Năng lượng sóng biển có thể cho hiệu năng gấp 100 lần năng lượng mặt trời

Mỗi mét vuông của tấm pin mặt trời nhận được từ 0,2 đến 0,3 kW năng lượng mặt trời, mỗi mét vuông của tháp điện gió sẽ hấp thụ từ 2 đến 3 kW. Trong khi đó, mỗi mét vuông của bờ biển nhận được tới 30 kW năng lượng sóng biển.


1 máy phát điện sóng biển đang được kiểm nghiệm ở Scotland (ảnh: Mike Brookes-Roper/Aquamarine Power)

Ở ngoài khơi cách vịnh Kaneohe, Hawaii, Hoa Kỳ khoảng gần 2km, có một thiết bị hình tròn giống chiếc bánh donut dập dềnh lên xuống theo sóng biển. Thiết bị to bằng chiếc xe buýt này trông giống như một chiếc phao cứu hộ, nhưng thực tế nó là một thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển – một ví dụ về công nghệ năng lượng tái tạo – biến các dao động sóng biển thành năng lượng điện.

Thiết bị phát điện giống chiếc phao cứu hộ này chứa đầy các phụ tùng cơ khí, cáp điện và các thiết bị điện tử phức tạp khác. Nhưng trong khi các thiết bị năng lượng tái tạo khác như tua-bin gió hay tấm pin năng lượng mặt trời đã là công nghệ đã tương đối trưởng thành, các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển vẫn còn là công nghệ mới.


Thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển dạng phao cứu sinh ở Hawaii (ảnh: youtube/boltwavepower.com)

“Nếu năng lượng gió là một học sinh tốt nghiệp cấp 3, thì năng lượng từ sóng biển giống như học sinh lớp một,” theo Luis Vega, quản lý tại Trung tâm năng lượng tái tạo sóng biển quốc gia Hoa Kỳ.

Nhưng cũng như nhiều người khác, Vegas nhìn thấy tiềm năng rất lớn của sóng biển. Nếu nhận xét này là đúng thì trong tương lai sẽ có hàng loạt các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng chạy dọc theo các bờ biển Hoa Kỳ để cung cấp điện cho hàng triệu hộ gia đình ở Mỹ.

Có vô số thiết kế cho các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển, nhưng chưa có cái nào chiếm ưu thế.​

Như mọi người có thể hình dung, chiếc “phao cứu sinh” này có một máy phát điện được truyền động nhờ chuyển động lên xuống của các sợi cáp kéo dài từ đáy thiết bị xuống đáy biển.


Sơ đồ nguyên lý máy phát điện từ sóng biển “phao cứu sinh” (ảnh: mdpi.com)

ADVERTISEMENT
​

Các bộ chuyển đổi khác trông giống như một con rắn lớn và năng lượng sóng sẽ được khại thác thông qua hệ thống thủy lực được kích hoạt bởi các khớp nối. Loại khác nữa thì giống như chiếc khinh khí cầu khổng lồ dưới nước có thể bơm nước biển có áp suất cao để chạy các tua-bin thủy điện trên bờ. Một số hệ thống thì gần bờ và có thể nhìn thấy từ mặt đất, trong khi một số khác hoạt động ở vùng nước sâu hơn.



Có đến hơn 1.000 thiết kế các bộ chuyển đổi năng lượng từ sóng biển, Reza Alam, một nhà nghiên cứu về năng lượng sóng tại Đại học Berkeley, California, Hoa Kỳ cho biết. Ted Brekken, một nhà nghiên cứu các hệ thống năng lượng tại Đại học bang Oregon bổ sung thêm: “Thực tế là chúng ta chưa có một mô hình công nghệ nào chiếm ưu thế. Có thể là sẽ không có mô hình nào như vậy.”


Một thiết kế chuyển đổi năng lượng sóng biển khác cũng đang được thử nghiệm ở Hawaii (ảnh: yotube/tidalenergytoday.com)

Tuy vậy, có một điều rõ ràng, năng lượng sóng biển là vô tận, là nguồn năng lượng chưa được khai thác có thể giúp chúng ta giảm lệ thuộc vào năng lượng hóa thạch.

