Vì sao tài nguyên điện gió và điện hải lưu ở Việt Nam nhiều hơn các nước khác – KS. Doãn Mạnh Dũng
Không khí và nước hình thành sự chuyển động nhờ chênh lệnh nhiệt. Khu vực Xích đạo nhận nhiệt nhiều nhất và giảm dần đến Bắc Cực và Nam Cực. Trên một kinh tuyến, sự chênh lệch giữa các vĩ độ càng lớn thì chênh lệch nhiệt càng nhiều. Trái đất hình tròn, vĩ độ càng gần Xích Đạo thì bán kinh trái đất càng tăng nhanh. Trái đất ấm lên, tốc độ gió và dòng hải lưu tăng lên vì chênh lệch nhiệt tăng do nhiệt độ băng tan tại Cực không đổi.
Với năng lượng gió, khu vực gần Xích Đạo, tốc độ gió bình quân thường cao hơn các khu vực khác vì khi gió di chuyển về hướng Xích Đạo thì bán kinh trái đất tăng nhanh tạo ra sự tích tụ năng lượng nên tăng tốc độ của gió.
Bờ biển Việt Nam có hướng Bắc-Nam thay đổi nhanh vĩ độ. Đây là sự đặc biệt tạo ra nguồn động năng dòng hải lưu ở miền Trung Việt Nam.
Với năng lượng dòng hải lưu, dòng hải lưu tải theo năng lượng và phụ thuộc rất nhiều trạng thái bờ biển hay đảo nằm trên đường di chuyển của dòng hải lưu. Dòng hải lưu từ Bắc Cực đi đến Xích Đạo ở bờ Tây Thái Bình Dương, nhờ bờ biển Trung Quốc lệch dần về hướng Tây khi tiến về Xích Đạo nên dòng hải lưu đến bờ biển miền Trung Việt Nam tích tụ được năng lượng cao nhất.
Dòng hải lưu tầng đáy Bắc -Nam cũng hình thành trong vịnh Bắc Bộ nhưng yếu do chênh lệch nhiệt giữa vĩ độ ở Hà Tỉnh- Việt Nam và Phòng Thành- Trung quốc nhỏ.
Bờ biển Đông của nước Mỹ là bờ Tây của Đại Tây Dương. Vì sự hình thành bán đảo Florida và cùng chuỗi quần đảo phía Đông Bắc vịnh Mexico nên dòng hải lưu bờ Đông nước Mỹ bị đứt quãng , yếu và ít năng lượng so với dòng hải lưu đến miền Trung Việt Nam.
Bản chất các hiện tượng trên từ trái đất hình tròn, quay từ Tây sang Đông quanh trục của trái đất. Mọi di chuyển của gió và nước hình thành từ chênh lệch nhiệt đều độc lập với trạng thái quay của trái đất. Vì vậy gió và nước phía Bắc bán cầu khi di chuyển về Xích Đạo có hướng từ Đông Bắc. Còn gió và nước phía Nam bán cầu khi di chuyển về Xích Đạo có hướng từ Đông Nam. Gió và nước ở Bắc bán cầu xoáy theo chiều ngược kim đồng hồ. Gió và nước ở Nam bán cầu xoáy theo chiều cùng kim đồng hồ. Gió và nước có trạng thái di chuyển như trên được gọi là chịu tác động của lực Coriolic.
Vùng Xích Đạo không có chênh lệch nhiệt nên khó có sự chuyển động của gió và nước nên rất ít tài nguyên động năng gió và động năng nước.
Với phương pháp luận như trên, chúng ta hiểu rằng Việt Nam đang được thiên nhiên ưu đãi rất lớn tài nguyên động năng gió và động năng nước.
Trên thế giới tài nguyên động năng dòng chảy tự nhiên rất phong phú. Dòng sông, dòng thủy thủy triều, dòng hải lưu, đặc biệt dòng đuôi của các thủy điện sử dụng thế năng của các hồ nước để phát điện đang là khoảng trống chưa được sử dụng là sự quan tâm nhiều của các nhà khai thác động năng dòng chảy tự nhiên.
Con người đã sớm tìm ra nguồn động năng của một vật di chuyển và được xác định bằng công thức :
E= 0,5m.v.v
Trong đó m là khối lượng, v là tốc độ.
Vì nước biển nặng gấp 830 lần không khí nên nguồn Điện hải lưu dù tốc độ nhỏ vẩn đem lại nguồn năng lượng rất lớn.
Điều khó khăn nhất là công nghệ chuyển đổi động năng từ dòng chảy tự nhiên theo truyền trống còn nhiều khiếm khuyết.
Công nghệ hiện tại trên thế giới là thả cánh quạt xuống biển lấy năng lượng. Trước hết ta thấy cánh quạt nào cũng có trong lượng. Chính trọng lượng của cánh quạt làm giảm hiệu suất của máy. Hơn nữa , cánh quạt chỉ lấy được năng lượng trong phạm vi quỹ tích hoạt động của cánh quạt, trong khí khối nước di chuyển có chiều sâu và chiều rộng.
