Tải bản đầy đủ (.docx) (30 trang)

Chuyên Đề tìm hiểu năng lượng thuỷ triều & phương pháp đập thuỷ triều ( Tidal Barrage/ tidal dam )

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.59 MB, 30 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI</b>

Nguyễn Trung Thịnh – MSSV: 20207064 Trần Ngọc Trường – MSSV: 20207069 Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS. Trương Việt Anh.

<i>Hà Nội, ngày 10 tháng 9 năm 2023</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>Lời nói đầu</b>

Hiện nay, trái đất, nơi chúng ta sinh sống, đang chịu những ảnh hưởng tiêu cực từ biến đổi khí hậu, làm cho chất lượng sống bị giảm đi đáng kể , bởi khơng khí bị ơ nhiễm, nguồn nước bị ô nhiễm, thời tiết khắc nghiệt, thiên tai, v.v . Nguyên nhân chính của biến đổi khí hậu đến từ chính đời sống sinh hoạt của con người, mà trong đó, phần lớn nguyên do là bởi việc phát thải khí nhà kính ( khí CO2, khí mê-tan, các khí khác) quá mức trong sinh hoạt giao thơng, sửdụng năng lượng hố thạch, đốt rừng, cơng nghiệp sản xuất,… . Bên cạnh những ảnh hưởng tiêu cực của biến đổi khí hậu lên đời sống nhân loại, cịn có một vấn đề đi kèm đe doạ đáng kể sự sống lồi người, đó là cạn kiệt nguồn năng lượng đến từ nhiên liệu hoá thạch ( than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên,…). Việc nguồn nhiên liệu hố thạch giảm với vận tốc chóng mặt là bởi nhiều nhân tố, bao gồm việc tiêu thụ quá mức ( dân số tăng nhanh, cách mạng công nghiệp,…) và để tìm ra giải pháp cấp thiết, con người khơng thể giảm ngay nhu cầu sử dụng năng lượng của chính họ, đó là giải pháp lâu dài, thay vào đó , nhân loại đã tập trung tìm và khai thác những nguồn năng lượng mới , những nguồn năng lượng gần như vơ hạn và ít gây ảnh hưởng tới môi trường, được họ gọi là năng lượng tái tạo.

Cuộc cách mạng khai thác nguồn năng lượng tái tạo đã diễn ra được rất nhiều năm, ngay bắt đầu từ khi con người nhận ra những biến đổi tiêu cực do sử dụng quá độ nguồn năng lượng hoá thạch. Năng lượng tái tạo là những nguồn năng lượng liên tục, được chuẩn mực của loài người cho là vơ hạn, có thể kể đến như là: năng lượng mặt trời, năng lượng thuỷ năng, năng lượng đại dương, năng lượng gió và năng lượng địa nhiệt. Hiện nay, năng lượng tái tạo đã thay thế được khoảng 16% năng lượng truyền thống, đồng thời đem lại những cải thiện rõ rệt với mơi trường và khí hậu. Năng lượng tái tạo với ưu việt là nguồn năng lượng sạch, thân thiện với mơi trường, hay có tính ứng dụng cao, tính giảm rất thấp thì cịn có những nhược điểm là chi phí chế tạo cao, khó kiểm sốt hiệu suất khai thác hay khả năng phịng tránh thiêntai thấp.

Trong các nguồn năng lượng tái tạo đang được khai thác, có một nguồn năng lượng cịn khá trẻ, nhưng đem lại hiệu quả khơng kém cạnh những “tiền năng lượng”, đó là năng lượng thuỷ triều. Tổng quan, năng lượng thuỷ triều là một dạng năng lượng đến từ việc khai thác thuỷ năng , được tạo ra bởi thuỷ triều, nhằm chuyển đổi sang các dạng năng lượng hữu ích cho đờisống con người, mà chủ yếu là năng lượng điện. Trong đề tài tìm hiểu này, chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu năng lượng thuỷ triều, từ tổng quan, đến nguyên lý khai thác và cả ứng dụng thực tiễn. Nội dung của bài đề tài được xây dựng dựa trên kiến thức chủ quan của các thành viên và bao gồm cả tham khảo tài liệu từ nhiều nguồn nên khơng thể tránh những sai sót về thơng tin hay đảm bảo tính xác minh của thơng tin, hy vọng được thầy Việt Anh cùng các bạnđóng góp ý kiến, để bài đề tài được thêm phần hoàn thiện.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>Mục lục</b>

