• Lời Mở Đầu
• Nguồn Năng Lượng Điện Trong Đời Sống
• Các Nguồn Năng Lượng Thay Thế
• Năng Lượng Thủy Triều
• Năng lượng sóng biển
• Năng lượng đại dương
• Kết Luận
77 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 8195 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Năng lượng thủy triều, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1Trường Đại Học Bách Khoa HN
Năng Lượng Mới Đại Cương
Năng Lượng Thủy Triều
2Các Thành Viên
1. Lê Xuân Long KTCN k54
2. Nguyễn Văn Hoàn KTCN k54
3. Lê Thế Anh KTCN k54
4. Bùi Quang Hiếu KTCN k54
5. Nghiêm Khánh Toàn KTCN k54
6. Nguyễn Thị Châu Giang KTCN k54
7. Nguyễn Thị Hòa
3Nội Dung
• Lời Mở Đầu
• Nguồn Năng Lượng Điện Trong Đời Sống
• Các Nguồn Năng Lượng Thay Thế
• Năng Lượng Thủy Triều
• Năng lượng sóng biển
• Năng lượng đại dương
• Kết Luận
4Lời Mở Đầu
Như ta đã biết, tiến trình lịch sử nhân loại đã thể hiện rõ năng lượng là
động lực của quá trình phát triển kinh tế và không ngừng nâng cao chất
lượng cuộc sống con người. Vì thế mà nhu cầu về năng lượng đã và đang
tăng trưởng với tốc độ chóng mặt.
Khủng hoảng năng lượng và biến đổi khí hậu đang là những mối quan tâm
lớn nhất của cả thế giới hiện nay. Một trong những nguyên nhân gây ra đó
là tình trạng sử dụng và khai thác quá mức các nguồn nhiên liệu hóa thạch.
Nguồn năng lượng hóa thạch, món quà cực kỳ quý báu của thiên nhiên ban
tặng cho con người đang ngày một cạn kiệt.
5Lời Mở Đầu
• Các Con số thống kê: Các chuyên gia kinh tế năng lượng đưa ra lời cảnh
báo thế giới sẽ phải đối mặt với tình trạng khủng hoảng thiếu năng lượng
trong vòng vài năm tới.
Trữ lượng của hơn 800 mỏ dầu trên thế giới (chiếm ¾ trữ lượng toàn cầu)
đều suy giảm nhanh gấp 2 lần so với dự đoán năm 2007
Giá dầu thô đạt mức kỷ lục là 147 USD/thùng ( 7/2008).
Hiện nay giá dầu thô dao động khoảng 80 – 100 USD/thùng (7/2012).
Thời đại giá dầu rẻ đã qua, ngày nay giá dầu mỗi ngày 1 biến động, thường
là tăng.
Theo ước tính thì khoảng 80 năm nữa thì các nguồn năng lượng truyền
thống sẽ cạn kiệt.
Với tình hình trên thì nhiều nguồn năng lượng mới, sạch, dễ tái tạo đã
được phát minh như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng
sinh khối, năng lượng thủy triều…
6Điện Năng Trong Cuộc Sống
• Trong sinh hoạt gia đình
• Trong công nghiệp
• Trong giao thông vận tải
• …
7Điện trong sinh hoạt gia đình
• Có thể nói hầu hết các vận dụng trong gia đình chúng ta đều sử dụng điện.
Vì vậy điện có vai trò quan trọng trong đời sống sinh hoạt của con người.
Sau đây là một số biện pháp tiết kiệm điện trong gia đình
Tủ lạnh: không nên để tủ lạnh gần các vật phát nhiệt, hay ánh năng mặt trời
chiếu vào, để nơi thoáng gió vì làm nhanh quá trình tản nhiệt, để đồ nguội
trước khi cho vào…
Điều hòa: chọn công suất phù hợp với diện tích căn phòng, thường xuyên
rủa sạch lưới lọc không khí, mức chênh lệch nhiệt độ bên ngoài và trogn
nên ở 3 – 5 độ
Quạt: điều chỉnh tốc độ phù hợp, tốc độ nhanh sẽ tốn điện hơn, rút phích
cắm mỗi lần không sử dụng.
