Năng lượng thủy triều

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Trạm điện thuỷ triều Sihwa Lake, nằm ở Gyeonggi, Hàn Quốc, là công trình thủy điện lớn nhất thế giới, với tổng công suất đầu ra là 254 MW.

Bản mẫu:Sustainable energy Năng lượng thuỷ triều hay Điện thuỷ triều là một dạng của thuỷ năng có thể chuyển đỗi năng lượng thu được từ thuỷ triều thành các dạng năng lượng hữu ích khác, chủ yếu là điện.

Mặc dù chưa được sử dụng rộng rãi, năng lượng thuỷ triều có tiềm năng cho việc sản xuất điện năng trong tương lai. Thuỷ triều dễ dự đoán hơn giómặt trời. Trong số các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng thuỷ có mức chi phí thực hiện tương đối cao và chỉ thực hiện được ở những nơi có thuỷ triều đủ cao hoặc có vận tốc dòng chảy lớn. Tuy nhiên, với nhiều sự cải tiến và phát triển về công nghệ hiện nay, phát triển về mặt thiết kế (e.g. dynamic tidal power, tidal lagoons) và công nghệ tubin(e.g. new axial turbines, cross flow turbines), cho thấy tổng công suất của năng lượng thủy triều có thể cao hơn nhiều so với giả định trước đây, nhờ đó chi phí kinh tế và môi trường có thể được đưa xuống mức cạnh tranh.

Trong lịch sử, nhiều cối xoay thuỷ triều đã được áp dụng ở Châu Âu và trên bờ biển Đại Tây Dương của Bắc Mĩ. Dòng nước chảy đến được chứa trong các bể lớn, khi thuỷ triều hạ xuống, nước được dự trữ sẽ quay bánh xe nước sử dụng năng lượng cơ học được sản xuất để nghiền hạt.[1] Xuất hiện sớm nhất từ thời Trung Cổ, hoặc thậm chí từ thời La Mã cổ đại.[2][3] Quá trình sử dụng dòng chảy của nước và tua bin quay để tạo ra điện đã được xuất hiện ở Mỹ và châu Âu vào thế kỉ thứ 19.[4]

Nhà máy thủy điện quy mô lớn đầu tiên trên thế giới là trạm điện thủy triều Rance ở Pháp, hoạt động vào năm 1966. Đây là trạm thủy triều lớn nhất về sản lượng cho đến khi trạm thủy điện Sihwa Lake được mở tại Hàn Quốc vào tháng 8 năm 2011. Trạm Sihwa sử dụng các đê chắn biển biển hoàn chỉnh với 10 tuabin tạo ra 254 MW.[5]

Nguyên lý vận hành[sửa | sửa mã nguồn]

Để thu được năng lượng từ sóng, người ta sử dụng phương pháp dao động cột nước. Sóng chảy vào bờ biển, đẩy mực nước lên trong một phòng rộng được xây dựng bên trong dải đất ven bờ biển, một phần bị chìm dưới mặt nước biển. Khi nước dâng, không khí bên trong phòng bị đẩy ra theo một lỗ trống vào một tua bin. Khi sóng rút đi, mực nước hạ xuống bên trong phòng hút không khí đi qua tua bin theo hướng ngược lại. Tua bin xoay tròn làm quay một máy phát để sản xuất điện.

Điểm mấu chốt của hệ thống là việc sử dụng một thiết bị gọi là tua bin, có các cánh quay theo cùng một hướng, bất chấp hướng chuyển động của luồng khí. Máy Limpet hiện được xem là nền tảng tốt nhất để thúc đẩy sự phát triển trong công nghệ khai thác năng lượng từ sóng.

Hệ thống Limpet[sửa | sửa mã nguồn]

Hệ thống Limpet là một ví dụ điển hình về khai thác dạng năng lượng này. Hệ thống hoạt động theo nguyên lý như sau:

  1. Lúc thuỷ triều thấp: chu trình nạp.
  2. Thủy triều lên cao: chu trình nén.
  3. Thủy triều xuống thấp: chu trình xả, kết thúc và nạp cho chu kỳ tiếp theo.

Sự thay đổi chiều cao cột nước làm quay tua bin tạo ra điện năng, mỗi máy Limpet có thể đạt từ 250 KW đến 500 KW. Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã cố công biến năng lượng sóng thành năng lượng có ích. Nhưng các con sóng quá phân tán, nên rất khó khai thác một cách kinh tế.Hiện nay đã có công ty lắp đặt hệ thống thương mại trên thế giới sản xuất điện trực tiếp từ sóng biển.

Chẳng hạn máy Limpet - có thể phát ra 500 kW, đủ cung cấp cho 400 gia đình.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Ocean Energy Council (2011). “Tidal Energy: Pros for Wave and Tidal Power”. Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 5 năm 2008. 
  2. ^ “Microsoft Word - RS01j.doc” (PDF). Bản gốc lưu trữ (PDF) ngày 17 tháng 5 năm 2011. Truy cập ngày 5 tháng 4 năm 2011. 
  3. ^ Minchinton, W. E. (tháng 10 năm 1979). “Early Tide Mills: Some Problems”. Technology and Culture (Society for the History of Technology) 20 (4): 777–786. JSTOR 3103639. doi:10.2307/3103639. 
  4. ^ Dorf, Richard (1981). The Energy Factbook. New York: McGraw-Hill. 
  5. ^ Glenday, Craig (2013). Guinness world records 2014. ISBN 9781908843159.