Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Năng lượng thủy triều”
Không có tóm lược sửa đổi |
Đã lùi lại sửa đổi 40345484 của Ngomanh123 (thảo luận) Thẻ: Lùi sửa |
||
| Dòng 1: | Dòng 1: | ||
{{Renewable energy sources}} |
{{Renewable energy sources}} |
||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
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 [[gió]] và [[mặt 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|dynamic tidal power]], [[Tidal barrage#Tidal lagoon power|tidal lagoons]]) và công nghệ tubin(e.g. new [[Tidal stream generator#Axial turbines|axial turbines]], [[Tidal stream generator#Vertical and horizontal axis crossflow 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.<ref>{{cite web|author=Ocean Energy Council|title=Tidal Energy: Pros for Wave and Tidal Power|url=http://www.oceanenergycouncil.com/index.php/Tidal-Energy/Tidal-Energy.html|archive-url=https://web.archive.org/web/20080513175027/http://www.oceanenergycouncil.com/index.php/Tidal-Energy/Tidal-Energy.html|dead-url=yes|archive-date=2008-05-13|date=2011}}</ref> Xuất hiện sớm nhất từ thời [[Trung Cổ]], hoặc thậm chí từ thời [[La Mã cổ đại]].<ref>{{cite web |url=http://www.kentarchaeology.ac/authors/005.pdf |title=Microsoft Word - RS01j.doc |format=PDF |accessdate=2011-04-05 |deadurl=no |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110517013738/http://www.kentarchaeology.ac/authors/005.pdf |archivedate=2011-05-17 |df= }}</ref><ref>{{cite journal| author=Minchinton, W. E. | title=Early Tide Mills: Some Problems | journal=Technology and Culture | volume=20 | issue=4 |date=October 1979 | pages=777–786 | doi=10.2307/3103639| publisher=Society for the History of Technology| jstor=3103639}}</ref> 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.<ref>{{cite book|last=Dorf|first=Richard|title=The Energy Factbook|date=1981|publisher=McGraw-Hill|location=New York}}</ref> |
|||
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.<ref>{{Cite book|title=Guinness world records 2014|last=Glenday|first=Craig|publisher=|year=2013|isbn=9781908843159|location=|pages=|quote=|via=}}</ref> |
|||
== Nguyên lý vận hành == |
== Nguyên lý vận hành == |
||
Phiên bản lúc 13:15, ngày 26 tháng 5 năm 2018
| Một phần của loạt bài về |
| Năng lượng tái tạo |
|---|
 |
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.
Nguyên lý vận hành
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
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:
- Lúc thuỷ triều thấp: chu trình nạp.
- Thủy triều lên cao: chu trình nén.
- 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.
 |
Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Năng lượng thủy triều. |
Tham khảo
 |
Bài viết về chủ đề vật lý này vẫn còn sơ khai. Bạn có thể giúp Wikipedia mở rộng nội dung để bài được hoàn chỉnh hơn. |
Các nghiên cứu của Hoa Kỳ và Canada trong thế kỷ XX
Dự án nghiên cứu với quy mô lớn đầu tiên về các nhà máy điện thủy triều được thực hiện bởi Ủy ban năng lượng Liên bang Hoa Kỳ (US Federal Power Commission) vào năm 1924, nếu dự án được hiện thực thì nhà máy điện thủy triều này sẽ được đặt tại khu vực biên giới phía bắc bang Maine của Hoa Kỳ và khu vực biên giới phía đông nam của tỉnh New Brunswick của Canada, với nhiều đập, nhà máy điện và âu tàu bao quanh Vịnh Fundy và vịnh Passamaquoddy (lưu ý: xem bản đồ trong tham khảo). Nhưng, cuối cùng không có gì từ nghiên cứu được thực hiện và không biết liệu rằng Canada đã được tiếp cận về nghiên cứu của Ủy ban năng lượng liên bang Hoa Kỳ.
