Phương án 2 về tiềm năng 3 loại điện chạy bằng năng lượng tái tạo cùng gắn trên 1 khung đỡ

Thảo luận trong 'CTCĐ – Jacket/Topside Project and Compliant Tower' bắt đầu bởi canlevinh, 25/10/19.

  1. canlevinh

    canlevinh Member

    Tham gia ngày:
    29/9/12
    Bài viết:
    86
    Đã được thích:
    3
    Điểm thành tích:
    8
    Trong bài: “Tiềm năng 3 loại điện chạy bằng năng lượng tái tạo cùng gắn trên 1 khung đỡ” (xin tạm gọi cho gọn là bài trước) ta đã phải cho phao thấp dần khi khung đỡ ra ngoài biển xa hơn và những phao ở 2 bên thấp hơn những phao ở giữa để hạn chế tác động của dòng chảy biển vào phao. Để chủ động cản dòng chảy rất chậm của biển ta có thể treo những tấm tôn vào cả 2 bên khung đỡ, nhưng do sóng gần bờ thường từ ngoài biển lao vào nên cần lộn ngược khung đỡ để đón sóng. Do đã có vật chắn nên dòng chảy rất chậm của biển rất ít tác động đến những phao gần vật chắn và khi qua mỗi phao và cột chống thì dòng chảy đó lại mất bớt một chút năng lượng. Tuy nhiên do dòng chảy được tiếp sức từ 2 bên nên phần giữa và cuối của 2 hàng phao phía ngoài cần dùng phao thấp hơn, nhưng dòng chảy biển trong vùng này khi thì từ đông bắc đến tây nam, khi thì từ tây nam đến đông bắc nên ta cần giảm bớt độ cao của 2 hàng phao phía ngoài nhưng vẫn phải để chúng có độ cao bằng nhau. Đối với hàng phao giữa có thể để độ cao phao lớn hơn vì dòng chảy được tiếp sức đó đã bị 2 hàng phao phía ngoài chặn lại. Trong hàng phao giữa có 756 khung chịu lực, nhưng có 2 khung bị vướng đường đi nên chỉ còn 754 bộ tạo nguồn điện. Khi ra biển xa hơn thì các phao cũng vẫn phải thấp dần do càng xa bờ biển dòng chảy biển gần bờ chảy càng nhanh hơn. Thí dụ như có thể bố trí các phao như trong 3 biểu sau:

    PA2PBTCM.png

    PA2PQTQN.png

    Do đã có vật chắn ở cả 2 phía nên trên vùng biển Bình Thuận cũng để 11 khung đỡ như vùng biển Bà Rịa - Vũng Tàu đến Cà Mau. Nhưng trong vùng biển Quảng Trị đến Quảng Nam chỉ nên dùng 6 khung đỡ vì sóng biển ở đây yếu, nếu dùng 11 khung đỡ thì giá thành phát điện sẽ cao. Cách tính số liệu trong cột thứ 2 ở các biểu trên như sau:

    Trong mục 2.4.7 của bài trước đã cho biết do sóng vào vùng biển nông sẽ yếu bớt đi do bị ma sát với đáy biển nên tùy theo khoảng cách từ bờ biển đến đường đẳng sâu 20 m, đối với khung đỡ gần bờ ở nơi biển sâu 5 m đã tạm giảm sản lượng điện như sau: 24% cho vùng biển Bình Thuận đến Vũng Tàu, 30% cho vùng biển Thành phố Hồ Chí Minh đến Cà Mau và 10% cho vùng biển Quảng Trị đến Quảng Nam. Trong trường hợp có nhiều khung đỡ phía ngoài, nếu qua mỗi khung đỡ bình quân giảm 4% chẳng hạn thì lũy thừa bậc 5 của 0,96 là 0,82 và lũy thừa bậc 10 của 0,96 là 0,665 nên nếu có 5 khung đỡ phía ngoài phải tạm giảm thêm 18% cho khung đỡ gần bờ, nếu có 10 khung đỡ phía ngoài phải tạm giảm thêm 33,5% cho khung đỡ gần bờ. Vì vậy trong cụm điện sóng biển thì khung đỡ gần bờ trên vùng biển Bình Thuận đến Vũng Tàu cần giảm còn: 0,76x0,665 = 0,509, trên vùng biển Thành phố Hồ Chí Minh đến Cà Mau cần giảm còn: 0,7x0,665 = 0,469, trên vùng biển Quảng Trị đến Quảng Nam cần giảm còn: 0,9x0,82 = 0,738.

