Lấy cảm hứng từ sự di chuyển của những cây tảo dưới đáy đại dương, các nhà khoa học Úc nảy sinh ý tưởng thiết kế máy phát điện sinh học lợi dụng sức đẩy của nước để tạo ra điện năng. Hệ thống phát điện sinh học có tên WAVE gồm 3 chiếc “lá” , thực chất là những chiếc phao rỗng, mô phỏng cơ chế chuyển...
Lấy cảm hứng từ sự di chuyển của những cây tảo dưới đáy đại dương, các nhà khoa học Úc nảy sinh ý tưởng thiết kế máy phát điện sinh học lợi dụng sức đẩy của nước để tạo ra điện năng.
Hệ thống phát điện sinh học có tên WAVE gồm 3 chiếc “lá”, thực chất là những chiếc phao rỗng, mô phỏng cơ chế chuyển động của lá tảo biển được gắn trên 1 chiếc trụ và có 1 chân đỡ tam giác dưới đáy. 3 chiếc “lá” chỉ cần chạm tới mặt nước. Trục của hệ thống rất linh hoạt, nó cho phép uốn cong hoặc đổi hướng bất kỳ.
Dự án nhận được 5,1 triệu USD tiền tài trợ từ Bộ trưởng Bộ Năng lượng và Tài nguyên Úc (Ảnh: Gizmag)
Chuyển động của sóng cả ở bề mặt lẫn bên dưới sẽ làm cho những chiếc phao chuyển động. Quá trình này sẽ gây áp lực khiến chất lỏng di chuyển vào trong một mô-đun chuyển đổi năng lượng thuỷ lực tích hợp có tên O-Drive và làm quay máy phát điện. Dòng điện sinh ra nhờ chuyển đổi năng lượng động học thành điện năng sau đó sẽ được gửi vào bờ thông qua hệ thống cáp ngầm.
Các nhà khoa học cho biết, mỗi hệ thống tạo điện sinh học có thể được lắp đặt dễ dàng dưới đại dương bằng các tàu tiêu chuẩn mà không cần bất kỳ trang thiết bị đặc biệt nào. Ngoài ra, khi phát hiện có những con sóng lớn bất thường, hệ thống sẽ tự động gập lại và nằm dưới đáy biển để tránh thiệt hại.
Ngoài 5,1 triệu USD tiền tài trợ từ Bộ trưởng Bộ Năng lượng và Tài nguyên Úc, dự án sẽ nhận thêm 14 triệu USD để tiến hành thử nghiệm trong 4 năm. Hệ thống thí điểm sẽ được lắp đặt tại khu vực gần lưới điện Portry Fairy thuộc bang Victoria.
Với diện tích khoảng 30m dưới đáy biển, hệ thống có thể tạo ra 250KW điện và trong tương lai sẽ tạo ra 1MW điện khi ở độ sâu 40 - 50m và mỗi hệ thống sẽ được tích hợp tới 4 mô-đun chuyển đổi năng lượng thuỷ lực.
Lấy cảm hứng từ những cây tảo đung đưa dưới đáy đại dương, các nhà khoa học Úc đang phát triển một thiết bị tạo điện mới, khai thác trực tiếp sức chuyển động của nước biển. Ý tưởng này mở ra cách tiếp cận khác cho năng lượng tái tạo, khi những chuyển động tự nhiên của sóng được biến thành điện năng mà không cần đốt nhiên liệu hóa thạch. Hệ thống mang tên WAVE, được thiết kế như một sinh vật biển nhân tạo, sử dụng các bộ phận nổi để mô phỏng cách lá tảo biển uốn mình theo dòng nước.
WAVE gồm ba chiếc “lá”, thực chất là những phao rỗng, được gắn quanh một trụ trung tâm, bên dưới trụ có thêm chân đỡ hình tam giác giúp cố định toàn bộ thiết bị. Ba phao này chỉ cần vươn tới mặt nước, trong khi phần kết cấu còn lại nằm bên dưới, nhờ đó hệ thống có thể tiếp nhận chuyển động từ nhiều lớp nước khác nhau. Trục của WAVE được thiết kế rất linh hoạt, cho phép uốn cong hoặc đổi hướng theo tác động liên tục của sóng, thay vì phải chống lại hoàn toàn lực tự nhiên.
