Phát minh "hái điện từ trên trời" như viễn tưởng này đang dậy sóng ngành điện sạch toàn cầu

Hệ thống năng lượng gió trên không tầng bình lưu (SAWES) S2000 công suất MW đầu tiên trên thế giới dành cho khu vực đô thị đã hoàn thành thành công chuyến bay thử nghiệm tại Nghi Tân, tỉnh Tứ Xuyên, tây nam Trung Quốc, theo báo cáo của tờ Global Times ngày 6/1.

Chuyến bay đầu tiên "hái điện từ trên trời"

Trong quá trình thử nghiệm, hệ thống đã bay lên đều đặn đến độ cao khoảng 2.000 mét và tạo ra 385 kilowatt-giờ điện được truyền trực tiếp vào lưới điện địa phương. Cuộc thử nghiệm đánh dấu lần đầu tiên hệ thống năng lượng gió nổi trên không S2000, hay còn gọi là SAWES, được chứng minh là có khả năng phát điện trong điều kiện thực tế.

Được phát minh và thiết kế bởi Công ty Công nghệ Năng lượng Bắc Kinh Linyi Yunchuan, S2000 chính là hệ thống điện gió trên không công suất megawatt đầu tiên trên thế giới được thiết kế để sử dụng gần các khu vực đô thị.

Về mặt hình ảnh, S2000 trông giống như một khinh khí cầu trong truyện cổ tích, với lớp vỏ lớn nổi trên không và cấu trúc phát điện tích hợp. Hệ thống này có kích thước khoảng 60m chiều dài, 40m chiều rộng và 40 chiều cao.

Theo tờ Global Times, trong cuộc thử nghiệm tại Nghi Tân, S2000 mất khoảng 30 phút để bay lên. Sau khi đạt đến độ cao mục tiêu, nó duy trì trạng thái bay lơ lửng ổn định trong khi vận hành thiết bị phát điện, một cột mốc quan trọng cho việc triển khai thương mại trong tương lai.

S2000 thu thập gió ở độ cao lớn như thế nào?

Theo Weng Hanke, Giám đốc công nghệ của Linyi Yunchuan, hệ thống S2000 dựa vào một khinh khí cầu chứa khí heli để nâng một tổ máy phát điện gió trọng lượng nhẹ lên các tầng khí quyển cao hơn. Ở những độ cao này, gió thường mạnh hơn và ổn định hơn so với gió gần mặt đất.

Sau khi cất cánh, hệ thống chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng và truyền điện trở lại mặt đất thông qua một sợi cáp nối liền. Sợi cáp này cũng giúp kiểm soát vị trí và sự ổn định của giàn khoan trong quá trình hoạt động. Phương pháp này cho phép hệ thống tiếp cận các nguồn gió mà các tuabin gió thông thường khó có thể khai thác được.

Ông Weng Hanke giải thích rằng công ty đang nhắm đến hai trường hợp sử dụng chính. “Một là cho các khu vực không có điện lưới như các tiền đồn biên giới, nơi nó có thể đóng vai trò là nguồn năng lượng truyền thống tương đối ổn định. Trường hợp còn lại là để bổ sung cho các hệ thống điện gió truyền thống trên mặt đất, tạo ra một cách tiếp cận ba chiều đối với việc cung cấp năng lượng”.

Thiết kế thông minh giúp tăng hiệu quả và sản lượng

Nghiên cứu được Tide News trích dẫn cho thấy năng lượng gió tăng theo lũy thừa bậc ba của tốc độ gió. Điều này có nghĩa là ngay cả những sự gia tăng nhỏ về tốc độ gió ở độ cao lớn hơn cũng có thể dẫn đến việc sản xuất điện năng nhiều hơn gấp nhiều lần so với các tuabin đặt trên mặt đất, đồng thời vẫn đảm bảo lượng khí thải carbon thấp và thân thiện với môi trường.

Để tối đa hóa lợi thế này, S2000 sử dụng thiết kế dạng ống dẫn để tập trung luồng không khí. Ống dẫn được tạo thành bởi không gian giữa lớp vỏ chính và cánh hình vòng. Vai trò của nó là dẫn hướng và nén gió trước khi đến các tuabin, cải thiện khả năng thu năng lượng tổng thể.

“Nó giống như việc bao bọc gió từ mọi phía, hạn chế luồng không khí bên trong ống dẫn này để thu được càng nhiều gió càng tốt bởi các cánh quạt. Chúng tôi đã lắp đặt 12 tuabin gió trên ống dẫn này,” ông Weng Hanke nói với Đài truyền hình Hồ Nam.

Nhờ thiết kế khí động học và tổng thể tích gần 20.000 mét khối, hệ thống này có công suất định mức tối đa lên tới 3 megawatt, theo dữ liệu của công ty.

Theo Cục Quản lý Năng lượng Quốc gia Trung Quốc, tính đến cuối tháng 11 năm 2025, tổng công suất phát điện lắp đặt của Trung Quốc đạt 3,79 tỷ kilowatt, tăng 17,1% so với cùng kỳ năm 2025. Trong đó, công suất điện gió lắp đặt đạt 600 triệu kilowatt, tăng 22,4% so với cùng kỳ năm 2025.

Ông Wang Hanke lưu ý rằng chìa khóa để thương mại hóa hệ thống điện gió trên không (SAWES) nằm ở việc liệu chi phí sản xuất, triển khai, thu hồi và truyền tải điện từ hệ thống trên không có được bù đắp - hoặc thậm chí vượt quá - bởi lượng điện mà nó tạo ra hay không.