Điện gió ngoài khơi là một trong những nguồn năng lượng tái tạo đang được quan tâm và đầu tư mạnh mẽ trên thế giới nhờ khả năng khai thác hiệu quả tiềm năng gió biển. Với lợi thế gió ổn định, cường độ lớn và không bị che chắn bởi địa hình, các dự án điện gió ngoài khơi mang lại sản lượng điện cao và ổn định hơn so với điện gió trên đất liền. Việc hiểu rõ điện gió ngoài khơi là gì và cơ chế hoạt động của hệ thống tuabin gió trên biển sẽ giúp doanh nghiệp, nhà đầu tư và các bên liên quan có cái nhìn toàn diện về công nghệ này cũng như vai trò của nó trong chiến lược phát triển năng lượng bền vững.

Điện gió ngoài khơi là gì?

Điện gió ngoài khơi là hình thức sản xuất điện từ năng lượng gió bằng cách xây dựng các trang trại tuabin gió ngoài biển, thường nằm cách bờ từ vài km đến hàng chục km. Việc đặt tuabin trên biển giúp tận dụng nguồn gió mạnh, ổn định và ít bị cản trở bởi địa hình, công trình hay thảm thực vật như trên đất liền, từ đó nâng cao hiệu suất phát điện.

Xét về mặt kỹ thuật, điện gió ngoài khơi hiện nay được chia thành hai loại chính: điện gió ngoài khơi cố định đáy và điện gió ngoài khơi nổi.

• Điện gió ngoài khơi cố định đáy là dạng phổ biến nhất hiện nay, trong đó các tuabin được lắp đặt trên móng cố định (móng cọc, móng jacket hoặc móng trọng lực) gắn trực tiếp xuống đáy biển. Loại hình này phù hợp với những khu vực có độ sâu nước tương đối nông, thường từ vài chục mét và tối đa khoảng 60-80 mét, nơi điều kiện địa chất cho phép thi công móng vững chắc.
• Điện gió ngoài khơi nổi là công nghệ mới hơn, trong đó tuabin gió được đặt trên các kết cấu nổi và được neo giữ bằng hệ thống dây neo xuống đáy biển. Giải pháp này cho phép phát triển điện gió tại các vùng biển có độ sâu lớn, thường từ khoảng 70 mét trở lên, nơi phương án cố định đáy không còn khả thi. Điện gió nổi mở ra tiềm năng khai thác gió rất lớn tại các vùng biển xa bờ.

Nguyên lí hoạt động của điện gió ngoài khơi

Nguyên lý hoạt động của điện gió ngoài khơi dựa trên việc khai thác năng lượng động học của gió để chuyển hóa thành điện năng phục vụ đời sống và sản xuất.

Trước hết, khi gió thổi qua khu vực đặt tuabin, các cánh quạt được thiết kế với hình dạng khí động học sẽ thu nhận năng lượng từ luồng gió. Dưới tác động của gió, cánh quạt bắt đầu quay quanh trục. Cường độ gió càng lớn thì tốc độ quay của cánh quạt càng cao, từ đó tạo ra nhiều năng lượng hơn.

Chuyển động quay của các cánh quạt được truyền vào trục truyền động nằm bên trong thân tuabin. Trục truyền động đóng vai trò như cầu nối cơ học, dẫn năng lượng cơ học từ rotor (cánh quạt) đến bộ phận phát điện. Trong nhiều tuabin hiện đại, hệ thống hộp số hoặc công nghệ truyền động trực tiếp được sử dụng để điều chỉnh tốc độ quay phù hợp với yêu cầu của máy phát điện.

Tiếp theo, máy phát điện sẽ chuyển đổi năng lượng cơ học này thành năng lượng điện thông qua nguyên lý cảm ứng điện từ. Khi trục quay làm rotor trong máy phát chuyển động, dòng điện xoay chiều được tạo ra với điện áp và tần số phù hợp.

Sau khi được tạo ra, dòng điện sẽ được dẫn xuống theo tháp tuabin, truyền qua hệ thống cáp ngầm dưới biển đến trạm biến áp ngoài khơi hoặc trên bờ. Tại đây, điện năng được nâng hoặc hạ áp phù hợp trước khi hòa vào lưới điện quốc gia và phân phối đến các hộ gia đình, trường học, nhà máy, khu công nghiệp và nhiều công trình khác.

