Siêu turbine gió kép 16 MW đi vào hoạt động

 Giàn turbine gió kép nổi của công ty Minh Dương đang hoạt động ngoài khơi tỉnh Quảng Đông, giúp đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện cho 30.000 hộ gia đình.

Ocean X đang hoạt động ngoài khơi tỉnh Quảng Đông. Ảnh: Công ty năng lượng thông minh Minh Dương

Ocean X, turbine gió kép đầu tiên trên thế giới với công suất hơn 16 MW, hiện nay đang hoạt động ở trang trại điện gió ngoài khơi Dương Giang Thanh Châu IV cách tỉnh Quảng Đông ở đông nam Trung Quốc 70 km, theo Interesting Engineering. Turbine này có thể cung cấp điện cho hơn 30.000 hộ gia đình hàng năm, theo nhà sản xuất là Công ty năng lượng thông minh Minh Dương.

Nhu cầu đối với năng lượng sạch đang thúc đẩy nhiều tiến bộ trong ngành công nghiệp năng lượng tái tạo. Các nhà sản xuất Trung Quốc liên tiếp chế tạo turbine gió lớn hơn, có thể chịu sức gió mạnh trong mưa bão. Tuy nhiên, những cải tiến không chỉ giới hạn ở độ bền của thiết bị mà cả thiết kế nhằm cung cấp mức công suất cao hơn.

Công ty Minh Dương ở Trung Sơn lần đầu tiên tiết lộ kế hoạch sản xuất một turbine gió kép năm 2020 khi tạo ra nguyên mẫu nhỏ bằng 1/10 kích thước thật. Trong vài năm qua, công ty đã phát triển nguyên mẫu kích thước thật và lắp đặt hồi tháng 7 năm nay ở trang trại Dương Giang Thanh Châu IV. Thiết kế sử dụng tháp hình chữ V để đỡ hai turbine 8,3 MW, cung cấp tổng công suất 16,6 MW. Cả cụm cao 219 m và trải rộng 369 m. Hệ thống có lượng giãn nước là 15.000 tấn khi hoạt động ở độ sâu 45 m. Giàn turbine nổi này là hệ thống đầu tiên sử dụng bê tông hiệu suất siêu cao với độ bền 115 MPa.

Sử dụng hệ thống turbine kép đi kèm nhiều thách thức chưa từng có, buộc công ty Minh Dương phải giải quyết bằng một số sáng kiến thiết kế. Họ sử dụng cánh quạt quay ngược chiều và tiến hành phân tích kỹ lưỡng để tối ưu hóa hoạt động. Hai turbine của OceanX được đồng bộ hóa để vận hành ở cùng tần số và trạng thái. Điều đó giúp tăng cường khả năng biến đổi sức gió trong vùng thành năng lượng của turbine. Thiết kế cũng có mức sản xuất điện tăng 4,29% so với turbine đơn quét qua diện tích tương tự.

Ngoài ra, OceanX sử dụng hệ thống neo một điểm, đòi hỏi hệ thống cáp phải có phạm vi chuyển động cao hơn. Công ty Minh Dương vượt qua yêu cầu đó với thiết kế cáp loại bỏ mọi khớp nối, giúp cải thiện hiệu suất, khả năng chịu xói mòn và độ an toàn của hệ thống. Một đặc điểm quan trọng khác của giàn turbine OceanX là tính tự động. Turbine có thể tự khởi động với hệ thống điều khiển riêng, cho phép nó hoạt động biệt lập với sản lượng ước tính 54.000 MWh/năm.

An Khang (Theo Interesting Engineering)

Read More

Ngày nước Đức không có điện gió - Bài học cho Việt Nam

  - Một ngày đầu tháng 11 vừa qua, gió trên phần lãnh thổ châu Âu đột nhiên lặng, khiến cho hệ thống điện gió khổng lồ của Đức không sản xuất ra điện. Hệ thống điện có dự trữ lớn và kết nối tốt với châu Âu đã cứu nước Đức qua cơn nguy. Phân tích hệ thống điện ngày 6/11/2024 ở nước Đức của chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam dưới đây có thể đem lại những bài học cho các nước đang trên xu thế tăng tỷ lệ năng lượng tái tạo.

Nước Đức có hệ thống điện gió khổng lồ (62.670 MW điện gió trên bờ và 9.220 MW điện gió ngoài khơi). Tổng công suất đặt điện gió 71.890 MW, gần bằng nhu cầu phụ tải cực đại của hệ thống 74.000 MW (tháng 1/2023). Nếu tính thêm cả công suất điện mặt trời 96.100 MW, cộng với 9.900 MW thủy điện tích năng, 11.670 MW pin lưu trữ, thì dường như nước Đức có thể sống “hạnh phúc” với gió và mặt trời, lại còn thừa điện xuất khẩu ra nước ngoài.

Nhưng thời tiết không phải là thứ con người có thể điều khiển được. Bắt đầu từ chiều ngày 5/11/2024, công suất phát của điện gió chỉ đạt khoảng 2.500 MW, rồi cứ thế tụt dần xuống dưới 100 MW vào trưa ngày 6/11. Tháng 11 là mùa đông, mặt trời ở Đức cũng không còn chiếu sáng như mùa hè, hay mùa thu, nên điện mặt trời không cứu được điện gió.

Nếu chúng ta lắp đặt 1.600 MW điện khí, có thể tin tưởng hệ thống sẽ phát được 1.600 MW khi chúng ta cần (dù đó là ban ngày, hay ban đêm, mùa hè, hay mùa đông). Nhưng điện gió thì khác (khi không có gió), 71.890 MW điện gió ở Đức trở nên vô dụng.

Hình 1: Biểu đồ công suất điện của các nguồn điện khác nhau ở Đức (tuần 45), chưa bao gồm xuất, nhập khẩu. Nguồn: https://energy-charts.info/.

Giữa trưa ngày 6/11/2024, mặc dù điện mặt trời phát hết mức, hệ thống vẫn chỉ phát được 49.600 MW trong khi phụ tải lên mức 69.100 MW - tức là thiếu hụt gần 20.000 MW công suất. Rất may, nước Đức kết nối tốt với lưới điện châu Âu và đã dự báo thời tiết sẽ không có gió, nên họ tăng cường nhập khẩu điện của các nước khác để bù đắp thiếu hụt trong nước. Đến chiều (khi điện mặt trời tắt hẳn), toàn bộ hệ thống điện gió chỉ phát được 176 MW.

Cơ cấu nguồn điện phát vào lúc 5 giờ chiều ngày 6/11/2024 của Đức như trong bảng dưới đây:

Loại nguồn điện	Công suất phát, MW	Công suất đặt, MW	Tỷ lệ huy động so với công suất đặt, %
Điện mặt trời	1,6	96.100	0,0016
Điện gió trên bờ	175,9	62.670	0,2807
Điện gió ngoài khơi	0,0	9.220	0
Điện rác	1059,0	-	-
Điện khác	232,6	-	-
Thủy điện tích năng	5.411,0	9.870	54,82
Thủy điện	2.363,6	6.440	36,71
Địa nhiệt	16,4	-	-
Điện khí	15.063,0	36.660	41,09
Điện dầu	981,4	4.440	22,10
Điện than đá	7.383,0	16.000	46,14
Điện than nâu	12.148,0	15.190	79,97
Sinh khối	4.205,0	9.060	46,41

Sự thiếu hụt nguồn đột ngột dẫn đến giá chào trên thị trường điện giao ngay của Đức là 820,11 Euro/MWh (82,011 Cent/kWh - tương đương 22.140 đồng Việt Nam/kWh) vào lúc 5 giờ chiều ngày 6/11/2024. Người tiêu dùng sẽ không phải chịu ngay giá cao đó, mà sẽ tính vào trung bình giá của tháng, quý, hay năm (tùy theo hợp đồng mua điện họ ký với công ty phân phối điện).

Hình 2: Biểu đồ biến thiên sản lượng và giá điện ở Đức (tuần 45). Nguồn: https://energy-charts.info/.

Trong tháng 11/2024, nước Đức xuất khẩu 4,6 tỷ kWh điện và nhập khẩu 6,1 tỷ kWh. Trong sơ đồ, nước Đức nhập khẩu ròng điện từ Đan Mạch, Pháp, Hà Lan, Na Uy, Thụy Điển; xuất khẩu ròng sang Ba Lan, Áo, Séc, Luxumbur và xuất, nhập cân bằng với Bỉ, Thụy Sĩ.

Hình 3: Xuất nhập khẩu điện của Đức với các nước xung quanh (tháng 11/2024).

Bài học cho Việt Nam:

1. Muốn tăng công suất năng lượng tái tạo lên quy mô, tỷ trọng lớn trong hệ thống, phải có kết nối liên quốc gia tốt với các nguồn điện tin cậy.

