Năng lượng gió trên cao - cuộc cách mạng từ diều và khí cầu

Các hệ thống phát điện gió dải cao (AWE) sử dụng diều và khí cầu khổng lồ đang mở ra hướng đi mới cho ngành năng lượng tái tạo, nhờ khả năng tiếp cận các luồng gió mạnh và ổn định hơn nhiều so với turbin truyền thống.

Mô hình máy phát điện bay của Sawes. Ảnh: Tao Mingyang/GT

Theo tờ Il Sole 24 Ore, ở độ cao hàng trăm đến hàng nghìn mét, các lực cản địa hình đều bị triệt tiêu, giúp vận tốc gió gia tăng vượt trội. Ước tính tổng năng lượng gió dải cao lý thuyết lớn gấp hàng trăm lần nhu cầu của toàn nhân loại. Do sử dụng những vật liệu siêu nhẹ như cánh diều linh hoạt hay khí cầu neo giữ bằng dây cáp cường độ cao, những hệ thống này giảm tới 90% chi phí vật liệu và sản xuất. Bên cạnh đó, việc không cần cơ sở hạ tầng nền móng cố định giúp giảm thiểu tối đa tác động đến cảnh quan và môi trường.

Mới đây, công ty khởi nghiệp Sawes của Trung Quốc đã phối hợp cùng Đại học Thanh Hoa và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã thử nghiệm thành công mô hình máy phát điện bay S4000 ở độ cao 4.000 m. Với kích thước ngang máy bay Boeing 747, S4000, khí cầu chứa đầy khí heli được tích hợp các turbin siêu nhẹ để truyền điện năng thu được về trạm mặt đất qua dây cáp neo. Theo Sawes, hệ thống này đặc biệt tối ưu với những khu vực hẻo lánh như sa mạc, đảo xa hoặc nơi chịu thiên tai. Dự kiến ở độ cao 9.000m, thiết bị có thể vận hành trên 8.000 giờ mỗi năm với chi phí sản xuất cực thấp.

Còn tại phương Tây, nhiều doanh nghiệp đang tập trung phát triển công nghệ diều phát điện. Theo đó, các tập đoàn như Altaeros Energies, Windlift (Mỹ), SkySails Power, Kitemill (Đức), Kitepower (Hà Lan) hay Kitenergy (Italy) đang dẫn đầu xu hướng này.

Theo đó, hệ thống Falcon của Kitepower đang vận hành diều bay theo quỹ đạo hình số 8 để tạo lực kéo cực lớn, kéo nhả dây cáp khỏi tời ở mặt đất để quay máy phát điện. Với công suất 450 MWh/năm, mỗi trạm Falcon đủ cung cấp điện cho 150 hộ gia đình. Toàn bộ hệ thống có thể thu gọn trong một container và lắp đặt chỉ trong hơn một giờ, giải quyết hiệu quả bài toán năng lượng tại chỗ cho các công trường, sự kiện ngoài trời hoặc trạm sạc xe điện thay thế máy phát chạy bằng dầu diesel./.