Năng Lượng Thuỷ Triều Là Gì? Ưu điểm và nhược điểm của Năng lượng thuỷ triều. Năng lượng thủy triều, dựa trên sự lên xuống tự nhiên của thủy triều. Hứa hẹn nguồn năng lượng sạch cho ngành điện Việt Nam. Việc khai thác có thể tận dụng thế năng, động năng, hoặc kết hợp cả hai. Bài viết này cùng Bình Minh, khám phá sâu hơn về nguyên lý hoạt động. Ưu điểm, hạn chế, và ứng dụng của năng lượng thủy triều tại Việt Nam và quốc tế.
Khái niệm Năng Lượng Thuỷ Triều
Năng lượng thủy triều là một nguồn năng lượng tái tạo, khai thác từ hiện tượng thủy triều lên xuống do lực hấp dẫn giữa Trái đất, Mặt trời và Mặt trăng. Khi dòng thủy triều chảy qua các eo biển hoặc cửa sông hẹp, tốc độ dòng chảy tăng lên, tạo ra năng lượng đủ mạnh để khai thác.
Với các tuabin thủy triều đặt tại những vị trí phù hợp, năng lượng thủy triều được chuyển đổi thành điện năng. Ngoài ra, đại dương còn cung cấp các nguồn năng lượng tái tạo khác. Bao gồm năng lượng sóng, dòng hải lưu và sự chênh lệch nhiệt độ và độ mặn của nước biển.
Khai thác năng lượng thủy triều mang đến tiềm năng to lớn trong việc giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Góp phần bảo vệ môi trường. Thuỵ Điển đã tiên phong trong việc phát triển công nghệ khai thác nguồn năng lượng từ đại dương với thiết bị diều tua bin dưới nước. Kết hợp ưu điểm của diều bay và tuabin thủy lực.
Thực trạng biến đổi khí hậu với mực nước biển dâng cao đe dọa nghiêm trọng các quốc gia ven biển trong đó có Việt Nam. Đồng thời, nguồn nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt, đẩy giá năng lượng lên cao. Trước thực trạng này, việc chuyển đổi sang sử dụng năng lượng tái tạo. Đặc biệt là năng lượng thủy triều, là giải pháp cần thiết và cấp bách.
Nguyên lý hoạt động của nguồn năng lượng thủy triều
Năng lượng thủy triều, với tiềm năng to lớn và thân thiện với môi trường. Đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học trong nhiều thập kỷ. Khác với các nguồn năng lượng khác, thiết bị khai thác năng lượng thủy triều thường được đặt trên bờ biển. Giải quyết những thách thức về thao tác phức tạp, ăn mòn và bảo trì trong môi trường khắc nghiệt dưới nước.
Hệ thống năng lượng thủy triều hoạt động dựa trên nguyên lý khai thác năng lượng từ sự lên xuống của thủy triều. Hệ thống Limpet là một ví dụ điển hình. Nó sử dụng tua bin với cánh quay theo một hướng cố định. Bất kể hướng chuyển động của dòng nước.
Vận dụng Năng lượng thuỷ triều tạo ra nguồn điện
Khi thủy triều lên cao, nước chảy qua tua bin, làm quay cánh quạt và tạo ra năng lượng. Khi thủy triều xuống, dòng nước chảy theo hướng ngược lại, tiếp tục làm quay tua bin.
Mỗi máy Limpet có thể tạo ra công suất từ 250 KW đến 500 KW, tương đương với một máy phát điện công nghiệp chạy nhiên liệu dầu.
Tuy nhiên, khai thác năng lượng thủy triều vẫn còn trong giai đoạn đầu. Số lượng các trạm năng lượng thủy triều trên thế giới còn rất hạn chế. Trạm năng lượng thủy triều đầu tiên được xây dựng tại sông Rhine, Pháp.
Ngoài ra, việc khai thác năng lượng sóng biển cũng đang được nghiên cứu và ứng dụng. Một phương pháp phổ biến là sử dụng Máy phát điện đặt trên mặt nước. Với pít tông được nối liền với phao. Sóng biển lên xuống làm pít tông chuyển động. Biến động lực của sóng thành động lực nén khí. Không khí nén dưới áp suất cao được dẫn qua tuabin, làm quay máy phát điện và tạo ra dòng điện.
Năng lượng sóng biển sở hữu nhiều ưu điểm như không cần năng lượng khởi động. Không gây ô nhiễm môi trường và chi phí đầu tư thấp so với các hệ thống năng lượng khác. Điều này khiến nó trở thành một nguồn năng lượng sạch tiềm năng. Góp phần giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng toàn cầu.
Xem thếm: Năng Lượng Mặt Trời Là Gì? Những Ưu Điểm, Nhược Điểm, Thực Trạng, Ứng Dụng
Ưu và Nhược điểm của Khai thác Năng lượng Thủy triều
Năng lượng thủy triều, với nguồn cung cấp dồi dào từ thủy triều lên xuống. Hứa hẹn một tương lai đầy triển vọng trong ngành năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, việc khai thác nguồn năng lượng này cũng ẩn chứa những thách thức và hạn chế nhất định.
Ưu điểm năng lượng thuỷ triều:
* Nguồn năng lượng dồi dào và bền vững: Năng lượng thủy triều là nguồn năng lượng tái tạo. Hoạt động liên tục bất kể ngày đêm và điều kiện thời tiết.
* Ổn định và dự trữ lớn: Dòng chảy thủy triều mang tính ổn định. Tạo ra nguồn năng lượng dự trữ lớn có thể khai thác trong thời gian dài.
