Năm 2022 chứng kiến sự bùng nổ của các giải pháp năng lượng tái tạo nhằm giúp thế giới giảm nhiên liệu hóa thạch và chống biến đổi khí hậu.
Ban biên tập của tạp chí công nghệ và thiết kế Designboom vừa công bố 10 sáng kiến nổi bật đến từ ngành năng lượng tái tạo.
Đầu tiên là bộ chuyển đổi năng lượng sóng (WEC) của công ty R&D Sea Wave Energy Limited (SWEL) có trụ sở tại Vương quốc Anh và Cyprus. Thiết bị trông như xương sống nổi trên mặt nước, khai thác sức mạnh của sóng để sản xuất điện, cung cấp một giải pháp thay thế ít bảo trì và thân thiện với khí hậu cho các công nghệ truyền thống.
Vào tháng 1/2022, sau nhiều nghiên cứu và thử nghiệm, SWEL đã tiết lộ concept thiết kế mới nhất của mình. Nó bao gồm một số nền tảng nổi được liên kết thông qua một hệ thống năng lượng trung tâm, tạo ra thiết bị module uốn lượn linh hoạt theo chuyển động của sóng. Trong điều kiện thích hợp, SWEL ước tính công suất do một WEC duy nhất tạo ra có thể đạt tới 100 MW. Thử nghiệm thực tế cũng cho thấy công suất sóng càng lớn thì càng có thể khai thác được nhiều năng lượng hơn. Ảnh: SWEL
Dự án HelioWater của công ty Marine Tech. HelioWater bao gồm các quả cầu lớn gắn trên khung kim loại và dựa trên một tấm pin mặt trời lớn phía dưới để cung cấp năng lượng cho quá trình lọc nước, với mỗi module 1 m2 có thể tạo ra 10 lít nước mỗi ngày. Phương pháp này hoàn toàn độc lập và hoạt động bằng cách sử dụng quá trình bay hơi, ngưng tụ và khoáng hóa. Nước biển được bơm vào quả cầu, nơi nó bay hơi và ngưng tụ trên bề mặt bên trong của mái vòm trên cùng. Nước uống sạch sau đó chảy xuống đáy và được bơm đi. Ảnh: HelioWater
Năm 2022, công ty Unéole của Pháp ra mắt thiết bị phát điện hỗn hợp có thể tăng sản lượng năng lượng lên 40% so với pin mặt trời truyền thống. Về mặt cấu trúc, nó là sự kết hợp giữa các turbine gió trục đứng và pin năng lượng mặt trời với tổng chiều cao khoảng 4 m. Kích thước dài và rộng của nó, tương ứng với số lượng turbine và tấm pin mặt trời, có thể được điều chỉnh dựa trên thuật toán để phù hợp với từng công trình.
Trong khi quang điện phụ thuộc vào bức xạ mặt trời, turbine gió có thể hoạt động vào ban đêm hoặc trong điều kiện mùa đông bức xạ yếu, tạo nên sự bổ sung hoàn hảo. Để đảm bảo lượng khí thải carbon thấp, các turbine gió được chế tạo từ vật liệu tái chế như nhôm và thép không gỉ. Việc sản xuất có thể được thực hiện tại địa phương cũng sẽ giúp giảm lượng khí thải của hệ thống. Ảnh: Unéole
Công ty Thụy Điển SeaTwirl đang phát triển turbine gió nổi trục dọc công suất 1 MW mang tên S2x, bản thử nghiệm cho sản phẩm thương mại đầu tiên của hãng này. Thiết bị gồm ba cánh quạt gắn trên một trụ nổi với trọng tâm thấp và đế nặng đóng vai trò như sống thuyền giúp giữ thăng bằng. Nó nằm trong một hệ thống phát điện tĩnh được neo xuống đáy biển. Khi các cánh quạt đón gió, toàn bộ trục sẽ quay, máy phát điện tạo ra năng lượng và truyền vào bờ thông qua dây cáp.
S2x dự kiến cao khoảng 55 m so với mặt nước và cột trụ trung tâm sẽ chạm xuống sâu 80 m. Do đó, nó cần lắp đặt trong vùng biển sâu. SeaTwirl đề nghị độ sâu tối thiểu là 100 m. Turbine sẽ ngắt điện nếu tốc độ gió vượt 90 km/h, dù nó được thiết kế để chịu tốc độ gió lên đến 180 km/h. Thiết bị sẽ có tuổi thọ 25 – 30 năm. New Atlas vào tháng 9 đưa tin SeaTwirl đã ký thỏa thuận với công ty Westcon để lắp đặt nguyên mẫu S2x ở vùng biển gần Bokn, Na Uy. Thiết bị dự kiến bắt đầu hoạt động vào năm 2023 với thời gian thử nghiệm khoảng 5 năm. Ảnh: SeaTwirl
Vào tháng 6 năm nay, công ty khởi nghiệp Lightyear của Hà Lan đã giới thiệu một mẫu xe năng lượng mặt trời đột phá mang tên Lightyear 0. Bằng cách trang bị những tấm pin mặt trời được tối ưu hóa trên nóc và nắp ca-pô, chiếc xe có thể chạy hàng tuần, thậm chí hàng tháng mà không cần sạc nhờ phạm vi năng lượng mặt trời bổ sung hàng ngày lên đến 70 km.