Năm 1956, công ty Nova Scotia Light và Power of Halifax đã đưa ra một số nghiên cứu về tính khả thi của việc phát triển năng lượng thủy triều theo hướng thương mại hóa ở phía bờ Nova Scotia tại Vịnh Fundy. Từ hai nghiên cứu của Stone & Webster of Boston và Montreal Engineering Company của Montreal đã kết luận một cách độc lập rằng hàng triệu mã lực có thể được khai thác từ vịnh này nhưng chi phí phát triển sẽ bị cấm vì liên quan đến vấn đề thương mại tại thời điểm đó.
Cũng có một báo cáo về Ủy ban Quốc tế vào tháng 4 năm 1961, mang tên "Điều tra dự án điện thủy triều Quốc tế Passamaquoddy", do Chính phủ Liên bang Mỹ và Canada thực hiện. Theo báo cáo, theo lợi ích về tỷ lệ chi phí, dự án này sẽ tạo ra lợi nhuận cho Hoa Kỳ chứ không phải cho Canada. Một hệ thống đường cao tốc dọc theo đỉnh đập cũng đã được lên ý tưởng thực hiện.
Năm 1977, một nghiên cứu khác lại được thực hiện bởi các chính phủ Canada, chính quyền tỉnh Nova Scotian và New Brunswick, mang tên "Đánh giá lại sức mạnh tài nguyên thủy triều", nhằm xác định tiềm năng của các đập thủy triều tại vịnh Chignecto và vịnh Minas - tại cuối cửa sông vịnh Fundy . Có ba địa điểm được xác định là khả thi về mặt tài chính: vịnh Shepody (1550 MW), Cumberline Basin (1085 MW) và vịnh Cobequid (3800 MW). Nhưng những nhà máy điện thủy triều tại nhưng địa điểm này vẫn không thể trở thành hiện thực mặc dù chúng có tính khả thi cao.
Nghiên cứu của Hoa Kỳ trong thế kỷ XXI
Một dự án nhằm xây dựng nhà máy điện thủy triều đã được bắt đầu vào đầu năm 2014 bởi Hiệp hội PUD Snohomish ở Washington nhưng đã kết thúc vào cuối năm 2014 do các vấn đề liên quan đến nguồn kinh phí đầu tư.
Sự phát triển của điện thủy triều tại Anh
Cơ sở thử nghiệm năng lượng biển đầu tiên trên thế giới được thành lập vào năm 2003, với mục đích bắt đầu phát triển ngành công nghiệp năng lượng từ sóng và thủy triều ở Anh. Trung tâm Năng lượng Biển Châu Âu (EMEC) , có trụ sở tại Orkney, Scotland đã hỗ trợ việc triển khai nhiều thiết bị năng lượng sóng và thủy triều hơn bất kỳ địa điểm nào khác trên thế giới. EMEC cũng cung cấp nhiều địa điểm thử nghiệm trong điều kiện biển thực tế . Trụ sở kiểm tra thủy triều nối lưới của trung tâm này nằm ở Fall of Warness, ngoài đảo Eday, trong một kênh hẹp tập trung nhiều dòng hải lưu, chảy giữa Đại Tây Dương và Biển Bắc. Những dòng hải lưu này có tốc độ rất cao có thể lên tới 4 m/s (8 hải lý) vào mùa xuân.Các nhà phát triển năng lượng thủy triều đã thử nghiệm tại nhiều địa điểm khác nhau bao gồm: Alstom (trước đây là Tidal Generation Ltd); ANDRITZ HYDRO Hammerfest; Tập đoàn Tài nguyên Atlantis; Nautricity; OpenHydro; Công suất thủy triều Scotrenewables; Voith.Công suất tại những địa điểm này có thể đạt tới 4TJ hằng năm. Ở những nơi khác ở Anh, công suất năng lượng hàng năm còn có thể đạt tới 50 TWh nếu trong tua bin được lắp đặt lưỡi xoay với công suất 25 GW.