<b>Lời nói đầu </b>

<b>I. Tổng quan về năng lượng thuỷ triều:...4</b>

<b>1. Năng lượng đại dương và thực trạng khai thác tại Việt Nam:...4</b>

<b>2. Thuỷ triều & năng lượng thuỷ triều:...4</b>

<b>a. Thuỷ triều:...4</b>

<b>b. Năng lượng thuỷ triều:...7</b>

<b>II.Nguyên lý khai thác phương pháp đập thuỷ triều & thiết bị:...12</b>

<b>1. Nguyên lý khai thác:...12</b>

<b>2. Cấu trúc đập thuỷ triều & thiết bị khai thác:...16</b>

<b>III. Đặc điểm & ứng dụng phương pháp đập thuỷ triều:...22</b>

<b>1. Đặc điểm:...22</b>

<b>2. Ứng dụng:...24</b>

<i><b>Tài liệu tham khảo...28</b></i>

<b>Mục lục hình ảnh</b>

<small>Bảng 1. Tiềm năng năng lượng biển theo IEA...6</small>

<small>Hình 1. Sự hình thành hiện tượng thuỷ triều...6</small>

<small>Hình 2: Thuỷ triều dâng & rút tại vịnh Fundy, Canada...7</small>

<small>Hình 3. Chu kì thuỷ triều dạng bán nhật triều...8</small>

<small>Hình 4. Một dạng tuabin dịng triều...10</small>

<small>Hình 5. Đầm phá thuỷ triều tại Hà Lan...11</small>

<small>Hình 6. vịnh thuỷ triều - vịnh Swansea, cơng suất 250 MW...11</small>

<small>Hình 7. Đập thuỷ điện Rance...12</small>

<small>Hình 8. Đập thuỷ triều Sihwa...13</small>

<small>Hình 9. mơ phỏng mực nước triều dâng/ rút...13</small>

<small>Hình 10. Mực nước triều lý tưởng theo thời gian...14</small>

<small>Hình 11. Phân loại hồ chứa trong thiết kế đập thuỷ triều...14</small>

<small>Hình 12. Đập thuỷ triều với hồ chứa đơn khoang...15</small>

<small>Hình 13. Sơ đồ năng lượng thu hoạch của hệ thống với hồ chứa đơn khoang...15</small>

<small>Hình 14. Sơ đồ năng lượng thu hoạch của hệ thống hồ đơn khoang, hai chiều...16</small>

<small>Hình 15. Hệ thống đập với hồ 2 khoang...17</small>

<small>Hình 16. Đồ thị sơ bộ năng lượng hệ thống đập hồ 2 khoang...17</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<small>Hình 17. Đường bộ phía trên đập thuỷ triều Rance...18</small>

<small>Hình 18. Cửa điều khiển từ...19</small>

<small>Hình 19. Cửa nắp bít...19</small>

<small>Hình 20. Cửa nâng hạ với cảm biến áp suất...20</small>

<small>Hình 21. Nhà máy điện thuỷ triều Sihwa...20</small>

<small>Hình 22. 3 kiểu tua bin trong khai thác năng lượng thuỷ triều...21</small>

