Năm thiết kế cải tiến để khai thác năng lượng sóng biển

27.02.14, 9:00 GMT+7

Khi nhu cầu về năng lượng ngày càng tăng trên toàn thế giới, chúng ta cần phải có những khám phá mới hơn và tốt hơn về các nguồn năng lượng. Một trong những nguồn tài nguyên phần lớn chưa được khai thác cho đến bây giờ là năng lượng từ biển và sóng đại dương. Lợi thế của nguồn tài nguyên này là hoàn toàn tự nhiên, xanh và không gây ô nhiễm. Năng lượng sóng nổi lên như là “làn sóng” của ý tưởng sản xuất năng lượng. Dưới đây là năm thiết kế cải tiến để khai thác sức mạnh trong sóng biển.

1. Hệ thống Fraunhofer
Hệ thống
Hệ thống khai thác năng lượng sóng truyền thống là cấu trúc vĩnh cửu trên biển. Vì vậy, nó phải được xây dựng để chịu được ứng suất rất lớn. Thông qua ý tưởng từ chiếc thuyền đi biển đánh cá và quay vào bờ, hệ thống Fraunhofer sẽ trở về cảng sau khi khai thác năng lượng từ sóng biển. Phao nổi treo trên cánh tay của thân tàu dài 50m nhấp nhô lên và xuống cùng với sự chuyển động của sóng biển. Chuyển động này sẽ được tạo ra điện và được lưu trữ trong một hệ thống pin trên tàu. Trong trường hợp có bão, tất cả các phần phụ đi kèm chỉ đơn giản là ngắt kết nối và xếp gọn một cách an toàn.

Thiet ke cai tien khai thac nang luong song bien_01

Tiềm năng
Người ta ước tính rằng hệ thống này có thể cung cấp khoảng 20MWh điện với chi phí 15 cent/kWh.

2. Tuabin diều dưới nước
Hệ thống
Thay vì đặt các hệ thống khai thác năng lượng trên mặt nước, nó dài từ 8 -14 mét, diều dưới nước hứa hẹn sử dụng sự kết hợp của gió và sóng. Những cánh diều này có cánh quạt quay khi thủy triều đi qua. Cũng giống như thuyền buồm thu thập động lực và tốc độ bằng cách cắt ngang qua những cơn gió, sự chuyển động nhào xuống của diều đã khuếch đại tốc độ nước lên đến 10 lần. Diều đã được thiết kế với sức nổi trung bình để giữ cho chúng có thể nổi và có nắp đậy để bảo vệ các tuabin từ cá biển.

Thiet ke cai tien khai thac nang luong song bien_02

Tiềm năng
Khi được triển khai trong vùng biển có độ sâu từ 50 – 300m, những con diều này hứa hẹn tạo ra khoảng 150-800kW điện, tùy thuộc vào vị trí và kích thước.

3. Tế bào mặt trời nổi trên biển
Hệ thống
Đây là máy phát điện hỗn hợp sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng sóng. Các phao được gắn hệ thống quang điện thu nạp năng lượng mặt trời và sự nổi tự nhiên của phao thu nạp năng lượng của sóng.

Thiet ke cai tien khai thac nang luong song bien_03

Tiềm năng
Sử dụng ánh sáng tự nhiên và sự nổi tự nhiên này làm tăng 20% năng lượng thu được so với chỉ có một hệ thống được triển khai tại một thời điểm.

4. Thiết bị kiểu hàu biển (Oyster Machine)
Hệ thống
Chúng ta sẽ gọi phát minh này như là ‘viên ngọc’ của sự sáng tạo. Oyster là một bộ máy khổng lồ, có hình dạng như con hàu nằm nghỉ ngơi dưới đáy đại dương và đáy biển. Thiết bị sử dụng công nghệ thủy lực, nó chuyển năng lượng sóng vào bờ thành điện. Chiều rộng dao động khoảng 18mét được lắp với piston. Nó được kích hoạt bởi sóng và máy bơm nước thông qua một đường ống dưới biển.

Thiet ke cai tien khai thac nang luong song bien_04

Tiềm năng
Theo nghiên cứu sơ bộ, 10 thiết bị kiểu hàu có thể cung cấp cho nhu cầu điện của 3.000 hộ gia đình. Bản chất ‘xanh’ của máy phát điện đảm bảo tiết kiệm gần 500 tấn carbon hàng năm.

5. Phao nPower WEC
Hệ thống
Nó tương tự như cơ chế hoạt động của diều dưới nước. Hệ thống được neo vào đáy đại dương và các phao nổi trên bề mặt. Chuyển động nhấp nhô tạo ra điện thông qua các tuabin. Các phao sẽ được lắp đặt thành các cụm và theo thứ tự.

Thiet ke cai tien khai thac nang luong song bien_05Tiềm năng
Máy phát điện được đánh giá hoàn toàn khả thi về mặt thương mại. Người sáng lập và cũng là giám đốc điều hành, Aaron Lemieux phát biểu “ Các cụm máy phát điện trên sẽ cạnh tranh với các nhà máy phát điện dựa vào than đá. Điện sẽ rất rẻ và sẽ có giá chỉ khoảng 5 đến 7 cent/kWh”.

Những hạn chế của năng lượng sóng
Khi đề cập đến năng lượng sóng người ta đề cập đến các chi phí liên quan. Đó là chi phí sản xuất và chi phí lắp đặt để tạo ra điện từ sóng, có thể là dưới nước hoặc trên bề mặt của nước. Một thách thức là thiết bị rất dễ bị gỉ và ăn mòn. Tiếp xúc với nước muối, nguy cơ hư hỏng là rất cao. Các thiết bị khi chế tạo cần có khả năng chịu được bão và thời tiết khắc nghiệt. Lắp đặt nước ngọt (như ở các hồ) có thể không phải chịu ăn mòn khắc nghiệt nhưng chúng cũng đòi hỏi những yêu cầu nhất định trước khi lắp đặt. Một số nơi trên thế giới hoàn toàn khả thi khi lắp đặt hệ thống này như bờ biển phía Tây của Mỹ và bờ biển của Nam Phi, Chile và Australia. Nếu không, chi phí có thể lớn hơn lợi nhuận.

(Nguồn: ecchaiphong.gov.vn)

Ý kiến bạn đọc