Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng tái tạo ngày càng tăng, turbine gió không cánh quạt (BWT) đang nổi lên như một giải pháp tiềm năng cho việc sản xuất điện. Với những ưu điểm vượt trội, BWT không chỉ giúp giảm thiểu tác động đến môi trường mà còn tối ưu hóa hiệu suất sản xuất điện.
Thiết kế turbine gió không cánh quạt mang lại nhiều lợi ích so với các loại turbine truyền thống. Theo nghiên cứu mới nhất từ nhóm chuyên gia tại Trường Kỹ thuật James Watt, Đại học Glasgow, mô phỏng máy tính đã chỉ ra rằng BWT có thể sản xuất điện hiệu quả mà không làm giảm độ bền của cấu trúc. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Renewable Energy.
BWT có nhiều ưu điểm nổi bật như hoạt động êm ái, tiết kiệm không gian và yêu cầu bảo trì thấp nhờ vào thiết kế đơn giản. Đặc biệt, BWT an toàn hơn cho động vật, đặc biệt là chim, vì không có cánh quạt quay nhanh có thể gây ra nguy hiểm cho chúng. Trong khi turbine gió truyền thống chuyển đổi năng lượng gió thành điện thông qua chuyển động quay của cánh quạt, BWT lại hoạt động theo nguyên lý dao động do xoáy (VIV).
Thay vì sử dụng cánh quạt, BWT thường có hình dạng cột trụ cao, mảnh, đung đưa trong gió. Khi gió thổi qua, nó tạo ra luồng xoáy, khiến toàn bộ cấu trúc dao động. Khi tần số dao động của gió khớp với tần số tự nhiên của cấu trúc, chuyển động này sẽ được khuếch đại, từ đó chuyển đổi thành điện năng.
Trong nghiên cứu này, các kỹ sư đã sử dụng mô phỏng máy tính để tìm ra cách tối ưu hóa thiết kế BWT cho thế hệ tương lai. Họ đã xác định được kích thước lý tưởng cho cột trụ, với chiều cao 80 cm và đường kính 65 cm, giúp tối đa hóa khả năng sản xuất điện mà vẫn đảm bảo độ bền. Thiết kế này có thể cung cấp công suất lên đến 460 watt, vượt trội hơn so với các nguyên mẫu hiện tại chỉ đạt khoảng 100 watt.
Phát hiện này không chỉ quan trọng cho việc sản xuất điện mà còn đảm bảo độ an toàn của cấu trúc trong điều kiện gió mạnh, với tốc độ lên đến 112 km/h. Nhóm nghiên cứu tin rằng phương pháp của họ có thể mở rộng quy mô BWT để đạt công suất 1.000 watt (1 kilowatt) hoặc hơn, mở ra triển vọng mới cho ngành năng lượng tái tạo.
An Khang
