Cách khai thác năng lượng gió hiệu quả và an toàn

Năng lượng gió là nguồn năng lượng sạch và rất an toàn với môi trường. Vậy, cách khai thác năng lượng gió như thế nào để đạt hiệu quả cao chúng ta cũng tìm hiểu.

Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất. Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời. Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ Cổ đại.

Luster.vn
Tốc độ quay của tua bin gió rất mạnh

Cách khai thác năng lượng gió về cấu tạo của mô hình diều. 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.

Luster.vn
Mô hình khai thác năng lượng gió

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.

Cách khai thác năng lượng gió về mô hình tua bin. SKWID (viết tắt của Savonius Keel and Wind Turbine Darrieus) là một hệ thống nổi được neo tại chỗ với một tua bin gió Savonius “chìm bên dưới” và một tua bin gió Darrieus dạng trục đứng trên mặt nước. Cả 2 đều được kết nối với một hệ thống bánh răng/máy phát, cho phép thiết bị tạo ra điện từ dòng hải lưu, gió biển hoặc cả 2. Thêm vào đó, hoạt động xoay của tua bin Savonius có thể bổ trợ cho tua bin gió phía trên khi gió lặng và cần quán tính.

Luster.vn
Cách khai thác năng lượng gió bằng tua bin

Thiết kế của tua bin Darrieus khiến nó có thể quay từ trái sang phải hoặc ngược lại, vì vậy nó hoạt động không phụ thuộc vào hướng gió. Trong khi đó, tua bin Savonius dù chỉ có thể quay một chiều nhưng cũng không phụ thuộc vào hướng dòng hải lưu. Theo MODEC thì tua bin này có thể khai thác điện với cả những dòng hải lưu yếu nhất, và không bị ảnh hưởng bởi sự sinh sôi của các sinh vật biển trên các gầu xoay dạng bán xy-lanh. Ngoài ra, do tua bin không quay nhanh bằng tốc độ dòng hải lưu nên nó cũng được xem là an toàn đối với môi trường biển.

SKWID được neo tại tại những vùng biển động và thiết kế của máy phát trên mặt biển và tua bin Savonius bên dưới sẽ giữ trọng tâm thấp cho hệ thống. Thêm vào đó, ụ nổi hình tròn phía trên được gắn vào cấu trúc trung tâm bằng các gờ cao su dẻo giúp nó đung đưa theo nhịp sóng, trong khi vẫn giữ được độ ổn định và duy trì hoạt động của các tua bin và máy móc tích hợp.

Cách khai thác năng lượng gió với cối xoay gió. Các tuabin gió hoạt động theo một nguyên lý rất đơn giản. Năng lượng của gió làm cho 2 hoặc 3 cánh quạt quay quanh 1 rotor. Mà rotor được nối với trục chính và trục chính sẽ truyền động làm quay trục quay máy phát để tạo ra điện. Khi gió quay các cánh tua-bin, tua-bin chuyển năng lượng của gió thành năng lượng cơ học. Máy phát điện sau đó chuyển đổi năng lượng cơ học sang điện có thể được sử dụng để cấp điện cho ngôi nhà giống như các dạng năng lượng khác.

Luster.vn
Tua bin gió với mô hình khá rộng

Thông thường các tuabin gió được đặt trên trụ cao cách mặt đất. Hầu hết các tua-bin gió đều được sơn trắng, để tăng tầm nhìn. Từ độ cao 30m trở lên, tuabin gió dễ hàng thu hầu hết năng lượng gió.Các tuabin gió có thể sử dụng cung cấp điện cho nhà cửa hoặc xây dựng, chúng có thể nối tới một mạng điện để phân phối mạng điện ra rộng hơn.

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

BÀI VIẾT CÙNG CHUYÊN MỤC

BÀI VIẾT LIÊN QUAN

Scroll to Top