<small>Hình 23. Tua bin "bulb"...22</small>

<small>Hình 24. Tua bin kaplan hướng chéo...22</small>

<small>Hình 25. Đập thuỷ triều mơ hình của Rance...23</small>

<small>Hình 26. Tua bin thực tế của nhà máy Rance...23</small>

<small>Hình 27. Một trong những thiết kế của tuabin tâm hở...26</small>

<small>Hình 28. Sơng Rance - đập thuỷ triều Rance...27</small>

<small>Hình 29. Bài nghiên cứu về tiềm năng thuỷ triều của Việt Nam...27</small>

<small>Hình 30. Tiềm năng thuỷ triều trong “ Tidal energy potential in coastal Vietnam”...28</small>

<small>Hình 31. Vịnh Gành Rái - thuộc tỉnh Vũng Tàu...28</small>

<small>Hình 32. Mực nước triều tại Vũng Tàu theo nghiên cứu của Atlat Địa Lý...29</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>I.Tổng quan về năng lượng thuỷ triều:</b>

<b>1. Năng lượng đại dương và thực trạng khai thác tại Việt Nam:</b>

Năng lượng đại dương là một dạng năng lượng tái tạo, được khai thác từ các hiện tượng tự nhiện hay các yếu tố thuộc đại dương hay biển. Đại dương có nguồn năng lượng gần như vơ hạn, đến từ những nguồn đã được con người phát hiện và nghiên cứu khai thác là năng lượng sóng biển, năng lượng thuỷ triều, năng lượng dòng triều, năng lượng nhiệt và năng lượng gradient độ mặn. Trong đó, loại năng lượng đại dương phổ biến nhất hiện nay là năng lượng thuỷ triều/ triều cường, tiếp đó đến năng lượng sóng biển và năng lượng dòng biển.

Năng lượng đại dương có tiềm năng rất lớn, theo dữ liệu của cơ quan năng lượng quốc tế IEA năm 2016: tiềm năng của năng lượng đại dương có thể lên tới 80000 TWh mỗi năm.

<i><small>Bảng 1. Tiềm năng năng lượng biển theo IEA.</small></i>

Tại Việt Nam, các chuyên gia trong và ngoài nước cho rằng: với đường bờ biển dài hơn 3000km, cùng với cường độ song biển lớn, tiềm năng năng lượng đại dương của nước ta là vôcùng lớn. Tuy nhiên, vì nhu cầu năng lượng chưa đủ cao, cùng với đó là sự khiêm tốn về mặt khoa học, kĩ thuật tại lĩnh vực năng lượng tái tạo nói chung hay năng lượng đại dương nói riêng, cho nên thực trạng cho thấy: năng lượng đại dương ở nước ta mới chỉ đang trong giai đoạn nghiên cứu, phát triển, chưa đi vào khai phá, lắp đặt.

<b>2. Thuỷ triều & năng lượng thuỷ triều:</b>

<b>a. Thuỷ triều:</b>

Thuỷ triều là hiện tượng nước sông hoặc biển dâng lên/ rút xuống theo một chu kì thời gian nhất định, phụ thuộc vào các biến chuyển thiên văn. Thuỷ triều được tạo ra do sự chênh lệch lực hấp dẫn của Mặt Trăng và Mặt Trời tác dụng lên một điểm trên Trái Đất, kết hợp cùng với chuyển động qua của chính Trái Đất.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<i><small>Hình 1. Sự hình thành hiện tượng thuỷ triều.</small></i>

Những biến đổi thủy triều trải qua các giai đoạn sau:

+ Triều dâng : xảy ra khi mực nước biển dâng lên trong vài giờ, làm ngập vùng gian triều.+ Triều cao/ đỉnh triều : nước dâng lên đến điểm cao nhất của nó.

+ Triều xuống : mực nước biển hạ thấp trong vài giờ làm lộ ra vùng gian triều.+ Triều thấp/ chân triều : nước hạ thấp đến điểm thấp nhất của nó.

Thủy triều tạo ra các dịng chảy có tính dao động gọi là dịng triều hay triều lưu. Thời điểm mà dòng triều ngừng chuyển động được gọi là nước chùng hoặc nước đứng.