    Ta còn phải ước lượng hệ số sản lượng điện khung đỡ ở ngoài cùng theo công thức: n = g+k(x-g), trong đó: n là hệ số sản lượng điện khung đỡ ở ngoài cùng, g là hệ số đã giảm sản lượng điện của khung đỡ gần bờ do sóng đi vào vùng biển nông, x là hệ số sản lượng điện của khung đỡ giả định song song với hướng của đường bờ biển ở nơi biển sâu bằng ½ bước sóng và k là hệ số ước tính tùy theo khoảng cách giữa khung đỡ ngoài cùng với bờ và khung đỡ giả định, nhưng ta chưa biết nó ở đâu và vị trí đó luôn biến động theo độ cao của sóng nên đành phải dùng đường đẳng sâu 20 m để thay cho nó. Vì thế tạm lấy k = 0,5 cho vùng biển Bình Thuận đến Vũng Tàu, k = 0,4 cho vùng biển Thành phố Hồ Chí Minh đến Cà Mau do dùng 10 khung đỡ phía ngoài và k = 0,3 cho vùng biển Quảng Trị đến Quảng Nam do dùng 5 khung đỡ phía ngoài. Với 1.415 bản tin dự báo sóng biển đã thu thập được thì hệ số sản lượng điện của khung đỡ giả định song song với hướng của đường bờ biển ở nơi biển sâu bằng ½ bước sóng so với khung đỡ gần bờ được tính theo lý thuyết là 0,8 cho vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau, và 0,83 cho vùng biển Quảng Trị đến Quảng Nam. Thay các số liệu này vào ta được trên vùng biển Bình Thuận đến Vũng Tàu có n = 0,76+(0,8-0,76)x0,5 = 0,78, trên vùng biển Thành phố Hồ Chí Minh đến Cà Mau có n = 0,7+(0,8-0,7)x0,4 = 0,74 và trên vùng biển Quảng Trị đến Quảng Nam có n = 0,9+(0,83-0,9)x0,3 = 0,879.

    Căn cứ vào hệ số mức giảm của khung đỡ gần bờ và khung đỡ ngoài cùng ta tính hệ số mức giảm cho các khung đỡ phía ngoài khác theo thứ tự tăng dần.

    Khi đó sơ đồ cắm từng cụm 4 cột chống xuống đáy biển để dễ gắn các thanh thép vào thành khung đỡ gần bờ có 3 hàng phao nhìn từ trên xuống như sau:

    PA2khungganbo.png

    Hình vẽ đoạn kết nối 2 khung đỡ như sau:

    PA2ketnoi.png

    Nhìn vào hình vẽ trong bài trước ta thấy đoạn kết nối của chúng không khác gì nhau, nhưng khung đỡ phía ngoài nhiều hơn khung đỡ gần bờ 4 cụm 3 cột chống và số thanh liên kết phải gắn trên biển cũng nhiều hơn: 3x2x4 = 24 thanh. Số cột điện gió cũng nhiều hơn 4 cột và số tam giác cũng nhiều hơn: 3x4 = 12 tam giác. Khung đỡ phía ngoài đặt ở nơi biển sâu hơn 5 m, nên tạm tính các tấm tôn treo để chắn dòng chảy biển dài 7 m và diện tích các tấm tôn đó là: 11,8x7x12 = 991,2 m2.

    Nếu thấy vật chắn đó có tác dụng tốt thì ta có thể nghiên cứu xem trên vùng biển có dòng chảy biển chậm rộng nhất là vùng biển Thành phố Hồ Chí Minh đến Cà Mau có thể đưa một số phao song song ra nơi sóng biển đi song song với bờ để tăng thêm rất nhiều sản lượng điện hay không? Nếu được ta lại nghiên cứu thêm cho các vùng biển khác.

    Nhờ việc thêm các vật chắn này sản lượng điện có tăng thêm do các phao phía ngoài có độ cao lớn hơn và ta có kết quả tính toán như sau:

    1. Về sản lượng điện:

    Do sản lượng điện của các khung đỡ gần bờ không thay đổi so với bài trước(khi cùng được tính từ 1.415 bản tin dự báo sóng biển), nên tôi chỉ đưa ra các biểu kết quả tổng hợp như trong các biểu sau:

    PA2Dsb.png

    Nhìn vào kết quả tính toán sản lượng điện sóng biển ta thấy sản lượng điện sóng biển của vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau chiếm đến 82,36%, nên cần đi vào vùng biển này chi tiết hơn:

    PA2cumDsbBTCM.png

    PA2DsbBTCM.png

    So với sản lượng điện sản xuất và mua năm 2018 của Việt Nam là 212,9 tỷ KWh thì tiềm năng này lớn gấp 1,82 lần.

