Các nhà nghiên cứu tìm kiếm giải pháp mới cho gió ngoài khơi Na Uy

Các nhà nghiên cứu tìm kiếm giải pháp mới cho gió ngoài khơi Na Uy

    Các nhà nghiên cứu tìm kiếm giải pháp mới cho gió ngoài khơi Na Uy
    bởi Đại học Agder

    Researchers hunt new solutions for Norwegian offshore wind
    Giáo sư Geir Grasmo của UiA cho biết: “Một trang trại gió ở vùng biển Na Uy phải bền vững theo cách tốt nhất có thể để có tuổi thọ lâu dài trong môi trường khắc nghiệt và đòi hỏi khắt khe”. Ảnh: Đại học Agder


    Geir Grasmo, Giáo sư tại Đại học Agder (UiA) cho biết: “Chúng tôi biết rất nhiều về cối xay gió trên đất liền và đôi điều về tua-bin gió đáy cố định trên biển, nhưng lại biết rất ít về tua-bin gió nổi”.

    Grasmo lãnh đạo nhóm nghiên cứu công nghệ của UiA về gió ngoài khơi và Trung tâm Cơ điện tử ngoài khơi đổi mới dựa trên nghiên cứu.

    Grasmo nói: "Chúng tôi không có câu trả lời thỏa đáng về cách tận dụng tốt nhất khả năng gió ngoài khơi cũng như cách chúng tôi có thể thiết kế, xây dựng, vận hành, bảo trì và quản lý các cánh đồng trên biển trong điều kiện khắc nghiệt".

    Các nhà nghiên cứu làm việc trong lĩnh vực cơ điện tử thường kết hợp các ngành khác nhau, bao gồm cơ khí và điện tử, công nghệ máy tính, CNTT và trí tuệ nhân tạo.

    Bằng cách kết hợp một số lĩnh vực, họ có thể phát triển các hệ thống giám sát và kiểm soát tiên tiến. Họ có thể điều khiển từ xa robot, máy bay không người lái, cần cẩu và tàu dưới nước. Các nhà nghiên cứu cũng có thể phát triển các hệ thống theo dõi và kiểm soát hoạt động của các tuabin gió ngoài khơi từ đất liền.

    Các nhà nghiên cứu của UiA có nhiều kinh nghiệm trong việc phát triển cần cẩu ngoài khơi, giải pháp cơ học và hệ thống điều khiển để sử dụng trên tàu và giàn khoan dầu ở Biển Bắc. Chuyên môn này đã được xây dựng qua nhiều thập kỷ hợp tác với GCE NODE, một cụm công nghệ đại dương và ngành cung cấp quốc tế ở Agder.

    Grasmo nói: “Chuyên môn và kinh nghiệm này mang lại cho chúng tôi một lợi thế khi chúng tôi hiện đang góp phần phát triển ngành công nghiệp gió ngoài khơi của Na Uy trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

    Công nghệ non nớt
    Ngành công nghiệp và các nhà nghiên cứu đồng ý rằng gió ngoài khơi là một công nghệ khá non nớt ở Na Uy.

    "Cối xay gió được phát triển để đặt trên đất liền đã được đặt trên biển trong những ngày đầu của ngành công nghiệp gió ngoài khơi. Cối xay gió đứng trên cọc và cọc được cố định dưới đáy biển. Những cối xay gió như vậy có thể được tìm thấy ở vùng nước nông gần Copenhagen," Grasmo nói.

    Theo Grasmo, vẫn còn những thách thức liên quan đến việc hợp lý hóa quy trình lắp đặt và vận hành các cơ sở cố định dưới đáy, đặc biệt là ở những khu vực biển động như của chúng ta.

    Ông nói: “Chúng tôi cần nhiều nghiên cứu hơn nữa về các trang trại gió nổi ở những khu vực có độ sâu nước lớn hơn 50–60 mét.

    Ngành công nghiệp ở Na Uy đang tìm cách phát triển chuỗi giá trị cho cả các trang trại gió cố định dưới đáy, sẽ thống trị ngành của Na Uy, và cả gió nổi ngoài khơi, mà chúng tôi có các điều kiện tiên quyết để thành thạo. Các nhà nghiên cứu cũng vậy.

    Theo chính phủ, Na Uy sẽ trở thành quốc gia hàng đầu về điện gió ngoài khơi. Mục tiêu là phân bổ các địa điểm có thể tạo ra công suất lên tới 30 GW vào năm 2040, chiếm khoảng 75% công suất trong hệ thống điện của Na Uy hiện nay.

    Nhưng gió nổi ngoài khơi vẫn còn sơ khai ở đất nước này.

    Vào cuối tháng 11 năm 2022, trang trại gió nổi đầu tiên ở Biển Bắc đã khai trương và Hywind Tampen của Equinor bắt đầu sản xuất điện. Trang trại gió bao gồm 11 tua-bin gió được đặt trên các bệ nổi. Các nền tảng được gọi là phao nổi và được neo vào đáy biển.