Hiện tượng thủy triều phổ biến nhất là bán nhật triều và nhật triều, triều hỗn hợp:

+ Bán nhật triều: chu kì 12 tiếng 25 phút, tức là hai lần nước lớn trong ngày có đỉnh khơng bằng nhau; chúng bao gồm mực nước lớn cao và mực nước lớn thấp trên đồ thị triều. Tương tự đối với hai lần nước ròng gồm nước ròng cao và nước ròng thấp.

+ Nhật triều: chu kì 24 tiếng 50 phút.

+ Triều hỗn hợp: tại một vị trí, có sự thay đổi giữa bán nhật triều và nhật triều theo chu kì nửatháng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<i><small>Hình 2: Thuỷ triều dâng & rút tại vịnh Fundy, Canada.</small></i>

<small> Một số khái niệm của thuỷ triều: </small>

+ Chu kỳ thuỷ triều: thông thường, là khoảng thời gian giữa 2 lần chân triều trong một ngày.+ Thời gian triều dâng: khoảng thời gian từ chân triều tới đỉnh chiều kế tiếp.

+ Thời gian triều rút: khoảng thời gian từ đỉnh chiều tới chân triều.+ Độ lớn triều: Hiệu mực nước cao nhất và thấp nhất của thuỷ triều.

+ Nước đứng: Hiện tượng triều lên cao nhất hoặc thấp nhất sau đó ngưng thay đổi một khoảng thời gian.

<i><small>Hình 3. Chu kì thuỷ triều dạng bán nhật triều.</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>b. Năng lượng thuỷ triều:</b>

Theo nghiên cứu của IEA ở trên, năng lượng thuỷ triều tồn cầu có tiềm năng lên tới trên 300 TWh/ năm, có thể đáp ứng lên tới 5% năng lượng hiện tại của toàn cầu. Và kết quả đánh giá của Viện Khoa học Năng lượng Việt Nam, Việt Nam có tiềm năng khai thác nguồn năng lượng thủy triều cao, bởi có rất nhiều vũng, vịnh, cửa sơng, đầm phá và đặc biệt là có đường bờ biển dài trên 3.200km. Khu vực Quảng Ninh, mật độ năng lượng thủy triều đạt khoảng 3,7GWh/km<small>2</small>, Nghệ An khoảng 2,5 GWh/ km<small>2</small> và giảm dần đến khu vực Thừa Thiên Huế với 0,3GWh/ km<small>2</small>; về phía Nam, Phan Thiết là 2,1 GWh/ km<small>2</small>, Bà Rịa - Vũng Tàu với 5,2 GWh/ km<small>2</small>. Hiện tại lượng nhu cầu điện của nước ta rất cao, đạt 280,000 TWh (theo số liệu năm 2022), tại đỉnh điểm mùa nắng nóng, nước ta đã phải nhập khẩu điện của nước láng giềng Lào. Vì vậy, việc tăng cường khai thác năng lượng tái tạo hay triển khai khai thác năng lượngthuỷ triều là một tương lại không xa của nước ta.

Năng lượng thuỷ triều, hay còn được gọi là năng lượng triều cường ( tên tiếng Anh: tidal energy), là một dạng năng lượng đại dương, được khai thác từ hiện tượng thuỷ triều dâng/ rút tại vùng nước gần bờ thông qua hệ thống/ phương pháp: đập thuỷ triều ( tidal power plant), tua bin dòng triều, vịnh thuỷ triều và đầm phá thuỷ triều/ hàng rào thuỷ triều.

Người dân châu Âu lần đầu tiên sử dụng năng lượng thủy triều để vận hành các nhà máy ngũcốc cách đây hơn 1.000 năm. Nước thủy triều đến được giữ lại trong các ao chứa và chuyển động thủy triều chảy ra được sử dụng để quay bánh xe nước để xay ngũ cốc. Quá trình sử dụng nước rơi và tua-bin quay để tạo ra điện đã được giới thiệu vào thế kỷ 19.

