Năng lượng thuỷ triều là một trong những nguồn năng lượng tái tạo triển vọng, tận dụng sức chuyển động lên xuống của thuỷ triều để tạo ra điện năng. Trong bài viết này, mời bạn cùng Alternō tìm hiểu chi tiết hơn về cách hoạt động, ưu nhược điểm và ứng dụng của năng lượng thuỷ triều trên thế giới và tại Việt Nam. Hãy theo dõi ngay nhé!
1. Năng lượng thuỷ triều là gì?
Năng lượng thuỷ triều là nguồn năng lượng tái tạo được khai thác từ sự chuyển động của nước biển trong quá trình lên xuống của thuỷ triều. Vào thế kỷ 20, các kỹ sư đã nghiên cứu và phát triển nhiều cách để tận dụng chuyển động của sóng biển làm sao tạo ra điện năng. Tại Thuỵ Điển, họ đã phát hiện ra một thiết bị có thể khai thác năng lượng từ đại dương là tuabin.
Năng lượng thuỷ triều có thể được dùng để tạo ra điện năng thông qua các hệ thống đập hoặc tuabin đặt dưới nước, chuyển động của dòng chảy thuỷ triều sẽ làm quay các tuabin và sản xuất điện. Nguồn năng lượng hoá thạch đang dần bị cạn kiệt, dẫn đến giá nhiên liệu tăng, do đó nguồn năng lượng thuỷ triều với tiềm năng khai thác lớn và có khả năng tạo ra năng lượng ổn định.
2. Nguyên lý hoạt động của năng lượng thuỷ triều
Bộ phận chính cồng kềnh nhất của searaser khác với những thiết bị năng lượng khác là nằm ở trên bờ. Điều này đã giúp giải quyết các vấn đề như bị ăn mòn, thao tác phức tạp, đảm bảo vận hành an toàn trong những ngày thời tiết mưa bão, biển động. Các thiết bị năng lượng thuỷ triều vẫn hoạt động mạnh của những khối nước chuyển động trong thời tiết không thuận lợi. Điểm chốt của hệ thống là sử dụng thiết bị tuabin, có các cánh quạt quay cùng một hướng.
Một ví dụ về khai thác nguồn năng lượng thuỷ triều điển hình là hệ thống limpet. Trong các hệ thống đập, khi thuỷ triều lên cao là chu trình nén, thuỷ triều xuống thấp nước sẽ chảy qua các tuabin quay và tạo ra điện. Sự thay đổi chiều cao cột nước làm quay tuabin tạo ra điện năng trong mỗi máy Limpet có thể từ 250 KW đến 500 KW. Năng lượng thuỷ triều cũng có ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của con người nhưng nhờ sự nghiên cứu của các nhà khoa học đã biến sóng biển thành năng lượng có ích.
Tuy nhiên, năng lượng thuỷ triều vẫn đang được nghiên cứu và phát triển liên tục nên năng lượng tạo ra còn ít. Hiện nay trên thế giới không có nhiều trạm năng lượng thuỷ triều và trạm đầu tiên được xây dựng tại sông Rhine ở Pháp.
Ngoài ra, một số nơi còn áp dụng phương pháp tạo ra dòng điện từ sóng biển là đặt máy phát điện nằm ngang ở trên mặt nước biển giống như cái bơm. Pít tông được gắn liền với phao và pít tông sẽ chuyển động lên xuống theo sóng biển, biến động lực của sóng biển thành động lực của không khí bị nén. Sau đó, không khí bị nén này dưới áp suất cao sẽ đi qua miệng phun của tuabin, làm cho máy phát điện hoạt động. Lúc này, năng lượng của sóng điện chuyển đổi thành điện năng.
3. Ưu và nhược điểm năng lượng thuỷ triều
Năng lượng thuỷ triều là nguồn năng lượng tái tạo có nhiều ưu điểm nhưng cũng có một số nhược điểm như:
3.1. Ưu điểm
- Năng lượng thuỷ triều là nguồn năng lượng tự nhiên vô tận, không cạn kiệt và đảm bảo cung cấp nguồn năng lượng ổn định trong bất kỳ thời tiết, khác với năng lượng gió hay mặt trời vốn bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết, giúp bảo vệ môi trường.
