Xã hội phát triển, năng lượng tái tạo đang là lựa chọn hàng đầu trong việc phát triển năng lượng hiện nay. Mặc dù chưa được sử dụng rộng rãi, năng lượng thuỷ triều có tiềm năng cho việc sản xuất điện năng trong tương lai. Trong số các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng thuỷ có mức chi phí thực hiện tương đối cao và chỉ thực hiện được ở những nơi có thuỷ triều đủ cao hoặc có vận tốc dòng chảy lớn.
Trang 1Hoàng Ngọc Chuyên (chuyen.hn181098@sis.hust.edu.vn),
Vũ Trung Kiên (kien.vt181190@sis.hust.edu.vn), Nguyễn Xuân Trường (truong.nx181289@sis.hust.edu.vn)
Trần Thanh Sơn Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG
THỦY TRIỀU TRÊN BIỂN TẠI VIỆT NAM
TÓM TẮT
Xã hội phát triển, năng lượng tái tạo đang
là lựa chọn hàng đầu trong việc phát triển
năng lượng hiện nay Mặc dù chưa được
sử dụng rộng rãi, năng lượng thuỷ triều
có tiềm năng cho việc sản xuất điện năng
trong tương lai Trong số các nguồn năng
lượng tái tạo, năng lượng thuỷ có mức chi
phí thực hiện tương đối cao và chỉ thực
hiện được ở những nơi có thuỷ triều đủ
cao hoặc có vận tốc dòng chảy lớn Tuy
nhiên, với nhiều sự cải tiến và phát triển
1 LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với những ảnh hưởng
của nạn nóng lên toàn cầu có thể nhìn
thấy khắp nơi trên thế giới, hiện tượng
biến đổi khí hậu đã trở thành mối lo
cho toàn thể nhân loại Trong khi đó các
nguồn năng lượng truyền thống như
dầu mỏ, than đá đang dần cạn kiệt, giá
thành cao lại gây ra ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng Chính vì vậy, việc tiếp cận
để tận dụng những nguồn năng lượng
về công nghệ hiện nay, phát triển về mặt thiết kế và công nghệ tua bin, cho thấy tổng công suất của năng lượng thủy triều
có thể cao hơn nhiều so với giả định trước đây, nhờ đó chi phí kinh tế và môi trường
có thể được đưa xuống mức cạnh tranh Với bờ biển dài trên 3.200km, đứng thứ 32 trong tổng số 156 quốc gia có biển, Việt Nam có tiềm năng năng lượng biển rất lớn, đặc biệt phải kể đến 2 nguồn năng lượng khả quan nhất là gió và thủy triều
Từ khóa: năng lượng tái tạo, thủy triều, năng lượng thủy triều.
mới không chỉ góp phần cung ứng kịp nhu cầu năng lượng cấp thiết của Việt Nam nói riêng và của cả xã hội nói chung Trong số đó, việc sử dụng nguồn năng lượng thủy triều được rất nhiều nhà khoa học cả trong và ngoài nước quan tâm đặc biệt hơn cả
Vào khoảng thế kỉ XII sử dụng thủy triều như một dạng năng lượng, chuyển động
Trang 2lên xuống của thủy triều dẫn đến quay
cối nghiền ngũ cốc sau đó bị thay thế
bởi các dạng năng lượng khác rẻ hơn
Đến XIX nguốn năng lượng này được
quan tâm trở lại phục vụ cho công
nghiệp điện Hiện nay, có khoảng 100
công ty trên toàn thế giới đang nghiên
cứu việc chuyển đổi năng lượng từ thủy
triều thành điện năng Năng lượng từ
thủy triều cũng có nhiều tiềm năng hơn
năng lượng gió vì nước có tỷ trọng cao
hơn không khí
Kết quả đánh giá của Viện Khoa học
Năng lượng Việt Nam, Việt Nam có tiềm
năng khai thác nguồn năng lượng thủy
triều cao bởi có rất nhiều vũng, vịnh, cửa
sông, đầm phá và đặc biệt là có đường
bờ biển dài trên 3.200km Khu vực Quảng
Ninh, mật độ năng lượng thủy triều đạt
khoảng 3,7 GWh/km2, Nghệ An khoảng
2,5 GWh/km2 và giảm dần đến khu vực Thừa Thiên Huế với 0,3 GWh/km2 Về phía Nam, Phan Thiết là 2,1 GWh/km2, Bà Rịa - Vũng Tàu với 5,2 GWh/km2 Việc xây dựng nhà máy điện thủy triều mang lại nhiều ưu điểm như: không tạo ra khí thải
có hại tới môi trường, là nguồn năng lượng sạch và gần như vô tận, giúp cải thiện giao thông vì các đập chắn có thể làm cầu nối qua sông, bảo vệ đường bờ biển hỏi những mối nguy cơ về bão Bên cạnh đó cũng tồn tại những nhược điểm như: xây dựng các đập chắn thủy triều tại cửa sông làm thay đổi mực nước tại lưu vực sông, đập chắn làm ảnh hưởng tới sự di chuyển của sinh vật dưới nước, nhiều loại sinh vật sống dưới sâu có thể