“Ở vùng khí hậu nhiều mây, dựa trên quãng đường di chuyển trung bình khoảng 35 km mỗi ngày, bạn có thể lái xe tới hai tháng trước khi nghĩ đến việc sạc pin. Ở các nước nắng hơn, thời gian đó có thể lên đến 7 tháng”, công ty cho biết.
Lightyear 0 sử dụng bộ pin sạc nhanh dung lượng 60 kWh với phạm vi hoạt động lên tới 625 km theo chuẩn WLTP và 560 km trên đường cao tốc ở tốc độ 110 km/h. Xe có khả năng tăng tốc từ 0 lên 100 km/h trong 10 giây và đạt tốc độ tối đa 160 km/h. Ảnh: Lightyear
Thiết kế pin năng lượng mặt trời truyền thống là những tấm hình chữ nhật hoặc vuông đặt trên mái nhà. Với pin mặt trời thông minh hình bông hoa hướng dương Smartflower, người dùng giờ đây có thể đặt thiết bị trong vườn hoặc sân sau nhà.
Theo công ty phát triển cùng tên, Smartflower có khả năng tự làm sạch bụi bẩn và chuyển động hướng về Mặt Trời suốt cả ngày, giúp tạo ra nhiều năng lượng hơn 40% so với pin mặt trời truyền thống. Thiết bị được thiết kế có thể tháo rời và lắp ráp lại dễ dàng, thuận tiện cho việc di chuyển khi cần. Ảnh: Michel Bost
Thiết kế turbine nổi trục dọc VAWT của công ty World Wide Wind có trụ sở tại Na Uy tiếp cận năng lượng gió theo hướng khác biệt. Nó có hai bộ cánh quạt xoay theo chiều ngược nhau và nghiêng theo chiều gió, giúp tăng hiệu quả sản xuất điện.
Trong một tuyên bố vào tháng 8, công ty cho biết các turbine VAWT của họ có thể đạt chiều cao 400 m và công suất 40 MW/đơn vị, lớn hơn gấp đôi so với những mẫu turbine lớn nhất hiện nay như MingYang Smart Energy 16.0-242, cao 242 m và có công suất thiết kế 16 MW. World Wide Wind đặt mục tiêu thử nghiệm mô hình 3 MW vào năm 2026 và phiên bản hoàn thiện 40 MW vào năm 2029. Ảnh: World Wide Wind
Công ty vật liệu tái tạo Stora Enso có trụ sở tại Phần Lan đang cung cấp năng lượng cho xe điện bằng cách sử dụng pin làm từ lignin, một hợp chất cao phân tử có trong thực vật. Cây cối chứa 20 – 30% lignin đóng vai trò là chất kết dính mang lại độ cứng cho gỗ. Hợp chất này là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất sợi cellulose và các công ty từ lâu đã chuyển sang sử dụng và tái chế nó như một nguồn carbon tái tạo. Stora Enso chọn lignin như một giải pháp thay thế dựa trên sinh học cho nhiên liệu hóa thạch và khí đốt để điều khiển phương tiện giao thông trong tương lai. Ảnh: Stora Enso
Các nhà nghiên cứu quốc tế tại Viện Kỹ thuật liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) đã tìm ra cách sản xuất nhiên liệu hàng không dựa trên nước, CO2 và ánh sáng mặt trời. Nhóm đã thiết kế một tòa tháp “tất cả trong một” sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra loại nhiên liệu tổng hợp thay thế cho các nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch như dầu hỏa và diesel. Sản phẩm cuối cùng bền vững và hoàn toàn tương thích với cơ sở hạ tầng hàng không hiện có để vận chuyển, lưu trữ và sử dụng trong động cơ phản lực. Mặc dù hiện tại thiết bị chỉ có thể chuyển đổi khoảng 4% năng lượng mặt trời thành nhiên liệu, nhóm nghiên cứu cho biết họ sẽ cố gắng tăng hiệu suất này lên trên 15%. Ảnh: ETH Zurich
Công ty VAXA có trụ sở tại Iceland chuyển đổi năng lượng sạch thành dinh dưỡng bền vững bằng cách sử dụng tảo. Công nghệ canh tác thẳng đứng mang tính đột phá của họ cho phép vi tảo phát triển trong nhà, hoàn toàn không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết bên ngoài. Được chiếu sáng bằng đèn LED UV, các module kín và bảo đảm sinh học cho phép sản xuất quanh năm tảo tươi chất lượng cao và không chứa mầm bệnh với thành phần nhất quán.
Cơ sở của VAXA được tích hợp với một trong những nhà máy địa nhiệt lớn nhất thế giới, sử dụng các sản phẩm phụ của nó – khí thải CO2 tự nhiên, nước nóng và lạnh và 100% năng lượng tái tạo – để sản xuất vi tảo trung hòa carbon. Theo trang web của công ty, tảo rất giàu protein và không giống như các nguồn thực vật khác như đậu nành, nó chứa đầy đủ các axit amin thiết yếu và một số lượng lớn dưỡng chất thực vật. Ảnh: VAXA
