Điện gió ngoài khơi đang trở thành một trong những trụ cột quan trọng của quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu. Các turbine điện gió ngoài khơi không làm phiền dân cư, gió biển luôn ổn định và mạnh mẽ hơn, đặc biệt ở vùng nước sâu xa bờ.
Hiện nay, những turbine lớn nhất thế giới đã đạt công suất 15-18 MW. Tuy nhiên, một công ty khởi nghiệp Na Uy có tên World Wide Wind (WWW) đang phá vỡ mọi quy chuẩn truyền thống bằng thiết kế hoàn toàn mới mang tên turbine điện gió "Mẹ của Biển cả" (Mother of the Seas), một loại turbine trục đứng CR-VAWT.
Khác biệt lớn nhất là turbine này không nằm thẳng đứng mà nó được "trồng" lộn ngược. Thay vì trục ngang và tháp cố định như turbine truyền thống, CR-VAWT có trục dọc hoàn toàn. Hai bộ cánh quạt được gắn trên cùng một trục ống nhưng quay ngược chiều nhau.
Khi gió thổi, tốc độ tương đối giữa cánh quạt và không khí được nhân đôi, đồng thời lực xoắn được triệt tiêu lẫn nhau. Kết quả là turbine điện gió của WWW hoạt động cực kỳ ổn định dù không cần neo cố định vào đáy biển.
Thiết kế turbine điện gió “Mẹ của Biển cả” (Mother of the Seas) của công ty khởi nghiệp Na Uy có tên World Wide Wind (WWW). Ảnh: Ecoticias
Điểm "lộn ngược" thực sự nằm ở việc bố trí trọng tâm: Bộ phát điện và các linh kiện nặng nhất được đặt ở phần đáy chìm dưới mặt nước. Nhờ đó, turbine tự nổi, trọng tâm hạ thấp, giống như phao khổng lồ vậy.
Thiết kế này cho phép nó hoạt động ở vùng nước sâu hàng trăm mét, xa bờ hàng chục đến hàng trăm km – nơi gió mạnh và đều nhất. Nhưng điều gây sửng sốt chính là khả năng sống sót kỳ diệu của turbine trong bão.
Người ta gọi nó là "kẻ săn bão". Khi gặp gió bão cấp 12-14, turbine truyền thống phải dừng hoạt động và chịu tải trọng khổng lồ lên tháp. Còn CR-VAWT lại nghiêng mình theo gió và sóng, giống như cây lau sậy trong gió bão.
Nó không chống lại thiên nhiên mà nương theo thiên nhiên, nhờ đó tải trọng cấu trúc giảm đáng kể. Kết quả là nó vẫn tiếp tục phát điện ngay cả trong điều kiện gió cực mạnh mà turbine thường không thể chịu đựng được.
Về bảo trì, đây là cuộc cách mạng thực sự. Toàn bộ máy phát, biến tần và các bộ phận quan trọng đều nằm ở phần nổi gần mặt nước. Thợ bảo trì chỉ cần dùng tàu nhỏ tiếp cận ở mực nước biển, không cần cần cẩu khổng lồ cao hàng trăm mét giữa sóng dữ như hiện nay. Chi phí vận hành giảm mạnh, tuổi thọ turbine tăng lên đáng kể.
Hiện tại, WWW đã thử nghiệm thành công nguyên mẫu nhỏ với công suất 30 kW trong năm nay. Tiếp theo, một phiên bản 1.5 MW sẽ được triển khai thử nghiệm. Mục tiêu xa hơn là phiên bản thương mại 24 MW dự kiến có mặt trên thị trường vào năm 2030.
Nhưng mục tiêu cuối cùng của công ty Na Uy là những "người khổng lồ" 40 MW với chiều cao tổng cộng 400 m (tính cả phần chìm), cao gấp rưỡi những turbine lớn nhất hiện nay, và cho sản lượng điện gấp 2,5 lần.
Nếu thành công, những cột turbine điện gió "trồng" lộn ngược này có thể phủ kín các vùng biển sâu trên toàn cầu, biến những khu vực từng được coi là "không thể khai thác" thành các nhà máy điện khổng lồ nổi giữa đại dương.
Minh Đức (Theo Dredge Wire, Eldiario24)
