Một quốc gia châu Á mang "kỳ quan công nghệ" 24.100 tấn thả ra biển: Mục đích thu về thứ cả thế giới cần

Trung Quốc đã lắp đặt tuabin gió ngoài khơi nổi lớn nhất thế giới, đánh dấu một bước tiến lớn trong lĩnh vực năng lượng tái tạo ở vùng biển sâu.

Theo các nhà phát triển dự án, tuabin 16 megawatt, có tên gọi “Three Gorges Pilot”. Hệ thống mới này tập trung vào một tuabin gió được hỗ trợ bởi một cấu trúc nổi. Không giống như các tuabin ngoài khơi truyền thống, tuabin này có thể hoạt động trên một bệ bán ngập, cho phép nó hoạt động ở vùng nước sâu hơn nơi gió mạnh hơn.

Tuabin khổng lồ di chuyển ra vùng nước sâu

Đỉnh của tuabin vươn cao hơn 270 mét, và cánh quạt có đường kính khoảng 252 mét. Diện tích mà nó bao phủ tương đương với khoảng bảy sân bóng đá, cho phép nó thu được rất nhiều năng lượng gió với mỗi vòng quay.

Do kích thước lớn, tuabin này là một trong những hệ thống điện gió ngoài khơi mạnh nhất thế giới. Các kỹ sư tin rằng nó sẽ hiệu quả hơn và tạo ra nhiều năng lượng hơn so với các tuabin nhỏ hơn thường được đặt gần bờ.

Tuabin được đặt trên một giàn nổi bán chìm có chiều dài khoảng 80,82 mét và chiều rộng 91 mét. Với trọng lượng khoảng 24.100 tấn, giàn này đủ ổn định để nâng đỡ tuabin lớn trong điều kiện biển khơi.

Không giống như các hệ thống truyền thống được neo trực tiếp xuống đáy biển, giàn khoan này được giữ cố định bằng chín neo hút. Chúng hoạt động cùng với các dây cáp sợi polyester chắc chắn và xích neo để giữ cho tuabin ổn định.

Cấu hình này cho phép hệ thống thích ứng với sóng và dòng chảy trong khi vẫn duy trì sự ổn định. Nó cũng giúp việc sử dụng điện gió ngoài khơi trở nên khả thi ở những nơi không thể lắp đặt tuabin đáy cố định do độ sâu nước lớn hoặc điều kiện đáy biển phức tạp.

Giới thiệu các hệ thống neo đậu và giám sát tiên tiến

Các kỹ sư tham gia dự án đã giới thiệu một số công nghệ mới để xử lý các điều kiện môi trường biển khắc nghiệt. Chúng bao gồm hệ thống neo đậu được thiết kế mới, hệ thống giám sát động và hệ thống dằn tàu chủ động.

“Để đối phó với điều kiện biển khắc nghiệt, nhóm của chúng tôi đã phát triển và ứng dụng hệ thống neo đậu mới, hệ thống giám sát động, hệ thống dằn chủ động và cáp ngầm động 66 kV lần đầu tiên tại Trung Quốc”, ông Pan Hongguan, kỹ sư điện gió ngoài khơi của Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc (CTG) cho biết.

Hệ thống neo đậu kết hợp cáp polyester với xích neo truyền thống. Theo ông Pan, thiết kế lai này giúp tăng cường tính linh hoạt và hiệu suất cơ học của hệ thống.

“Hệ thống neo đậu mới kết hợp cáp polyester và xích neo, giống như việc bổ sung một 'lò xo' vào giữa hệ thống, mang lại hiệu suất cơ học vượt trội.” Thiết kế này giúp hấp thụ lực từ sóng và gió, giảm áp lực lên cấu trúc và kéo dài tuổi thọ hoạt động.

Khi chịu tác động của gió và sóng, cáp sợi polyester có thể hấp thụ hiệu quả năng lượng sóng thông qua biến dạng đàn hồi của chính nó, giảm thiểu tác động cứng lên cấu trúc thiết bị. Một sợi cáp đơn có thể chịu được lực kéo tối đa 1300 tấn và có khả năng chống ăn mòn và mỏi trong môi trường biển trong thời gian dài, đánh dấu một bước đột phá đáng kể đối với Trung Quốc trong lĩnh vực vật liệu neo đậu cao cấp.

Dựa trên khả năng neo đậu ổn định, tàu "Three Gorges Pilot" là tàu đầu tiên trong ngành điện gió ngoài khơi của Trung Quốc sử dụng hệ thống dằn chủ động. Trong quá trình vận hành thường xuyên của tuabin gió, hệ thống này tự động điều chỉnh mực nước trong ba bể chứa trụ để kiểm soát tư thế của giàn khoan, giảm thiểu sự lắc lư của tuabin do gió và sóng, từ đó đảm bảo hoạt động ổn định hơn của tuabin.

Hành trình dài và kỳ vọng về công suất

Sau khi đi vào hoạt động, tuabin dự kiến sẽ sản xuất khoảng 44,65 triệu kilowatt-giờ điện mỗi năm. Sản lượng này đủ để cung cấp điện cho khoảng 24.000 hộ gia đình mỗi năm.

Dự án này cho thấy Trung Quốc ngày càng tập trung vào việc xây dựng các trang trại điện gió ngoài khơi quy mô lớn, đặc biệt là ở vùng nước sâu. Các tuabin nổi như dự án thí điểm Tam Hiệp được kỳ vọng sẽ giúp mở rộng năng lượng tái tạo ra ngoài khu vực ven biển và giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch.