“Đảo Năng lượng”

Đại dương mênh mông chứa đựng nguồn năng lượng vô tận dưới dạng gió, sóng biển và ánh nắng. Cả ba thứ này có thể được tập trung lại trên cái gọi là Đảo Năng lượng – mô hình dàn khoan nổi “khoan tìm” năng lượng tái sinh thay vì dầu khí trên biển.

Đảo Năng lượng là sáng kiến của nhà phát minh Pháp Dominic Michaelis. Ông vốn bức xúc với công nghệ chuyển hóa nhiệt năng đại dương (ocean thermal energy conversion - OTEC) mà ông cho là chẳng có gì mới mẻ. Đảo Năng lượng, do Michaelis và con trai ông thiết kế, ở giữa có một nhà máy OTEC và dàn trải trên diện tích rộng 600 m² cho phép lắp đặt hệ thống tua-bin gió và máy thu năng lượng Mặt trời.

Chưa hết, máy chuyển hóa năng lượng sóng biển và tua-bin dòng chảy sẽ hút năng lượng từ nguồn nước xung quanh đảo. Theo Michaelis, một hòn đảo năng lượng hình lục giác có thể tạo ra 250 megawatt điện, đủ dùng cho một thành phố nhỏ. Nguồn điện thu được có thể nhiều hơn nữa nếu ghép các hòn đảo lại thành quần đảo nhỏ, trên đó có thể lập nhà kính trồng rau sạch, mở cảng cho tàu thuyền neo đậu và xây khách sạn cho du khách.

Lý do chính để thiết lập Đảo Năng lượng là nhằm khai thác OTEC. OTEC là qui trình chuyển hóa năng lượng sinh ra từ sự khác biệt nhiệt độ giữa làn nước ấm trên mặt biển với dòng nước lạnh dưới biển sâu thành nhiệt năng hoặc các dạng năng lượng hữu ích khác. OTEC vượt trội hơn các công nghệ năng lượng biển khác ở chỗ nó tạo ra nguồn điện quanh năm suốt tháng. Đó là bởi hoạt động của OTEC không phụ thuộc vào Mặt trời, gió hay sóng biển mà là dựa vào sự khác biệt nhiệt độ giữa làn nước ấm trên mặt biển có nắng chiếu và nước lạnh dưới lòng biển sâu tăm tối. Sự khác biệt này dễ nhận thấy nhất ở các vùng biển nhiệt đới, nơi nước trên bề mặt đo được khoảng 25⁰C. Làn nước ấm này sẽ được bơm lên Đảo Năng lượng và dùng để làm bốc hơi chất lỏng, có thể là nước biển hoặc khí ammonia. Luồng hơi thu được sẽ dùng để chạy tua-bin phát điện. 

Nhà máy OTEC đầu tiên được xây dựng ở ven biển Cuba năm 1930 và đã tạo ra được 22 kilowatt điện. Từ đó đến nay, số nhà máy OTEC (cả dạng nổi lẫn trên cạn) ra đời chỉ đếm trên đầu ngón tay, trong đó nhà máy lớn nhất với công suất 250 kilowatt nằm ở Hawaii (Mỹ). Hiện tại, không còn nhà máy nào còn hoạt động.

Hạn chế chủ yếu của OTEC chính là hiệu suất chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng quá thấp. Một số nhà máy OTEC trước đây sử dụng năng lượng nhiều hơn năng suất có thể tạo ra. Một nhà máy OTEC cần rất nhiều năng lượng để tuần hoàn lượng nước biển khổng lồ. Đảo Năng lượng, chẳng hạn, ước tính sẽ cần hơn 400 m³ nước lạnh được bơm lên mỗi giây. Chính vì hạn chế trên, Michaelis đã tích hợp thêm những công nghệ năng lượng biển khác nhằm bù khuyết cho hệ thống OTEC của mình.

Nguồn điện sạch do Đảo Năng lượng tạo ra có thể được dẫn vào bờ bằng hệ thống cáp ngầm dưới biển. Hoặc nó có thể được dùng để sản xuất hyđrô từ nước, và nhiên liệu hyđrô này sau đó được đưa vào bờ để sản xuất điện trong pin nhiên liệu. Theo tính toán của Michaelis, một hòn đảo năng lượng sẽ có giá khoảng 600 triệu USD (10,1 nghìn tỉ đồng). Tuy nhiên, điện năng không phải là thứ duy nhất thu được từ đảo nhân tạo. Nếu nước biển được dùng làm nhiên liệu cho OTEC, nó sẽ được khử mặn thông qua qui trình bốc hơi và cô đọng. Mỗi khi tạo ra một megawatt điện, một nhà máy OTEC có thể cung cấp 1,1 triệu lít nước ngọt, Michaelis cho biết. Hơn nữa, nguồn nước lạnh được lấy từ dưới đáy biển chứa đầy dưỡng chất có thể dùng trong nuôi trồng thủy hải sản.

Từ khóa liên quan:

công trình

đảo năng lượng

giải pháp

môi trường

năng lượng

điện năng

nhiệt năng

Loading...