04/10/2019 - 08:47

Bước tiến lớn trong lĩnh vực khai thác năng lượng gió 

Diều tự bay của hãng Makani ở Mỹ có thể là câu trả lời cho nhu cầu trưng thu điện gió ngày càng lớn trên thế giới hiện nay.

Mặc dù số trang trại điện gió đang ngày một tăng và tiềm năng của loại năng lượng xanh này ngày càng rộng mở, nhưng chỉ có 6% sản lượng điện của thế giới đến từ gió, chủ yếu do khó khăn trong việc lắp đặt cũng như bảo trì các tua-bin gió - theo Hiệp hội Năng lượng Gió Thế giới. Thực tế này cộng với nhận thức cho rằng nguồn gió biển dồi dào vẫn chưa được khai thác đúng mức, các nhà sáng lập Makani đã tìm cách làm cho nguồn năng lượng này dễ tiếp cận hơn. Đó là lý do “diều thu hoạch năng lượng gió” ra đời.

Makani thử nghiệm diều trên Biển Bắc. Ảnh: CNN

Về cấu tạo, diều được làm bằng sợi carbon nên rất nhẹ, có hình dạng giống chiếc máy bay với sải cánh rộng gần 26m. Nó được nối với một trạm nổi trên biển bằng sợi dây dài hơn 426m có đường kính vài cm, cho phép nó có thể trưng thu năng lượng gió ở độ cao lên tới 500m so mới mặt biển. Nghiên cứu hồi năm 2012 của Phòng thí nghiệm quốc gia Livermore Lawrence (Mỹ) cho thấy những cơn gió ở độ cao như thế có thể đáp ứng 100 lần nhu cầu điện trên toàn cầu.

Khi vận hành, diều sẽ cất cánh và bay vòng tròn xung quanh trạm theo điều khiển của các máy tính có sử dụng hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và nhiều cảm biến khác. Những luồng gió mạnh sẽ làm xoay 8 cánh quạt tích hợp trên cánh diều, qua đó kích hoạt một máy phát tạo ra điện và truyền về lưới điện thông qua dây neo nói trên. Khi gió lặng, diều sẽ được thu hồi về “đáp” ở trạm. Một lợi thế khác của diều trưng thu điện gió là chi phí sản xuất thấp hơn do toàn bộ hệ thống sử dụng thép và bêtông ít hơn các tua-bin gió thường lắp đặt ở ngoài khơi. Một số tua-bin truyền thống thậm chí còn phải xây trên các chân tháp lớn như những cao ốc, rất tốn kém. Đặc biệt, trong khi nhiều nơi không thể xây tua-bin gió do nước quá sâu, thì diều của Makani có thể lắp ở cả những vùng biển sâu nhất.

Tháng 8 vừa rồi, Makani cùng các công ty đối tác đã tiến hành cuộc thử nghiệm tua-bin diều đầu tiên, với 2 lần bay, ở cách bờ biển Na Uy khoảng 10km, nơi có độ sâu 220m. Cánh diều nguyên mẫu được thiết kế tạo ra 600kW điện, đủ để cung cấp cho khoảng 300 hộ gia đình. Tuy vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm và chưa thể bay liên tục, song Makani hy vọng sẽ cải tiến hệ thống trưng thu điện từ trên không này để nó có thể bay quanh năm. Năm 2020, Makani dự kiến tiếp tục thực hiện thêm một cuộc thử nghiệm ở Na Uy, cho diều bay lâu hơn và trong nhiều điều kiện thời tiết hơn. Các nhà phát triển cũng sẽ nghiên cứu để giảm bớt sự can thiệp của con người đối với thiết bị trước hoặc sau khi bay và kết nối trực tiếp với lưới điện.

Phát minh trên hứa hẹn là món quà tuyệt vời cho người dân ở những vùng gặp khó trong việc lắp đặt tua-bin gió truyền thống, chẳng hạn như các đảo quốc. Giá mua điện tại những nơi này thường rất cao do họ phải nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch đắt đỏ để sản xuất điện. Những ứng dụng ở quy mô nhỏ, bao gồm cung cấp điện cho những vùng bị thảm họa, có thể sẽ thành hiện thực trong vòng 1-3 năm tới.

Thật ra, Makani không phải công ty duy nhất theo đuổi nỗ lực thu hoạch năng lượng từ gió. Nhiều hãng như Altaeros Energies và Vortex Bladeless cũng đang thử nghiệm các loại diều của họ hoặc những dạng thiết bị thu năng lượng gió khác. Diều khổng lồ của Altaeros Energies là một thiết bị được bơm đầy khí heli, nâng tua-bin gió lên cao 600m so với mặt đất. Mục đích là cung cấp năng lượng và dịch vụ viễn thông cho hàng tỉ người trên thế giới đang sống trong điều kiện điện và Internet không ổn định.

HẠNH NGUYÊN (Theo CNN, Bloomberg)

 

Chia sẻ bài viết