Bốn nghiên cứu khả thi ban đầu cho các nhà máy điện thủy triều quy mô lớn đã được thực hiện ở Hoa Kỳ và Canada trong khoảng thời gian từ 1924 đến 1977 bởi Ủy ban Năng lượng Hoa Kỳ, Nova Scotia Light and Power, chính phủ Hoa Kỳ và Canada. Tất cả đều tập trung vào các vị trí địa lý cụ thể xung quanh khu vực biên giới giữa Maine và Canada. Mặc dù có nhiều kết luận khác nhau về tính khả thi về mặt kinh tế nhưng chúng không mang lại tiến bộ đáng kể.

Mãi cho đến năm 1966, nhà máy điện thuỷ triều đầu tiên mới được lắp đặt, là nhà máy Rance, Pháp, với công suất 240 MW.

<b> Ưu, nhược điểm của năng lượng thuỷ triều:</b>

- Ưu điểm:

+ Năng lượng thủy triều là nguồn tài nguyên có thể tái tạo vì thủy triều được tạo ra bởi lực hấp dẫn của Mặt trăng và Mặt trời, lực hấp dẫn này có thể dự đốn được và nhất quán.

+ Khi công nghệ tiến bộ, năng lượng thủy triều sẽ trở nên hiệu quả hơn, và giúp nhân loại giảm thiểu năng lượng điện hoá thạch.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

+ Các hệ thống này thường ít tác động tiêu cực đến môi trường hơn so với sản xuất điện dựa trên nhiên liệu hóa thạch. Chúng khơng tạo ra khí thải nhà kính hoặc chất gây ơ nhiễm khơng khí.

+ Bảo vệ khỏi lũ lụt ven biển vì tính ổn định của nó trong các tình huống thiết kế khác nhau. Các đầm thủy triều có thể hấp thụ nước dâng do bão và sóng 500 năm một lần.+ Cơ sở hạ tầng và thiết bị năng lượng thủy triều có tuổi thọ dài hơn đáng kể và rẻ hơn so với các công nghệ tái tạo khác.

+ Chu kì ổn định, dễ dàng tính tốn sản lượng điện.

+ Hệ số công suất là 80%, lớn hơn so với các loại năng lượng khác, tương đương với nhiệt điện nhưng khơng sinh ra khí thải.

+ Bảo trì và sửa chữa thiết bị có thể phức tạp do tính mài mòn thiết bị của nước biển.+ Nhu cầu năng lượng bị hạn chế. Thủy triều mạnh chỉ xảy ra trung bình 10 giờ mỗi ngày, phải xây dựng năng lực lưu trữ năng lượng thủy triều.

+ Việc cung cấp năng lượng thủy triều cho các khu vực ven biển là một thách thức vì năng lượng của thủy triều thường cách rất xa nơi cần có điện trong đất liền, cũng như chi phí vận chuyển điện là lớn với khoảng cách xa.

<b>Những phương pháp khai thác năng lượng thuỷ triều: Tua bin dòng triều: </b>

Cũng tương tự như tua bin gió, tua bin dịng triều sử dụng chuyển động của dòng triều- xuất hiện trong hiện tượng thuỷ triều trong khoảng thời gian triều lên/ xuống, để chuyển hố động năng của dịng triều sang cơ năng quay cánh tua bin- được nối với trục máy phát để phát điện.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<i><small>Hình 4. Một dạng tuabin dòng triều.</small></i>

<b> Đầm phá thuỷ triều/ hàng rào thuỷ triều: </b>

<b> Được khai thác nhờ động năng của dòng triều, thuộc hiện tượng thuỷ triều. Các đầm phá </b>

được xây vng góc với bờ biển, vươn từ đất liền ra tới biển , thông thường dài 30-50km, được lắp đặt các tua bin trục đứng/ trục ngang phía dưới, nhờ đó có thể khai thác động năng dịng triều chảy song song với đường bờ biển.

Ý tưởng này được phát minh và cấp bằng sáng chế vào năm 1997 bởi các kỹ sư ven biển người Hà Lan Kees Hulsbergen và Rob Steijn.

