Tiềm năng chưa được khai thác của năng lượng sóng biển là rất lớn - người ta ước tính rằng sức mạnh của sóng ven biển trên khắp thế giới mỗi năm tương đương với sản lượng điện hàng năm trên toàn cầu.

Nhưng những thách thức trong việc phát triển các công nghệ có thể khai thác hiệu quả nguồn năng lượng tự nhiên đó và do môi trường đại dương khắc nghiệt đã khiến cho việc thu hồi năng lượng sóng phải dừng lại ở giai đoạn thử nghiệm.

Giờ đây, một nhóm nghiên cứu do Đại học RMIT dẫn đầu đã tạo ra một bộ chuyển đổi năng lượng sóng có hiệu suất thu hồi năng lượng cao gấp đôi so với bất kỳ công nghệ tương tự nào được phát triển cho đến nay. Sự đổi mới dựa trên một thiết kế tuabin kép đầu tiên trên thế giới. 

Trưởng nhóm nghiên cứu, Giáo sư Xu Wang cho biết năng lượng sóng là một trong những nguồn năng lượng sạch, đáng tin cậy và có thể tái tạo và đầy hứa hẹn. Wang nói: "Năng lượng sóng có sẵn trung bình 90% thời gian và sức mạnh tiềm tàng trong sóng ngoài khơi là vô cùng lớn.

"Công nghệ nguyên mẫu của chúng tôi vượt qua một số thách thức kỹ thuật quan trọng mà đã kìm hãm ngành năng lượng sóng triển khai trên quy mô lớn.

"Hy vọng công nghệ này có thể là nền tảng cho một ngành năng lượng tái tạo mới đang phát triển mạnh, mang lại những lợi ích to lớn về môi trường và kinh tế."

Cách thức hoạt động của bộ chuyển đổi năng lượng sóng

Một trong những cách tiếp cận thử nghiệm phổ biến nhất là thu năng lượng sóng thông qua một bộ chuyển đổi kiểu phao được gọi là "thiết bị hấp thụ điểm", lý tưởng cho các địa điểm ngoài khơi.

Công nghệ này, thu năng lượng từ sự chuyển động lên và xuống của sóng, thường tiết kiệm chi phí để sản xuất và lắp đặt.

Nhưng nó cần được đồng bộ hóa chính xác với chuyển động của sóng tới để thu năng lượng một cách hiệu quả. Điều này thường liên quan đến một loạt các cảm biến, bộ truyền động và bộ xử lý điều khiển, làm tăng thêm độ phức tạp cho hệ thống có thể gây ra hiệu suất kém, cũng như các vấn đề về độ tin cậy và bảo trì.

Nguyên mẫu do RMIT tạo ra không cần công nghệ đồng bộ hóa đặc biệt, vì thiết bị này tự nhiên nổi lên và xuống theo độ cao của sóng.

Wang nói: “Bằng cách luôn đồng bộ với chuyển động của sóng, chúng ta có thể tối đa hóa năng lượng thu được.

"Kết hợp với bánh xe tuabin kép quay ngược chiều độc đáo, nguyên mẫu này có thể tăng gấp đôi công suất đầu ra thu được từ sóng biển, so với các công nghệ hấp thụ điểm thử nghiệm khác."

Hai bánh tuabin, được xếp chồng lên nhau và quay ngược chiều nhau, được kết nối với máy phát điện thông qua các trục và hệ thống truyền động bằng dây đai-puli.

Máy phát điện được đặt bên trong một phao nổi trên mực nước để giữ cho nó không bị nước biển ăn mòn và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

Nguyên mẫu đã được thử nghiệm thành công ở quy mô phòng thí nghiệm và nhóm nghiên cứu mong muốn hợp tác với các đối tác trong ngành để thử nghiệm mô hình với quy mô đầy đủ và hướng tới khả năng thương mại.

Wang nói: “Bước tiếp theo là mở rộng quy mô công nghệ này và thử nghiệm nó trong bể nước hoặc trong điều kiện thực tế ở ngoài đại dương”.

"Khai thác tài nguyên năng lượng sóng này không chỉ giúp cắt giảm lượng khí thải carbon và tạo ra nguồn năng lượng xanh mới mà còn có tiềm năng lớn để giải quyết các vấn đề môi trường khác."

"Ví dụ, khi tần suất hạn hán gia tăng, năng lượng sóng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các nhà máy khử muối trung tính carbon và cung cấp nước ngọt cho ngành nông nghiệp - một biện pháp thích ứng thông minh với thách thức biến đổi khí hậu."

Nguồn: https://www.sciencedaily.com