Đảo năng lượng và tàu rửa mây

I.Đảo năng lượng

Theo mạng khoa học đời sống nước Mỹ, năng lượng gió, động năng sóng biển và năng lượng mặt trời có rất nhiều trên bề mặt hải dương. Những nguồn năng lượng này hiện đều có thể thực hiện thông qua “Đảo năng lượng” với những trang thiết bị bồng bềnh trên mặt biển suốt năm, mỗi ngày 24 tiếng đồng hồ sản sinh ra năng lượng, hy vọng thay thế tài nguyên dầu mỏ sử dụng của con người.

Đảo năng lượng bềnh bồng trên mặt biển do nhà phát minh Dominic Michaelis thiết kế mà xuất phát điểm là tiến trình chậm chạp của kỹ thuật chuyển đổi nhiệt lượng hải dương (OTEC) hiện nay, kỹ thuật này là thu hút nước lạnh ở chỗ sâu của hải dương, tuần hoàn sản xuất ra điện năng. Michaelis nói: chuyển đổi nhiệt năng hải dương hoàn toàn không có phát triển mới, tại sao chúng ta không nghiên cứu kỹ thuật chế tạo sử dụng các năng lượng hải dương khác.

Để thu hút nhiều nhà đầu tư, thiết kế đảo năng lượng đã được giới thiệu ở “Hội nghị thượng đỉnh khoa học kỹ thuật xanh Trung - Mỹ” (US - China Green Tech Summit) tổ chức tại Thượng Hải, Trung Quốc vào cuối tháng 11/2008.

Nguyên lý làm việc do Michaelis đề xuất là kiến tạo đảo năng lượng để từ đó đạt được sự chuyển đổi nhiệt lượng hải dương. Kỹ thuật chuyển đổi nhiệt lượng hải dương có thể vượt qua ưu thế chế tạo của các năng lượng khác ở chỗ nó có tính giữ được lâu dài, có thể liên tục làm việc 24 tiếng đồng hồ mỗi ngày trong cả năm Đó là do sự chuyển đổi nhiệt lượng hải dương hoàn toàn không dựa vào năng lượng mặt trời, năng lượng gió hay động năng sóng biển, mà là dựa vào chênh lệch nhiệt độ giữa nước biển giá lạnh ở sâu đáy biển với bề mặt nước biển được ánh sáng mặt trời gia tăng nhiệt. Sự chênh lệch nhiệt độ nước biển lớn nhất tồn tại ở hải dương nhiệt đới, nhiệt độ nước biển hải dương nhiệt đới vào khoảng 25 ⁰C.

Nước biển ấm áp được hút từ xung quanh đảo năng lượng dùng để hình thành hơi bốc lên làm chạy tuốc – bin sản sinh điện năng. Để đảm bảo hơi bốc lên có thể trở về trạng thái lỏng, từ độ sâu của biển dưới 0,5 dặm Anh (0,8 km) người ta hút nước biển nhiệt độ thấp (5 ⁰C) để làm lạnh hơi bốc lên. Áp lực hình thành trong quá trình đông lạnh hạ thấp có thể giúp hút càng nhiều hơi bốc lên thông qua các cánh quạt tuốc - bin. Nguyên lý cơ bản tương tự như ở trạm phát triển chạy than và trạm phát điện hạt nhân, nhưng chênh lệch nhiệt độ giữa nước tăng nhiệt và tháp đông lạnh của những trạm phát điện này phải cao hơn hệ thống chuyển đổi nhiệt lượng hải dương.

Hệ thống chuyển đổi nhiệt lượng hải dương đầu tiên xây dựng năm 1930, nằm ở bờ biển Cuba , có thể sản sinh 22.000 watt điện năng. Cho thấy nay trên thế giới chỉ ít trạm điện chuyển đổi nhiệt lượng hải dương được xây dựng trong đó có những cơ sở bềnh bồng trên mặt biển và cả trên đất liền. Cơ sở thí nghiệm trạm phát điện chuyển đổi nhiệt lượng hải dương lớn nhất nằm ở Hawai, Mỹ, các trạm phát điện khác thuộc loại này hiện chưa vận hành.

Khuyết điểm chủ yếu nhất của hệ thống chuyển đổi nhiệt lượng hải dương là chênh lệch nhiệt độ ít làm cho chuyển đổi năng lượng không có hiệu quả, khó sản sinh điện năng. Trên thực tế, năng lượng tiêu hao của nhiều hệ thống chuyển đổi nhiệt lượng hải dương được thiết kế vào thời kỳ đầu đã lớn hơn rất nhiều năng lượng mà chúng sản sinh ra. Một hệ thống chuyển đổi nhiệt lượng hải dương cần một lượng lớn năng lượng để tuần hoàn một lượng lớn nước (ví dụ: đảo năng lượng mỗi giây cần hút một lượng nước biển lạnh là 10 ga – lông). Đó là lý do tại sao trong thiết kế đảo năng lượng của Michaelis đã thêm vào kỹ thuật chế tạo các năng lượng hải dương khác, để có thể giúp hệ thống chuyển đổi nhiệt lượng hải dương cơ bản duy trì năng lượng vận hành.