Chiếu sáng: thay đèn sợi đốt bằng đèn compact, thay đèn huỳnh quang T10
bằng T8 và T5, sử dụng chấn lưu điện tử thay thế chấn lưu sắt từ…
8Điện trong sản xuất công nghiệp
• Trong công nghiệp ngành nào cũng cần tới điện năng. Hiện
nay, các ngành sản xuất công nghiệp như sẳn xuất xi
măng, sản xuất thép, sản xuất giấy, rượu bia, gốm sứ…là
những ngành có mức độ tiêu thụ điện cao nhất.
9Điện Trong Giao Thông Vận Tải
• Là một trong những ngành có số lượng tiêu thụ
điện năng rất lớn. Hiện nay hầu hết các con
đường từ nông thôn tới thành thị đều có hệ
thống chiếu sáng đèn đường
10
Câu Hỏi Thảo Luận
• Thế Giới sẽ ra sao nếu không có điện?
• Các bạn thử so sánh trước lúc bị mất điện và
sau khi bị mất điện sẽ rõ ngay điện quan trọng
như thế nào tới đời sống xã hội của chúng ta.
11
Nhưng một vấn đề có tính cấp bách hiện
nay là nguồn năng lượng dự trữ đang dần bị
cạn kiệt, chúng ta cần phải có những nguồn
năng lượng mới thay thế
12
Năng Lượng Mặt Trời
• 1
13
Năng Lượng Sinh Khối
14
Năng lượng gió
15
Năng Lượng Địa Nhiệt
16
Năng Lượng Nước
17
Năng Lượng Thủy Triều
Năng lượng thủy triều hay điện thủy
triều là lượng điện thu được từ năng
lượng chứa trong khối nước chuyển
động do thủy triều.
18
Nguyên nhân dẫn tới thủy triều
• Thủy triều sinh ra do sức hút của mặt
trăng, mặt trời lên trái đất (ảnh hưởng
của mặt trăng lớn hơn). Có 2 lần triều
cao và thấp trong 1 ngày
• Công thức:
Tidal force = 2.m.m1.a/R3
• Trong đó:
• m: khối lượng trái đất
• m1: khối lượng mặt trăng
• a: bán kính trái đất
• R: khoảng cách từ trái đất tới mặt
trăng
19
Nước triều cường và triều kiệt xảy ra
theo chu kỳ 14 ngày
• Thủy triều cực đại ( triều cường): xảy ra ngay
sau khi trăng tròn và trăng non, có sự chênh
lệch lớn giữa độ cao nước dâng và nước hạ.
20
Thủy triều kiệt
• Khi ảnh hưởng của sức hút thấp nhất, khi
đường thẳng nối trái đất và mặt trăng tạo thành
góc 90 độ với đường thẳng nối trái đất với mặt
trời
21
Chế ngự nguồn năng lượng thủy triều
• Thế kỷ 18, nhà máy năng lượng nước vận hành nhờ sự
chuyển động lên xuống của thủy triều được xây dựng ở
New England
• 1580 bơm nước sử dụng năng lượng thủy triều lắp đặt
dưới cầu London
• 1880 bơm nước cỗng rãnh dùng năng lượng thủy triều ở
Hamburg, Đức.
22
Phân Loại Thủy Triều
• Có 2 loại thủy triều đó là: Nhật Triều và Bán
Nhật Triều
• Nhật Triều: Trong 1 ngày có 1 lần nước lên
và 1 lần nước xuống với chu kỳ là 24h52’
• Bán Nhật Triều: Trong 1 ngày có 2 lần triều
lên và 1 lần triều xuống
23
Nhà Máy Thủy Điện Đầu Tiên
• Được xây dựng ở Pháp, nơi sông Rance đổ ra Đại
Tây Dương trên vùng biển Brittany
• Xây dựng xong vào vào năm 1967 với 24 tuabin
• Chi phí xây dựng nhà máy 617 triệu Francs (năm
1967).
• Công suất 240 MW.
