Các kỹ sư Nhật cho rằng những tua-bin gió thông thường không phù hợp với các quốc gia thường xuyên chịu bão như Nhật Bản, nhưng một tua-bin bão có thể trưng thu đủ năng lượng để cung cấp điện cho nước này tới 50 năm.

Theo Atsushi Shimizu, "bão không mang đến điều gì ngoài thảm họa", nhưng kỹ sư này tin rằng sức mạnh của thiên nhiên có thể giải quyết vấn đề năng lượng xanh của Nhật Bản. Vì vậy, anh đã sáng chế ra tua-bin gió đầu tiên trên thế giới, không chỉ chống chịu được lực tác động của một trận cuồng phong mà còn tận dụng nó để sản xuất năng lượng (ảnh).

Khi kỷ nguyên năng lượng hạt nhân kết thúc

Trước thảm họa hạt nhân tại nhà máy điện Fukushima Daiichi, điện hạt nhân dự kiến sẽ đóng góp khoảng 60% năng lượng của Nhật vào năm 2100. Nhưng trận động đất và sóng thần kinh hoàng xảy ra tháng 3-2011, khiến 19.000 người thiệt mạng và rò rỉ phóng xạ tại các nhà máy điện hạt nhân, đã làm kế hoạch nói trên tiêu tan. Ngày nay, Nhật Bản nhập khẩu khoảng 84% nhu cầu năng lượng và nhiều lò phản ứng hạt nhân của họ hiện ngưng hoạt động khi chính phủ không còn mặn mà với nguồn năng lượng này nữa.

"Nhiều thập niên qua, Nhật Bản từng mang về các tua-bin gió kiểu châu Âu, vốn không thiết kế cho các vùng bị bão, rồi lắp đặt chúng mà không có sự tính toán cẩn thận, nên chúng hầu như hư hỏng hoàn toàn (vì bão)" – Shimizu cho biết. Bởi vậy, năng lượng Mặt trời đã trở thành tâm điểm của chính phủ Nhật, và các tấm pin quang năng hiện không còn hiếm gặp ở những ngôi nhà thành thị. Nhưng theo kỹ sư này, Nhật Bản thực sự có nhiều năng lượng gió hơn năng lượng Mặt trời, chỉ có điều nó chưa được tận dụng. Từ đầu năm đến nay, Nhật Bản đã trải qua 6 trận bão.

Tận dụng nguồn năng lượng mới

Lượng năng lượng động học do bão tạo ra là rất lớn. Phòng thí nghiệm Hải dương học và Khí tượng học Đại Tây Dương ước tính một cơn bão sinh ra mức năng lượng "tương đương một nửa công suất phát điện trên toàn thế giới". Thách thức đặt ra cho những người "săn bão" là khai thác hiệu quả nguồn năng lượng đó.

Năm 2013, Shimizu sáng lập công ty công nghệ xanh Challenge và giành được nguồn tài trợ để phát triển loại tua-bin gió "không thể bị phá hỏng bởi một cơn bão". Anh và các cộng sự đã tiến hành hai thay đổi cơ bản đối với thiết kế của các tua-bin gió thông thường. Đầu tiên, họ thiết kế một trục thẳng đứng xoay theo mọi hướng, có thể chịu được các kiểu gió rất khó đoán ở Nhật. Tiếp theo, họ kết hợp hiệu ứng Magnus để tăng mức độ kiểm soát các cánh quạt của tua-bin. Bằng cách siết chặt phần trục giữa 3 cánh quạt, các kỹ sư có thể điều chỉnh tốc độ của chúng nhằm bảo đảm chúng không quay một cách mất kiểm soát trong giông bão.

Khi tiến hành thử nghiệm hồi tháng 7 năm ngoái, tua-bin bão của Challenge đạt hiệu quả trưng thu năng lượng 30%. So sánh cho thấy các tua-bin gió thông thường đạt tỷ lệ trưng thu năng lượng ở mức 40%, nhưng hạn chế là chúng không thể hoạt động trong bão. Tháng 7-2016, nguyên mẫu tua-bin bão đầu tiên đã được lắp thí điểm tại tỉnh Okinawa và nhóm nghiên cứu hiện chờ bão thật để kiểm chứng hiệu quả.

Công nghệ này nhận được sự quan tâm đặc biệt của báo giới Nhật Bản, nơi nhiều người muốn tìm cách sản xuất năng lượng bền vững cũng như hưởng lợi từ những cơn bão thường gây thiệt hại to lớn với gió mạnh và sóng thần. "Nhật Bản có tiềm năng trở thành một siêu cường về năng lượng gió" – kỹ sư Shimizu tin tưởng nói.

HOÀNG ĐIỂU (Theo CNN, Inhabitat)