Nguồn năng lượng xanh từ dòng hải lưu và giải pháp cánh quạt mới

1.3- Nhờ bờ biển của Nhật và Trung Quốc khi tiến về Xích đạo có xu hướng lệch dần về hướng Tây. Dảy bờ biển trên như bức tường hướng dòng chảy vào bờ biển miền Trung Việt Nam và tập trung năng lượng cao nhất từ khu vực bờ biển từ Sơn Dương – Hà tỉnh đến mũi Kê Gà – Bình Thuận dài 1000 km.
1.4 Dảy núi Trường Sơn chạy từ Đông Bắc xuống Đông Nam bán đảo Đông Dương đã ngăn dòng gió Tây Nam từ Vịnh Thái Lan tác động vào bờ biển miền Trung Việt Nam. Vì lý do này mà gió Tây Nam không tạo ra được dòng hải lưu tầng mặt sát bờ biển miền Trung Việt Nam. Ngược lại gió mùa Đông Bắc lại tạo ra dòng chảy tầng mặt dọc theo bờ biển miền Trung Việt Nam với hướng từ Bắc xuống Nam trong 9 tháng/ năm .
Sự cộng hưởng của dòng hải lưu tầng mặt có nguồn gốc từ gió mùa Đông Bắc và dòng hải lưu tầng đáy vì các yếu tố 1, 2, 3 đã hình thành nên dòng hải lưu một chiều ở bờ biển miền Trung Việt Nam.
II- Dòng hải lưu một chiều ở bờ biển miền Trung có 6 đặc điểm cơ bản như sau :
2.1 Rất sát bờ . Vì trái đất quay từ Tây sang Đông nền dòng hải lưu bị ép ngược lại từ Đông sang Tây.
2.2 Vùng nước rất nông từ 10m-35m.
2.3 Hướng dòng ổn định theo hướng từ Bắc xuống Nam.
2.4 Tốc độ dòng cao nhất trên dảy bờ biển từ Nhật đến mũi Cà Mau.
2.5 Độ rộng của dòng hải lưu tại Bắc sông Gianh đo được 24 km.
2.6 Độ dài của dòng hải lưu từ bờ biển Sơn Dương – Hà Tỉnh đến mũi Kê Gà- Bình Thuận đo được 1000 km ( một ngàn km)

Dòng hải lưu một chiều từ Sơn Dương- Hà Tỉnh đến mũi Kê Gà – BÌnh thuận
Ta có thể ví nguồn động năng dòng hải lưu ở miền Trung Việt Nam tương đương mỏ dầu ở Trung Đông nhưng không thải CO2.
III- Giải pháp hiện nay trên thế giới trong việc chuyển đổi nguồn động năng dòng chảy thành điện năng
3.1-Dòng chảy luôn luôn có hai yếu tố cơ bản : độ sâu và độ rộng

3.2 Cánh quạt hiện nay trên thế giới có hai nhược điểm :

3.2.1 Cánh chỉ  tiếp nhận được động năng của khối nước di chuyển qua mặt cắt của cánh quạt.
3.2.2 Cánh quạt tự có trọng lượng. Trọng lượng của chính cánh quạt đã tạo ra mô men cản trong quá trình quay của cánh quạt.
IV – Giải pháp cánh quạt mới
4.1 Sử dụng hình trụ tròn quay quanh chính trục của nó. Đó là sự di chuyển tối ưu của một vật rắn di chuyển trong chất lõng.
4.2 Sử dụng lực Archimedes khử trọng lượng của cánh quay.

V- Đặc điểm của máy phát điện với cánh bằng trống quay
5.1 Máy có trục đứng. Rotor và Stator nằm phía trên mặt nước nên giá thành đầu tư , chi phí khai thác và bảo quản thấp.
5.2 Máy có thể tích hợp năng lượng theo chiều sâu.

5.3 Máy có thể tích hợp năng lượng theo chiều ngang của dòng chảy.

Có hai loại khung cho trống quay: khung cho trống quay 1 chiều và khung cho trống quay 2 chiều.

Khung cho trống quay 2 chiều :

Mô hình dòng nước lên và xuống của thủy triều chảy cùng một bên tiếp tuyến của trống. Giải pháp này có  mặt trống nhận lực của nước phải cân bằng cả hai chiều và chuyển đổi dòng điện bằng công tắc tự động.Giải pháp này có ưu điểm lớn là khi ghép với nhau cả hệ thống sử dụng hết năng lượng theo chiều ngang của dòng chảy. Với dòng hải lưu một chiều ở miền Trung giải pháp này có nhiều ưu thế hơn. Khi giải pháp này ứng dụng cho dòng thủy triều thì cửa nhận năng lượng thành cửa thoát khi đổi chiều  dòng thủy triều.. 

Khung cho trống quay 1 chiều :

Giải pháp này tốt cho  mục tiêu sử dụng dòng triều trong quy mô nhỏ với một hệ thống 1 khung chứa trồng. Dòng triều lên đi theo tiếp tuyến bên phải còn dòng triều xuống đi theo tiếp tuyến bên trái của trống.Giải pháp này có hiệu suất cao hơn vì nhờ mặt tiếp nhận lực của trống được thiết kế không đối xứng, thuận cho trống quay một chiều. Giải pháp này không cần hệ thống đổi dòng điện nhưng cần có hệ thống cửa tự động đóng,không cho dòng chảy ngược. Giải pháp này thich hợp khi chỉ có nhu cầu 1 khung .Nhưng khi ghép trên 1 khung thì không sử dụng hết động năng theo chiều ngang  vì cửa thoát chiếm một phần chiều ngang của dòng chảy.

Mô hình hai loại khung cho máy phát điện bằng dòng thủy triều

Khung cho trống quay 1 chiều khi ghép các khung với nhau thì không sử dụng hết chiều ngang của dòng chảy và tăng sức tác động của dòng chảy vào hệ thống khung.

5.4 Máy có thể tiếp nhận năng lượng khi dòng nước đổi chiều ngược lại.  Đây là ưu điểm có thể ứng dụng rộng rải với các vùng nước có thủy triều.

Mô hình diển tả bằng flashứng
Tác giả tin rằng đây là một bước dài trong nghiên cứu mô hình tối ưu cho máy chuyển đổi động năng dòng chảy tự nhiên thành điện năng.
VI Chiếc máy trong phòng thí nghiệm đã tạo ra dòng điện cân bằng cả hai chiều dòng chảy.

Nhìn mặt chiếu đứng

Nhìn từ trên
Nhóm nghiên cứu sẵn sàng hợp tác với các đối tác trong và ngoài nước để phát triển ý tưởng trên thành hiện thực để tạo việc làm cho người Việt Nam ngay trên đất Việt Nam.

Bố trí Máy phát điện ở bờ biển miền Trung Việt Nam
Nội dung này đã báo cáo với lảnh đạo Nhà nước ngày 3/7/2015, với Bộ Công Thương ngày 7/8/2015, với Liên hiệp các Hội KHKT Tp HCM ngày 22/6/2016.

KS Doãn Mạnh Dũng