Ưu điểm của điện gió ngoài khơi

Điện gió ngoài khơi ngày càng được đánh giá là một trong những trụ cột quan trọng của hệ thống năng lượng tái tạo toàn cầu. Không chỉ góp phần giảm phát thải khí nhà kính, loại hình năng lượng này còn mở ra cơ hội sản xuất điện quy mô lớn, ổn định và bền vững trong dài hạn.

Góp phần đạt mục tiêu khí hậu toàn cầu

Điện gió ngoài khơi đóng vai trò then chốt trong quá trình chuyển đổi năng lượng nhằm hạn chế sự nóng lên toàn cầu ở mức 1,5°C theo các cam kết quốc tế. Việc khai thác nguồn gió dồi dào ngoài biển giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, từ đó cắt giảm đáng kể lượng khí CO₂ phát thải ra môi trường. Đây là giải pháp năng lượng sạch phù hợp với chiến lược phát triển bền vững của nhiều quốc gia.

Nguồn gió mạnh và ổn định hơn so với trên bờ

Một trong những lợi thế lớn nhất của điện gió ngoài khơi là điều kiện gió thuận lợi. Ngoài biển, gió thường thổi mạnh hơn, ổn định hơn và ít bị cản trở bởi địa hình hay công trình xây dựng. Nhờ đó, các tuabin gió ngoài khơi có hệ số công suất cao, giúp sản xuất điện đều đặn và hiệu quả hơn so với điện gió trên bờ.

Khả năng phát điện quy mô lớn

Không gian biển rộng lớn cho phép triển khai các trang trại điện gió với quy mô rất lớn, bao gồm hàng chục đến hàng trăm tuabin. Điều này giúp điện gió ngoài khơi trở thành nguồn cung điện năng quan trọng cho các khu vực đô thị, khu công nghiệp và hệ thống lưới điện quốc gia, đặc biệt là tại các quốc gia có đường bờ biển dài.

Hạn chế xung đột về sử dụng đất

So với điện gió trên bờ, điện gió ngoài khơi ít gây xung đột trong sử dụng đất và hạn chế ảnh hưởng trực tiếp đến khu dân cư. Việc đặt tuabin ngoài biển giúp tránh các vấn đề liên quan đến tiếng ồn, cảnh quan hay giải phóng mặt bằng, đồng thời giảm áp lực lên quỹ đất liền vốn ngày càng khan hiếm.

Khả năng cùng tồn tại với hệ sinh thái và các hoạt động biển

Nhiều nghiên cứu cho thấy điện gió ngoài khơi có thể được quy hoạch để cùng tồn tại hài hòa với hệ sinh thái biển và các hoạt động khác như hàng hải, nuôi trồng thủy sản hoặc khai thác biển. Khi được thiết kế và quản lý hợp lý, các trang trại điện gió còn có thể tạo ra những khu vực bảo tồn sinh học tự nhiên quanh móng trụ tuabin.

Thúc đẩy phát triển kinh tế và công nghiệp xanh

Sự phát triển của điện gió ngoài khơi kéo theo nhu cầu lớn về khảo sát, thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành và bảo trì. Điều này tạo ra nhiều việc làm chất lượng cao, thúc đẩy chuỗi cung ứng công nghiệp và góp phần hình thành các ngành công nghiệp xanh mới, đặc biệt tại các quốc gia ven biển.

Kết luận

Hiểu rõ điện gió ngoài khơi là gì và ứng dụng đúng các giải pháp kỹ thuật ngay từ đầu sẽ giúp các dự án phát triển bền vững, đáp ứng mục tiêu giảm phát thải và góp phần xây dựng tương lai năng lượng xanh cho Việt Nam và thế giới.

Với năng lực công nghệ cùng kinh nghiệm triển khai thực tế, LASI sẵn sàng trở thành đối tác tin cậy, góp phần đưa các dự án điện gió ngoài khơi triển khai an toàn, hiệu quả và bền vững trong dài hạn. Liên hệ LASI ngay hôm nay để được tư vấn và hỗ trợ!

CÔNG TY CỔ PHẦN VẬT TƯ KHOA HỌC KỸ THUẬT – LASI

• Trụ sở: LASI Building, 345 Kim Mã, Giảng Võ, Hà Nội
• VP Hà Nội: Lô 1-M1, Khu đô thị mới Yên Hòa, Yên Hòa, Hà Nội
• VP Cần Thơ: 01 Đường B16, KDC 91B, Tân An, Cần Thơ
• Hotline: 0988 279 911 – (84-24) 3771 2880
• Email: Info@lasi.com.vn