Biến sóng biển thành điện với hiệu suất 99%

Giữa nhiều nguồn năng lượng tái sinh đang được nghiên cứu, năng lượng từ sóng biển vẫn chưa được khai thác tương xứng với tiềm năng tự nhiên vốn có của nó. Điểm đáng chú ý nằm ở khả năng chuyển hóa năng lượng sóng thành điện, được đánh giá là có hiệu suất cao hơn nhiều giải pháp khai thác năng lượng tái sinh khác. Tại Học viện Không quân Mỹ, các nhà khoa học đang thử nghiệm một thiết bị quy mô lớn, với mục tiêu đạt hiệu suất lên tới 99% theo kết quả mô phỏng máy tính. Theo trang Rbc của Nga, nhóm nghiên cứu thuộc Học viện Không quân Mỹ đã hoàn thành một thí nghiệm quy mô lớn, tập trung vào quá trình biến chuyển động của sóng biển thành điện năng. Thí nghiệm bước đầu cho thấy việc chế tạo một cỗ máy đạt hiệu suất đặc biệt cao là khả thi, đồng thời chứng minh cơ cấu thiết bị được lựa chọn có cơ sở hợp lý. Đây được xem là kết quả quan trọng, bởi công nghệ khai thác sóng biển lâu nay thường gặp khó khăn khi phải hoạt động ổn định trong môi trường đại dương khắc nghiệt. Trong quá trình thử nghiệm, thiết bị có khả năng tiếp nhận năng lượng do sóng tạo ra, làm suy giảm chuyển động của sóng, sau đó biến phần năng lượng ấy thành điện năng. Mô hình tính toán cho thấy hiệu suất chuyển đổi có thể đạt 99%, nghĩa là gần như toàn bộ năng lượng thu nhận được sẽ được sử dụng thay vì bị thất thoát đáng kể. Tuy nhiên, con số này hiện thuộc về kết quả trên mô hình máy tính, chưa phải hiệu suất đã được xác nhận bởi một hệ thống công nghiệp vận hành ngoài biển. Nếu đặt cạnh các thiết bị điện gió hiện đại, tiềm năng của thiết bị chuyển hóa sóng biển càng trở nên nổi bật, bởi hiệu suất tối đa của điện gió chỉ vào khoảng 60%. So sánh này không có nghĩa sóng biển sẽ lập tức thay thế điện gió, nhưng cho thấy đại dương có thể cung cấp một hướng bổ sung đáng quan tâm cho hệ thống năng lượng tương lai. Sóng biển xuất hiện liên tục ở nhiều khu vực, tạo ra nguồn chuyển động tự nhiên mà các nhà khoa học muốn thu nhận hiệu quả hơn. Dự án phát triển công nghệ chuyển hóa năng lượng sóng biển đã được triển khai từ năm 2008, trải qua nhiều giai đoạn nghiên cứu và kiểm tra mô hình. Trong một thử nghiệm được giới thiệu là lần đầu tiên trên thế giới, thiết bị chuyển hóa hoạt động trong trạng thái nhúng chìm dưới mặt nước đã được chế tạo và vận hành. Mô hình ban đầu có quy mô chỉ bằng 1:300 so với kích thước dự kiến của thiết bị công nghiệp trong tương lai, giúp nhóm nghiên cứu kiểm tra nguyên lý với mức độ an toàn và kiểm soát phù hợp. Việc đặt thiết bị chìm dưới mặt nước mang lại một đặc điểm kỹ thuật đáng chú ý, vì hệ thống có thể tiếp xúc trực tiếp với chuyển động của sóng mà không phải hoàn toàn phô bày trên bề mặt. Cơ cấu này hướng tới khả năng thu nhận năng lượng từ biển, đồng thời làm dập tắt hoặc giảm biên độ sóng trong khu vực thiết bị hoạt động. Dù vậy, bài toán chế tạo một hệ thống đủ bền, vận hành ổn định và phù hợp với điều kiện ngoài khơi vẫn đòi hỏi những bước thử nghiệm lớn hơn. Sau mô hình tỷ lệ 1:300, Học viện Không quân Mỹ hiện đã thử nghiệm một thiết bị liên hoàn có quy mô 1:10 so với thiết bị công nghiệp dự kiến. Bước thử nghiệm mới cho phép các nhà khoa học đánh giá hệ thống ở kích thước gần thực tế hơn, qua đó kiểm tra khả năng phối hợp giữa các bộ phận trong cùng một thiết bị. Đây được xem là giai đoạn cuối trước khi một cỗ máy hoàn chỉnh, có kích thước thực, được xây dựng và đưa ra thử nghiệm ngoài biển. Nếu giai đoạn tiếp theo đạt kết quả phù hợp, công nghệ này có thể mở đường cho những hệ thống phát điện tận dụng trực tiếp chuyển động tự nhiên của đại dương. Lợi thế lớn nhất nằm ở mục tiêu chuyển gần như toàn bộ năng lượng sóng thu nhận được thành điện, thay vì để nguồn năng lượng đó tiêu tan trong môi trường. Dẫu vậy, hiệu suất 99% vẫn cần được hiểu đúng là kết quả tính toán trên mô hình, còn khả năng đạt mức tương tự trong điều kiện biển thực tế sẽ phải chờ các thử nghiệm quy mô đầy đủ.