<i><small>Hình 5. Đầm phá thuỷ triều tại Hà Lan.</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b> Vịnh thuỷ triều: Vịnh thuỷ triều có nguyên lý khai thác giống với đập thuỷ triều, khác với </b>

đập thuỷ triều ở điểm vịnh thuỷ triều không cần hồ chứa tự nhiên để tích thế năng, thay vào đó họ xây một đập dạng cong từ bờ biển và kết thúc tại bờ biển để dung làm hồ tích năng. Hồtích năng của vịnh thuỷ triều cũng có hệ sinh thái biển sinh sống, khơng giống như đập thuỷ triều.

<i><small>Hình 6. vịnh thuỷ triều - vịnh Swansea, công suất 250 MW.</small></i>

<b> Đập thuỷ triều: Đập thủy triều tận dụng thế năng trong sự khác biệt về chiều cao giữa thủy </b>

triều cao và thấp. Khi sử dụng các đập thủy triều để tạo ra năng lượng, thế năng từ thủy triều bị thu giữ thơng qua việc bố trí các đập chun dụng. Khi mực nước biển dâng lên và thủy triều bắt đầu nâng lên, sự gia tăng tạm thời về thủy triều được đưa vào một lưu vực lớn phía sau đập, giữ một lượng lớn thế năng. Khi thủy triều hạ xuống, năng lượng này sau đó được chuyển thành cơ năng khi nước được giải phóng qua các tua bin lớn tạo ra năng lượng điện thông qua việc sử dụng máy phát điện.

Đập thuỷ triều được nghiên cứu ngay từ đầu thập kỉ 6 của thế kỉ 19, nhà máy điện thuỷ triều thử nghiệm đã được lắp đặt tại Nga, nhà máy Kislaya Guba với công suất 1,7 MW. Cho tới nhà máy điện thuỷ triều tiếp theo khánh thành năm 1966, nhà máy Rance, được công nhận là nhà máy điện thuỷ triều đầu tiên chính thức trên thế giới.

Hai nhà máy điện thuỷ triều lớn nhất thế giới:

Trạm điện thủy triều Rance là một nhà máy điện thủy triều nằm trên cửa sông Rance ở vùng Brittany, Pháp, khánh thành vào năm 1966 với tư cách là nhà máy điện thủy triều đầu tiên trên thế giới. Nhà máy hiện đang được vận hành bởi tập đoàn điện lực Électricité de France và là nhà máy điện thủy triều lớn nhất thế giới trong 45 năm về công suất lắp đặt cho đến khi Nhà máy điện thủy triều Sihwa của Hàn Quốc phá kỷ lục vào năm 2011. Với đập nước dài 750 m, tính từ điểm Brebis ở phía tây đến điểm Briantais ở phía đơng, được lắp đặt 24 tua bin, nhà máy đạt công suất cực đại 240 megawatt (MW) và cơng suất trung bình 57 MW, hệ số công suất xấp xỉ 24%. Với sản lượng hàng năm khoảng 500 GWh (491 GWh năm 2009, 523 GWh năm 2010), trạm điện cung cấp 0,12% nhu cầu điện năng của Pháp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<i><small>Hình 7. Đập thuỷ điện Rance.</small></i>

Tiếp đó, khơng thể khơng nhắc đến nhà máy thuỷ điện Sihwa, Hàn Quốc, nhà máy điện thuỷ triều lớn nhất cho tới thời điểm hiện tại với cơng suất 254 MW. Với kinh phí 560 triệu đô la Mỹ, sau khi khánh thành vào năm 2011, Sihwa đã vượt qua công suất của Rance và hiện tại được vận hành bởi tổng công ty tài nguyên nước Hàn Quốc. Khi nhà máy điện thủy triều Sihwa được vận hành hết công suất, 10 tua bin Bulb có thể sản suất 552,7 triệu kW điện và cóthể giúp giảm bớt 862 nghìn thùng dầu nhập khẩu, đồng thời giảm 315 nghìn tấn CO2 phát thải hằng năm.

<i><small>Hình 8. Đập thuỷ triều Sihwa.</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>II. Nguyên lý khai thác phương pháp đập thuỷ triều & thiết bị:</b>

Ở bài đề tài này, chúng ta sẽ tập trung vào tìm hiểu nguyên lý khai thác năng lượng thuỷ triều bằng phương pháp đập thuỷ triều ( tidal barrage/ tidal lagoon) cùng với hệ thống thiếtbị mà phương pháp này sử dụng.

<b>1. Nguyên lý khai thác:</b>

Nhắc lại nguyên lý sơ bộ của phương phápở trên, đập thủy triều tận dụng thế năngtrong sự khác biệt về chiều cao giữa thủytriều cao và thấp. Khi thủy triều bắt đầudâng lên, lượng nước dâng sẽ được giữ lạitrông qua hồ chứa lớn phía sau đập, đóng vaitrị như một hồ tích thế năng. Khi thủy triềuhạ xuống, thế năng này được chuyển thànhcơ năng khi nước được giải phóng qua cáctua bin lớn đước lắp đặt trên đập tạo ra nănglượng điện thông qua việc sử dụng máy phátđiện.

Cụ thể hơn, đập sẽ được xây dựng như một phương tiện để ngăn cách hồ chứa với biển, tạo sự chênh lệch mực nước giữa hai phía. Nước sẽ được tích vào hồ chứa trong suốt q trình triều dâng, và bắt đầu xả trong lúc triều rút.

Thông thường, năng lượng sẽ chỉ được sản xuất khi nước triều bắt đầu rút, cũng là lúc nước trong hồ tích được đi qua các tuabin theo dịng triều. Vì vậy, các kĩ sư/ chuyên gia trên thế giới đã có một số cách thiết kế hồ chứa để tối ưu việc thu hoạch năng lượng.

<i><small>Hình 9. mơ phỏng mực nước triều dâng/ rút</small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Giả sử với đồ thị mực nước của bán nhật triều được lý tưởng hố như sau:

<i><small>Hình 10. Mực nước triều lý tưởng theo thời gian.</small></i>

Dựa vào đồ thị mực nước trên, ta có sơ đồ phân loại các thiết kế hồ chứa như sau:

<i><small>Hình 11. Phân loại hồ chứa trong thiết kế đập thuỷ triều.</small></i>

<b>Hệ thống với hồ chứa đơn khoang khai thác một chiều:</b>

<b> Đây là dạng thiết kế đơn giản nhất của đập thuỷ triều. Ở dạng thiết kế này, năng lượng chỉ </b>

được thu hoạch khi triều xuống, đồng thời nước trong hồ cũng rút. Năng lượng được thu hoạch không liên tục, trong thời gian ngắn và hiệu suất kém.

<small>Hồ chứa</small>

<small>hồ chứa đơn</small>

<small>hồ đơn khoang khai thác 1 chiều</small>

<small>hồ đơn khoang khai thác 2 chiều</small>

<small>Hồ đơn khoang khai thác 2 chiều với bơm trữ năng</small>

<small>Hồ hai khoang</small>

<small>Hồ hai khoang đơn giản</small>

<small>Hồ hai khoang với hệ thống bơm trữ </small>

<small>năng</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<i><small>Hình 12. Đập thuỷ triều với hồ chứa đơn khoang.</small></i>

<i><small>Hình 13. Sơ đồ năng lượng thu hoạch của hệ thống với hồ chứa đơn khoang.</small></i>

<b>Hệ thống với hồ chứa đơn khoang khai thác 2 chiều:</b>

Năng lượng được thu hoạch cả trong thời gian chiều dâng và chiều rút với hai hệ thống tua bin 2 chiều khác nhau cùng với hệ thống điều khiển cửa van của 2 hệ thống tua bin riêng biệt.

</div>

×