Khoa học - Công nghệ

Bằng cách nào để giảm giá thành điện tái tạo?

07:56 |17/10/2017

 - 

Trong cuộc đua năng lượng tái tạo phi carbon, phong điện đã cho thấy nhiều tín hiệu khả quan - nhất là chi phí đầu tư vào dự án đã giảm một nửa so với 10 năm trước. Vậy những công ty sản xuất tua bin điện gió có thể làm gì để giảm chi phí hơn nữa? Câu trả lời là: Tạo ra tua bin càng lớn càng tốt. 

"Hồi sinh" những cánh tua bin gió hết thời

Tua bin mới nhất của GE là thiết bị khổng lồ với cánh quạt có độ dài tương đương sải cánh của Boeing 747-8 và công suất đủ để cấp điện cho 5.000 hộ gia đình châu Âu. Ảnh: GE Reports.

Vào những năm 1980, một vòng quay cánh quạt của tua bin phong điện thương mại có thể lớn bằng một sân bóng rổ NBA. Sau đó, tua bin gió đã được cải tiến rất nhiều. Đầu tháng 9 vừa qua, General Electric (GE) đã ra mắt tua bin phong điện lớn nhất của hãng. Tua bin này có trục quay "khủng" - với đường kính dài hơn 1,5 độ dài sân bóng bầu dục Mỹ; mỗi cánh quạt gió dài tương đương toàn bộ sải cánh của một chiếc Boeing 747-8. Một người bình thường sẽ mất khoảng 2 phút để đi từ đầu này đến đầu kia cánh quạt.

Xu thế trong chế tạo quạt gió hiện nay là tăng kích thước vì người ta có thể gia tăng sản lượng điện bằng cách tăng tốc độ gió nhờ đưa cánh quạt lên độ cao lớn hơn và gia tăng kích thước quạt gió. Cánh quạt tua bin gió càng lớn thì càng nhiều gia đình sẽ có điện.

Các công ty sản xuất tua bin phong điện đang đua nhau chế tạo ra những cánh quạt lớn hơn vì chúng có thể quét một khu vực rộng hơn và thu được nhiều gió hơn. Điều này có thể không cần thiết ở những vùng lộng gió như các ngọn đồi rộng lớn ở Bắc California, nhưng lại rất có ý nghĩa với những vùng gió nhẹ hơn như Úc, Đức, Thổ Nhĩ Kỳ và nội vùng lục địa châu Âu. "Những nơi nhiều gió đều đã được khai thác" - Minesh Shah, Giám đốc dự án tua bin thế hệ mới của GE, giải thích về xu hướng tăng kích thước cánh quạt. "Gia tăng sản lượng điện từ một tua bin ngày càng quan trọng".

Tua bin mới nhất của GE được gọi là "4.8-158" do có công suất 4,8 MW và đường kính trục quạt gió dài 158 m, đã đánh dấu một cột mốc chế tạo mới. Đây là tua bin lớn nhất của GE và là một trong những tua bin lớn nhất trên đất liền. Tua bin này có sản lượng điện cao hơn 30% so với mẫu tua bin trước đó và có thể cấp điện cho 5.000 hộ gia đình châu Âu. Một cải tiến lớn nữa ở tua bin mới là dù có kích thước lớn hơn nhiều, mẫu mới giảm được 104 decibel tiếng ồn so với mẫu trước.

Dù là xu hướng chủ đạo, chế tạo tua bin cỡ lớn không hề đơn giản. Thiết bị lớn hơn thường nặng hơn và khó điều khiển hơn. Vì vậy, nếu cánh quạt truyền thống được làm từ sợi thuỷ tinh, thì cánh của tua bin mới lại được chế tạo từ sợi carbon để giảm trọng lượng. Đồng thời, các cột tua bin có độ cao 240 m (tương đương khoảng 2/3 tháp Eiffel) cũng được làm bằng ít thép hơn. Người ta cũng phải dùng những vật liệu nhẹ hơn để chế tạo các chi tiết trong rotor - Shah cho biết.

Nhờ có công nghệ thông minh hơn, tua bin phong điện ngày càng sản xuất nhiều điện hơn và tiết kiệm hơn. Vật liệu dùng trong rotor, thuê gia công ngoài, hậu cần và phần mềm điều khiển là những yếu tố tạo nên sự khác biệt.

Ngoài ra, tua bin 4.8-158 còn sử dụng những hệ thống kiểm soát thế hệ mới của GE để liên tục tối ưu hoá năng lực sản xuất trong điều kiện gió có sẵn. Tua bin này cũng được tích hợp hệ thống Quản lý hiệu suất tài sản (APM) của GE để sớm phát hiện sớm nguy cơ, bảo dưỡng theo kế hoạch thay cho sửa chữa, … nhờ đó giảm chi phí vận hành. Với hy vọng, khách hàng sẽ giảm được thêm 15% chi phí bảo dưỡng với với tua bin 4,8 MW mới nhờ vào tính năng chẩn đoán thời gian thực.

Tua bin mới cũng sẽ có vòng đời dài hơn. "Chúng tôi đang thiết kế tua bin có tuổi thọ 25 tuổi" - Shah cho biết và nói thêm rằng: trong điều kiện thuận lợi, tua bin còn có thể hoạt động lâu hơn. "Nếu tuabin có thể hoạt động từ 25 đến 30 năm, chi phí sản xuất điện sẽ giảm đáng kể" - ông giải thích.

Cuộc đua phát triển năng lượng tái tạo đã giúp giảm giá thành điện tái tạo, nhưng giá bán điện đang biến động mạnh do những thay đổi về chính sách. Để hỗ trợ phong điện, nhiều quốc gia từng áp dụng chính sách Giá bán cố định theo giá sản xuất (feed-in tariff - FiD) nhưng hiện đã ngừng, hoặc bị xoá bỏ chính sách này. "Do đó, phong điện phải tự lực cánh sinh" - Shah nói và nhấn mạnh một yếu tố khác là nhu cầu sử dụng năng lượng sạch tăng lên "nhưng khách hàng không muốn trả thêm tiền".

Tua bin lớn có thể là lời giải cho bài toán đó. Với tua bin thế hệ mới, chi phí của phong điện sẽ còn giảm sâu hơn nữa.

NGUỒN: GE REPRTS/ DOROTHY POMERANTZ



TÒA SOẠN TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM
Phòng 406-407-408, Tòa nhà Văn phòng, số 87 Láng Hạ, Ba Đình, Hà Nội
Điện thoại: 024.22113344 - Fax: 024.35147193
Email: toasoan@nangluongvietnam.vn
Hotline: 0969998811 - 0969998822 - 0942632014 Trang TTĐT của Tạp chí Năng lượng Việt Nam hoạt động theo Giấy phép số: 66/GP-TTĐT, cấp ngày 30/3/2018
của Cục Quản lý Phát thanh, Truyền hình và Thông tin Điện tử - Bộ Thông tin & Truyền thông.

Based on MasterCMS 2012 ver 2.3