Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng tái sinh là tách một phần năng lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa vào trong các ứng dụng kỹ thuật.
Ngày nay với sự phát triển ngày càng mạnh ở ngành công nghiệp năng lượng tái tạo, đặc biệt có rất nhiều nghiên cứu mới về phát triển điện gió. Việc phát triển điện gió ngày càng được quan tâm, turbin gió ngày có kích thước ngày càng lớn, sản sinh được nhiều năng lượng hơn. Với kích thước của một turbin gió có thể đạt mức 164m và tổng khối lượng có thể lên đến 33 tấn mỗi cánh, thì việc sản xuất cũng như vận chuyển là một thách thức lớn.
Đã có rất nhiều giải pháp đưa ra để xử lý thử thách trên, tuy nhiên kết quả vẫn không khả quan. Sự ra đời của một turbin gió không cánh quạt với cấu trúc như một ống xi-lanh tạo ra năng lượng từ gió thông qua dao động hoặc rung dường như mở ra một hướng mới trong việc giải quyết những khó khăn trong vận chuyển cũng như lắp đặt so với turbine gió hiện tại.
Turbin gió không cánh quạt được thiết kế và phát triển từ năm 2003 bởi nhà sáng chế David Yanez, có cấu trúc như sau:
Khi gió đi qua một trong những ống chính (xi-lanh), nó sẽ tạo ra phía dưới của xi lanh một vòng xoáy khí. Vòng xoáy đó sẽ tác động lên trụ, khiến nó rung lên. Năng lượng động học của xilanh dao động được chuyển thành năng lượng điện thông qua một máy phát điện tuyến tính tương tự như những máy được sử dụng để khai thác năng lượng sóng biển. Xi-lanh được thiết kế bởi vật liệu siêu nhẹ, kết cấu hệ thống không hộp số và bi đỡ.
|
Cấu tạo của turbin gió hãng Vortex Bladeless
|
Ưu điểm của hệ thống tua bin gió không cánh quạt:
- Nhẹ hơn 80% so với hệ thống turbin gió hiện tại.
- Giảm chi phí bảo trì, tiết kiệm dầu nhớt do chứa rất ít hệ thống bánh răng, hệ truyền động so với turbin gió hiện tại.
- Tổng thể: Giảm 80% chi phí bảo trì, giảm 50% chi phí vận hành và 50% chi phí chế tạo, lắp đặt.
- Mặc dù hiệu suất thấp hơn turbin gió hiện tại 30% nhưng ít chiếm không gian lắp đặt hơn, nên có thể lắp được nhiều phần tử hơn, hiệu quả hơn trong vận hành so với turbin gió hiện tại.
- Giảm 40% tác động đến môi trường do khí thải.
- Không gây tiếng ồn, không ảnh hưởng đến các loài chim trời.
- Lắp đặt dễ dàng, gọn nhẹ hơn so với turbin gió cùng công suất.
Nhược điểm:
- Hiệu suất chuyển đổi thấp hơn so với turbin gió truyền thống.
Ứng dụng:
- Ứng dụng trong công nghiệp
- Ứng dụng trong sinh hoạt
- Off-Grid (một số vị trí mà hệ thống điện lưới không thể kết nối hoặc không cần thiết...)
Với turbin gió không cánh quạt, chỉ cần một cấu trúc nhỏ cũng có thể tạo ra lượng điện đáng kể và hiệu quả cao. Ngoài ra, turbin gió không cánh quạt giảm đáng kể tác động đến môi trường.
Hiện nay, hệ thống chỉ mới dừng lại ở mức thử nghiệm và đạt công suất nhỏ, tuy nhiên trong tương lai với khả năng nâng cao công suất, turbin gió không cánh quạt sẽ chiếm một tỷ lệ đáng kể trong việc tạo ra năng lượng điện từ gió, phát huy có hiệu quả hơn những ưu điểm và lợi ích tiềm năng của nó.