- Năng lượng thủy triều có thể sản xuất điện với công suất lớn, phù hợp cho việc cung cấp năng lượng cho các khu vực ven biển hoặc những vùng có tiềm năng thủy triều mạnh mẽ.
- Thuỷ triều có chu kỳ ổn định và dự trữ lớn, dễ dàng quản lý và khai thác sản xuất điện trong thời gian dài.
- Các tuabin được đặt dưới nước và có tốc độ quay chậm, không gây nguy hiểm với các loài sinh vật sống dưới đại dương, không cản trở tàu thuyền hoạt động.
3.2. Nhược điểm
- Việc xây dựng và lắp đặt các hệ thống thu năng lượng thủy triều như đập hoặc tuabin thủy triều yêu cầu vốn đầu tư lớn, cũng như chi phí bảo trì và vận hành khá cao.
- Mặc dù năng lượng thủy triều không phát thải khí nhà kính, nhưng việc xây dựng các đập thủy triều có mực nước thuỷ triều cao, ảnh hưởng đến động vật thủy sinh và các hoạt động đánh bắt cá.
- Việc lắp đặt tuabin diễn ra phức tạp.
- Hiệu quả khai thác phải phụ thuộc vào sự lên xuống của thuỷ triều, ảnh hưởng đến thiên nhiên.
- Hệ thống có quy mô lớn và có thể ảnh hưởng tới hệ sinh thái, môi trường nếu không được quản lý tốt.
4. Ứng dụng của năng lượng thuỷ triều
Năng lượng thuỷ triều đang trở thành một trong những nguồn năng lượng tái tạo quan trọng. Dưới đây là một số ứng dụng của năng lượng thuỷ triều ở Việt Nam và trên toàn cầu:
4.1. Trên thế giới
Trên thế giới hiện nay có khoảng 100 công ty đang nghiên cứu chuyển đổi năng lượng từ đại dương thành điện năng. Năng lượng thuỷ triều có nhiều tiềm năng hơn năng lượng gió vì nước có tỷ trọng cao hơn không khí. Một số nước trên thế giới đã ứng dụng nguồn năng lượng thuỷ triều như sau:
- Vào năm 1966, nhà máy điện thuỷ triều đầu tiên trên thế giới được xây dựng tại Pháp với quy mô công suất 240 MW, chiếm tỷ trọng cao trong việc cung cấp điện năng cho nước Pháp.
- Trung Quốc hiện nay đã có 7 nhà máy điện thuỷ triều được vận hành với tổng công suất lên đến 11 MW.
- Canada xây dựng nhà máy công suất 20 MW với khả năng sản xuất 30 triệu KW điện mỗi năm. Hiện nay, Canada vẫn đang tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ năng lượng thuỷ triều với dự án tại Bay of Fundy.
- Hàn Quốc cũng đầu tư xây dựng nhà máy điện thuỷ triều Shiwa công suất 254 MW và hoàn thành vào năm 2010. Ngoài ra, Hàn Quốc còn xây dựng thêm một nhà máy khác ở thành phố Incheon có công suất 812 MW đã đưa vào vận hành năm 2015.
4.2. Tại Việt Nam
Tại Việt Nam được đánh giá có tiềm năng phát triển năng lượng thuỷ triều lớn với đường bờ biển dài 3000 km. Tuy nhiên, sự đầu tư và khai thác năng lượng này ở nước ta đang diễn ra khá chậm so với các nước trên thế giới. Việc phát triển năng lượng biển ở Việt Nam chỉ mới ở giai đoạn sơ khai. Thêm vào đó, nước ta còn đang cân nhắc có gia nhập Nhóm Quốc tế về Năng lượng Đại dương.
Năng lượng thuỷ triều là nguồn năng lượng tái tạo tiềm năng, đặc biệt đối với các quốc gia ven biển. Thông qua bài viết này của Alternō, hi vọng đã giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và ứng dụng của năng lượng thuỷ triều. Và đừng quên theo dõi ngay trang Blog của Alternō để cùng đọc thêm các thông tin bổ ích khác nhé!
English