2. Sẵn sàng cho các tình huống điện gió và mặt trời mất hoàn toàn. Mặt khác, có phương án huy động nguồn dự trữ với giá cao.

3. Duy trì các nguồn điện chủ động (nhiệt điện, thủy điện, điện rác, sinh khối…) với công suất đủ bù đắp khi mất điện gió và mặt trời.

4. Dần nâng công suất dự trữ năng lượng bằng thủy điện tích năng, pin lưu trữ và phát triển nguồn điện hạt nhân.

Kỳ tới: Nguồn cung từ năng lượng tái tạo tăng cao - Một số hệ lụy và giải pháp tình thế của châu Âu

ĐÀO NHẬT ĐÌNH - CHUYÊN GIA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Read More

'Chìa khóa' giúp Việt Nam phát triển điện hạt nhân

 

rao đổi với phóng viên TTXVN tại London về tình hình phát triển điện hạt nhân tại châu Âu, chuyên gia Bùi Nguyễn Hoàng, kỹ sư, điều phối thiết kế công trình, dự án EPR2 thuộc Tập đoàn điện lực Pháp (EDF), cho biết từ sau đại dịch COVID-19 và đặc biệt khủng hoảng khí đốt do xung đột tại Ukraine, nhiều nước châu Âu đã coi điện hạt nhân là nguồn năng lượng sạch giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào việc nhập khẩu năng lượng giá rẻ, đảm bảo an ninh năng lượng và đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0.

• Điện hạt nhân cần phải tính đến trong dài hạn và là tất yếu

• Trách nhiệm, bài bản khi tái khởi động dự án điện hạt nhân

Ông Bùi Nguyễn Hoàng là kỹ sư xây dựng, điều phối thiết kế công trình, dự án EPR2 xây dựng 6 lò phản ứng hạt nhân tại Penly, Gravelines và Bugey của Tập đoàn điện lực Pháp (EDF). Ảnh: TTXVN phát

Sự ra đời của Liên minh châu Âu (EU) phát triển năng lượng hạt nhân vào tháng 2/2023 khẳng định chiến lược phát triển hạt nhân tại nhiều quốc gia châu Âu. Hiện nay, liên minh này bao gồm 12 thành viên chính thức trong tổng số 27 quốc gia thành viên EU ( Croatia,

Bulgaria, Séc, Phần Lan, Pháp, Hungary, Hà Lan, Romania, Slovakia, Slovenia, Tây Ban Nha và Thụy Điển) và 2 quan sát viên (Bỉ, Italy).

Với Anh, trong Sách Trắng về phát triển năng lượng được xuất bản năm 2020, chính phủ nước này khẳng định vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lượng hạt nhân trong lộ trình đảm bảo phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Hiện nay, Anh có 9 lò phản ứng hạt nhân đang vận hành với tổng công suất 6,5 GW. Trong năm 2023, điện hạt nhân chiếm 15% tổng sản lượng điện toàn Anh. Hai lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới EPR với tổng công suất 3,2 GW đang được xây dựng tại Hinkley Point (Somerset), dự kiến sẽ đi vào sử dụng năm 2029. Cơ quan An toàn hạt nhân Anh (ONR) đã cấp phép xây dựng 2 lò phản ứng EPR tiếp theo tại làng chài Sizewell (ở Suffolk) vào tháng 5/2024. Anh đặt mục tiêu phát triển năng lượng hạt nhân với tổng công suất là 24 GW đến năm 2050, đảm bảo cung cấp 25% nhu cầu điện trong nước.

Tại Hội nghị thượng đỉnh lần thứ 26 các bên tham gia Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (COP 26) năm 2021, các nước châu Âu và Anh tiên phong cam kết đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Để đạt được mục tiêu này, bên cạnh việc tiếp tục nâng cao hiệu quả sử dụng điện, xu hướng điện hóa giao thông, vận tải và công nghiệp là tất yếu. Nhu cầu sử dụng điện sẽ càng tăng cao. Tại Anh, dự kiến nhu cầu sử dụng điện sẽ tăng gấp 2 vào năm 2050 so với 2020. Vì vậy, Chính phủ Anh rất coi trọng việc phát triển điện hạt nhân, song song với phát triển năng lượng tái tạo, công nghệ sản xuất hydrogen sạch và công nghệ thu hồi và lưu trữ CO2.

