Đăng ký thành viên

OceanEnergy ra mắt máy phát điện đại dương lớn nhất thế giới

29/01/2025 16:27 Số lượt xem: 58

OceanEnergy đã triển khaimột phao năng lượng sóng nặng 826 tấn ngoài khơi bờ biển bang Hawaii (Mỹ) để thu năng lượng sóng ở quy mô đủ lớn nhằm cấp điện cho lưới điện.

Công ty OceanEnergy (Ireland) đã triển khai bộ biến tần năng lượng sóng phao OE-35 ngoài khơi bờ biển Hawaii. Đây là bộ biến tần năng lượng sóng lớn nhất thế giới.

Máy phát điện từ sóng này sử dụng thiết kế cột nước dao động để chuyển đổi sóng đại dương thành nguồn điện tái tạo. Hiệu suất tuabin và sự ăn mòn cấu trúc đã cản trở sự phát triển của các thiết bị năng lượng sóng, nhưng OE-35 có độ bền lâu cần thiết để đóng góp lâu dài vào năng lượng bền vững.

Sử dụng tuabin khí để thu năng lượng từ sóng đại dương (Ảnh st)

Năng lượng sóng đối mặt với những thách thức về hiệu suất và độ bền lâu

Các thiết bị năng lượng sóng xuất hiện dưới nhiều hình thức khác nhau, chẳng hạn như các cột nước dao động, các bộ giảm xóc điểm và các bộ tắt dần. Mỗi mô hình đều có thiết kế để thu giữ sự chuyển động của sóng theo những cách riêng. Một thách thức kỹ thuật chính trong việc phát triển các thiết bị năng lượng sóng cột nước dao động (OWC) là tối ưu hóa hiệu suất tuabin. OWC sử dụng luồng khí hai chiều, trong đó luồng khí vào và ra tùy thuộc vào chuyển động của sóng. Hệ thống này yêu cầu các tuabin có khả năng xử lý những thay đổi thường xuyên về hướng dòng chảy. Các tuabin Wells (tuabin khí áp suất thấp quay liên tục theo một chiều độc lập với hướng của luồng khí do Alan Arthur Wells ở Đại học Queen Belfast phát minh vào cuối thập niên 1970) sử dụng trong các OWC, có thiết kế để quay theo cùng một hướng bất kể hướng luồng khí.

Tuy nhiên, các OWC vấp phải các hạn chế về tính năng ở tốc độ không khí cao, dẫn đến hiệu suất giảm. Nghiên cứu cho thấy các tuabin Wells đạt hiệu suất thấp hơn (60%-70%) so với các tuabin đơn hướng truyền thống vượt ngưỡng đó. Sự kém hiệu quả này hạn chế tổng công suất đầu ra của OWC và vẫn là trọng tâm của nghiên cứu đang diễn ra.

Một thách thức đáng kể khác là độ bền cấu trúc của OWC trong môi trường biển khắc nghiệt. Các thiết bị này phải chống chịu được sự phơi nhiễm không ngừng nghỉ với nước mặn, thời tiết cực đoan và ứng suất cơ học của sóng, dẫn đến chi phí bảo trì cao và tuổi thọ rút ngắn. Chi phí cho các thành phần cấu trúc thường chiếm phần lớn chi phí tổng của các thiết bị năng lượng sóng OWC vì thân tàu, cơ sở hạ tầng điện và các thành phần neo đậu cho các công trình lắp đặt nổi, tất cả đều tạo ra các chi phí đáng kể. Việc bảo trì các thành phần cấu trúc này rất phức tạp do bị ăn mòn và bám bẩn sinh học, đây là những vấn đề chính đòi hỏi các vật liệu và lớp phủ bền có thể chống lại sự xuống cấp. Ăn mòn có thể làm giảm tuổi thọ của một kết cấu, và việc sửa chữa trong môi trường biển rất tốn kém và khó khăn về mặt hậu cần. Việc cải thiện vật liệu và thiết kế để tăng độ bền lâu trong khi kiểm soát chi phí là rất quan trọng để làm cho các thiết bị năng lượng sóng khả thi về mặt kinh tế.

Mở rộng quy mô của OE-35 để hỗ trợ lưới điện và kéo dài tuổi thọ kết cấu

OceanEnergy và một nhóm các chuyên gia về thủy động học biển đã tạo ra một chiếc phao năng lượng sóng biển khổng lồ, hiện đại sau 15 năm nghiên cứu, thiết kế và thử nghiệm. OE-35 nặng hơn 800 tấn và cao hơn tòa nhà năm tầng. Công ty đã giảm thiểu các trở ngại về chi phí vì OE-35 đã tăng kích thước và có cấu trúc rất chắc chắn.

OE-35 đang trong quá trình xây dựng (Ảnh st)

Cáp ngầm dưới biển sẽ kết nối phao này với lưới điện của bang Hawaii, nhờ đó tác động trực tiếp đến sự ổn định năng lượng tại địa phương. OE-35 có thể phát ra 1,25MW công suất điện và sẽ là một trong những máy phát điện từ sóng đầu tiên kết nối trực tiếp với lưới điện.

Kích thước của máy phát điện từ sóng này cho phép nó đóng góp đáng kể vào năng lượng tái tạo.

Tất cả các bộ phận chuyển động của OE-35 đều nằm cao hơn mặt nước, do đó tránh được nhiều rắc rối về ăn mòn kết cấu và giảm thiểu công tác bảo trì.

Tương lai của năng lượng sóng

Hiện đang lắp đặt ngoài khơi đảo Oahu của bang Hawaii, OE-35 đại diện cho một mùa tăng trưởng trong lĩnh vực năng lượng sóng. OceanEnergy đã đóng góp đáng kể vào công nghệ năng lượng sóng bằng cách phát triển OE-35. Khi các kỹ sư khác mở rộng tiềm năng của nó, năng lượng sóng có nhiều khả năng sẽ đóng vai trò ngày càng đáng kể hơn trong việc hỗ trợ lưới điện thông qua các nguồn năng lượng tái tạo như các sóng đại dương mênh mông sẽ không bao giờ mất đi tiềm năng làm quay tuabin.

Bộ Năng lượng Mỹ hiện vẫn đang tài trợ cho dự án này, vì tiềm năng chưa được khai thác của các thiết bị OWC đang hoạt động. Tuy nhiên, nó vẫn chưa đạt đến mức tối ưu của công nghệ năng lượng tái tạo khác hiện có.

Biên dịch: Nguyễn Thị Dung

Theo “Eepower”, tháng 10/2024