Một nhóm nhà nghiên cứu Iran vừa phát triển thành công mẫu tua-bin gió không cánh. Sáng chế này mang kỳ vọng tạo ra giải pháp vận hành êm ái, nhỏ gọn và đạt hiệu quả năng lượng cao hơn hẳn so với các tua-bin gió truyền thống hiện nay.
Tua bin gió không cánh được phát triển bởi các nhà nghiên cứu Iran - Ảnh: cdn.presstv.ir
Trưởng nhóm nghiên cứu, ông Mohammadreza Leghaei, cho biết thiết kế mới đã hoàn toàn loại bỏ cánh quạt. Thay vào đó, hệ thống sử dụng rôto ứng dụng công nghệ đệm từ tiên tiến kết hợp cùng hệ thống định hướng gió thông minh 360 độ.
Nhờ công nghệ này, tua-bin gió không cánh có thể thu năng lượng gió liên tục. Thiết bị không cần sử dụng cơ chế xoay hướng phức tạp để đón gió như các hệ thống thông thường, giúp quá trình vận hành trở nên trơn tru hơn.
Mục tiêu cốt lõi của công nghệ là biến các tổ hợp cồng kềnh, chi phí cao và ồn ào thành hệ thống nhỏ gọn. Thiết kế dạng mô-đun này giúp máy hoạt động êm ái, bền bỉ và đòi hỏi rất ít chi phí bảo trì định kỳ.
Điểm khác biệt lớn nhất là khả năng xếp chồng nhiều mô-đun theo phương thẳng đứng. Không giống tua-bin truyền thống chỉ lắp một tổ máy trên mỗi trụ, thiết kế mới cho phép tích hợp tối đa 10 mô-đun trên một cột duy nhất.
Cấu trúc này tạo thành một nhà máy điện gió thẳng đứng vô cùng độc đáo. Giải pháp xếp chồng giúp nâng cao đáng kể sản lượng điện năng tạo ra trên cùng một diện tích lắp đặt so với trước đây.
Việc ứng dụng rôto đệm từ còn giúp giảm tối đa sự tiếp xúc cơ học giữa các bộ phận chuyển động. Điều này hạn chế ma sát, làm hạ chi phí bảo trì và kéo dài tuổi thọ cho toàn bộ thiết bị phát điện.
Tua-bin được trang bị các bộ phận thu gió hình nón tự điều chỉnh thay cho cánh quạt. Cấu trúc đặc biệt này giúp dẫn luồng gió từ mọi hướng hội tụ thẳng vào rôto một cách vô cùng hiệu quả.
Thiết kế hình nón cho phép hệ thống duy trì khả năng phát điện ổn định. Ngay cả khi hướng gió tại khu vực thay đổi liên tục, tua-bin gió không cánh vẫn đảm bảo hiệu suất thu năng lượng ở mức tối đa.
Hệ thống có khả năng khởi động và phát điện ngay khi tốc độ gió chỉ đạt khoảng 2,5 đến 3 mét mỗi giây. Đây là mức gió yếu mà các dòng tua-bin truyền thống thường xuyên gặp khó khăn và không thể phát huy tác dụng.
Ngoài ra, việc loại bỏ hoàn toàn cánh quạt quay tốc độ cao giúp giảm thiểu tối đa ô nhiễm tiếng ồn. Cải tiến này cũng đồng thời hạn chế đáng kể các rủi ro mất an toàn trong suốt quá trình vận hành thiết bị.
Công nghệ tua-bin gió không cánh của Iran có thể triển khai linh hoạt tại nhiều môi trường khác nhau. Từ khu vực đô thị đông đúc, khu công nghiệp, vùng sâu vùng xa cho đến cảng biển hay ngay trên các tàu biển lớn.
Hơn thế nữa, thiết kế còn cho phép kết hợp dễ dàng với các hệ thống pin năng lượng Mặt Trời. Sự kết hợp này tạo ra mô hình năng lượng tái tạo lai ưu việt tại những nơi có bức xạ tốt và sức gió thuận lợi.
Nhóm nghiên cứu ước tính hiệu suất ban đầu có thể cao hơn từ 10 đến 15 phần trăm so với công nghệ cũ. Con số này thậm chí có khả năng tăng lên tới 40 phần trăm sau quá trình hoàn thiện thiết kế.
Thiết kế xếp chồng trên một trụ duy nhất giúp tối ưu hóa diện tích không gian. Sản lượng điện năng tạo ra trên mỗi đơn vị diện tích được kỳ vọng sẽ cao gấp 7 lần so với các trang trại điện gió hiện tại.
Sáng chế này đã chính thức được cấp bằng độc quyền tại Iran. Dự án cũng nhận được báo cáo tra cứu quốc tế rất tích cực theo Hiệp ước Hợp tác Sáng chế về tính mới và trình độ sáng tạo kỹ thuật.
Hiện tại, dự án đang trong giai đoạn chế tạo nguyên mẫu tại Công viên Khoa học và Công nghệ Tabriz. Nhóm nghiên cứu đang khẩn trương tiến hành các bước thử nghiệm vận hành thực tế để hướng tới mục tiêu thương mại hóa sản phẩm.