Được coi là nguồn năng lượng sạch, điện hạt nhân đang đóng vai trò then chốt trong bảo vệ môi trường, đạt mục tiêu phát thải ròng bằng 0 và điều này cũng được khẳng định trong tuyên bố chung của hơn 20 quốc gia tại Hội nghị thượng đỉnh COP 28. Trong tuyên bố chung này, Mỹ, Pháp, Nhật Bản, Hàn Quốc, Anh và các quốc gia khác đã đặt mục tiêu phát triển và tăng gấp 3 công suất điện hạt nhân đến năm 2050.

Từ sau đại dịch COVID-19 và đặc biệt khủng hoảng khí đốt do xung đột tại Ukraine, việc đảm bảo an ninh năng lượng là vấn đề vô cùng quan trọng đối với các quốc gia EU. Các quốc gia thành viên liên minh này nhận thấy sự cần thiết tự chủ về năng lượng, giảm thiểu sự phụ thuộc vào việc nhập khẩu năng lượng giá rẻ. Nhiều nước đã có chính sách từ bỏ điện hạt nhân như Hà Lan, Thụy Điển, Bỉ, Italy tham gia Liên minh châu Âu phát triển năng lượng hạt nhân. Tại Pháp, tập đoàn điện lực Pháp (EDF) đang chuẩn bị xây dựng 6 lò phản ứng hạt nhân EPR2 tại 3 địa điểm gồm Penly, Gravelines và Bugey.

Liên quan đến việc Việt Nam tái khởi động dự án phát triển điện hạt nhân, kỹ sư Bùi Nguyễn Hoàng đánh giá Việt Nam đang có một số nền tảng thuận lợi cơ bản. Trước hết, nhiều nghiên cứu liên quan đến chiến lược phát triển, nghiên cứu tiền khả thi (Pre-FS) xây dựng điện hạt nhân ở Việt Nam đã được thực hiện. Luật Năng lượng Nguyên tử được Quốc hội thông qua năm 2008 tạo cơ sở pháp lý cho xây dựng nhà máy điện hạt nhân, cũng như các hoạt động trong lĩnh vực năng lượng nguyên tử. Việt Nam cũng đã nghiên cứu, lựa chọn hai địa điểm quan trọng, đáp ứng đủ các điều kiên khắt khe cho xây dựng hai nhà máy điện hạt nhân ở tỉnh Ninh Thuận. Trong quá trình chuẩn bị dự án Ninh Thuận 1, công nghệ lò nước nhẹ cải tiến VVER-1200 (AES-2006) do Nga phát triển đã được nghiên cứu và lựa chọn.

Tuy nhiên, phát triển điện hạt nhân ở Việt Nam cũng có một số thách thức không nhỏ, trong đó có vấn đề liên quan đến ngân sách đầu tư lớn, năng lực quản lý các dự án lớn đảm bảo xây dựng đúng tiến độ, kiểm soát chất lượng và chi phí, phát triển nguồn nhân lực…

Từng tham gia xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân tại Anh, kỹ sư Bùi Nguyễn Hoàng nhận định rằng kinh nghiệm phát triển điện hạt nhân ở các nước tiên tiến, cũng như bài học từ các sự cố hạt nhân cho thấy vấn đề phát triển nguồn nhân lực và xây dựng văn hóa an toàn là một trong những yếu tố then chốt cho thành công của Việt Nam. Tại Pháp, để chuẩn bị cho dự án xây dựng 6 lò phản ứng hạt nhân, dự kiến sẽ cần đào tạo và tuyển dụng từ 10.000 đến 15.000 kỹ sư, kỹ thuật viên, công nhân trong nhiều ngành nghề khác nhau trong giai đoạn 2023-2030. Vì vậy, Việt Nam cần có chính sách thu hút và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng, chuyên nghiệp và đặc biệt chú trọng trong việc xây dựng văn hóa an toàn. Một số nghề quan trọng như thợ hàn, công nhân chế tạo và lắp đặt đường ống… cần được đào tạo và thực hành để đảm bảo yêu cầu chất lượng khắt khe trong quá trình xây dựng.

Ông Bùi Nguyễn Hoàng là kỹ sư xây dựng, điều phối thiết kế công trình, dự án EPR2 của Tập đoàn điện lực Pháp (EDF) xây dựng 6 lò phản ứng hạt nhân tại Penly, Gravelines và Bugey. Ông từng tham gia xây dựng nhà máy điện hạt nhân Hinkley Point C của EDF ở Bridgwater, vùng Somerset, Anh.

Phong Hà (TTXVN

Read More