sóng được triển khai thử nghiệm ngồi khơi bang Hoa Kỳ
Cấu tạo:
PowerBuoy sản xuất ra điện nhờ kết cấu gồm hai phần chính: một phao có đường kính 1,52 mét, cao 1,52 mét và một cột cao 7,62 mét.
Nguyên lý hoạt động:
Khi phao nhấp nhơ lên xuống theo nhịp sóng biển nó sẽ kéo căng phần cột và tạo ra điện năng nhờ hoạt động của động cơ quay và máy phát điện.
PowerBuoy cũng giúp cung cấp năng lượng ở mức thấp, cần thiết cho các hệ thống dị tìm và theo dõi tàu biển ngồi khơi. Công nghệ tự động này cũng bao gồm khả năng tích trữ năng lượng và quản lý năng lượng giúp đảm bảo hoạt động ngay cả khi sóng biển ở mức zero. Hệ thống này cũng được thiết kế để khơng cần bảo dưỡng trong vịng ba năm.
2.5/ Cơng thức tính tốn năng lượng sóng:
- Mật độ năng lượng sóng:
E= ìì
ã E: Mật độ năng lượng sóng trung bình trên một đơn vị diện tích nằm ngang (J/m2)
• : nước mật độ (kg/m3) • : gia tốc bởi lực hấp dẫn (m/) • : chiều cao sóng (m) - Vn tc nhúm: = ì ã : Vn tc nhúm (m/s) ã : gia tốc bởi lực hấp dẫn (m/)
• : thời gian năng lượng sóng (s)
- Cơng suất sóng:
+ Trong nước sâu nơi độ sâu nước lớn hơn 1 nửa bước sóng: P= ×× (0,5ì) ìì
ã P: Dịng năng lượng sóng trên một đơn vị chiều dài đỉnh sóng (kW/m)
• : nước mật độ (kg/m3)
• : gia tốc bởi lực hấp dẫn (m/)
• : chiều cao sóng (m)
+ Khi sóng lan truyền, năng lượng của chúng được vận chuyển. Vận tốc năng lượng vận tốc là vận tốc nhóm. Kết quả là, năng lượng sóng flux, thơng qua một mặt phẳng thẳng đứng có chiều rộng đơn vị vng góc với hướng truyền sóng, bng vi:
P= E ì
ã P: Dng nng lng súng trên một đơn vị chiều dài đỉnh sóng (kW/m)
• E: Mật độ năng lượng sóng trung bình trên một đơn vị diện tích nằm ngang (J/m2)
• : Vận tốc nhóm (m/s)
2.6/ Các phương pháp khai thác năng lượng sóng trên thế giới:
- Phương pháp sử dụng hệ tuyến tính: + Hệ tuyến tính gồm 3 bộ phận chính:
* Bộ phận thu năng lượng sóng biển sang năng lượng cơ (cụm phao) * Bộ phận liên kết
* Bộ phận chuyển đổi năng lượng cơ
> Hiện nay phương pháp sử dụng hệ tuyến tính ứng dụng trong thực tiễn rất hạn chế.
- Phương pháp sử dụng hệ khơng tuyến tính: + Hệ khơng tuyến tính gồm 3 bộ phận chính:
* Bộ phận thu năng lượng sóng biển sang năng lượng cơ (cụm phao) * Bộ phận biến đổi chuyển động
- So sánh hệ tuyến tính và hệ khơng tuyến tính:
Hệ tuyến tính Hệ khơng tuyến tính
Thích hợp với năng lượng sóng nhỏ Thích hợp với năng lượng sóng lớn Khơng mất mát hiệu suất do khơng có cơ
cấu biến đổi chuyển động
Mất mát hiệu suất ở cơ cấu biến đổi chuyển động
Cấu tạo hệ thống đơn giản Cấu tạo hệ thống phức tạp Thích hợp triển khai ở vùng sóng biển
gần bờ
Thích hợp khai triển ở vùng sóng biển xa bờ
Hệ thống chiếm ít khơng gian bố trí Hệ thống chiếm nhiều khơng gian bố trí Dễ dàng bảo trì và bảo dưỡng Bảo trì và bảo dưỡng khó khăn
Kinh phí đầu tư cao Kinh phí đầu tư ít
Bảng 7. Bảng so sánh giữa hệ tuyến tính và hệ khơng tuyến tính
Qua nghiên cứu năng lượng sóng biển tại Việt Nam thì năng lượng sóng biển tại Việt Nam thích hợp dùng hệ tuyến tính do năng lượng sóng biển tại Việt Nam có năng lượng sóng nhỏ.
2.7/ Ưu điểm và Nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Sóng là nguồn năng lượng dồi dào, vô hạn.
+ Vì sóng được tạo ra bởi gió nên nó cũng là 1 nguồn năng lượng tái tạo. + Ơ nhiễm do năng lượng sóng gây ra ít hơn so với các nguồn năng lượng khác
- Nhược điểm:
+ Sóng khơng thể dự đốn chính xác vì nó phụ thuộc vào các yếu tố thời tiết.
+ Năng lượng sóng địi hỏi 1 nguồn đầu tư cao và nền tảng công nghệ phát triển cao nên 1 số nước nghèo khơng có.
+ Nhiều thiết bị khi có vấn đề, họ đã phải đối mặt với vấn đề công nghệ phức tạp.
2.8/ Tiềm năng và Thách thức:
- Tiềm năng:
+ Nguồn năng lượng sóng bờ biển trên tồn thế giới đã được ước tính lớn hơn 2 TW.
+ Các địa điểm có tiềm năng sóng lớn nhất bao gồm bờ biển phía tây châu Âu, bờ biển phía bắc của Vương quốc Anh và bờ biển Thái Bình Dương của Bắc và Nam Mỹ, Nam Phi, Úc và New Zealand. Phía bắc và phía nam khu vực ơn đới.
- Thách thức:
+ Ảnh hưởng đến đời sống, tập tính của sinh vật biển do tiếng ồn phát ra của các thiết bị thu năng lượng sóng.
+ Cần sản xuất ra các thiết bị chống gỉ, ăn mịn và chịu được bão.
+ Sóng tạo ra khoảng 2.700 GW điện. Trong số 2.700 GW này, chỉ có khoảng 500 GW có thể được bắt bằng cơng nghệ hiện tại. (1 GW = 1 × 109 W).
2.9/ Sự phân bố năng lượng sóng trên thế giới: