Trung Quốc củng cố vị thế siêu cường về năng lượng gió

Công ty SAWES thử nghiệm hệ thống SAWES là mô hình tua-bin gió nổi trên không có thể hoạt động ở độ cao tới 2.000 m và có khả năng tạo ra tối đa 3 megawatt điện. Ảnh: Công ty SAWES

Công nghệ phát điện gió trên không bằng AI

Những khí cầu chứa heli này truyền điện xuống mặt đất thông qua cáp neo, có thể bay ở độ cao hàng nghìn feet và được đề xuất như một giải pháp thay thế di động, ít tác động môi trường hơn so với các tua-bin gió truyền thống.

Sáng kiến này do Đại học Tsinghua tại Bắc Kinh phối hợp với Công ty Công nghệ năng lượng SAWES Bắc Kinh thực hiện.

Hệ thống có tên Stratospheric Airborne Wind Energy Systems (SAWES). Nguyên mẫu đầu tiên ra mắt vào tháng 10.2024 và các mô hình đã liên tục được nâng cấp về kích thước cũng như độ cao hoạt động.

Mẫu mới nhất SAWES Type S2000 được giới thiệu là hệ thống phát điện gió trên không thuộc cấp megawatt đầu tiên trên thế giới, theo tuyên bố của Công ty SAWES.

Mẫu S2000 đã hoàn thành thử nghiệm vào tháng 1 tại Yibin, tỉnh Sichuan, khi bay ở độ cao 2.000 m và lần đầu tiên kết nối thành công với lưới điện - một cột mốc quan trọng đối với doanh nghiệp.

Trong quá trình thử nghiệm, tua-bin đã tạo ra 385 kWh điện, đủ cung cấp năng lượng cho một hộ gia đình trung bình tại Mỹ trong khoảng 13 ngày.

Theo công ty SAWES, mẫu S2000 dài 60 m, cao và rộng 40m, được trang bị 12 tua-bin với tổng công suất 3 megawatt. Trong khi đó, tua-bin gió mạnh nhất thế giới hiện nay do Tập đoàn Điện khí Đông Phương sản xuất có chiều cao 340m và công suất 26megawatt.

Jianxiao Wang, Phó giáo sư nghiên cứu về dữ liệu lớn tại Đại học Bắc Kinh, người tham gia dự án, cho biết hệ thống SAWES có nhiều lợi thế về môi trường so với các tua-bin gió truyền thống.

“Chúng tôi sử dụng ít hơn tới 90% vật liệu so với các tua-bin gió truyền thống, không cần móng bê tông khổng lồ, tháp thép, và cũng không làm xáo trộn hệ sinh thái đất”, ông nói.

Hệ thống này tác động rất nhỏ về mặt thị giác và tiếng ồn. Về cơ bản, gần như không gây tiếng ồn ở mặt đất và ít tạo ra vật cản trên đường chân trời hơn so với các tua-bin gió truyền thống.

Hệ thống SAWES cũng ứng dụng mô hình khí quyển và trí tuệ nhân tạo (AI), cho phép thiết bị tự động bay lên hoặc hạ xuống để tìm tốc độ gió tối ưu. Các nghiên cứu cho thấy cách tiếp cận này có thể tăng đáng kể sản lượng điện so với việc khai thác năng lượng gió ở một độ cao cố định.

Giải pháp năng lượng sạch di động cho vùng sâu

Theo Công ty SAWES, trong ngắn hạn, hệ thống SAWES “phù hợp để cung cấp điện cho các khu vực xa xôi, có thể là nguồn năng lượng ngoài lưới hoặc nguồn điện khẩn cấp”, bao gồm cả các khu vực bị thiên tai. Hệ thống dễ dàng vận chuyển khi được xả khí.

Về lâu dài, công nghệ này có thể được ứng dụng trong cung cấp điện cho công nghiệp và hạ tầng. Mục tiêu cuối cùng của công ty là cung cấp năng lượng sạch cho lưới điện, qua đó thay thế một phần nguồn điện sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch trong cơ cấu năng lượng.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, tốc độ tăng trưởng điện gió toàn cầu đặt mục tiêu tăng hơn bốn lần vào năm 2030 để đạt được kịch bản phát thải ròng bằng 0 trong lĩnh vực năng lượng. Hiện nay, tổng công suất điện gió toàn cầu được dự báo gần như tăng gấp đôi vào năm 2030, đạt khoảng 2.000 GW.

Trung Quốc đã trở thành quốc gia dẫn đầu thế giới trong lĩnh vực này, đóng 2/3 công suất điện gió mới được bổ sung trên toàn cầu trong năm 2023 - năm gần nhất mà IEA công bố dữ liệu.

Năng lượng gió có trữ lượng dồi dào, nhưng phân bố rất không đồng đều trên thế giới.

Tốc độ gió trung bình khác nhau giữa các khu vực, trong khi mật độ công suất gió trung bình còn biến động mạnh hơn. Những yếu tố ảnh hưởng bao gồm vị trí địa lý, thời điểm trong ngày và đặc điểm địa hình.

HỒNG NHUNG