24
Nhà Máy Điện Thủy Triều La Rance
• Basin có chiều dài 750m và sâu 13m,mực triều dâng
cao nhất là 8,28m (27,6 feet).
• Dùng loại tuabin: bulb tuabin
• Các cánh của tuabin có thể thay đổi dướng tùy thuộc
vào dòng chảy hiện tại.
• Hiện tại, nhà máy chưa có 1 tác động xấu nào tới môi
trường.
• Trở thành đầu mối giao thông, giúp tiết kiệm đoạn
đường dài 18 dặm.
• Nhà máy là 1 điểm du lịch lý tưởng, hàng năm thu
hút khoảng 300.000 lượng khách du lịch
25
Hình ảnh của nhà máy
26
Nhà máy thủy điện Hòa Bình
• Được xây tại hồ Hòa Bình, tỉnh Hòa Bình
trên dòng sông Đà.
• Nhà máy do Liên Xô giúp đỡ xây dựng và
vận hành.
• Công trình khởi công từ ngày 6/11/1979
và khánh thành ngày 20/12/1994.
• Công suất 1920 MW gồm 8 tổ máy, mỗi tổ
máy có công suất 240.000 KW.
• Sản lượng điện hàng năm là 8,16 tỷ KWh.
27
Hình ảnh của nhà máy
28
Hàng rào thủy triều
29
Hàng rào thủy triều
• Gồm các bức tường bê tông rỗng có gắn các tuabin
khổng lồ, chắn ngang 1 eo biển, buộc dòng nước phải
chảy qua chúng.
• Được sử dụng trong các lưu vực không giới hạn như eo
biển giữa đất liền và 1 hòn đảo gần kề hoặc giữa 2 hòn
đảo.
30
Tuabin Thủy Triều
• Giống như turbine gió, turbine thủy triều có nhiều lợi
thế hơn so với hệ thống đập chắn và hàng rào thủy
triều, đặc biệt là giảm tác động về môi trường.
• Turbine thủy triều sử dụng các dòng thủy triều đang
di chuyển với tốc độ 2-3 m/s để tạo ra 4-13 kW/m2
• Các dòng thủy triều di chuyển nhanh ( > 3 m/s) gây
ứng suất quá mức với cánh quạt quay, gây hỏng
turbine
• Các dòng thủy triều có tốc độ thấp lại không đạt giá
trị kinh tế như mong muốn.
31
Nguyên lý vận hành
• Để thu được năng lượng từ sóng, người ta sử dụng
phương pháp dao động cột nước. Sóng chảy vào bờ
biển, đẩy mực nước trong 1 phòng rộng được xây
dựng bên trong dải đất ven bờ biển,1 phần bị chìm
dưới mặt nước biển. Khi nước dâng, không khí bên
trong phòng bị đẩy ra theo 1 lỗ trống vào 1 tuabin.
Khi sóng rút đi, mực nước hạ xuống bê trong phòng
hút không khí đi qua tuabin theo hướng ngược lại.
Tuabin xoay tròn làm quay 1 máy phát để sản xuất
điện.
• Tuabin có các cánh quay theo cùng 1 hướng, bất chấp
hướng chuyển động của dòng không khí.
32
Ví dụ về hệ thống Limpet
• Hệ thống hoạt động theo nguyên lý sau:
Lúc thủy triều thấp: chu trình nạp
Thủy triều lên cao: chu trình nén
Thủy triều xuống thấp: chu trình xả, kết
thúc và nạp cho chu kỳ tiếp theo.
Sự thay đổi của chiều cao cột nước làm
quay tuabin tạo ra điện năng, mỗi máy
Limpet có thể đạt từ 250 KW đến 500 KW
33
Ví dụ về hệ thống Limpet
34
Ứng dụng của năng lượng thủy triều
• Trước tình hình giá xăng dầu tăng cao, đảm bảo an
ninh năng lượng đang trở thành mỗi quan tâm mang
tính toàn cầu, việc kiếm các nguồn năng lượng thay
thế đang trở thành mục tiêu và giải pháp chung của
nhiều nước.