    Tối ưu hóa sản xuất năng lượng
    Grasmo cho biết: "Mục đích của các cối xay gió là sản xuất năng lượng. Chúng tôi đang nghiên cứu cách chúng có thể sản xuất càng nhiều điện càng tốt, riêng lẻ và tập thể trong các trang trại gió ngoài khơi".

    Không ai biết câu trả lời cho tuabin gió và trang trại gió tối ưu là gì. Nhưng chính sự tối ưu hóa này mà các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu.

    Dưới đây là một số vấn đề mà các kỹ sư tại UiA đang nghiên cứu:

    làm thế nào để xây dựng công nghiệp và cơ sở hạ tầng giữa đất liền và các trang trại gió ngoài khơi
    vật liệu nào phù hợp và bền vững nhất cho tua-bin gió, thiết bị nổi và các phương tiện sản xuất và vận chuyển điện
    làm thế nào để tối ưu hóa sản xuất năng lượng trong máy phát điện và trang trại gió
    làm thế nào để điều chỉnh việc xây dựng các đơn vị điện như bộ chuyển đổi năng lượng để sử dụng mạnh mẽ ngoài khơi
    cách tự động hóa, kiểm soát và giám sát các trang trại gió ngoài khơi
    cách đo điều kiện gió và đặt phao và tua-bin gió để tối ưu hóa sản xuất điện
    làm thế nào để kết nối các dự án gió ngoài khơi với sản xuất ngoài khơi khác, chẳng hạn như sản xuất hydro và amoniac
    cách phát triển và sử dụng các giải pháp kỹ thuật số, trí tuệ nhân tạo và CNTT để quản lý các trang trại gió
    cách phát triển các giải pháp kỹ thuật số để điều khiển và giám sát từng tuabin và toàn bộ cánh đồng cối xay gió trong khi kết nối nguồn điện từ cánh đồng với lưới điện trên bờ và sản xuất điện trên đất liền
    Tìm điều kiện gió phù hợp
    Một câu hỏi điển hình mà các nhà nghiên cứu cố gắng tìm ra câu trả lời là có thể đặt bao nhiêu tua-bin trên một phao và các phao có thể được đặt gần nhau như thế nào trong một cánh đồng để giảm thiểu sự gián đoạn.

    Grasmo nói: “Mục đích là để giảm thiểu bóng gió của tất cả các tuabin gió, kể cả khi chúng ở trên các thiết bị nổi.

    Trên đất liền, các giải pháp có thể khác nhau giữa các trang trại gió này với trang trại gió khác.

    "Với các bước di chuyển khác nhau, chúng tôi có thể điều chỉnh các trường để đảm bảo sử dụng tối đa. Chúng tôi làm điều này với các công cụ dữ liệu tiên tiến. Chúng tôi tìm cách điều chỉnh từng nhà máy riêng lẻ với nhau để toàn bộ trường hoạt động tốt nhất có thể", Grasmo nói.

    Tuổi thọ cao trong môi trường khắc nghiệt
    Tua bin gió ngoài khơi phải đứng trên nền móng hoặc phao nổi trên biển trong mọi loại thời tiết. Điều kiện thời tiết và gió là một trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu riêng biệt liên quan đến sản xuất năng lượng. Các công trình phải chịu được ứng suất lớn. Nước muối ăn mòn thiết bị và sự ăn mòn sẽ luôn là một thách thức.

    "Đó là lý do tại sao điều quan trọng là phải nghiên cứu mọi thứ, từ việc sử dụng các vật liệu khác nhau đến việc xây dựng tua-bin gió và phao cho đến neo đậu, bộ chuyển đổi năng lượng cũng như các hệ thống lắp đặt và thiết bị khác," Grasmo nói.

    Ông nhấn mạnh rằng điều quan trọng là phải nghiên cứu các hậu quả về sức khỏe, môi trường và an toàn và khí hậu.

    Grasmo nói: “Một trang trại gió ở vùng biển Na Uy phải bền vững theo cách tốt nhất có thể để có tuổi thọ lâu dài trong môi trường khắc nghiệt và đòi hỏi khắt khe.

    UiA hợp tác với nhiều bên trong Agder để phát triển ngành công nghiệp điện gió ngoài khơi. Nhóm bao gồm sáng kiến khu vực Agder, Fremtidens Havvind; Trung tâm Máy phóng Na Uy Vật liệu Tương lai; viện nghiên cứu NORCE; và Phòng thí nghiệm Đổi mới Cơ điện tử tại UiA.

    "Chúng tôi sẽ đặc biệt hỗ trợ sự phát triển của ngành cung cấp cũng như cơ sở hạ tầng và dây chuyền cung ứng phải được xây dựng để đóng góp cho sáng kiến quốc gia nhằm phát triển ngành công nghiệp gió ngoài khơi bền vững và lành mạnh về tài chính," Grasmo nói.

    Zalo
    Hotline