Những giải pháp khai thác năng lượng từ sóng biển

Oyester

Cũng giống như tên gọi, Oyster (Con hàu) nằm dưới đáy biển và mở - đóng miệng thường xuyên. Thiết bị gồm một cái nắp khổng lồ được cố định dưới đáy đại dương ở độ sâu khoảng 10m. Khi cái nắp mở và đóng, nó sẽ giúp các piston thủy lực chuyển động đẩy mạnh luồng nước cao áp về phía bờ biển và làm vận hành turbine thủy điện thông thường. Carrie Clement, người phát ngôn của Công ty Aquamarine, nói: “Về bản chất, Oyster đơn giản là máy bơm khổng lồ cung cấp nguồn năng lượng cho nhà máy thủy điện hoạt động trên bờ”. Oyster, công suất 0,32 MW, được lắp đặt ở Scotland và bắt đầu cung cấp năng lượng cho lưới điện quốc gia từ năm 2009. Hiện nay Aquamanrine Power đang thiết kế một Oyster khác công suất 2,4 MW đặt ngoài khơi đảo Orkney của Scotland. Thiết kế dưới đáy biển bảo vệ thiết bị của Oyster không bị hư hại trước sự tấn công của bão và giúp nó hoạt động liên tục ở bất kỳ điều kiện thời tiết nào.

“Rắn biển” Pelamis

Nổi trên mặt nước, thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển Pelamis là “con rắn biển” khai thác năng lượng của đại dương. Thiết bị bao gồm 4 xilanh khổng lồ được nối với nhau bằng những khớp thủy lực. Khi nhấp nhô lên xuống theo nhịp sóng biển, chuyển động của 4 xilanh sẽ làm vận hành các khớp, bơm dầu đi qua những động cơ thủy lực để giúp các máy phát điện hoạt động.

Những cải tiến mới đây trong thiết kế tạo cho những khớp của thiết bị có tính năng cơ động hơn. Thiết kế khớp ban đầu giống nhưu khớp gối con người - nó chỉ có thể tạo ra điện năng từ chuyển động lên xuống hay qua lại. Thiết kế mới giống như khớp hốc tròn của vai con người giúp tạo ra điện năng từ chuyển động theo bất cứ hướng nào, do đó làm tăng hiệu quả chuyển sóng biển thành năng lượng. Mỗi “con rắn” Pelamis dài 182 m và rộng 4m, công suất 0,75 MW - đủ cung cấp điện cho khoảng 500 mái nhà trong một năm. Công ty Pelamis Wave Power có kế hoạch lắp đặt thêm nhiều “rắn biển” ở vài địa điểm khác ở Scotland.

Greenwave

Thiết kế độc đáo này là sáng tạo của Tom Denniss, người thành lập công ty Ocealinx. GreenWAVE bao gồm một đường hầm dưới nước thông với một cabin đầy không khí nằm trên mớn nước. Ở phần đỉnh của cabin là một lỗ nhỏ với một turbine. Khi nước biển dâng lên trào vào thiết bị, không khí bên trong cabin bị nén lại và thoát khỏi lỗ thông khí. Khi nước biển rút xuống tạo ra một khoảng chân không bên trong cabin giúp hút ngược không khí từ bên ngoài trở vào. Khi hoạt động, GreenWAVE phát ra âm thanh giống như tiếng kêu của một con vật khổng lồ. Khi không khí lưu thông ra vào cabin, nó giúp turbine vận hành tạo ra điện năng. Mỗi thiết bị có kích thước 24,5 x 15,2m và có công suất 1MW. Oceanlinx có kế hoạch phát triển một thiết bị hoạt động thường xuyên ở Australia hay Mexico. Denniss cho biết, GreenWAVE có giá không đắt.

Terminator

Theo thiết kế, những lá turbine hình cánh máy bay ép nước biển ở phía này tuôn mạnh hơn phía khác, từ đó tạo ra những sức ép khác nhau ở mỗi bề mặt. Điều này tạo ra một “sức nâng” hướng đến phía áp suất thấp. Sức nâng là lực hướng lên xảy ra khi bạn giữ bàn tay nằm ngang bên ngoài cửa sổ chiếc ô tô đang chạy. Ngược lại, những turbine nước tiêu biểu dựa vào lực ma sát, hay sức đẩy trực tiếp của nước. Bằng cách sử dụng sức nâng thay cho lực ma sát, kỹ sư và Giám đốc Viện không lực Mỹ Stefan Siegel nói thiết bị (về mặt lý thuyết) có thể sử dụng 99% năng lượng sóng biển, so với hiệu quả 50% hay ít hơn trong những dự án năng lượng thủy triều hiện đang thu được. Tuy nhiên, hiện thời Siegel chưa thử nghiệm thiết bị ngoài đại dương và đang có kế hoạch lắp đặt một nguyên mẫu ngoài khơi Texas vào cuối năm nay.

PowerBouy

PowerBouy có hai phần chính: một phao có đường kính 1,52m và cao 1,52m cùng với một cột cao 7,62 m. Khi phao nhấp nhô lên xuống theo nhịp sóng biển nó sẽ kéo căng phần cột và tạo ra điện năng nhờ hoạt động của động cơ quay và máy phát điện. Phil Hart, kỹ sư trưởng của Công ty Ocean Power Technologies cho biết, mỗi thiết bị PowerBouy hiện đang hoạt động ngoài khơi Hawaii có công suất 0,04 MW, nhưng thiết bị sắp được lắp đặt ở Scotland sẽ có công suất đến 0,15 MW.