Gió là một dạng năng lượng mặt trời và nó là kết quả của việc mặt trời, bề mặt không bằng phẳng của trái đất, và việc quay tròn của trái đất đốt nóng không đều trong bầu khí quyển. Gió thổi hướng và tốc độ thay đổi và có thể bị biến đổi do nước, khu vực và địa hình địa lí. Con người sử dụng gió ( năng lượng động năng) để phục vụ rất nhiều mục đích như: chèo thuyền buồm, thả diều và thậm chí là tạo ra điện.
Cụm từ năng lượng gió có thể miêu tả là quá trình gió được sử dụng để tạo ra năng lượng cơ học hay năng lượng điện. Tua bin gió chuyển hóa động năng thành cơ năng. Cơ năng có thể được dùng để sử dụng cho các nhiệm vụ khác nhau như( xay hoặc nghiền ngũ cốc, bơm nước), hoặc chúng có thể được chuyển hóa để tạo ra điện.
Để khai thác năng lượng gió, ta triển khai & lắp đặt các tua bin gió.
Các loại tua bin gió
Tua bin gió hiện đại được chia theo hai nhóm: tua bin gió trục ngang, và tua bin gió trục dọc. Tua bin gió trục ngang thông thường thường có hai hoặc ba cánh quạt. Những loại tua bị gió có ba cánh hoạt động theo cơ chế gió thẳng đứng những cánh quạt này sẽ đối diện trực tiếp với gió, tua bin gió có thể được xây dựng ở đát liền hoặc gần bờ biển ở những khu vực như đại dương hoặc các hồ chứa lớn.
Công suất của tua bin gió
Lượng điện mà các chuỗi tua bin gió đa năng có thế tạo ra được là cao khoảng từ 100KW đến cỡ vài MW. Các tua bin gió lớn hơn thì có chi phí cao và thường được lắp đặt ở những khu vực người ta thường gọi là cánh đồng tua bin gió, chúng dùng để cung cấp điện cho một khu vực dân cư nhất định. Trong những năm gần đây do nguồn nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt cùng với tác động ô nhiễm của chúng đối với môi trường nên số lượng tua bin gió cũng tăng lên đáng kể đặc biệt ở những khu vực gần biển lớn, hoặc khan hiếm tài nguyên thiên nhiên.
Các loại tua bin nhỏ hơn dưới 100KW thì được sử dụng trong các gia đình, cáp truyền thông, hoặc bơm nước. Đôi khi chúng cũng được sử dụng để liên kết các máy phát điện chạy bằng dầu diesel, các pin và hệ thống pin quang năng. Hệ thống này được gọi là hệ thống gió lai ( hybrid wind ) được sử dụng ở các khu vực chưa thể lắp đường dây điện hoặc các khu vực vùng sâu vùng xa.
Cơ hội cho năng lượng điện gió
Mặc dù năng lượng gió thường ít được đề cập hơn so với phương thức tiết kiệm năng lượng khác, quá trình tận dụng năng lượng gió – cả gió đất liền (onshore) và gió biển (offshore) – để tạo ra điện là một phương thức hiệu quả để giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường trong quá trình khai thác cảng. Thêm vào đó, công nghệ điện gió là tương đối tiên tiến mà lại rẻ hơn hẳn so với các dạng năng lượng tái tạo khác.
Thực tế, gió biển là là một trong những nguồn năng lượng tái tạo rẻ nhất và nhiều cảng biển hiện đang dành sự quan tâm nhiều hơn cho việc bố trí lại và phát triển nguồn lực để tận dụng những lợi ích mà các dự án điện gió mang lại. Lợi thế “rẻ” của điện gió càng được nhấn mạnh khi mà gần đây, chi phí các loại nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu, khí) tăng cao và việc sản xuất các tua-bin điện gió đã không còn quá đắt đỏ.
Mặc dù việc lắp đặt các tua-bin gió trên bờ đòi hỏi chi phí tương đối lớn, chúng ta cần lưu ý rằng việc khai thác các dự án điện gió hoàn toàn có thể bù lại chi phí đầu tư sau khi các dự án điện gió hoạt động được một thời gian nhất định, cho phép cảng biển trở nên tự chủ hơn trong nguồn cung điện.
Trong quá trình hoàn thành dự án điện gió, nhiều hạng mục công việc sẽ diễn ra tại các cảng, các hạng mục này có thể được các nhà phát triển dự án điện gió cấp vốn, do đó khoản chi phí đầu tư mà các nhà khai thác cảng phải bỏ ra là không lớn. Hiện nay các ngân hàng rất sẵn sàng cấp vốn cho các dự án có nguồn thu ổn định, và các nhà khai thác cảng có thể sử dụng thỏa thuận dài hạn với nhà đầu tư dự án điện gió (bảo đảm bằng thỏa thuận mua điện) để kêu gọi thêm vốn để tái đầu tư, nâng cấp và bảo trì cơ sở vật chất cảng.