    PA2dg.png

    PA2Dmt.png

    PA2v3ld.png

    Trong tiềm năng đó riêng vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau chiếm đến 84,59%, vùng biển Thái Bình đến Ninh Thuận chỉ chiếm 15,41%.
     
    Chỉnh sửa cuối: 27/10/19
  2. canlevinh

    canlevinh Member

    Tham gia ngày:
    29/9/12
    Bài viết:
    86
    Đã được thích:
    3
    Điểm thành tích:
    8
    2. Điện sóng biển làm theo cách hoàn toàn Việt Nam trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau có khả năng rẻ hơn nhiều so với thủy điện hay không?

    Phương án này chỉ khác là các khung đỡ phía ngoài có thêm phần chắn dòng chảy biển ở 2 bên, nên ta chỉ cần tính thêm chi phí cho phần bổ sung này, cụ thể như sau:

    2.1. Tăng thêm cho mỗi khung đỡ phía ngoài và phần kết nối:

    Khung đỡ phía ngoài nhiều hơn khung đỡ gần bờ 4 cụm 3 cột chống nên số thanh liên kết phải gắn trên biển cũng nhiều hơn: 3x2x4 = 24 thanh.

    Các cụm 3 cột chống gắn thêm không có bộ phận tạo nguồn điện, nên khung chịu lực chỉ cần 1 thanh thép U400x100x10.5x12 và 2 thanh thép U300x90x9x12. Mỗi cụm 3 cột chống cần 1 thanh thép U400x100x10.5x12 và 2+4 = 6 thanh thép U300x90x9x12.

    - Thép U400x100x10.5x12 trong 4 cụm 3 cột chống cần 4 thanh, mỗi thanh thép nặng 708 kg, tổng trọng lượng thép: 708x4 = 2.832 kg.

    - Thép U300x90x9x12 cần: 6x4+24 = 48 thanh, mỗi thanh thép nặng 457,2 kg, tổng trọng lượng: 457,2x48 = 21.954,6 kg.

    - Mỗi cụm 3 cột chống để cắm xuống biển cần 3 cột chống nên 4 cụm cần: 4x3 = 12 cột. Mỗi ống thép đường kính 219,1 mm, dày 32 mm, dài 12 m có trọng lượng là 1.771 kg. Tổng trọng lượng của 12 ống là: 1.771x12 = 21.252 kg.

    - 991,2 m2 tôn chắn dòng chảy rất chậm của biển chỉ cần loại tôn mỏng chịu mặn tốt, nhưng cần có các thanh thép nhỏ để cho mặt tôn luôn luôn phẳng. Tạm tính bình quân chúng dầy 5 mm thì số tôn và thép cần là: 991,2x0,005 = 4,956 m3 , và có trọng lượng là: 4,956x7,8 = 38,6568 tấn.

    Như vậy tổng trọng lượng các loại thép cần thêm là:

    2.832+21.954,6+21.252+38.656,8 = 84.695,4 kg

    Tính tròn lên là 85 tấn và tổng số tiền mua tất cả các loại thép có khả năng chịu mặn đó khoảng: 85x30 = 2.550 triệu đồng.

    Cũng tạm tính cho ống bê tông dự ứng lực và vận chuyển ra đến bờ biển là 4 triệu đồng. Như vậy mua 12 ống bê tông dự ứng lực hết: 4x12 = 48 triệu đồng.

    Có 4 cụm 3 cột chống nên phần chống lún hết: 21,18x4 = 84,72 triệu đồng, tính tròn là 85 triệu đồng.

    Toàn bộ phần nguyên liệu tăng thêm cho khung đỡ phía ngoài là: 2.550+48+85 = 2.683 triệu đồng.

    Chi phí phần cắm 24 cụm 3 cột chống xuống biển trong bài trước là 11,082 tỷ đồng nên cắm thêm 4 cụm 3 cột chống xuống biển và treo các tấm tôn ngăn dòng chảy chậm của biển là: 11,082x4/24 = 1,847 tỷ đồng, tính tròn lên là 1,85 tỷ đồng.