• Với những ưu điểm: giá thành thấp,ít gây hại cho môi
trường, các nguồn năng lượng tái tạo được xem là
nguồn năng lượng thay thế hữu ích đặc biệt là sản
xuất điện từ năng lượng thủy triều
35
Ứng dụng vào Việt Nam
• Việt Nam có tiềm năng lớn về năng lượng thủy
triều với đường bờ biển dài hơn 3200km, có
nhiều cửa sông lớn.
• Tuy nhiên, do giá thành cao và chưa có đủ
công nghệ nên hiện tại chúng ta chưa có dự án
nào về điện thủy triều
36
Ưu điểm của năng lượng thủy triều
• Không tạo ra khí thải có hại tới môi trường
• Là năng lượng sạch và gần như là vô tận.
• Hiện tại trên thế giới năng lượng thủy triều đóng góp khoảng
1016 KW/năm.
• Giúp cải thiện giao thông vì các đập chắn có thể làm cầu nối
qua sông.
• Bảo vệ đường bờ biển khỏi những mối nguy hiểm từ bảo.
• Giá thành sản xuất rẻ, theo tính toán giá của điện từ thủy triều
tương đương với gián điện tạo ra từ các nhà máy vận hành
bằng than đá hay khí đốt
37
Nhược điểm của năng lượng thủy triều
• Xây dựng các đập chắn thủy triều tại của sông làm thay đổi
mực thủy triều ở lưu vực sông.
• Đập chắn làm ảnh hưởng tới sự di chuyển của các sinh vật
dưới nước, nhiều loại sinh vật sống dưới sâu có thể bị chết bởi
các cánh turbine.
• Có thế phá hủy nơi sinh sống của các động thực vật ở gần đập.
• Giá thành xây dựng các nhà máy sản xuất điện từ năng lượng
thủy triều còn khá cao
38
Năng Lượng Sóng Biển
( Wave Energy)
1. Khái quát chung:
• Sóng biển là gió thổi trên bề mặt đại dương truyền 1
phần năng lượng cho đại dương tạo ra sóng biển.
• Phân loại: tùy theo nguyên lý hoạt động các thiết bị
khai thác sóng biển đương phân loại theo:
Mái dốc
Bơm sóng
Cánh nổi
Hoặc là chia theo các loại thiết bị thì: các bộ 1
chiều,bộ dao động điện, bộ giao động không điện,
39
Hình ảnh: năng lượng sóng biển
Mục đích: là giảm phát thải khí CO2 vào môi trường
40
Một số thiết bị
• 1. Thiết bị PELAMIS
41
Thiết bị Pelamis
• Nguyên lý hoạt động:
• Pelamis là một hệ thống phao, gồm một loạt các ống
hình trụ nửa chìm, nửa nổi, nối với nhau bằng bản lề.
Sóng biển làm chuyển động mạnh hệ thống phao, nó
tác động mạnh vào hệ thống bơm thủy lực làm quay
turbin phát điện. Hàng loạt thiết bị tương tự sẽ kết nối
với nhau, làm cho turbin hoạt động liên tục. Dòng
điện được truyền qua giây cáp ngầm dưới đáy đại
dương dẫn vào bờ, nối với lưới điện, cung cấp cho hộ
sử dụng. Nếu xây dựng nhà máy điện có công suất 30
MW sẽ chiếmdiện tíchmặt biển là 1km2
42
Pelamis neo ở độ sâu chừng 50–70m; cách bờ dưới 10km, là nơi
cómức năng lượng cao trong các con sóng. máy phát thủy lực -
điện đồng bộ. Mỗi th Pelamis neo ở độ sâu chừng 50–70m; Và
Pelamis gồm ba modul biến đổi năng lượng, mỗi modul có hệ
thống cách bờ dưới 10km, là nơi có iết bị pelamis có thể cho
công suất 750kW, nó có chiều dài 140-150m, có đường kính ống
3-3,5m.
Tại Bồ Đào Nha, có hệ thống pelamis đầu tiên trên thế giới, gồm
3 pelamis có công suất 2,25MW. Năm 2007, Scotland đã đặt 4
thiết bị pelamis công suất tổng đạt 3MW, với giá thành 4 triệu
bảng.