Các dự án điện gió trên bờ có thể góp phần làm cảng thân thiện hơn với môi trường và làm giảm chi phí điện, về phần các dự án điện gió trên biển, tham gia vào quá trình phát triển các dự án này sẽ mang đến cơ hội cho các cảng có thêm nguồn thu. Các nhà khai thác cảng hoàn toàn có thể cung cấp các dịch vụ liên quan như cung cấp kho, bãi để tập kết trang thiết bị, và cung ứng các dịch vụ khác như lai dắt, hoa tiêu từ cảng đến nơi lắp đặt tháp điện gió. Các cảng sở hữu các đặc thù lý tưởng để hỗ trợ cho sự phát triển các hoạt động này.
Trong quá trình đưa một công trình điện gió trên biển vào khai thác an toàn và hiệu quả, có nhiều công đoạn và hoạt động mà nhà khai thác cảng đóng vai trò quan trọng. Đầu tiên, trong hoạt động sản xuất và xây dựng, cảng biển thường nằm ở những vị trí lý tưởng để cung cấp điểm trung chuyển cho các nhà sản xuất tua-bin gió và các bộ phận khác trong chuỗi cung ứng của họ. Ví dụ, một nhà khai thác cảng có thể cung cấp không gian kho/bãi và cơ sở vật chất cho quá trình sản xuất và lưu kho các tua-bin gió hoặc thiết lập cơ sở trung chuyển hàng hóa khác phục vụ cho dự án. Việc bố trí này mang lại lợi ích rất lớn cho các nhà phát triển dự án điện gió, vì cơ sở lắp ráp và lưu trữ gần với vị trí phát triển dự án sẽ giảm được nhiều chi phí vận chuyển.
Tua-bin gió có thể được lắp ráp trong cảng, và sau đó được vận chuyển đến vị trí lắp đặt. Phương án phổ biến nhất được sử dụng hiện nay bao gồm việc vận chuyển các tháp gió (tower), cánh quạt (blade) và vỏ tua-bin (nacelle) đến khu vực lắp đặt gần với nơi đặt các dự án điện gió; do đó, vị trí và cơ sở vật chất của các cảng mang đến một lựa chọn lý tưởng. Tua-bin gió có thể được lắp ráp trước rồi sau đó được vận chuyển bằng các xà lan tự nâng (jack-up barge) đến vị trí lắp đặt tháp điện gió.
Xem thêm: Nhà thầu thi công điện gió tại Việt Nam
Thứ hai, tua-bin đã lắp ráp xong sẽ được vận chuyển từ đất liền ra biển để lắp ráp, và chỉ có các tàu chuyên dụng thực hiện được công việc vận chuyển này. Các loại tàu chuyên dụng sẽ thường xuyên cập cảng để xếp dỡ hàng và các nhà khai thác cảng có thể cung cấp các dịch vụ hàng hải để phục vụ các tàu này bao gồm dịch vụ hoa tiêu, lai dắt. Các loại dịch vụ này có thể được sử dụng để vận chuyển các loại cáp hoặc các trang thiết bị khác.
Thứ ba là, các nhà khai thác cảng đóng vai trò thiết yếu đối với việc phát triển các các dự án điện gió trên biển, họ có thể cung cấp các dịch vụ để đảm bảo các tua-bin luôn trong tình trạng sẵn sàng. Tuổi thọ trung bình của một tua-bin gió vào khoảng 25 năm, và ta có thể nhận ra rằng công việc bảo dưỡng định kỳ các tua-bin gió là công việc chủ yếu của trong quá trình vận hành các dự án điện gió.
Các cảng có thể cung cấp nơi cư trú cho đội ngũ chuyên viên bảo trì, cung ứng các loại tàu để hỗ trợ đội ngũ kỹ thuật kịp thời phản ứng khi các tua-bin gặp sự cố, cung cấp hệ thống kho bãi để lưu trữ các trang thiết bị cũng như là không gian cho các hoạt động sửa chữa.
Xem thêm: Bảo trì điện gió
Do nhiều dự án điện gió ngày càng được mở rộng và triển khai xa bờ, để tổ chức hoạt động bảo trì, đơn vị phát triển dự án sẽ sử dụng trực thăng để vận chuyển và thu xếp nơi sinh hoạt cho đội ngũ khai thác trên biển; các nhà khai thác cảng có thể cung cấp những dịch vụ hỗ trợ cho nhu cầu này.
Tổng hợp
