Khám Phá Tuabin Gió Khổng Lồ: Nguồn Năng Lượng Mới Đột Phá

Bạn có bao giờ tưởng tượng về kích thước khổng lồ của những tuabin gió hiện đại?

Một trang trại gió mới được phát triển gần bờ biển Hoa Kỳ đang chuẩn bị sử dụng những tuabin gió cực lớn có khả năng cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà trong vòng hai ngày chỉ với một lần quay. Đây thực sự là một bước tiến lớn trong lĩnh vực năng lượng tái tạo.

Trang trại này, mang tên Vineyard Wind, sẽ sử dụng tuabin GE Haliade-X, được sản xuất bởi tập đoàn GE. Với công suất lên tới 13 megawatt, tuabin này có khả năng sản xuất điện gấp đôi so với những loại tuabin khác được lắp đặt dọc theo bờ biển Hoa Kỳ trước đây.

Haliade-X 13 MW là phiên bản nâng cấp của tuabin trước đó 12 MW, đã hoạt động thành công tại Rotterdam từ năm 2019. Những tuabin thuộc dòng Haliade-X hiện đang được ghi nhận là mạnh nhất thế giới, với đường kính rotor lên tới 220 mét và cánh quạt dài 107 mét, thiết kế bởi LM Wind Power, kèm theo khả năng điều khiển kỹ thuật số.

GE cho biết rằng chỉ cần một lần quay của tuabin Haliade-X là đủ để cung cấp năng lượng cho một hộ gia đình trung bình ở Anh trong hai ngày, phá vỡ kỷ lục trước đó mà chính GE đã thiết lập.

Hệ số công suất của Haliade-X đạt 63%, cao hơn từ 5-7% so với các đối thủ cạnh tranh. Giám đốc điều hành Vineyard Wind, Lars Pedersen, đã nhấn mạnh rằng mỗi phần trăm của hệ số công suất có giá trị lên tới 7 triệu đô la cho mỗi 100 megawatt trong hệ thống của họ. Ông cho rằng đây là một thời điểm quan trọng không chỉ cho tương lai của dự án mà còn cho cả ngành công nghiệp năng lượng sạch nói chung.

Vineyard Wind 1, trang trại gió mới này, sẽ được xây dựng ngoài khơi bờ biển Martha’s Vineyard, Massachusetts. Dự án này sẽ cung cấp điện cho khoảng 400.000 hộ gia đình và doanh nghiệp trong khu vực.

Dự kiến, việc xây dựng sẽ bắt đầu vào nửa cuối năm 2021 với mức đầu tư lên tới 3 tỷ USD. Ban đầu, công ty có kế hoạch lắp đặt 84 tuabin, nhưng hiện tại đã giảm xuống còn 62 do một số thủ tục và hạn chế.

Không chỉ là tuabin gió lớn nhất, Haliade-X còn được coi là tuabin gió hiệu quả nhất tại biển. Cánh quạt dài 107 mét cho phép tận dụng tối đa sức gió và gia tăng hệ số công suất. Hệ số này thể hiện lượng điện mà tuabin có thể tạo ra trong một năm tại một vị trí nhất định so với mức công suất tối đa mà nó có thể đạt được nếu hoạt động liên tục.

Với chiều cao lên đến 260 mét, mỗi tuabin Haliade-X đạt được công suất thiết kế 13 MW. Khi hoạt động hết công suất, trang trại Vineyard Wind 1 với 62 tuabin sẽ tạo ra 312 MWh điện mỗi ngày, nhiều hơn 10% so với kỷ lục hiện tại 262 MWh thuộc một trang trại gió nguyên mẫu ở Hà Lan.

Haliade-X hiện là tuabin gió ngoài khơi lớn nhất thế giới. Cánh quạt có chiều dài bằng hơn một sân bóng đá và là một trong những bộ phận máy lớn nhất từng được sản xuất.

Ngoài việc sản xuất điện, dự án Vineyard Wind còn dự kiến sẽ giúp giảm hơn 1,6 triệu tấn khí thải carbon mỗi năm, góp phần đáng kể vào việc chống biến đổi khí hậu như một phần trong các nỗ lực của Khối Thịnh vượng chung (Commonwealth).

Tại sao gió lại trở thành nguồn năng lượng hậu hiện đại? Gió được sinh ra từ năng lượng Mặt trời. Rất lâu trước đây, con người đã biết tận dụng gió để phục vụ cho nông nghiệp và giao thông. Ban đầu, gió được sử dụng để lái thuyền, sau đó phát triển thành cối xay gió và các thiết bị bơm nước. Trong những năm gần đây, khi giá nhiên liệu hóa thạch cao và khó khăn trong việc sản xuất điện từ nguồn này, gió đã lại được nhìn nhận như một giải pháp bền vững và hiệu quả.

Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia Mỹ dự đoán rằng tiềm năng của nguồn gió tại đất nước này có thể gấp 10 lần nhu cầu điện hiện tại của quốc gia.

Các nghiên cứu gần đây cũng chỉ ra rằng lưới điện với các tuabin hoạt động chỉ ở mức 20% công suất cũng có thể tạo ra hơn 40 lần nhu cầu điện năng toàn cầu.