Kite Turbine - Cánh diều năng lượng của tương lai

Hiện nay, con người chưa thể tìm được một nguồn năng lượng ổn định để cung cấp cho toàn thể nhân loại. Các nguồn nguyên liệu hóa thạch sẽ cạn kiệt trong một ngày không xa. Những nguồn năng lượng cho tương lai vẫn đang trong quá trình nghiên cứu, phát triển. Và những nguồn cung cấp năng lượng khác đang được sử dụng hiện nay vẫn chưa bảo đảm được nhu cầu sử dụng. Nhưng Trái Đất của chúng ta có thực sự thiếu thốn nguồn cung cấp năng lượng như vậy?

Theo những nghiên cứu mới đây tại Viện Khoa học Carnegie đã chỉ ra rằng chỉ cần sử dụng năng lượng của sức gió trên Trái Đất cũng đủ để thỏa mãn nhu cầu sử dụng của cả loài người. Tuy nhiên, muốn thu được đủ nguồn năng lượng từ sức gió, chúng ta không chỉ dựa vào những trạm phong điện dưới mặt đất mà còn phải tìm ra phương pháp đón được cả sức gió trên bầu trời.

Những nghiên cứu này được thực hiện bởi Kate Marvel, Ben Kravitz và Ken Caldeira. Một phần trong nghiên cứu của các giáo sư này là về tổng năng lượng từ phong điện, tìm hiểu hiệu quả kinh tế, sự tác động đến xã hội cũng như môi trường của phong điện. Và dĩ nhiên mục đích chính của nghiên cứu này không gì khác là để tìm ra sức mạnh tiềm ẩn của phong điện mà con người chưa khai thác hết. Cuối cùng, kết luận được những tác giả của nghiên cứu này đưa ra đó là phong điện có thể trở thành nguồn cung cấp năng lượng duy nhất mà con người cần đến để duy trì cuộc sống hàng ngày, bảo đảm cho mọi nhu cầu từ sinh hoạt đến sản xuất mà gần như không gây ô nhiễm môi trường (Ô nhiễm tiếng ồn là mặt bất cập duy nhất của các trạm phong điện).

Tuy nhiên như đã nói ở trên, năng lượng phong điện từ các trạm dưới mặt đất không thể đảm bảo cung cấp lượng điện năng cần thiết cho con người. Có thể hiểu một cách đơn giản rằng cần một lượng gió nhất định để có thể làm quay các turbine trong một cánh quạt gió, do đó, chỉ có một vài khu vực có thể lắp đặt trạm phong điện để đạt hiệu quả. Hơn nữa, sức gió làm quay turbine khi đi qua 1 cánh quạt thì tốc độ, lực của luồng gió này sẽ bị giảm đi rất nhiều. Cho đến một điểm nào đó tại bãi đặt turbine, sức gió sẽ không còn đủ sức làm cho cánh quạt quay được nữa. Đó là 2 lý do chính khiến cho phong điện hiện nay khó có thể trở thành nguồn năng lượng chính cho chúng ta.

Một giải pháp đã được đưa ra để hoàn thiện cho việc thu hoạch năng lượng điện từ sức gió, đó là những Turbine gió khí quyển (Atmospheric Wind Turbine) hay còn gọi là Turbine dạng diều (Kite Turbine). Loại turbine thu sức gió mới này được các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Carnegie sáng tạo ra để khắc phục nhược điểm của những cánh quạt gió thông thường. Tuy mới chỉ tồn tại ở dạng ý tưởng và mô hình thiết kế trên máy tính nhưng các nhà nghiên cứu vẫn hết sức kỳ vọng vào sự thành công của Kite Turbine. Loại turbine mới này có thể hoạt động cả trên bầu trời lẫn dưới mặt đất. Khi hoạt động dưới mặt đất, nó giống như tập hợp một hàng những turbine bình thường còn khi bay lên, kite turbine sẽ giống như một chiếc diều, được nối với mặt đất bởi sợi dây cáp để giữ nó không bay quá xa cũng như dây nối dùng để truyền năng lượng thu được xuống mặt đất.

Theo ước tính, với loại turbine mới này, chúng ta có thể thu được 800 terrawatt tại các trạm trên mặt đất và khoảng 1400 terrawatt trên bầu khí quyển trong khi nhu cầu năng lượng trên toàn thế giới ngày nay mới chỉ có 18 terrawatt. Với lượng điện năng này, chúng ta sẽ không còn phải phụ thuộc vào các nguồn cung cấp năng lượng khác. Kết hợp với những phát minh của các nhà khoa học để chuyển đổi những đồ dùng xăng, dầu sang chạy bằng điện thì Kite Turbine có thể trở thành nguồn cung cấp năng lượng sạch trên toàn thế giới.

Tuy nhiên, như đã nói ở trên, gió sau khi đi qua turbine sẽ yếu đi và chậm lại. Để cung cấp đủ năng lượng cho con người, những trạm phong điện sẽ phải được xây dựng tại nhiều địa điểm, điều này sẽ làm giảm vận tốc gió trên toàn thế giới. Do gió là một trong những cơ chế tự làm mát của Trái Đất cũng như gió có ảnh hưởng rất lớn đến việc tạo thành mưa nên những turbine gió sẽ khiến cho nhiệt độ toàn cầu tăng nhẹ (Khoảng 0,1 độ C) và có thể gây giảm khoảng 1% lượng mưa trên Trái Đất. Tuy vậy, cũng cần hiểu rõ rằng nếu có thể thay thế các nguồn năng lượng đang sử dụng vào thời điểm này bằng phong điện thì cũng đồng nghĩa với việc sẽ giảm thiểu được một phần không nhỏ tác động của con người trong việc tàn phá thiên nhiên. Một hiệu quả Kite Turbine chắc chắn có thể đem lại nếu như thành công đó là giảm thiểu lượng carbon mà những nguồn năng lượng khác thải vào không khí.

Hi vọng rằng những nghiên cứu tại Viện Khoa học Carnagie sẽ thực sự thành công, con người hiện nay không chỉ trông chờ vào một nguồn năng lượng mang tính bền vững mà còn cần đến một nguồn năng lượng xanh như những gì Kite Turbine có thể đem lại.