Bùi Minh Nhật
Intern Writer
Một công nghệ độc đáo đang được thử nghiệm dưới đáy hồ và ngoài khơi đại dương có thể giúp thế giới giải quyết bài toán lưu trữ năng lượng sạch bằng cách tận dụng áp suất nước biển và những quả cầu bê tông khổng lồ.
Đây chính là nguyên lý hoạt động của StEnSea (Storage of Energy at Sea) một loại pin đại dương do Viện Fraunhofer IEE (Đức) phát triển. Thay vì chiếm không gian trên đất liền như các trạm pin truyền thống, công nghệ này tận dụng áp suất nước ở vùng biển sâu để lưu trữ năng lượng từ các nguồn như điện mặt trời hoặc gió.
Khi lưới điện sản xuất dư năng lượng, hệ thống sẽ dùng phần năng lượng thừa đó để bơm nước ra khỏi các quả cầu bê tông. Khi nhu cầu tăng, nước biển tràn ngược vào, tua-bin quay, và điện được trả lại cho lưới qua một sợi cáp ngầm.
Dù mỗi quả cầu hiện chỉ lưu trữ được khoảng 0,4 megawatt-giờ đủ để cấp điện cho một hộ gia đình trong hai tuần nhưng kế hoạch tương lai là tạo ra các quả cầu cao tới 30 mét và xa hơn nữa, lên đến 100 mét, đủ để lưu trữ lượng điện khổng lồ.
Fraunhofer IEE ước tính rằng nếu triển khai công nghệ StEnSea ở quy mô toàn cầu, tổng công suất lưu trữ có thể đạt 817.000 gigawatt-giờ đủ cấp điện cho gần 75 triệu ngôi nhà mỗi năm.
Các kỹ sư hy vọng công nghệ pin đại dương này sẽ trở thành mảnh ghép quan trọng để ổn định lưới điện, đặc biệt là trong bối cảnh thế giới ngày càng phụ thuộc vào năng lượng tái tạo biến động như điện gió và điện mặt trời. (popularmechanics)
Lưu trữ năng lượng bằng... chân không và nước biển
Khoảng 100 mét dưới mặt nước Hồ Constance ở Đức, một quả cầu bê tông hình tròn, đường kính gần 3 mét, nằm im lìm trên đáy hồ. Bên trong quả cầu là nước ngọt của hồ. Khi hệ thống bơm hoạt động, nước được đẩy ra ngoài, tạo thành môi trường chân không. Nhưng khi điện bị ngắt, nước từ bên ngoài tràn vào nhờ áp suất tự nhiên, làm quay tua-bin và sinh ra điện.Đây chính là nguyên lý hoạt động của StEnSea (Storage of Energy at Sea) một loại pin đại dương do Viện Fraunhofer IEE (Đức) phát triển. Thay vì chiếm không gian trên đất liền như các trạm pin truyền thống, công nghệ này tận dụng áp suất nước ở vùng biển sâu để lưu trữ năng lượng từ các nguồn như điện mặt trời hoặc gió.
Khi lưới điện sản xuất dư năng lượng, hệ thống sẽ dùng phần năng lượng thừa đó để bơm nước ra khỏi các quả cầu bê tông. Khi nhu cầu tăng, nước biển tràn ngược vào, tua-bin quay, và điện được trả lại cho lưới qua một sợi cáp ngầm.
Từ lòng hồ đến đại dương sâu: Tham vọng toàn cầu
Thử nghiệm đầu tiên năm 2017 tại hồ Constance đã mở đường cho một kế hoạch lớn hơn: đưa các quả cầu bê tông ra ngoài khơi đại dương, nơi áp suất có thể mạnh gấp 70 lần áp suất ở mặt biển. Dự án mới nhất của Fraunhofer IEE, hợp tác cùng công ty Mỹ Sperra (chuyên in bê tông 3D) và Pleuger Industries (chuyên máy bơm), đang được triển khai ngoài khơi California. Ở đó, một quả cầu rỗng đường kính gần 9 mét, nặng khoảng 400 tấn sẽ được đặt ở độ sâu khoảng 600 mét và dự kiến đi vào hoạt động năm 2026.Dù mỗi quả cầu hiện chỉ lưu trữ được khoảng 0,4 megawatt-giờ đủ để cấp điện cho một hộ gia đình trong hai tuần nhưng kế hoạch tương lai là tạo ra các quả cầu cao tới 30 mét và xa hơn nữa, lên đến 100 mét, đủ để lưu trữ lượng điện khổng lồ.
Fraunhofer IEE ước tính rằng nếu triển khai công nghệ StEnSea ở quy mô toàn cầu, tổng công suất lưu trữ có thể đạt 817.000 gigawatt-giờ đủ cấp điện cho gần 75 triệu ngôi nhà mỗi năm.
Giải pháp đầy hứa hẹn cho tương lai năng lượng sạch
So với các hệ thống thủy điện truyền thống cần hai hồ chứa ở độ cao khác nhau, StEnSea chỉ cần một “hồ chứa dưới đáy biển” và cột nước phía trên làm phần còn lại. Điều này giúp công nghệ này có thể được triển khai gần bờ biển, ở vùng nước sâu, thậm chí tại những khu vực đông dân cư.Các kỹ sư hy vọng công nghệ pin đại dương này sẽ trở thành mảnh ghép quan trọng để ổn định lưới điện, đặc biệt là trong bối cảnh thế giới ngày càng phụ thuộc vào năng lượng tái tạo biến động như điện gió và điện mặt trời. (popularmechanics)