Giải pháp mới của Việt Nam là thả phao hình trụ xuống biển. Phao nổi lơ lững trong nước. Phao được che nữa hình trụ. Phao quay nhờ mô-men lực. Nguyên lý này về lý thuyết cho phép máy có thể hoạt động được dù tốc độ dòng hải lưu rất thấp. Phao kéo theo máy phát điện trên mặt nước. Mổi phao có thể lấy hết năng lượng theo chiều sâu. Bố trí hệ thống phao so le, cả giàn phao có thể lấy tối đa năng lượng theo chiều ngang. Công nghệ mới của Việt Nam mở ra một hướng đi mới cho việc khai thác động năng dòng chảy tự nhiên trên thế giới. Dòng đuôi của các đập thủy điện trong nước và trên thế giới sẽ là mục tiêu khai thác đầu tiên của công nghệ mới này. Các nhà khoa học trên thế giới đã xác nhận miền Trung Việt Nam là nơi được thiên nhiên ưu đãi nguồn tài nguyên động năng dòng hải lưu cao nhất ở bờ Tây Thái Bình Dương. Hiện nay tài nguyên dòng hải lưu ở miền Trung Việt Nam chưa được Nhà nước Việt Nam thừa nhận nên Việt Nam chưa có chính sách khai thác Điện hải lưu ở Việt Nam. Tác giả tin rằng việc tìm ra công nghệ mới chuyển đổi động năng dòng chảy tự nhiên thành điện năng bằng giải pháp “Trống quay” là bước ngoặc thay đổi hoàn toàn cách sử dụng năng lượng dòng chảy tự nhiên. Đó là niềm tự hào trí tuệ của người Việt Nam.”Trống quay “được đặt tên “Doan blade” ( Cánh quạt họ Doãn) để ghi ơn cha mẹ, ông bà và dòng họ Doãn.
Công nghệ mới của Việt Nam sử dụng hệ thống khung đở cho hệ thống “Trống quay” là khối bê tông cốt thép nằm dưới đáy biển. Các vật liệu xây dựng khối bê tông cốt thép là nguyên liệu có sẵn tại miền Trung Việt Nam. “Trống quay” được đưa từ trên mặt nước xuống nước lấy năng lượng, làm quay hệ thống máy phát điện trên mặt nước. Giải pháp trên giúp sử dụng tối thiếu nguyên liệu “Trống quay”, thuận cho bảo dưởng và thay thế. Kích thước “Trống quay” có thể đưa vào công-ten-nơ để di chuyển nên giúp vận chuyển trống quay với giá thành thấp nhất và có thể sản xuất công nghiệp hàng loạt. Vì vậy giá thành của công nghệ Điện hải lưu của Việt Nam sẽ rẽ bất ngờ so với các loại hình phát điện khác. Nơi chưa có điện lưới thì sản xuất hydro lõng cho công nghiệp trong nước và xuất khẩu. Các khối bê tông được liên kết tự tạo thành bến cảng giữa biển. Đây là công nghệ sản xuất hydro lõng hoàn toàn xanh. Khi hết thời gian khai thác, hệ thống bê tông được làm nổi và kéo đến nơi thanh lý phù hợp với môi trường. Hệ thống phát điện không ảnh hướng đến sự di chuyển của sinh vật biển.
Phương pháp tính toán theo nguyên tắc cho từng “Trống quay” và nhân lên theo số lượng “Trống quay” được sử dụng.
Phương pháp tính như sau :
Theo nguyên tắc bảo toàn năng lượng và hiệu suất của máy là 71,4 %.
Trống quay trục đứng.Trống có đường kính 2m, cao 2 m đặt vuông góc với hướng dòng chảy chính.Mặt cắt nhận năng lượng của trống là 2 m2. Hiệu suất của máy dự tính 70 %. Chưa tính đến dòng chảy tác động vào thành hướng dòng sau đó chuyển hướng tác động vào trống.
E = 0.5 mv2
Với tốc độ giả định 1 m/s, mỗi giây có 2 m3 nước tác động vào trống tạo nguồn năng lượng
E= 0.5 x 2 x 9800 N = 9800 N
9800 N di chuyển trong 1 giây cho nguồn năng lượng 9800 Jun/ s = 9800 w
Hiệu suất chuyển đổi dự kiến của tuabine khoảng 71.4 %
Một trống tạo ra công suất 7000 w/s hay 7 Kw/s.
Một cặp trống tạo ra công suất 14 kw/s.
Vấn đề còn lại là nhà đầu tư, người cung ứng máy móc, vật tư cho Điện gió ngoài khơi hay Điện hải lưu không thể thuộc quốc gia muốn độc chiếm Biển Đông.
Vấn đề phát triển đất nước, luôn luôn gắn liền với chủ quyền và toàn vẹn lảnh thổ của Việt Nam.
Đôi dòng, khi nghe tin Quốc hội yêu cầu Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam góp ý cho chương trình phát triển Điện năng Việt Nam./.