    Tổng vốn đầu tư cho 1 khung đỡ trên đó đã có 2.264 bộ tạo nguồn lực cho chạy máy phát điện và đoạn kết nối trong bài trước hết khoảng: 2.466,184 tỷ đồng. Nêntổng vốn đầu tư cho các khoản này là: 2.466,184+2,683+1,85 = 2.470,717 tỷ đồng, tính tròn lên là 2.471 tỷ đồng.

    Tổng vốn đầu tư cho 1 khung đỡ trên đó đã có 2.267 bộ tạo nguồn lực cho chạy máy phát điện và đoạn kết nối trong bài trước hết khoảng: 2.467,447 tỷ đồng. Nêntổng vốn đầu tư cho các khoản này là: 2.467,447+2,683+1,85 = 2.471,98 tỷ đồng, tính tròn lên là 2.472 tỷ đồng.

    Tổng vốn đầu tư cho 1 khung đỡ gần bờ vẫn giữ nguyên như trong bài trước là 2.435 tỷ đồng cho khung đỡ gần bờ phía sau không có đê và trên đó đã có 2.256 bộ tạo nguồn lực cho chạy máy phát điện, 2.439 tỷ đồng cho 1 khung đỡ gần bờ phía sau có đê và trên đó đã có 2.264 bộ tạo nguồn lực cho chạy máy phát điện.

    2.2. Tổng vốn đầu tư cho cụm điện sóng biển:

    Khi tiến ra ngoài biển thì chiều cao phao giảm bớt, nhưng ống bê tông dự ứng lực và các tấm tôn chắn dòng chảy rất chậm của biển sẽ dài ra và việc cắm các cụm càng khó khăn hơn, vì thế chi phí sẽ tăng lên, tạm tính mỗi lần ra ngoài thêm như vậy thì chi phí cho việc cắm thêm khung đỡ phía ngoài tính cả phần kết nối sẽ tăng thêm khoảng 10,5 tỷ đồng thì vốn đầu tư của khung đỡ phía ngoài thứ nhất sẽ là: 2.471+10,5, khung đỡ phía ngoài thứ hai sẽ là: 2.471+10,5x2,... khung đỡ phía ngoài thứ chín sẽ là: 2.471+10,5x9.

    Đây là những cấp số cộng nên có thể tính tổng đầu tư các khung đỡ phía ngoài từ 1 đến 4 gồm cả những đoạn phần kết nối sẽ là: 2.471+10,5+2.471+10,5x2+...+2.471+10,5x4 = 2.471x4+(10,5+42)x4/2 = 9.989 tỷ đồng.

    Tổng đầu tư các khung đỡ phía ngoài từ 1 đến 9 gồm cả những đoạn phần kết nối sẽ là: 2.471+10,5+2.471+10,5x2+...+2.471+10,5x9 = 2.471x9+(10,5+94,5)x9/2 = 22.711,5 tỷ đồng.

    Tổng đầu tư cho cụm điện sóng biển trên vùng biển Bình Thuận đến Vũng Tàu là: 2.435+22.711,5+2.472+10,5x10 = 27.723,5 tỷ đồng, tính tròn lên là 27.724 tỷ đồng.

    Tổng đầu tư cho cụm điện sóng biển trên vùng biển Thành phố Hồ Chí Minh đến Cà Mau là: 2.439+22.711,5+2.472+10,5x10 = 27.727,5 tỷ đồng, tính tròn lên là 27.728 tỷ đồng.

    Tổng đầu tư cho cụm điện sóng biển trên vùng biển Quảng Trị đến Quảng Ngãi là: 2.435+9.989+2.472+10,5x5 = 14.948,5 tỷ đồng, tính tròn lên là 14.949 tỷ đồng.

    Các khoản đầu tư về đê và đường từ bờ ra khung đỡ hoặc ra đê vẫn giữ nguyên như trong bài trước.

    Từ đó ta có thể tính được những việc còn phải làm và số tiền còn lại làm những việc đó để có thể thấy được điện sóng biển làm theo cách hoàn toàn Việt Nam có rẻ hơn thủy điện hay không?

    PA2vclBTCM.png

    PA2vclTBNT.png

    Rất mong mọi người phát hiện những chỗ còn sai sót để tôi sửa lại cho tốt hơn.
     