Thiết bị Pelamis
43
Thiệt bị Pelamis
• Cấu tạo:
Cấu tạo của Modul biến đổi năng lượng
44
Một số thiết bị
2. Hệ thống phao tiêu nổi AQUABUYOY
45
Hệ Thống phao tiêu nổi AQUABUOY
• Nguyên lý hoạt động
• AQUABUOY là 1 hệ thống phao nổi, nhằm biến đổi năng
lượng động học của chuyển động thẳng đứng do các đợt sóng
biển tạo ra năng lượng điện sạch.
• Nhờ việc trồi lên, ngụp xuống của sóng biển làm hệ thống
phao nổi dập dềnh lên xuống mạnh làm hệ thống xilanh
chuyển động tạo ra dòng điện. Điện dẫn qua hệ thống cáp
ngầm đưa lên bờ hòa vào lưới điện
46
Hệ Thống phao tiêu nổi AQUABUOY
• Nguyên lý hoạt động
• Mỗi phao tiêu có thể đạt công suất 250Kw, với đường
kính phao 6m.Nếu trạm phát điện có công suất 10Mw
chỉ chiếm 0,13 Km2 mặt biển.
• Bơm ống là ống cao su cốt thép, nó hoạt động như cái
bơm bình thường, khi sóng nén, nước biển phụt mạnh
về phía sau, có chứa 1 bộ cao áp làm quay
tuabin, điện thu được dẫn qua cáp ngầm vào bờ và
hòa chung với lưới điện.
47
Hệ Thống phao tiêu nổi AQUABUOY
• Nguyên lý hoạt động
• Ngoài ra trên các AQUABUOY đặt các tâm pin mặt
trời, tuabin gió nhỏ nhằm tạo ra các nguồn điện năng
cho các thiết bị chuẩn đoán gắn trong AQUABUOY.
• Tất cả dữ liệu về thiết bị đều được truyền bằng công
nghệ không dây, vệ tinh về khu vực điều hành.
• Hệ thống AQUABUOY thường lắp đặt cách bờ
chừng 5km nơi biển sâu 50m
48
Một số thiết bị
• 3. Hệ thống phao chìm AWS
49
Hệ thống phao chìm AWS
• Nguyên lý hoạt động
• Các hệ thống nổi trên mặt biển dễ bị các trận bão tàn phá, thì
hệ thống chìm của AWS đã chế tạo bằng vật liệu sử dụng như
giàn khai thác dầu mỏ ngoài khơi được đặt ở độ sâu yên tĩnh
• Hệ thống tạo ra năng lượng nhờ sóng biển từ xa, qua các biến
thiên áp suất sinh ra do biển đổi của cột nước.
• Hệ thống là 1 xilanh dài 35m, rộng 10m chứa khí nén bên
trong khiến phao không chìm, nửa trên chỉ chuyển động theo
chiều thẳng đứng. Khi sóng lướt qua, sự tăng khối lượng nước
làm gia tăng áp suất cột nước và phần bên trên hệ thống bị đẩy
xuống dưới.
• Giữa 2 đợt sóng, cột nước hạ xuống, áp suất hạ theo làm nổi
lên phần trên hệ thống.
