Trung Quốc vừa hoàn tất chuyến bay đầu tiên của tuabin gió nổi do nước này tự thiết kế mang tên S1500, thực hiện tại Hami, tỉnh Tân Cương.

Hệ thống đã vượt qua các bài kiểm tra nghiêm ngặt, bao gồm lắp ráp hoàn chỉnh trong sa mạc và nhiều lần triển khai trong điều kiện gió mạnh, đánh dấu mốc quan trọng cho năng lượng gió trên không.

S1500 là một hệ thống thương mại ở quy mô megawatt, nổi trên không giống như một chiếc Zeppelin khổng lồ. Tuabin dài khoảng 60 mét, rộng 40 mét, cao 40 mét, và theo Beijing SAWES Energy Technology Co., Ltd., một trong các nhà phát triển, đây là máy phát điện gió trên không lớn nhất từng được chế tạo.

Không cần tháp hay móng sâu, S1500 giảm lượng vật liệu sử dụng tới 40% và cắt giảm chi phí điện khoảng 30%. Toàn bộ thiết bị có thể di chuyển trong vài giờ, phù hợp cho các khu vực sa mạc, đảo và các mỏ khai thác.

Thiết kế tiên tiến mở khóa nguồn gió trên không

S1500 được trang bị một cánh chính và một cánh vòng (annular wing) hợp thành một ống dẫn lớn. Bên trong ống dẫn này có 12 tổ máy tuabin-phát điện, mỗi tổ có công suất định mức 100 kW.

Các rôto này thu nhận dòng gió ổn định ở tầng cao và chuyển hóa thành điện năng; công suất sau đó được truyền xuống mặt đất qua cáp neo.

Beijing SAWES phát triển khí cụ này với sự hỗ trợ của Đại học Tsinghua và Viện Nghiên cứu Thông tin Hàng không Vũ trụ (AIR) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc.

Các nhà nghiên cứu đã làm chủ được ổn định aerostat, máy phát siêu nhẹ và cáp treo cao áp quy mô kilômét để khiến các hệ thống gió trên không lớn trở nên khả thi.

Các nguyên mẫu trước và tiềm năng gió tầng cao

Các nguyên mẫu trước đã mở đường cho S1500. Tháng 10/2024, khinh khí cầu chứa heli S500 đạt khoảng 500 mét над tỉnh Hồ Bắc, tạo ra hơn 50 kW.

Ba tháng sau, S1000 leo lên khoảng 1.000 mét, tăng công suất lên khoảng 100 kW. Những bước đi nhỏ này giúp xác thực khái niệm khai thác năng lượng ở tầng cao.

Gió tầng cao ở độ cao từ 500 đến 10.000 mét trên mặt đất thường mạnh và ổn định hơn gió ở bề mặt.

“Khi tốc độ gió tăng gấp đôi, năng lượng mà nó mang theo tăng lên 8 lần; khi tăng gấp 3 lần, bạn có 27 lần năng lượng,” nhà nghiên cứu Gong Zeqi tại AIR giải thích.

SAWES cũng nhìn nhận nền tảng này có thể dùng cho ứng phó nhanh sau thiên tai. “Nền tảng bay có thể được phóng nhanh chóng sau động đất hoặc lũ lụt để giữ đèn, radio và thiết bị cứu sinh hoạt động,” giám đốc công nghệ Weng Hanke của SAWES cho biết.

Trung Quốc từ lâu đã nhìn thấy tiềm năng của năng lượng gió trên không. Một kế hoạch hành động do Ủy ban Phát triển và Cải cách Quốc gia ban hành đã xác định các ưu tiên nghiên cứu và phát triển cho máy phát điện gió tầng cao quy mô lớn giai đoạn 2016–2030.

Bằng cách giảm bớt sự phụ thuộc vào tuabin mặt đất truyền thống, các hệ thống trên không có thể mở ra nguồn năng lượng mới ở những vùng xa xôi hoặc khó tiếp cận. Tính di động của chúng cũng phù hợp cho các lắp đặt tạm thời hoặc cung cấp điện khẩn cấp.

S1500 là đỉnh cao của hàng thập kỷ nghiên cứu về năng lượng tầng cao. Chuyến bay thành công của nó cho thấy Trung Quốc sẵn sàng khai thác một trong những nguồn năng lượng tái tạo lớn còn bỏ ngỏ.

Tin liên quan:

Mỹ thí điểm tuabin gió thế hệ mới, hướng đến mục tiêu sản xuất điện quy mô lớn

Tuabin gió trục đứng: Đảm bảo cung cấp năng lượng trong những tình huống khẩn cấp