Ưu điểm nổi bật của năng lượng sóng biển

Giống như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, năng lượng sóng biển rốt cuộc cũng là đến từ Mặt Trời. Bức xạ mặt trời gây ra các trường áp suất không khí biến đổi dẫn đến sự xuất hiện của gió, gió tạo ra động lực cho bề mặt đại dương, tạo ra sóng biến. Như Alam nói: “Năng lượng sóng biển là một dạng năng lượng mặt trời có mật độ rất đậm đặc.”

Đậm đặc thế nào? Alam nói, mỗi mét vuông của một tấm pin mặt trời nhận được từ 0,2 đến 0,3 kW năng lượng mặt trời, và mỗi mét vuông của tháp điện gió sẽ hấp thụ từ 2 đến 3 kW. Trong khi đó mỗi mét vuông bờ biển California nhận được 30 kW năng lượng sóng.

Năng lượng sóng còn có các ưu điểm khác so với năng lượng mặt trời và gió. Sóng rất dễ dự báo, Brekken nói. Và không giống như năng lượng mặt trời – chỉ hoạt động vào ban ngày, năng lượng sóng có thể được khai thác cả ngày liên tục.



Công nghệ CETO của Carnegie thu nhận chuyển động lên và xuống của chiếc phao để điều khiển một máy bơm tạo ra nước áp suất cao để chạy một tua-bin thủy điện trên bờ. (ảnh: Carnegie Clean Energy)
Nghiên cứu mới nhất cho thấy năng lượng sóng ở Mỹ có thể sản xuất đến 1,170 nghìn tỉ Wh một năm, tương đương gần một phần ba tổng điện năng sử dụng của nước này. Nhận thấy tiềm năng to lớn này, Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) đang đầu tư rất lớn vào năng lượng sóng. Năm ngoái, DOE đã trao giải 2,25 triệu đô la cho người chiến thắng trong cuộc thử nghiệm thiết kế bộ chuyển đổi năng lượng sóng và 40 triệu đô la cho Đại học Oregon State để xây dựng một cơ sở mới để kiểm nghiệm năng lượng sóng.

Vẫn có những rào cản

Tuy vậy, Brekken đưa ra đánh giá thận trọng hơn về tiềm năng của năng lượng sóng trong thực tế, dự đoán rằng nó sẽ đóng góp khoảng 6% tổng sản lượng điện của nước Mỹ (tương tự như thủy điện).

Sự thận trọng này xuất phát từ một số rào cản kỹ thuật cần phải được khắc phục. Môi trường biển khắc nghiệt với nước, gió lớn, và sóng dữ sẽ thử thách cả những thiết bị bền chắc nhất. Việc triển khai và thử nghiệm các bộ chuyển đổi năng lượng sóng yêu cầu sử dụng tàu thuyền và thợ lặn cũng làm tăng chi phí triển khai các thiết bị.

Với những thách thức này, có thể mất một thập kỷ để tạo những bộ chuyển đổi năng lượng sóng hiệu quả và kinh tế. “Nó chỉ là vấn đề chúng ta đầu tư kinh phí cho phát triển công nghệ thế nào,” Vegas nói. “Nhưng chúng ta cần phải làm điều này vì cuối cùng chúng ta cũng sẽ cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch.”

Tiềm năng lớn cho Việt Nam

Một báo cáo cho thấy 0,1% năng lượng sóng biển của các đại dương là đủ để cung cấp điện năng cho toàn Trái Đất. Với hơn 3.000 km bờ biển, Việt Nam là một đất nước có tiềm năng rất lớn trong việc khai thác năng lượng sóng biển. Tuy vậy, loại năng lượng này vẫn chưa được quan tâm một cách đúng mức ở Việt Nam. Có lẽ, đã đến lúc chúng ta cần có chính sách phù hợp trong việc thử nghiệm và khai thác loại năng lượng tái tạo vô tận này.

Theo futurism và NBC
Thiện Tâm tổng hợp

 

chi cho sáng tạo để phát triển như thế mới đúng đất nước tiên phong

 

Nhiệt điện vạn tuế.