Khi sóng di chuyển trên mặt biển và bên dưới mặt nước, ba phao sẽ chuyển động theo, tạo ra những thay đổi áp lực được truyền vào bộ phận chuyển đổi năng lượng. Áp lực ấy đẩy chất lỏng đi qua mô-đun chuyển đổi năng lượng thủy lực tích hợp có tên O-Drive, từ đó làm quay máy phát điện đặt trong hệ thống. Quá trình vận hành của WAVE bắt đầu bằng việc tiếp nhận năng lượng động học từ chuyển động của nước, sau đó chuyển đổi năng lượng này thành dòng điện có thể sử dụng.
Điện được tạo ra sẽ truyền vào đất liền thông qua hệ thống cáp ngầm, kết nối thiết bị ngoài biển với hạ tầng điện trên bờ mà không cần vận chuyển nhiên liệu. Cách thiết kế này giúp WAVE tận dụng nguồn năng lượng sẵn có trong đại dương, nơi sóng luôn chuyển động, đồng thời giảm nhu cầu sử dụng các thiết bị cơ khí phức tạp trên mặt nước. Theo các nhà khoa học, mỗi hệ thống có thể được lắp đặt dưới đại dương bằng những tàu tiêu chuẩn, không cần huy động trang thiết bị đặc biệt cho quá trình triển khai.
Khả năng lắp đặt bằng phương tiện thông thường có thể giúp việc đưa WAVE xuống biển đơn giản hơn, nhất là khi thiết bị cần được bố trí tại những khu vực xa bờ. An toàn cũng được tính đến trong thiết kế, bởi hệ thống có thể nhận biết những con sóng lớn bất thường đang tiến tới khu vực vận hành. Khi phát hiện điều kiện nguy hiểm, WAVE sẽ tự động gập lại rồi nằm dưới đáy biển, nhờ đó hạn chế nguy cơ chịu hư hại do thời tiết khắc nghiệt.
Dự án đã nhận được 5,1 triệu USD tiền tài trợ từ Bộ trưởng Bộ Năng lượng và Tài nguyên Úc, tạo nền tảng tài chính cho giai đoạn phát triển ban đầu. Ngoài khoản hỗ trợ này, dự án dự kiến nhận thêm 14 triệu USD để tiến hành thử nghiệm trong thời gian bốn năm, nhằm đánh giá hiệu quả thực tế của công nghệ. Nguồn vốn bổ sung sẽ phục vụ quá trình thử nghiệm, giúp nhóm nghiên cứu kiểm tra khả năng hoạt động, độ bền và sản lượng điện của hệ thống trong môi trường biển.
Hệ thống thí điểm dự kiến được lắp đặt tại khu vực gần lưới điện Portry Fairy, thuộc bang Victoria, nơi thiết bị có thể kết nối với hạ tầng điện hiện hữu. Việc lựa chọn địa điểm gần lưới điện giúp dòng điện do WAVE tạo ra có thể truyền tải thuận tiện hơn, đồng thời hỗ trợ nhóm nghiên cứu theo dõi kết quả vận hành. Với diện tích khoảng 30 mét dưới đáy biển, một hệ thống có khả năng tạo ra 250KW điện, cho thấy tiềm năng đáng chú ý của thiết bị nhỏ gọn này.
Trong tương lai, công suất dự kiến tăng lên 1MW khi WAVE được đặt ở độ sâu từ 40 đến 50 mét, nơi hệ thống có thể khai thác chuyển động nước hiệu quả hơn. Mỗi hệ thống tương lai sẽ được tích hợp tới bốn mô-đun chuyển đổi năng lượng thủy lực, thay vì chỉ sử dụng một mô-đun như cấu hình thử nghiệm ban đầu. Nếu các thử nghiệm đạt kết quả tích cực, WAVE có thể trở thành một hướng phát triển mới cho điện đại dương, tận dụng sức nước mà vẫn chủ động bảo vệ thiết bị trước sóng lớn.