• Chuyển động bơm biến thành điện năng. Điện được chuyển tải
qua cáp ngầm, lên bờ hòa vòa lưới điện quốc gia
50
Ứng dụng của năng lượng sóng biển
trên Thế giới
• Hiện nay nhiều nước trên thế giới đã sử dụng nguồn năng
lượng từ biển
• 1996 tại Pháp đã xây dựng 1 nhà máy điện thủy triều đầu tiên
trên thế giới có quy mô công nghiệp là 240 MW
• Tại Canada đã vận hành 1 nhà máy 20 MW năm 1984, sản
xuất 30 triệu Kw điện hàng năm
• Trung Quốc hiện nay có 7 nhà máy thủy triều đang vận hành
với tổng công suất 11 MW
• Hàn Quốc nhà máy thủy triều Shiwa công suất 254 MW hoàn
thành năm 2010
• Hàn Quốc năm 2007 có nhà máy công suất 812 MW lớn nhất
thế giới ở thành phố Incheon
51
Ứng dụng của năng lượng sóng biển ở
Việt Nam
• Sóng biển tạo ra nguồn năng lượng vô tận. Các kết quả tính
toán cho thấy năng lượng sóng dọc dải ven bờ của nước ta rất
phong phú. Dòng năng lượng trung bình yếu nhất đạt
15kW/m; mạnh nhất 30kW/m. Cụ thể vịnh Hạ Long, Quảng
Ninh, vịnh Gành Rái, Bà Rịa - Vũng Tàu hội tụ đủ ba yếu tố:
Mật độ năng lượng GWh/km2; tiềm năng GWh; hiệu suất
GWh/km. Đủ điều kiện để xây dựng nhà máy thủy điện thủy
triều
52
Những thách thức khi triển khai các
thiết bị năng lượng sóng
• Thiết bị cần nắm bắt hợp lý năng lượng sóng trong sóng bất
thường, trong một phạm vi biển rộng lớn.
• Có sự biến động rất lớn của năng lượng trong các đợt sóng.
Năng lực hấp thụ cao điểm cần phải được nhiều hơn (hơn 10
lần) năng lượng trung bình. Đối với điện gió tỷ lệ thường là
lớn hơn 4 lần.
• Thiết bị này phải có hiệu quả chuyển đổi sự chuyển động của
sóng thành điện năng. Nói chung, sóng điện có sẵn ở tốc độ
thấp, ảnh hưởng cao, và chuyển động của sự ảnh hưởng không
phải là một hướng duy nhất. Hầu hết các máy phát điện dễ
dàng hoạt động ở tốc độ cao hơn, và dễ dàng nhất là tua bin
chỉ yêu cầu có 1 một dòng chảy liên tục ổn định
53
Những thách thức khi triển khai các
thiết bị năng lượng sóng
• Thiết bị này có để có thể tồn tại qua bão và sự ăn mòn. Nguồn
của sự thất bại có khả năng thu giữ bao gồm vòng bi, mối hàn
bị hỏng, và bị gãy neo dòng. Hence, designers may create
prototypes that are so overbuilt that materials costs prohibit
affordable production. Do đó, nhà thiết kế có thể tạo ra nguyên
mẫu được như vậy overbuilt rằng chi phí nguyên vật liệu cấm
sản xuất, giá cả phải chăng.
• Tổng chi phí điện năng cao. Làn sóng điện sẽ chỉ được cạnh
tranh khi tổng chi phí của các thế hệ là giảm (hoặc tổng chi phí
điện lực tạo ra từ các nguồn khác tăng lên). Tổng chi phí bao
gồm các công cụ chuyển đổi chính, hệ thống lấy năng
lượng, hệ thống neo, lắp đặt và chi phí bảo trì, và chi phí phân
phối điện.
54
Những thách thức khi triển khai các
thiết bị năng lượng sóng
• Một tác động tiềm năng trên môi trường biển. Ô nhiễm tiếng
ồn, ví dụ, có thể có tác động tiêu cực nếu không được giám
sát, mặc dù có thể nhìn thấy tiếng ồn và tác động của mỗi thiết
kế rất khác nhau.
• Về những thách thức về kinh tế-xã hội, trang trại sóng có thể
dẫn đến những hoán vị trong thương mại và giải trí từ ngư
trường sản xuất, có thể thay đổi mô hình của dinh dưỡng bãi
cát biển, và có thể đại diện các mối nguy hiểm để chuyển
hướng an toàn
• Sóng tạo ra khoảng 2.700 GW điện. Trong số 2.700 GW chỉ
có khoảng 500 GW có thể được thu lại với công nghệ hiện tại
55
Năng lượng đại dương (ocean energy)
• Đại dương thế giới được xem như một hệ động học, được đặc
trưng bởi các quá trình vật lý và các tác động qua lại giữa các
yếu tố như sóng biển, dòng chảy, thủy triều, sự chênh lệch
nhiệt độ và độ muối nước biển. Các yếu tố động lực và quá
trình đó đã cho biển và đại dương những nguồn năng lượng
sạch và dồi dào mà người ta gọi chung là năng lượng biển.
