Khai thác năng lượng sóng bằng hệ thống "thảm đáy biển"

Rất nhiều tổ chức trên thế giới đang tìm kiếm những phương pháp khai thác năng lượng của sóng biển làm năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, chưa tổ chức nào lại áp dụng phương pháp khai thác từ đáy biển như đại học California tại Berkeley (UC Berkeley). Mới đây, họ đã phát triển một hệ thống có tên gọi "thảm đáy biển" lấy ý tưởng từ lớp bùn đáy biển nhằm khai thác tiềm năng năng lượng từ những con sóng.

Bùn đáy biển được biết đến với khả năng hấp thu chấn động của những con sóng dưới đại dương. Khi một cơn bão mạnh tấn công vịnh Mexico, các ngư dân tại đây biết rằng đáy đại dương phủ đầy bùn sẽ đóng vai trò như một bề mặt phụ, mềm hơn giúp giảm tác động của sóng và cầm chân cơn bão.

Lấy ý tưởng từ hiện tượng này, nhóm nghiên cứu đến từ UC Berkeley đã nghĩ ra một hệ thống trong đó năng lượng của sóng không chỉ được hấp thu mà còn được chuyển đổi thành năng lượng hữu ích.

Hệ thống bao gồm một tấm thảm cao su lớn được đặt bên trên các bộ truyền động thủy lực, xy-lanh và máy bơm để tiếp nhận chuyển động của các cơn sóng tới. Khi di chuyển lên xuống, tấm thảm tạo ra áp lực nước trong các xy-lanh và áp lực này được dẫn ngược vào bờ để chuyển đổi thành năng lượng hữu ích.

Các thử nghiệm được thực hiện tại UC Berkeley cho thấy tấm thảm có khả năng hấp thu hơn 90% năng lượng sóng. Theo các nhà nghiên cứu, một tấm thảm có diện tích 1m² có thể tạo ra đủ năng lượng điện cho 2 ngôi nhà tiêu chuẩn tại Mỹ. Trong khi đó, một tấm thảm 100m² sẽ có thể cung cấp năng lượng tương đương một sân bóng đá được bao phủ bởi các tấm pin mặt trời với diện tích 6400m².

Reza Alam - phó giáo sư đến từ khoa kỹ thuật cơ học tại UC Berkeley cho biết: "Chúng tôi đã lên kế hoạch thử nghiệm hệ thống này tại biển trong vòng 2 năm tới và hy vọng rằng 10 năm sau hệ thống sẽ sẵn sàng để thương mại hóa".

Nhóm nghiên cứu cũng nhấn mạnh về độ bền và độ linh hoạt của hệ thống. Được phát triển dựa trên ý tưởng đáy biển, được chế tạo từ các vật liệu dẻo không ăn mòn và nhằm mục đích lắp đặt tại các vùng nước nông ven biển ở độ sâu 18m, hệ thống có thể chịu được động lượng lớn của các vùng biển động. Nhóm cho biết hệ thống có thể được vận chuyển dễ dàng và thiết kế tháo lắp dạng mô-đun cho phép điều chỉnh tỉ lệ chiều rộng tùy theo môi trường và nhu cầu năng lượng.

Bên cạnh việc mang lại một nguồn năng lượng thay thế, quá trình chuyển đổi còn tạo ra nước biển ở áp suất cao có thể được dùng để khử muối và cung cấp nguồn nước sạch cho người dân tại khu vực duyên hải.

Sau khi thử nghiệm thành công tại phòng thí nghiệm tại Berkeley, nhóm nghiên cứu đã đưa dự án lên trang Experiment để gây quỹ từ cộng đồng nhằm đưa dự án tiến đến giao đoạn tiếp theo. Nếu đạt được mục tiêu, nhóm nghiên cứu sẽ phát triển một nguyên mẫu lớn hơn để kiểm tra hiệu năng và thử nghiệm vật liệu phù hợp dành cho các ứng dụng thực tế ngoài đại dương.