Nhật Bản phát triển công nghệ Turbin gió mạnh không kém quái vật của công ty đứng sau đập Tam Hiệp

Một nhóm gồm năm công ty Nhật Bản và một trường đại học sẽ bắt đầu thử nghiệm một tuabin gió trục nổi thế hệ mới. Loại Turbin gió này được kỳ vọng sẽ giảm một nửa chi phí lắp đặt trong khi vẫn có hiệu năng ngang ngửa siêu turbin gió lớn nhất thế giới mới được tập đoàn đứng sau đập Tam Hiệp lắp đặt thành công.

Loại tua bin gió mới được gọi là tua bin gió nổi. Phiên bản thử nghiệm ban đầu của loại tua bin gió mới có công suất đầu ra 20 kilowatt sẽ được đặt ngoài khơi để kiểm tra hiệu suất và xác định các vấn đề kỹ thuật. Một phiên bản lớn hơn với công suất 5 megawatt sẽ bắt đầu thử nghiệm thực địa vào khoảng năm 2026. Mục tiêu là phát triển một phiên bản có công suất đầu ra khoảng 15 MW để thương mại hóa vào năm 2032. 

Tua bin 20 kW sử dụng cánh quạt 10 mét, trong khi tuabin 5 MW sẽ sử dụng cánh quạt 110 mét. Tua bin nổi có thể nghiêng ở góc 20% để phát điện tối đa.

Hiện tại tua bin điện gió lớn nhất thế giới mới được tập đoàn Tam Hiệp lắp đặt thành công giữa tháng 6 có công suất 16MW là loại tua bin gió với phần móng cố định vào đáy biển.

Công ty điện lực J-Power đã và đang phát triển tua-bin trục nổi với công ty khởi nghiệp năng lượng gió Albatross Technology có trụ sở tại Tokyo và Đại học Osaka kể từ năm tài chính 2020. Ba công ty khác – Tokyo Electric Power Co. Holdings, Chubu Electric Power và công ty vận chuyển hàng hải Kawasaki Kisen Kaisha – gần đây đã đồng ý tham gia dự án.

Tua bin cố định được xây dựng dưới đáy biển được sử dụng phổ biến hơn để tạo ra năng lượng gió ngoài khơi. Nhưng Nhật Bản có rất ít địa điểm lý tưởng cho những tua-bin như vậy.

Theo một ước tính, hơn 40% diện tích lãnh hải của Nhật Bản phù hợp với các tua-bin nổi hơn là các tua-bin cố định, Viện Nghiên cứu Công nghiệp Điện lực Trung ương cho biết.

Không giống như tua-bin kiểu cối xay gió thông thường, loạt tuabin gió mới hoạt động giống như một hình trụ thẳng đứng quay tròn được đẩy bởi ba cánh quạt bên ngoài đón gió. Phần đế của tuabin sẽ được để nổi và neo vào đáy biển bằng dây xích. Điều này cho phép xây dựng trang trại gió ngoài khơi ở những nơi có độ sâu từ 100 mét trở lên.

Nhật Bản là quốc không phù hợp với các tua-bin gió ngoài khơi được cố định vào các móng đặt dưới đáy biển vì nước này chủ yếu được bao quanh bởi các vùng nước sâu ven biển. Tua bin gió nổi đã được khám phá như một giải pháp thay thế, nhưng các thiết kế thông thường yêu cầu các bệ nổi lớn và tốn kém.

Tua bin trục nổi không cần đặt trên thân nổi rộng. Thay vào đó, nó sử dụng một cơ thể nhỏ bên dưới bề mặt chứa đầy nước biển và giữ cho toàn bộ thiết bị thẳng đứng. Các cánh quạt và máy phát điện nằm gần mặt nước, giúp duy trì sự cân bằng.

Mô hình trục nổi cũng nhỏ hơn so với máy phát điện gió ngoài khơi thông thường, do đó cần ít vật liệu hơn để xây dựng, giúp tiết kiệm chi phí hơn nữa. Các đơn vị dự định có công suất tương tự như những người anh em họ thông thường của chúng.

Vị trí của máy phát điện gió gần mặt nước cho phép tiếp cận sửa chữa dễ dàng hơn, giúp giảm chi phí bảo trì. Tua bin trục nổi có thể được đưa đến một trang trại gió được đúc sẵn và sẵn sàng để nổi. Quá trình này loại bỏ nhu cầu sử dụng cần cẩu, rút ngắn thời gian xây dựng.

 

Một công ty khởi nghiệp Thụy Điển có tên là SeaTwirl đang thử nghiệm tuabin gió trục thẳng đứng thu nhỏ của riêng mình. Quan hệ đối tác của Nhật Bản mong muốn kết hợp năng lực kỹ thuật của Albatross với các nguồn lực tại các tiện ích chính để tăng tốc độ phát triển các tua bin phát điện gió nhỏ hơn và có chi phí cạnh tranh hơn.

Giám đốc điều hành Albatross ông Hiromichi Akimoto cho biết: “Chúng tôi muốn giới thiệu các tua-bin gió do Nhật Bản sản xuất ra thị trường trong nước và quốc tế”.

Công ty Albatross có kế hoạch tăng cường sử dụng sợi carbon, một lĩnh vực mà các công ty Nhật Bản có lợi thế, trong cánh quạt và các bộ phận khác. Tua bin cho các tổ máy Albatross 20 kW sẽ được cung cấp từ Fukui Fibertech, nhà sản xuất nhựa gia cố sợi. Các nền tảng sẽ được sản xuất bởi Mirai Ships.

Nhật Bản ban đầu dẫn đầu thế giới về tua-bin gió nổi, bắt đầu một dự án trình diễn ngoài khơi tỉnh Fukushima vào năm 2013. Nhưng Nhật Bản đã phải vật lộn để theo kịp tốc độ thương mại hóa công nghệ, ngay cả khi các dự án quy mô lớn từ 1 gigawatt trở lên xuất hiện ở châu Âu .