Độc đáo điện gió cánh diều

Trong thập kỷ qua, cuộc săn lùng điện gió đã bắt đầu vươn ra ngoài mặt đất và các vùng nước nông ngoài khơi, và giờ đây đang bắt đầu chinh phục bầu trời.

Thay vì những cột turbine điện gió truyền thống ở đường chân trời, giờ đây hãng SkySails của Đức đang đi đầu trong công cuộc chinh phục sức mạnh của gió trên cao và công nghệ tiên tiến, mở ra tương lai hứa hẹn cho một loại năng lượng tái tạo mới.

Gió ở mặt đất thường không ổn định, bị cản trở bởi cây cối, tòa nhà và địa hình. Nhưng ở độ cao lớn, gió trở nên mạnh mẽ và ổn định hơn.

Các turbine điện gió truyền thống ngày càng được xây cao hơn để tận dụng điều này, nhưng chúng đối mặt với giới hạn về chi phí, vật lý và không gian.

Đây là lúc công nghệ điện gió cánh diều ở độ cao 750 mét của SkySails xuất hiện, mang đến một giải pháp đột phá.

Công nghệ điện gió cánh diều không chỉ là một ý tưởng thú vị mà còn giải quyết nhiều thách thức của năng lượng tái tạo. Ảnh: DW

Điện gió cánh diều, hay còn gọi là hệ thống năng lượng gió trên cao (AWES), là một công nghệ mới đang được nghiên cứu và phát triển để tạo ra điện bằng cách sử dụng diều để khai thác năng lượng gió ở độ cao lớn.

Thay vì cố định trên mặt đất, cánh diều bay lượn trên không, thực hiện các vòng lặp hình số tám để tận dụng tối đa lực gió.

Dây cáp nối cánh diều với một máy phát điện trên mặt đất, tạo ra điện khi dây được kéo ra. Khi đạt độ dài tối đa 750 mét, một phần điện năng được sử dụng để cuốn dây lại, và chu kỳ cứ thế lặp lại.

"Nó giống như chơi yo-yo", ông Stephan Wrage, nhà sáng lập SkySails Power GmbH, mô tả về cơ chế nhịp nhàng của hệ thống.

Điện gió cánh diều, hay còn gọi là hệ thống năng lượng gió trên cao (AWES), là một công nghệ mới đang được nghiên cứu và phát triển. Toàn bộ hệ thống được đóng trong một hộp container, giúp dễ dàng vận chuyển và lắp đặt. Ảnh: Design Boom

Robot bay tự động nằm trong một hộp bên dưới con diều, được ví như "phi công" điều khiển cánh diều, đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục 24/7, đồng thời tối ưu hóa năng lượng và thúc đẩy số hóa ngành năng lượng gió.

Hệ thống sử dụng dây cáp sợi nhựa, nhẹ hơn thép 10 lần nhưng có độ bền tương đương, giúp giảm trọng lượng và tăng hiệu quả.

Cánh diều có diện tích từ 120-240 m2, tùy thuộc vào sức gió và địa điểm triển khai. Toàn bộ hệ thống được đóng trong một hộp container, giúp dễ dàng vận chuyển và lắp đặt.

Công nghệ điện gió cánh diều không chỉ là một ý tưởng thú vị mà còn giải quyết nhiều thách thức của năng lượng tái tạo. Với thiết kế gọn nhẹ, hệ thống này có thể được triển khai ở những nơi mà turbine truyền thống không khả thi, như đảo xa, vùng núi hay vùng biển sâu.

Ví dụ, một cánh diều diện tích 240 m2 có thể sản xuất khoảng 400 MWh điện mỗi năm, đủ cung cấp cho 200-400 hộ gia đình, tùy thuộc vào khu vực. Hiệu quả này đã được kiểm chứng bởi các tổ chức độc lập.

Hệ thống đã được thử nghiệm tại Klixbüll, Đức (2019-2022) trong dự án SkyPower 100, hợp tác với các đối tác như EnBW, Omexom và Đại học Leibniz Hanover, và được chứng nhận bởi Windtest Grevenbroich GmbH vào tháng 3 năm ngoái, xác nhận đường cong công suất gió đầu tiên trên thế giới cho công nghệ này.

SkySails đặt mục tiêu tăng gấp đôi sản lượng điện gió cánh diều bằng cách cải tiến hệ thống điều khiển và thiết kế diều.

Với thiết kế gọn nhẹ, hệ thống này có thể được triển khai ở những nơi mà turbine truyền thống không khả thi, như đảo xa, vùng núi hay vùng biển sâu. Ảnh: Design Boom

Dù đầy hứa hẹn, công nghệ này vẫn đối mặt với một số thách thức. Quy định về không gian hàng không chưa hoàn thiện, đặc biệt ở những khu vực đông đúc như Đức, nơi hoạt động ở độ cao 750 mét có thể gây trở ngại cho các phương tiện hàng không khác.

Ngoài ra, nguy cơ ảnh hưởng đến chim trời, nhận thức của công chúng về an toàn và thẩm mỹ, cũng như việc mở rộng quy mô để đạt hiệu quả toàn quốc là những vấn đề cần giải quyết.

Tuy nhiên, tiềm năng của điện gió cánh diều là rất lớn. Đức đã xác định khoảng 4.000 địa điểm tiềm năng, phần lớn không phù hợp với turbine điện gió truyền thống. Các đảo quốc như Philippines và Mauritius đang trở thành những địa điểm lý tưởng để thử nghiệm và phát triển công nghệ này.

Với những cánh diều lớn hơn, hệ thống điều khiển thông minh hơn, và hiệu suất cao hơn, điện gió cánh diều hứa hẹn có thể trở thành biểu tượng mới của năng lượng sạch.

Minh Đức (Theo Ecoticias, Hamburg News)

Tham khảo thêm

Tham khảo thêm

Độc đáo turbine nhỏ gọn tạo ra điện gió trong im lặng

Tham khảo thêm

Độc đáo turbine điện gió không cánh