Công nghệ năng lượng sạch mới chiết xuất gấp đôi sức mạnh từ sóng biển

Các nhà nghiên cứu đã phát triển công nghệ nguyên mẫu có thể tăng gấp đôi năng lượng thu được từ sóng biển, một bước tiến cuối cùng có thể làm cho năng lượng sóng trở thành một giải pháp thay thế tái tạo khả thi.

Tiềm năng chưa được khai thác của năng lượng sóng biển là rất lớn - người ta đã ước tính rằng sức mạnh của sóng ven biển trên thế giới mỗi năm tương đương với sản lượng điện hàng năm trên toàn cầu.

Nhưng những thách thức trong việc phát triển các công nghệ có thể khai thác hiệu quả nguồn năng lượng tự nhiên đó và chịu được môi trường đại dương khắc nghiệt đã khiến năng lượng sóng bị mắc kẹt ở giai đoạn thử nghiệm.

Giờ đây, một nhóm nghiên cứu do Đại học RMIT dẫn đầu đã tạo ra một bộ chuyển đổi năng lượng sóng có hiệu suất thu hoạch năng lượng cao gấp đôi so với bất kỳ công nghệ tương tự nào được phát triển cho đến nay.

Sự đổi mới, được xuất bản trên tạp chíNăng lượng ứng dụng, dựa trên thiết kế tuabin kép, đầu tiên trên thế giới.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Giáo sư Xu Wang cho biết năng lượng sóng là một trong những nguồn năng lượng sạch, đáng tin cậy và có thể tái tạo hứa hẹn nhất.

& quot; Trong khi gió và mặt trời thống trị thị trường tái tạo, chúng chỉ có sẵn 20-30% thời gian," Wang nói.

& quot; Năng lượng sóng có sẵn trung bình 90% thời gian và sức mạnh tiềm tàng của sóng ngoài khơi là vô cùng lớn.

& quot; Công nghệ nguyên mẫu của chúng tôi đã vượt qua một số thách thức kỹ thuật quan trọng đã kìm hãm ngành năng lượng làn sóng khỏi việc triển khai trên quy mô lớn.

& quot; Với sự phát triển hơn nữa, chúng tôi hy vọng công nghệ này có thể là nền tảng cho một ngành năng lượng tái tạo mới đang phát triển mạnh, mang lại những lợi ích kinh tế và môi trường to lớn."

Cách thức hoạt động của bộ chuyển đổi năng lượng sóng

Một trong những cách tiếp cận thử nghiệm phổ biến nhất là thu năng lượng sóng thông qua bộ chuyển đổi kiểu phao được gọi là" bộ hấp thụ điểm," lý tưởng cho các địa điểm ngoài khơi.

Công nghệ này, thu năng lượng từ sự chuyển động lên và xuống của sóng, thường tiết kiệm chi phí để sản xuất và lắp đặt.

Nhưng nó cần được đồng bộ chính xác với chuyển động của sóng tới để thu năng lượng một cách hiệu quả. Điều này thường liên quan đến một loạt các cảm biến, bộ truyền động và bộ xử lý điều khiển, làm tăng thêm độ phức tạp cho hệ thống có thể gây ra hiệu suất kém, cũng như các vấn đề về độ tin cậy và bảo trì.

Nguyên mẫu do RMIT tạo ra không cần công nghệ đồng bộ hóa đặc biệt, vì thiết bị này tự nhiên nổi lên và xuống theo độ phồng của sóng.

& quot; Bằng cách luôn đồng bộ với chuyển động của sóng, chúng ta có thể tối đa hóa năng lượng mà' s thu hoạch," Wang nói.

& quot; Kết hợp với các bánh tua-bin kép quay ngược chiều độc đáo của chúng tôi, nguyên mẫu này có thể tăng gấp đôi công suất đầu ra thu được từ sóng biển so với các công nghệ hấp thụ điểm thử nghiệm khác."

Thiết bị đơn giản và tiết kiệm đã được phát triển bởi các nhà nghiên cứu kỹ thuật RMIT phối hợp với các nhà nghiên cứu từ Đại học Beihang ở Trung Quốc.

Hai bánh tuabin, được xếp chồng lên nhau và quay ngược chiều nhau, được kết nối với máy phát điện thông qua các trục và hệ thống truyền động bằng puli bằng dây đai.

Máy phát điện được đặt bên trong một phao nổi phía trên mực nước để tránh nước biển ăn mòn và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

Nguyên mẫu đã được thử nghiệm thành công ở quy mô phòng thí nghiệm và nhóm nghiên cứu rất muốn hợp tác với các đối tác trong ngành để thử nghiệm mô hình quy mô đầy đủ và hướng tới khả năng thương mại hóa.

& quot; Chúng tôi biết nó hoạt động trong phòng thí nghiệm của chúng tôi, vì vậy các bước tiếp theo là mở rộng quy mô công nghệ này và thử nghiệm nó trong bể hoặc trong điều kiện đại dương ngoài đời thực," Wang nói.

& quot; Khai thác nguồn năng lượng sóng không chỉ giúp chúng ta cắt giảm lượng khí thải carbon và tạo ra các công việc năng lượng xanh mới, mà còn có tiềm năng lớn để giải quyết các vấn đề môi trường khác."

& quot; Ví dụ, khi tần suất hạn hán tăng lên, năng lượng sóng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các nhà máy khử muối trung tính cacbon và cung cấp nước ngọt cho ngành nông nghiệp - một biện pháp thích ứng thông minh với thách thức của khí hậu thay đổi."

Nghiên cứu được hỗ trợ thông qua khoản tài trợ Dự án Khám phá của Hội đồng Nghiên cứu Úc (ARC) (DP170101039)