bị chết bởi các cánh turbine, có thể phá hủy nơi sinh sống của các động thực vật
ở gần đập, giá thành xây đựng nhà máy còn khá cao
2 PHƯƠNG PHÁP
2.1 Mô hình đề xuất
Các máy phát điện thủy triều sử dụng
động năng của các dòng chảy di chuyển
tới các tuabin điện Một số máy phát điện
thủy triều có thể được xây dựng thành các
kết cấu của các cây cầu hiện có hoặc bị
chìm hoàn toàn, do đó tránh được những
lo ngại về tác động đến cảnh quan thiên
nhiên Sơ đồ chuyển đổi thủy triều thành
điện năng được thể hiện qua hình 1
Trang 32.2 Kỹ thuật
Dữ liệu thu thập được bao gồm
• Biều đồ sự biến đổi thủy triều trong
1 ngày
Lực thủy triều là các biến thiên định kỳ
trong lực hút hấp dẫn do các thiên thể
gây ra Do sự hấp dẫn mạnh mẽ tới các đại
dương, sự phình ra ở mực nước được tạo ra,
gây ra sự gia tăng tạm thời mực nước biển
• Tuabin điện thủy triều
Các tuabin điện thủy triều sử dụng động
năng của các dòng chảy di chuyển tới các
tuabin điện, theo cách tương tự với tuabin gió
sử dụng năng lượng gió cho các tuabin điện
2.3 Phương pháp số
Khi hàm lượng động năng của dòng thủy triều chảy trong một đơn vị thời gian, giống như thủy năng, năng lượng sẵn có
có thể được tính theo vận tốc, diện tích mặt cắt ngang quét vuông góc với hướng dòng chảy Cung cấp vận tốc đồng đều trên diện tích mặt cắt ngang, tại bất kỳ thời điểm nào trong chu kỳ thủy triều, lượng năng lượng sẵn có sẽ là:
Trong đó: Cp là hệ số điện tuabin; ρ là mật
độ nước biển (kg/m3); A là diện tích quét của tuabin (m2); v là vận tốc của dòng chảy
xa bờ (m/s)
2.4 Phương trình điều chỉnh
Từ biên độ thủy triều và điện tích mặt nước biển, theo Bernstren ta tính được công suất
và điện năng lí thuyết của nhà máy: Công suất lí thuyết:
Điện năng lí thuyết:
Trong đó: A là biên độ thủy triều (m); F là diện tích mặt nước biển (km2)
Trang 4THAM KHẢO
[1] “Tidal Stream and Tidal Stream Energy Devices of
the Sea” Alternative Energy Tutorials
[2] Tidal - Capturing tidal fluctuations with turbines,
tidal barrages, or tidal lagoons”
[3] Minh Cường “Tiềm năng phát triển điện thuỷ triều
lớn nhất nước”
[4] Song Anh “Điện thuỷ triều ở Việt Nam: Tại sao
không?” 1
[5] “Enhancing Electrical Supply by Pumped Storage
in Tidal Lagoons”
TÁC GIẢ Ý TƯỞNG
Vũ Trung Kiên, MSSV: 20181190, sinh năm
2000, là sinh viên Kĩ Thuật Điện, K63 Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Hướng nghiên cứu hiện tại là điện mặt trời, điện gió và điện thủy triều
Hoàng Ngọc Chuyên, MSSV:20181098:,
sinh năm 2000, là sinh viên Kĩ Thuật Điện, K63 Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa
Hà Nội Hướng nghiên cứu chính hiện tại là năng lượng tái tạo và tối ưu hóa hệ thống
Nguyễn Xuân Trường, MSSV:20181289,
sinh năm 2000, là sinh viên Kĩ Thuật Điện, K63 Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa
Hà Nội Hướng nghiên cứu chính hiện tại
là điện mặt trời, điện gió và điện thủy triều
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
TS Trần Thanh Sơn - giảng viên, Bộ môn
hệ thống điện Các hướng nghiên cứu chính: Chất lượng điện năng, Smart- grid
3 KẾT LUẬN
Trong tương lai, năng lượng thủy triều
có thể trở thành một nguồn năng lượng
thay thế lớn, nhưng không phải luc này
Việt Nam có đường bờ biển dài cùng hàng
ngàn đảo lớn nhỏ, vậy nên việc áp dụng
năng lượng thủy triều là rất tiềm năng, đặc
biệt là khu vực miền trung và các đảo Tuy
nhiên nnăng lượng thủy triều tại Việt Nam
chưa được quan tâm rộng rãi để khai thác
thực tế, cơ sở hạ tầng chưa đủ để thúc đẩy
khai thác các nguồn năng lượng này
