết kế nhỏ gọn và quay nhanh hơn nhiều so với cánh quạt, mang lại hiệu suất cao hơn và tần số điện phù hợp với lưới điện.

Tua-bin gió không có hộp sốthì nhỏ gọn hơn và có ít bộ phận chuyển động, giúp đơn giản hóa thiết kế. Tuy nhiên, lợi ích này lại đi kèm với nhược điểm là cần đến loại máy phát điện vòng ngoài (ring generator) đắt tiền và ngày càng nặng hơn để đạt được hiệu suất cao. Ngay cả với loại máy phát điện này, chúng tôi vẫn cung cấp các dòng encoder dạng mô-đun, dễ lắp đặt, đường kính lớn và có độ tin cậy cao.

AMS phân phối các dòng cảm biến, encoder và vòng trượt (Slip ring) được thiết kế dành riêng cho tuabin gió có và không có hộp số từ các thương hiệu HEIDENHAIN, AMO, LEINE LINDE và LTN ngay dưới đây.

3.1. Bộ mã hóa cho máy phát điện

Tên sản phẩm	LEINE LINDE 800	AMO WMR/WMK	LEINE LINDE M500	LEINE LINDE 2000
Đặc điểm	Thiết kế chắc chắn, tuổi thọ cao Tương thích với các chuẩn giao tiếp cơ khí và điện phổ biến Giải pháp tiết kiệm chi phí	Đo không tiếp xúc (không dùng vòng bi) Khả năng chống nhiễu từ trường và điện trường Thiết kế nhẹ và tiết kiệm chi phí	Đo không tiếp xúc (không dùng vòng bi) Khả năng chống nhiễu từ trường và điện trường Dung sai dịch chuyển trục lớn	Đo không tiếp xúc (không dùng vòng bi) Vòng đo chia đoạn, lắp đặt bên trong hệ truyền động Thiết kế mỏng, phù hợp với không gian hạn chế

3.2. Encoder để đo tốc độ và vị trí của rotor

Tên sản phẩm	LEINE LINDE 500	LEINE LINDE 600	AMO WMR/WMK	LEINE LINDE 2000	HEIDENHAIN ROC 413
Đặc điểm	Thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt Khả năng thích ứng cao với nhiều ứng dụng Giải pháp tiết kiệm chi phí	Kết hợp tín hiệu đầu ra gia tăng và tuyệt đối Hỗ trợ đa dạng giao thức truyền thông (fieldbus) Thiết kế mô-đun linh hoạt, phù hợp với nhiều kiểu kết nối cơ khí	Đo không tiếp xúc (không dùng vòng bi) Vòng đo tích hợp khóa căng, phù hợp với các trục lớn Vật liệu chia vạch bằng thép không gỉ, chiều dài từ hai mét trở lên	Đo không tiếp xúc (không dùng vòng bi) Thiết kế vòng chia đoạn kèm mặt bích, lý tưởng cho trục có đường kính lớn Khoảng cách đọc trục dọc/ngang (axial/radial) lớn	Encoder quang học nhỏ gọn Tích hợp tín hiệu SSI + HTL, tối ưu cho lắp đặt với vòng trượt (slip ring) Đã được kiểm chứng hiệu quả qua nhiều thập kỷ sử dụng thực tế

3.3. Vòng trượt để truyền dữ liệu, điện năng và tín hiệu

Tên sản phẩm	LTN SC105	LTN SC168	LTN SC330	LTN K32ST
Đặc điểm	Vòng trượt dạng mô-đun nhỏ gọn, truyền dữ liệu, điện và tín hiệu Phù hợp hoàn hảo với hệ thống điều khiển cánh (pitch) thủy lực Công nghệ không cần bảo trì	Vòng trượt dạng mô-đun lai, truyền dữ liệu, điện và tín hiệu Tối ưu cho các hệ thống điều khiển cánh (pitch) điện hiện đại Tùy chọn truyền dữ liệu không tiếp xúc thế hệ mới	Vòng trượt dạng mô-đun công suất cao Thiết kế chuyên biệt cho hệ thống sưởi cánh quạt Cho phép truyền dòng điện lên đến 250 ampe	Truyền dữ liệu không tiếp xúc Thiết kế không cần bảo trì Vỏ nhôm anod hóa, chắc chắn và bền bỉ

3.4. Encoder cho động cơ hệ thống góc phương vị và góc nghiêng của cánh

Tên sản phẩm	LTN RE58	LEINE LINDE M500	HEIDENHAIN EQI 1331
Đặc điểm	Resolver thiết kế kín hoàn toàn Khả năng chống chịu cao trong môi trường khắc nghiệt và chống nhiễu điện từ (EMC) Dễ dàng thích ứng với nhiều ứng dụng khác nhau	Encoder quay từ cảm ứng gia tăng dạng mô-đun Có phiên bản có và không có vòng bi Chuẩn bảo vệ IP6x, phù hợp lắp đặt bên ngoài động cơ	Encoder quay tuyệt đối từ cảm ứng, tích hợp chức năng chẩn đoán Đo không tiếp xúc (không dùng vòng bi) Chuẩn bảo vệ IP2x, phù hợp lắp đặt bên trong động cơ

3.5. Bộ mã hóa để đo vị trí của nacelle và cánh quạt

Tên sản phẩm	HEIDENHAIN ROQ 425	LEINE LINDE 600 YAWMO®	LEINE LINDE 900 YAWMO®	LEINE LINDE 600
Đặc điểm	Encoder quay quang học tích hợp vòng bi Hỗ trợ chức năng multiturn - phù hợp cho các giai đoạn ngừng hoạt động dài Độ tin cậy cao với công nghệ đã được kiểm chứng qua thời gian	Giải pháp trọn gói gồm encoder vị trí tuyệt đối, giá đỡ và bánh răng Tùy chọn bánh răng tải trước giúp vận hành không độ rơ Thiết kế tiêu chuẩn nhưng vẫn có thể tùy chỉnh theo yêu cầu riêng	Đạt tiêu chuẩn an toàn chức năng với rơ-le an toàn Tuổi thọ lên đến 25 năm Giải pháp trọn bộ gồm encoder vị trí tuyệt đối, bánh răng và giá đỡ	Encoder tuyệt đối nhỏ gọn sử dụng công nghệ quét từ cảm ứng Nền tảng encoder mô-đun với nhiều tùy chọn kết nối cơ khí và điện Vòng bi lớn, phù hợp để lắp trực tiếp với bánh răng

4. Kết luận

AMS cam kết chính hãng các giải pháp kỹ thuật tiên tiến hàng đầu, đặc biệt là các giải pháp encoder trong ngành điện gió. Liên hệ AMS ngay hôm nay để được tư vấn chi tiết các giải pháp giải quyết nhu cầu của bạn!

Công ty TNHH Thương mại và Dịch vụ Kỹ thuật A.M.S
243/9/10D Tô Hiến Thành, phường 13, quận 10
Hot line: 028.3868 3738/3903 - Fax: 028.3868 3797