Tiềm năng năng lượng sóng khu vực quần đảo Trường Sa

Nằm trong biển Đông, quần đảo Trường Sa được bao quanh bởi những vùng có nguồn tài nguyên phong phú như cá, dầu mỏ và khí đốt…Ngoài ra, đây còn là khu vực có nguồn năng lượng biển rất dồi dào, đặc biệt là sóng biển.

Chính vì vậy, việc khai thác nguồn năng lượng tái tạo này phục vụ đời sống của cán bộ, chiến sĩ người dân trên đảo luôn được đặt ra. Vừa qua, nhóm nghiên cứu gồm các nhà khoa học thuộc Viện Cơ học và Trường Đại học Khoa học tự nhiên đã nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng các nguồn năng lượng biển chủ yếu và đề xuất các giải pháp khai thác” ở khu vực vùng biển quần đảo Trường Sa và tính toán chi tiết tổng năng lượng sóng trung bình năm cho khu vực nghiên cứu. Trên cơ sở kết quả nhận được, cùng với các đánh giá tác động kinh tế, xã hội và môi trường nhóm nghiên cứu đã lựa chọn loại thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng thành điện năng thích hợp cho khu vực quần đảo Trường Sa.

Tiềm năng năng lượng sóng vùng đảo Trường Sa lớn

Nhóm nghiên cứu đã đặt 4 điểm khảo sát tại 4 phía Đông Nam, Đông Bắc, Tây Nam, Tây Bắc quanh đảo Trường Sa lớn. Dựa vào các kết quả tính toán về chế độ sóng và năng lượng sóng tại 4 điểm khảo sát và kết quả tính năng lượng sóng cho toàn bộ biển Đông thấy rằng năng lượng sóng tại khu vực đảo Trường Sa lớn nói riêng và quần đảo Trường Sa nói chung thuộc vào loại mạnh nhất trong các khu vực ven bờ và vùng ngoài khơi lãnh thổ Việt Nam. Năng lượng sóng phụ thuộc rõ rệt vào hai mùa gió Đông Bắc và Tây Nam, trong đó gió mùa Đông Bắc do có tốc độ gió mạnh, ổn định và đà sóng rất lớn nên năng lượng sóng đạt cực đại trong năm. Điều này chứng tỏ tiềm năng năng lượng sóng tại vùng đảo Trường Sa là rất lớn.

Thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng thành điện năng Powerbuoy cải tiến.

Theo kết quả điểm khảo sát phía Đông Bắc, đảo là điểm thích hợp nhất để lắp đặt thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng thành điện năng. Đây là vị trí có năng lượng lớn nhất trong 4 vị trí khảo sát. Độ chênh lệch năng lượng giữa tháng mạnh nhất và yếu nhất vẫn nằm trong giới hạn của thiết bị. Ngoài ra, điểm này nằm ở khu vực có độ dốc, độ sâu nhỏ nhất so với các điểm khác (độ sâu vào khoảng 25m). Do đó, điều kiện về độ dốc và độ sâu ở vị trí này cũng sẽ giúp cho quá trình thi công và bảo dưỡng thiết bị thuận lợi hơn.

Lựa chọn thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng thành điện năng cho Trường Sa lớn

Sau khi khảo sát các khu vực xung quanh đảo để tìm ra điểm đặt thiết bị chuyển đổi sóng thành điện năng, các nhà khoa học cần lựa chọn một thiết bị phù hợp. Thiết bị này phải đáp ứng đủ các tiêu chí về: đánh giá tác động về kinh tế, xã hội và môi trường; đánh giá tác động của xã hội lên việc khai thác năng lượng sóng; các tiêu chí kỹ thuật quyết định đến hiệu quả khai thác thiết bị và cuối cùng là giá cả.

Trong số các loại thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng thành điện năng phổ biến trên thế giới, các nhà nghiên cứu thuộc Viện Cơ học và Trường Đại học Khoa học tự nhiên đã lựa chọn thiết bị Powerbuoy cải tiến của Đại học Uppsala - Thụy Điển. Thiết bị này tỏ ra phù hợp nhất với khu vực quần đảo Trường Sa. Sự ưu việt của thiết bị này là do nguyên lý chuyển đổi năng lượng mới khác rất nhiều với các nguyên lý hiện có. Thay vì việc thay đổi các máy phát tiêu chuẩn sao cho ứng với tốc độ quay trong chuyển động sóng, một loại máy phát mới hoàn toàn được sáng chế tại Trường Đại Học Uppsala. Những máy phát này được thiết kế cho “tiêu chuẩn” của sóng. Phương án lắp đặt cũng được cải tiến ở chỗ máy phát được đặt trên đáy biển. Một phụ kiện khác là một dây nối máy phát với một phao trên mặt biển. Máy phát bao gồm một pistong chuyển động lên xuống trong Stato. Như vậy máy phát không quay mà được tạo chuyển động của pistong trực tiếp từ phao trên mặt biển thông qua dây cáp. Đây chính là sự ưu việt của hệ thống. Máy phát nằm dưới đáy biển được bảo vệ trong các điều kiện thời tiết khốc liệt và bảo vệ khỏi sự phá hoại của con người. Kể cả trong trường hợp phao bị đứt trong điều kiện bão tố quá lớn, phao và dây sẽ trôi vào bờ và các thiệt hại này sẽ không đáng kể. Máy phát được thiết kế là loại dẫn truyền tuyến tính trực tiếp (direct-driven linear generator) với tốc độ quay chậm, có nghĩa là có thể chuyển đổi năng lượng của những sóng nhỏ. Hơn nữa, dạng máy phát này được cấu tạo bởi các phần thiết bị cơ học rất đơn giản đó là phao và dây. Điều này làm giảm kinh phí thiết kế và tăng hiệu quả đầu tư. Các tính toán cho thấy phương án sử dụng hệ thống này có thể cạnh tranh thương mại mà không phải trợ giá lâu dài.

Qua đề tài nghiên cứu trên, các nhà khoa học đã tận dụng những tiềm năng năng lượng tái tạo dồi dào do thiên nhiên ưu đãi đối với vùng biển nước ta. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ, các giải pháp sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo trên biển nhằm đảm bảo nguồn điện trên quần đảo là một phương án hợp lý. Nếu sử dụng thiết bị này có thể bảo đảm cung cấp điện cho sinh hoạt và các hoạt động khác của cán bộ, chiến sĩ, người dân trên quần đảo Trường Sa.

Ths. Nguyễn Thanh Điệp