  3. canlevinh

    canlevinh Member

    Tham gia ngày:
    29/9/12
    Bài viết:
    86
    Đã được thích:
    3
    Điểm thành tích:
    8
    Một số thay đổi trong phương án 2


    Do sản lượng điện trong phương án 2 lớn hơn nên hiện nay tôi đã sửa lại bài: “Tiềm năng 3 loại điện chạy bằng năng lượng tái tạo cùng gắn trên 1 khung đỡ” theo phương án 2. Nhưng trong bài sửa lại này tôi có thay đổi một chút so với phương án 2 như sau:

    1. Sửa lại đoạn kết nối như trong sơ đồ sau:
    Ketnoi.png

    2. Không cắm thêm điện gió nhỏ vào tầng liên kết trên của khung đỡ điện sóng biển trên vùng biển Bình Định đến Ninh Thuận vì gió trong cơn bão số 5 vừa qua đã tàn phá nhiều nơi trong vùng này.

    3. Sau khi thu thập các bản dự báo sóng biển đến ngày 31/10/2019 thì tiềm năng sản lượng 3 loại điện như sau:
    3loaidien.png


    So với kết quả tính tháng trước đã có trong bài thì tiềm năng điện sóng biển gần như không đổi.
     
  4. canlevinh

    canlevinh Member

    Tham gia ngày:
    29/9/12
    Bài viết:
    86
    Đã được thích:
    3
    Điểm thành tích:
    8
    Tính thêm việc làm 2 khung đỡ gần bờ


    Do đã chủ động che dòng chảy gần bờ rất chậm của biển nên độ cao phao của khung đỡ gần bờ và khung đỡ phía ngoài thứ 1 bằng nhau, vì thế ta nên tính thêm sản lượng điện khi chỉ dùng 2 khung đỡ này. Khung đỡ phía ngoài thứ 1 ở xa bờ hơn, sóng bị ma sát với đáy biển ít hơn nên sản lượng điện sẽ cao hơn so với khung đỡ gần bờ ban đầu một chút, nhưng để đơn giản trong việc tính toán ta tạm coi như chúng bằng nhau. Khi đã có 2 khung đỡ thì sóng đi qua khung đỡ phía ngoài đã bị yếu bớt nên ta phải giảm bớt sản lượng điện của khung đỡ gần bờ 4% như đã trình bày trong mục 2.4.7. Các biểu kết quả tính toán rất nhiều nên xin phép chỉ đưa ra 3 biểu kết quả tính toán sau:

    Dsb.png

    Tổng tiềm năng cao hơn một chút do đã tính điện sóng biển trên vùng biển Quảng Bình có 2 khung đỡ gần bờ. Vùng biển Thái Bình đến Hà Tĩnh không tính thêm khung đỡ phía ngoài do giá thành phát điện đã cao, nếu có thêm khung đỡ phía ngoài thì giá thành phát điện lại càng cao hơn. Vùng biển Quảng Ngãi đến Ninh Thuận bờ biển dốc, tìm được nơi để đặt khung đỡ gần bờ đã khó, nếu làm thêm khung đỡ phía ngoài sẽ phải làm ở nơi có biển sâu hơn nhiều và dòng chảy biển sẽ mạnh hơn nhiều. Vì vậy chỉ tính 2 khung đỡ cho các vùng biển Quảng Bình đến Quảng Nam và Bình Thuận đến Cà Mau.

    ViecconlaiBTCM.png

    ViecconlaiTBNT.png

    Nhìn vào các biểu trên chắc là các nhà đầu tư sẽ thấy trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau, nếu có vốn nhiều thì nên làm ngay 2 khung đỡ vì lợi nhuận của nó cao hơn nhiều so với việc chỉ làm 1 khung đỡ gần bờ. Không những thế chỉ cần mở rộng đoạn kết nối giữa 2 khung đỡ là có thể làm nhiều phòng nghỉ dưỡng trên biển. Khi có nhiều cặp khung đỡ gần bờ thì dòng chảy ven bờ rất chậm của biển sẽ bị tiêu hao nhiều năng lượng do bị các tấm tôn, các chân chống của khung đỡ và các phao cản lại nên vùng có dòng chảy biển rất chậm này sẽ được mở rộng thêm ra. Khi nào có nhiều tiền sẽ lại làm thêm các khung đỡ phía ngoài để tăng thêm sản lượng điện.
     

Chia sẻ trang này