Thiết kế tua bin gió khổng lồ lấy cảm hứng từ cây cọ để chống bão

Eric Loth và các đồng nghiệp từ Đại học Virginia muốn tạo ra tua-bin có công suất lớn hơn, lên tới 50MW, với thiết kế cạnh quạt có thể uốn cong như cây cọ để chống chịu gió bão. Hiện tại, tua-bin gió lớn nhất chỉ có thể cao đến hơn 300 mét và có công suất khoảng 15MW.

Nhóm của Loth đã nghĩ ra giải pháp cho việc tăng kích thước tua-bin gió mà vẫn đảm bảo an toàn cho hệ thống điện với hai cánh quạt dài 250 mét (thay vì ba cánh như truyền thống). Điểm đặc biệt của thiết kế này là các cánh quạt có thể gập lại khi gặp gió mạnh, giống như cách cây cọ uốn mình theo gió bão. Cả hệ thống sẽ cao 550 mét, nghĩa là đỉnh của tua-bin sẽ cao hơn tòa nhà One World Trade Center ở New York – một trong những tòa nhà cao nhất thế giới.

Thiết kế của Loth được cho là có khả năng tạo ra lượng điện đủ để cung cấp điện cho khoảng 15.000 ngôi nhà tại Hoa Kỳ. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm nguyên mẫu nhỏ (tua-bin với hai cánh quạt dài 20 mét) trong hai năm tại Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia ở Colorado, và kết quả ban đầu cho thấy thiết kế này có tiềm năng kỹ thuật tốt.

Nhưng có nhiều lo ngại rằng việc thay đổi thiết kế từ tua-bin ba cánh quạt truyền thống sang hai cánh quạt uốn cong có thể gây ra những tác động lớn trên thị trường năng lượng tái tạo. Gerard van Bussel, nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Delft ở Hà Lan, cho rằng các công ty điện gió hiện nay vô cùng thận trọng vì họ đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm trong công nghệ thiết kế ba cánh quạt ngược gió truyền thống. Việc chuyển sang một thiết kế hoàn toàn mới, như tua-bin hai cánh uốn cong của Loth, có thể mang lại nhiều rủi ro lớn cho ngành, khiến các đơn vị sản xuất ngần ngại.

Một trong những thách thức lớn khác khi phát triển các tua-bin khổng lồ là cơ sở hạ tầng cần thiết. Để lắp ráp và triển khai tua-bin khổng lồ như thiết kế của Loth, cần có các tàu lắp đặt, cần cẩu và cảng đủ lớn. Hiện tại, các tàu lắp tua-bin lớn nhất chỉ có thể xử lý các tua-bin có chiều cao tối đa là 336 mét, trong khi thiết kế của Loth cần chiều cao lên đến 550 mét, vượt xa khả năng hiện có.

• 27/09/2024 10:25
• Nguyệt Hà (Theo New Scientist)
• 5787

• năng lượng gió, năng lượng tái tạo, công nghệ năng lượng đột phá,