Năng lượng giá thành hạ do đảo năng lượng sản xuất sẽ thông qua đường ống dưới biển để chuyển vào bờ hoặc dùng để phân ly hydro ở trong nước, những nhiên liệu hydro này có thể vận chuyển vào đất liền bằng tàu dùng để sản xuất pin nhiên liệu, mỗi độ điện do đảo năng lượng sản xuất ra có giá thành từ 9 - 13 cents USD, tuỳ tình hình đầu tư của dự án. Dự tính giá thành của mỗi đảo năng lượng khoảng 600 triệu USD.

Nhưng, đảo năng lượng không chỉ cung cấp điện năng, với tư cách là dịch thể làm việc, nước biển thông qua hơi bốc lên và tuần hoàn làm lạnh mà cho ra muối. sản xuất mỗi triệu watt điện lượng, trạm phát điện hệ thống chuyển đổi nhiệt lượng hải dương mỗi ngày sẽ cung cấp 300.000 ga – lông nước biển tươi mới. Ngoài ra, nước biển đông lạnh hút từ đáy biển chứa một lượng lớn vật chất dinh dưỡng, có thể cung cấp cho cơ sở nuôi cá và một số nghề thuỷ sản khác.

II. tàu rửa mây

Đúng là mây cũng cần phải tắm rửa. Mây càng trắng thì phản xạ ánh sáng mặt trời càng nhiều, từ đó mà nhiệt lượng bức xạ xuống trái đất càng ít. Dựa vào nguyên lý này, một nhà khoa học Anh trường Đại học Edinburgh đã phát minh chiếc tàu có thể rửa mây, tăng thêm phản xạ của mây đối với ánh sáng mặt trời để làm chậm lại sự nóng lên của khí hậu toàn cầu.

Tuốc – bin dưới đáy tàu có hình chân vịt làm cho bánh xe có cánh quạt và máy tạo giọt nước quay tròn mà sản sinh động lực. Nước biển sau khi đã được lọc chảy vào một chiếc van đường kính 15cm có hàng tỷ lỗ nhỏ nhờ chuyển động mà làm cho nước biển “vỡ vụn”. Sau đó vô số những hạt nước không tới 1 micrông dưới dạng bụi nước phun ra và được quạt gió thổi lên không trung làm tăng diện tích bề mặt của đám mây khiến nó thành ra trắng.

Mây sau khi được rửa trắng có thể phản xạ càng nhiều ánh sáng mặt trời, giảm thiểu nhiệt lượng bức xạ đến trái đất.

Tàu rửa mây sử dụng một kỹ thuật hàng hải, đã bị bỏ đi 80 năm trước, là lợi dụng động lực của không khí quay trong để cưỡi gió mà đi “Hiệu ứng Magnus” này do Isaak Newton phát hiện sớm nhất. Năm 1926, tàu chạy bằng sức gió xoay do Anton Flatner thiết kế vượt qua Đại Tây Dương, vào thời kỳ kinh tế Mỹ tiêu điều, kỹ thuật này dần dần bị bỏ đi. Thế mà, vật liệu hiện đại và giá dầu cao đã làm cho kỹ thuật này sống lại. Đầu tháng 8 – 2008, công ty năng lượng Đức Inicon bắt đầu dùng trở lại một đoàn tàu hàng chạy bằng động lực xoay đầu tiên.

Kỹ thuật này có thể tạo cho tàu động lực chạy tốc độ cao. Tàu rửa mây khi tác nghiệp chạy chậm với tốc độ 14.7 km/giờ. Thay đổi địa điểm hoặc khi chạy trong thời tiết xấu, tốc độ cao nhất có thể đạt tới 44 km/ giờ. Nơi tác nghiệp thích hợp của tàu rửa mây là khu vực biển có ánh sáng mặt trời đầy đủ, sức gió vừa phải, núi băng và các tàu bè qua lại mật độ thấp.

Ưu điểm của hệ thống kỹ thuật hàng hải này là không người lái, lợi dụng sức gió có thể chạy được trên biển, nhân viên làm việc chỉ cần khống chế phương hướng và điều chỉnh tốc độ xoay. Thao tác thuận tiện khiến cho kỹ thuật này có thể ứng dụng ở các nơi. Người ta có thể hoàn toàn khống chế nó, tăng thêm hoặc giảm bớt hiệu quả phun nước. Vạn nhất xảy ra tình hình không tốt, thì có thể đóng hệ thống lại, dừng tác nghiệp.

Một bình luận đăng trên “Báo cáo khoa học tự nhiên” viết; Kỹ thuật này sau khi làm trắng mây trên mặt biển có thể làm cho chậm lại một cách có hiệu quả sự tăng nhiệt độ khí hậu toàn cầu, nhiệt lượng vô hiêu hoá có hiệu quả gấp 2 lần hiệu quả phóng thích CO ₂do hoạt động của con người gây nên từ cách mạng công nghiệp đến nay. Tác giả luận văn nhận định: nếu mỗi mét vuông của trái đất giảm hấp thu năng lượng mặt trời 3.7 watt thì nhiệt độ không khí trái đất có thể giữ được ổn định trước năm 2050.