Các nhà khoa học dự tính toàn bộ năng lượng biển ước
khoảng 152,8 tỷ kw. Loại năng lượng này lớn gấp hàng trăm
lần năng lượng mà toàn bộ động thực vật cần để sinh trưởng
trên Trái đất
• Các đại dương có thể sản xuất các dạng năng lượng như:
nhiệt năng từ sức nóng của mặt trời,cơ năng từ thủy triều
,sóng, dòng chảy và năng lượng từ sự chênh lệch độ mặn của
nước biển
56
57
Nhiệt năng từ đại dương
• Đại dương bao phủ hơn 70% bề mặt trái đất, do đó đại dương
là chiếc gương thu gom năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới.
Nhiệt lượng của mặt trời làm ấm mặt nước trên bề mặt nhiều
hơn nước dưới biển sâu, và sự chênh lệch nhiệt độ này tạo ra
năng lượng nhiệt. Chỉ cần một phần nhỏ của nhiệt bị giữ lại
trong đại dương cũng có thể cung cấp năng lượng cho cả thế
giới.
• Nhiệt độ lớp bề mặt và lớp sâu ở biển nhiệt đới và cận nhiệt
đới chênh lệch nhau có thể tới 250C. Đây là nguồn năng lượng
cực kỳ to lớn mà con người muốn khai thác sử dụng. Theo các
nhà khoa học thi tiềm năng của loại năng lượng này có thể
khai thác ước tính đến 50 tỷ kw.
58
Nhiệt năng từ đại dương
• Lợi dụng sự chênh lệch nhiệt tự nhiên giữa các tầng nước dưới
biển để làm quay tua-bin, hãng Lockheed Martin vừa có ý
tưởng sản xuất điện bằng năng lượng nhiệt đại dương. Nó cần
1 đường ống đường kính 33 feet (10m) kéo dài hàng cây số
cắm xuống dưới nước
• Nguyên lý như sau, nước bề mặt ấm áp đi vào bộ trao đổi
nhiệt, làm bay hơi dung dịch amoniac, hơi nước thu được quay
tua-bin, kéo máy phát điện. Ammonia được tái ngưng tụ bằng
cách áp lạnh nước từ đáy biển
• Nhưng để đạt tới quy mô sản xuất năng lượng của một nhà
máy cho ra 100 MW điện, cần rất nhiều nước. Giám đốc kỹ
thuật OTEC tại hãng Lockheed Martin Laurie Meyer cho biết:
"Để sản xuất điện với công suất lớn, nhà máy năng lượng
nhiệt đại dương phải di chuyển cả “con sông nước
59
Nhiệt năng từ đại dương
• Các đại dương là “hồ chứa khổng lồ nước ấm áp”, đặc biệt là ở
vùng nhiệt đới, nơi sự chênh nhiệt giữa các độ sâu có thể đạt
40 độ Fahrenheit (khoảng 4°C). Một đường ống dài hàng ngàn
mét, rộng 10m đưa xuống đáy biển theo chiều đứng không dễ
dàng. Nhưng Lockheed sẽ xây dựng tại chỗ, bằng cách sử
dụng các kỹ thuật lắp đặt đặc biệt
• Cấu trúc ống nước khổng lồ này phải chịu được áp lực liên tục
của dòng chảy, áp suất khí quyển sâu trên dưới 1.000m. Đó là
một thách thức. Lockheed đã chế tạo một loại vật liệu hỗn hợp
làm đường ống, bao gồm sợi tổng hợp hoặc nhựa vinyl được
tăng cường bằng sợi thủy tinh, đáp ứng tất cả các yêu cầu về
tính linh hoạt và ổn định. Các nhà máy điện kiểu này rất thích
hợp cho vùng nhiệt đới như Hawaii, Philippines, phục vụ các
căn cứ Hải quân, đảo nhỏ, cảng tạm… Một nhà máy 10 MW
được dự kiến sẽ hoạt động vào cuối năm nay
60
61
Nguồn năng lượng từ sự chênh lệch độ
mặn và Uranium
1.