Nguồn bài viết: Tổng hợp / TTXVN
Tua bin gió không cánh được phát triển bởi các nhà nghiên cứu Iran - Ảnh: cdn.presstv.ir
Công nghệ đệm từ thay thế cánh quạt truyền thống
Trưởng nhóm nghiên cứu, ông Mohammadreza Leghaei, cho biết thiết kế mới đã hoàn toàn loại bỏ cánh quạt. Thay vào đó, hệ thống sử dụng rôto ứng dụng công nghệ đệm từ tiên tiến kết hợp cùng hệ thống định hướng gió thông minh 360 độ.
Nhờ công nghệ này, tua-bin gió không cánh có thể thu năng lượng gió liên tục. Thiết bị không cần sử dụng cơ chế xoay hướng phức tạp để đón gió như các hệ thống thông thường, giúp quá trình vận hành trở nên trơn tru hơn.
Mục tiêu cốt lõi của công nghệ là biến các tổ hợp cồng kềnh, chi phí cao và ồn ào thành hệ thống nhỏ gọn. Thiết kế dạng mô-đun này giúp máy hoạt động êm ái, bền bỉ và đòi hỏi rất ít chi phí bảo trì định kỳ.
Thiết kế mô-đun xếp chồng tăng cường sản lượng điện
Điểm khác biệt lớn nhất là khả năng xếp chồng nhiều mô-đun theo phương thẳng đứng. Không giống tua-bin truyền thống chỉ lắp một tổ máy trên mỗi trụ, thiết kế mới cho phép tích hợp tối đa 10 mô-đun trên một cột duy nhất.
Cấu trúc này tạo thành một nhà máy điện gió thẳng đứng vô cùng độc đáo. Giải pháp xếp chồng giúp nâng cao đáng kể sản lượng điện năng tạo ra trên cùng một diện tích lắp đặt so với trước đây.
Việc ứng dụng rôto đệm từ còn giúp giảm tối đa sự tiếp xúc cơ học giữa các bộ phận chuyển động. Điều này hạn chế ma sát, làm hạ chi phí bảo trì và kéo dài tuổi thọ cho toàn bộ thiết bị phát điện.
Tối ưu hiệu suất thu gió từ mọi hướng
Tua-bin được trang bị các bộ phận thu gió hình nón tự điều chỉnh thay cho cánh quạt. Cấu trúc đặc biệt này giúp dẫn luồng gió từ mọi hướng hội tụ thẳng vào rôto một cách vô cùng hiệu quả.
Thiết kế hình nón cho phép hệ thống duy trì khả năng phát điện ổn định. Ngay cả khi hướng gió tại khu vực thay đổi liên tục, tua-bin gió không cánh vẫn đảm bảo hiệu suất thu năng lượng ở mức tối đa.
Vận hành hoàn hảo ở môi trường gió yếu
Hệ thống có khả năng khởi động và phát điện ngay khi tốc độ gió chỉ đạt khoảng 2,5 đến 3 mét mỗi giây. Đây là mức gió yếu mà các dòng tua-bin truyền thống thường xuyên gặp khó khăn và không thể phát huy tác dụng.
Ngoài ra, việc loại bỏ hoàn toàn cánh quạt quay tốc độ cao giúp giảm thiểu tối đa ô nhiễm tiếng ồn. Cải tiến này cũng đồng thời hạn chế đáng kể các rủi ro mất an toàn trong suốt quá trình vận hành thiết bị.
Tiềm năng ứng dụng và định hướng thương mại hóa
Công nghệ tua-bin gió không cánh của Iran có thể triển khai linh hoạt tại nhiều môi trường khác nhau. Từ khu vực đô thị đông đúc, khu công nghiệp, vùng sâu vùng xa cho đến cảng biển hay ngay trên các tàu biển lớn.
Hơn thế nữa, thiết kế còn cho phép kết hợp dễ dàng với các hệ thống pin năng lượng Mặt Trời. Sự kết hợp này tạo ra mô hình năng lượng tái tạo lai ưu việt tại những nơi có bức xạ tốt và sức gió thuận lợi.
Nhóm nghiên cứu ước tính hiệu suất ban đầu có thể cao hơn từ 10 đến 15 phần trăm so với công nghệ cũ. Con số này thậm chí có khả năng tăng lên tới 40 phần trăm sau quá trình hoàn thiện thiết kế.
Thiết kế xếp chồng trên một trụ duy nhất giúp tối ưu hóa diện tích không gian. Sản lượng điện năng tạo ra trên mỗi đơn vị diện tích được kỳ vọng sẽ cao gấp 7 lần so với các trang trại điện gió hiện tại.
Sáng chế này đã chính thức được cấp bằng độc quyền tại Iran. Dự án cũng nhận được báo cáo tra cứu quốc tế rất tích cực theo Hiệp ước Hợp tác Sáng chế về tính mới và trình độ sáng tạo kỹ thuật.
Hiện tại, dự án đang trong giai đoạn chế tạo nguyên mẫu tại Công viên Khoa học và Công nghệ Tabriz. Nhóm nghiên cứu đang khẩn trương tiến hành các bước thử nghiệm vận hành thực tế để hướng tới mục tiêu thương mại hóa sản phẩm.
Nguồn bài viết: Tổng hợp / TTXVN
