Khai thác tiềm năng vô hạn của những cơn gió lộng trên trời theo cách không ngờ

Gió – một nguồn tài nguyên vô tận, dồi dào – từ lâu đã được "thuần hóa" qua những chiếc turbine khổng lồ trên đất liền và ngoài khơi.

Nhưng giờ đây, một cách tiếp cận bất ngờ đang nổi lên: Sử dụng những cánh diều khổng lồ để "bắt" những cơn gió từ độ cao hàng trăm mét, biến chúng thành "điện sạch".

Dự án điện gió cánh diều của Kitepower không chỉ là một thí nghiệm thú vị, mà còn hứa hẹn cách mạng hóa ngành năng lượng gió, đặc biệt ở những khu vực xa xôi mà turbine điện gió truyền thống khó tiếp cận.

Kitepower, một startup đến từ Đại học Công nghệ Delft của Hà Lan, đã chọn vùng đất hoang vu County Mayo ở Ireland làm nơi thử nghiệm cho dự án của mình từ tháng 9/2023.

Đây là địa điểm thử nghiệm năng lượng gió trên không (AWE) đầu tiên trên thế giới, được hỗ trợ bởi Quỹ Phát triển Khu vực Châu Âu (Interreg), Hội đồng Quận Mayo và công ty năng lượng Đức RWE.

Nằm trên vùng đầm lầy gió hú ven Đại Tây Dương, Bangor Erris – một thị trấn nhỏ hẻo lánh – cung cấp điều kiện lý tưởng với những cơn gió mạnh mẽ và địa hình gồ ghề.

Tại đây, các nhà nghiên cứu đang hân hoan thả những chiếc diều khổng lồ – không phải để giải trí, mà là để tạo ra năng lượng tái tạo và mở đường cho một "cuộc cách mạng" trong lĩnh vực năng lượng gió.

"Chúng tôi sử dụng một chiếc diều để thu gió và một máy phát điện ở phía dưới để thu điện", ông Padraic Doherty, kỹ thuật viên tại Kitepower, cho biết.

Hệ thống điện gió cánh diều của Kitepower. Ảnh: KitePower

Trái tim của hệ thống này là chiếc diều có diện tích 60 mét vuông, được neo bằng dây cáp dài vào một máy phát điện trên mặt đất.

Chiếc diều bay lên độ cao khoảng 400-425 mét, vẽ nên những đường zig-zag hình số 8 nhờ hệ thống định vị GPS và phần mềm tự động từ Delft.

Khi gió đẩy diều lên, dây cáp kéo căng, quay trống máy phát dưới đất – giống như một "máy phát điện một chiều trên xe đạp" – tạo ra lực kéo lên đến 2,5-4 tấn. Sau khoảng 45 giây, diều hạ thấp, dây cáp thu lại với năng lượng tối thiểu, và chu kỳ lặp lại liên tục, tạo ra năng lượng ròng dương.

Toàn bộ hệ thống được chứa gọn trong một container vận tải biển tiêu chuẩn 20 feet, dễ dàng triển khai chỉ trong 24 giờ, hoạt động tốt trong mọi điều kiện thời tiết, kể cả mưa, mây mù hay ban đêm.

Mỗi chiếc diều sản xuất khoảng 30 kWh điện, đủ để sạc đầy một bộ pin 336 kWh – tương đương nhu cầu của một tiền đồn xa xôi, đảo nhỏ, cơ sở nghiên cứu ở vùng cực hay công trường xây dựng.

"Đó là một lượng điện đáng kể, đủ để đáp ứng nhu cầu của một tiền đồn xa xôi, một hòn đảo nhỏ, một cơ sở nghiên cứu ở vùng cực, hay thậm chí là một công trường xây dựng", ông Andrei Luca, người đứng đầu bộ phận hoạt động của Kitepower, cho biết. "Thêm nhiều cánh diều nữa là chúng ta có thể cung cấp điện cho một hòn đảo lớn hơn".

Mặc dù ý tưởng này vẫn còn ở quy mô nhỏ, nhưng nó có thể chứng minh là một kế hoạch mạnh mẽ khi Ireland đang nỗ lực giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ và khí đốt.

"Chúng ta đang chứng kiến một cuộc cách mạng về năng lượng gió", ông Luca nói với hãng AFP. "Phải mất gần 25 năm để các turbine điện gió phát triển từ nguyên mẫu 30 kW lên quy mô MW, và hàng thập kỷ để trở thành các trang trại điện gió ngoài khơi như chúng ta thấy ngày nay", ông nói thêm.

So với những turbine điện gió khổng lồ cần nền tảng bê tông đắt đỏ và mất hàng tháng để lắp đặt, hệ thống điện gió cánh diều của Kitepower mang tính di động, linh hoạt và ít ảnh hưởng đến môi trường hơn.

Nó tiếp cận được gió mạnh hơn ở độ cao lớn – nơi turbine không vươn tới – và có thể hiệu quả gấp đôi, theo khẳng định của Kitepower.

Ví dụ, trong cơn bão Eowyn vào tháng 1/2024, hệ thống đã chứng minh giá trị khi cung cấp điện liên tục trước, trong và sau bão, kết hợp với pin lưu trữ.

"Công nghệ này lý tưởng cho các địa điểm xa xôi, ngoài khơi hoặc cần tính linh động", ông Mahdi Salari, một nhà nghiên cứu AWE tại Đại học Cork, cho biết.

Tuy nhiên, ông Salari cũng cho rằng dự án của Kitepower sẽ phải đối mặt với những thách thức về "quy định, an toàn và độ tin cậy của hệ thống".

"Đến những năm 2030, tôi kỳ vọng AWE sẽ đóng góp đáng kể vào các mạng lưới năng lượng tái tạo đa dạng, linh hoạt và phi tập trung", vị chuyên gia nhấn mạnh.

Khi thế giới đang chạy đua nhằm hạn chế tác động của biến đổi khí hậu, những chiếc diều khổng lồ như của Kitepower chỉ ra rằng tiềm năng vô hạn của gió trời chỉ chờ một ý tưởng táo bạo để bay cao. Nếu thành công, nó có thể lan tỏa toàn cầu, biến mọi vùng đất xa xôi thành trạm năng lượng xanh.

Minh Đức (Theo France24, All Ireland Sustainability)