* Khả năng triển khai đa dạng: Hệ thống khai thác năng lượng thủy triều có thể được xây dựng ở nhiều vị trí khác nhau. Bao gồm cả vùng ven biển và cửa sông.
* Hiệu quả và ổn định: Thiết kế tương tự tua bin gió, nhưng với dòng chảy nước ổn định và dễ kiểm soát. Năng lượng thủy triều sản sinh ra dòng điện năng lượng ổn định và đều hơn.
* Thân thiện môi trường: Cánh quạt tua bin quay chậm, hạn chế tối đa tác động tiêu cực đến các sinh vật biển và hoạt động của tàu thuyền.
Nhược điểm năng lượng thuỷ triều:
* Đầu tư lớn: Xây dựng hệ thống khai thác năng lượng thủy triều yêu cầu đầu tư vốn lớn cho cả công trình và công nghệ khai thác. Môi trường nước biển ăn mòn mạnh, đòi hỏi vật liệu và thiết bị có độ bền cao, dẫn đến chi phí vận hành lớn.
* Hạn chế địa lý: Hệ thống khai thác chỉ phù hợp với những khu vực có thủy triều lên xuống mạnh. Hạn chế khả năng triển khai trên toàn cầu.
* Khó khăn trong lắp đặt: Việc lắp đặt tua bin thủy triều đòi hỏi kỹ thuật phức tạp và chuyên nghiệp.
* Tác động môi trường tiềm ẩn: Hệ thống có kích thước lớn, có khả năng ảnh hưởng đến môi trường. Cần được nghiên cứu và kiểm soát kỹ lưỡng.
* Phụ thuộc vào yếu tố tự nhiên: Hệ thống khai thác năng lượng thủy triều phụ thuộc vào chu kỳ thủy triều và dễ bị ảnh hưởng bởi các tác động thiên nhiên.
Xem thêm : Năng Lượng Gió Là Gì? Ưu Điểm và Nhược Điểm Của Năng Lượng Gió
Ứng dụng tiềm năng năng lượng thủy triều: Từ quốc tế đến Việt Nam
Trên Thế Giới
Việc khai thác năng lượng từ đại dương đang thu hút sự quan tâm của nhiều quốc gia và tập đoàn năng lượng. Ước tính có khoảng 100 công ty đang nghiên cứu chuyển đổi năng lượng từ đại dương thành điện năng. Ưu thế của năng lượng thủy triều so với năng lượng gió là mật độ năng lượng của nước biển cao hơn không khí. Mang lại hiệu quả khai thác lớn hơn. Một lượng nước biển tương đương với một thùng dầu mỏ tốt nhất có thể cung cấp năng lượng cho 400 thùng dầu.
Nhiều quốc gia đã tiên phong ứng dụng năng lượng thủy triều trong nhiều thập kỷ.
Pháp, quốc gia tiên phong với nhà máy điện thủy triều công nghiệp đầu tiên trên thế giới vào năm 1966. Hiện vận hành nhà máy có công suất 240 MW, đóng góp đáng kể vào lưới điện quốc gia.
Canada, với nhà máy điện thủy triều 20 MW. Sản xuất 30 triệu kWh điện mỗi năm, tương đương với 10 máy phát điện công nghiệp 350 kW. Bay of Fundy, một địa điểm có thủy triều cao nhất thế giới. Đang là tâm điểm của các dự án nghiên cứu và phát triển công nghệ năng lượng thủy triều tại Canada.
Trung Quốc, một quốc gia tiên phong trong lĩnh vực năng lượng sạch. Hiện đang vận hành 7 nhà máy điện thủy triều với tổng công suất 11 MW. Bao gồm các dự án tại Beihai và Quảng Đông.
Ấn Độ cũng đã triển khai một số dự án thủy triều. Nổi bật là nhà máy điện thủy triều ở Vịnh Kutch và dự án năng lượng thủy triều tại Sundarbans.
Hàn Quốc, với mục tiêu khai thác tối ưu năng lượng thủy triều. Đã hoàn thành nhà máy điện thủy triều Shiwa công suất 254 MW vào năm 2010. Thành phố Incheon hiện đang xây dựng nhà máy điện thủy triều lớn nhất thế giới với công suất 812 MW, dự kiến đi vào hoạt động vào năm 2025.
Tại Việt Nam
với 3000 km đường bờ biển, sở hữu tiềm năng to lớn để phát triển năng lượng từ sóng biển. Tuy nhiên, sự đầu tư và khai thác nguồn năng lượng sạch này tại Việt Nam vẫn chậm hơn so với các nước trên thế giới. Hiện nay, năng lượng biển ở nước ta mới chỉ ở giai đoạn sơ khai. Việc gia nhập Nhóm Quốc tế về Năng lượng Đại dương cũng chưa được Việt Nam xem xét một cách nghiêm túc.
Để tận dụng hiệu quả tiềm năng năng lượng biển. Việt Nam cần sớm tham gia các tổ chức quốc tế, triển khai chiến lược năng lượng xanh hiệu quả. Góp phần phát triển kinh tế xã hội bền vững.
Năng lượng thủy triều là nguồn năng lượng tái tạo tương đối mới. Do đó vẫn còn nhiều thử thách về nguyên lý và công nghệ. Tuy nhiên, với tiềm năng to lớn và những tiến bộ khoa học kỹ thuật. Năng lượng thủy triều có thể là giải pháp hiệu quả, bền vững cho nhu cầu năng lượng của nhân loại trong tương lai.