Các vấn đề trong việc khai thác năng lượng thủy triều
Những mối quan ngại đối với môi trường
Việc xây dựng những nhà máy điện thủy triều có thể gây ảnh hưởng hưởng xấu đến sự sống của các sinh vật biển.Những lưỡi quay trong các tua bin trong quá trình hoạt động có thể giết chết các sinh vật biển sống gần khu vực đó, mặc dù các dự án như dự án tại Strangford có cơ chế an toàn để tắt tuabin khi tiếp động vật biển tiếp cận gần khu vực tua bin.Một số loài cá có thể rời bỏ những vùng biển này vì sự đe dọa của những vật thể quay nguy hiểm đến tính mạng của chúng hoặc do những tiếng ồn liên tục. Đời sống của các sinh vật biển là sự cân nhắc rất lớn khi đặt máy phát điện năng lượng thủy triều trong nước và các biện pháp phòng ngừa được thực hiện nhằm đảm bảo giảm thiểu số lượng sinh vật biển bị ảnh hưởng bởi việc khai thác nguồn năng lượng thủy triều. Cơ sở dữ liệu Tethys đã và đang cung cấp quyền truy cập vào các tài liệu khoa học và thông tin chung về các tác động tiềm năng của năng lượng thủy triều đối với môi trường.
Các tua bin thủy triều
Mối quan tâm chính về môi trường đối với năng lượng thủy triều có liên quan đến sự tấn công của lưỡi quay và sự vướng víu của sinh vật biển khi nước tốc độ cao được tạo ra làm tăng nguy cơ sinh vật bị đẩy gần lại hoặc thông qua các thiết bị này. Cũng như tất cả các nguồn năng lượng khác có khả năng tái tạo từ đại dương, cũng có một vài mối quan tâm về việc tạo ra Điện từ trường và âm thanh của các tua bin thủy triều có thể ảnh hưởng đến sự sống của các sinh vật biển. Vì các thiết bị này nằm trong nước nên đầu ra âm thanh có thể lớn hơn các thiết bị được tạo ra bằng năng lượng gió ngoài khơi. Tùy thuộc vào tần số và biên độ của âm thanh được tạo ra bởi các thiết bị năng lượng thủy triều, âm thanh này có thể có các hiệu ứng khác nhau trên động vật biển có vú (đặc biệt là những loài có khả năng giao tiếp và điều hướng trong môi trường biển bằng tín hiệu, chẳng hạn như cá heo và cá voi). Việc khai thác năng lượng thủy triều cũng có thể gây ra những lo ngại về môi trường như làm giảm chất lượng nước và phá vỡ các quá trình trầm tích. Tùy thuộc vào quy mô của dự án, các ảnh hưởng này có thể dao động từ các dấu tích nhỏ của các lớp trầm tích gần thiết bị thủy triều đến ảnh hưởng nghiêm trọng tới các hệ sinh thái và quá trình ven bờ.
Đập thủy triều
Việc xây dựng đập thủy triều có thể thay đổi bờ biển trong vịnh hoặc cửa sông, ảnh hưởng đến một hệ sinh thái lớn phụ thuộc vào các bãi triều; gây ức chế dòng chảy của nước trong và ngoài vịnh, cũng có thể có ứ đọng tại vịnh hoặc cửa sông, gây đục cục bộ (chất rắn lơ lửng) và giảm nước mặn lưu thông vào, có thể dẫn đến cái chết của cá- nguồn thực phẩm quan trọng cho chim và động vật có vú. Việc di cư cá cũng có thể làm giảm khả năng sinh sản của đàn. Các mối quan tâm đến âm thanh cũng tương tự áp dụng cho các rào chắn thủy triều. Việc xây dựng các đập thủy triều còn làm cản trở giao thôngqua các khu vực này. Đó có thể trở thành một vấn đề đối với kinh tế-xã hội, mặc dù các âu tàu đã được xây dựng bổ sung nhằm cho phép giao thông qua lại nhưng vẫn còn một vài hạn chế. Tuy nhiên,việc xây dựng đập có thể cải thiện nền kinh tế địa phương. Vùng nước ấm hơn cũng có thể cho phép tái tạo vịnh hoặc cửa sông. Vào tháng 8 năm 2004, một con cá voi lưng gù bơi qua cánh cửa mở của Trạm phát điện Hoàng gia Annapolis lúc triều cường,nó đã bị kẹt trong vài ngày trước khi tìm đường ra khỏi lưu vực Annapolis.
Đầm phá triều