Các nhà khoa học đang thí nghiệm với những viên pin bê tông khổng lồ dưới lòng nước. Đây có thể sẽ là một cuộc cách mạng năng lượng tương lai, khi nguồn năng lượng này có khả năng cung cấp điện cho hàng triệu ngôi nhà.
Khi chúng ta nhìn xuống khoảng 100 mét dưới bề mặt hồ Constance ở Bodensee, Đức, một viên cầu bê tông với đường kính gần 3 mét đang nằm yên trên đáy hồ. Bên trong viên cầu này là nước hồ trong lành. Một hệ thống bơm-turbine và van được kết nối với viên cầu này đã bơm nước ra ngoài, tạo ra một khoảng trống bên trong. Khi các kỹ sư ngắt nguồn điện, việc bơm dừng lại và nước xung quanh nhanh chóng tràn vào, làm quay turbine và tạo ra điện.
Viện Fraunhofer về Kinh tế Năng lượng và Công nghệ Hệ thống Năng lượng (IEE) có trụ sở tại Đức đã thiết kế loại pin biển độc đáo này, có khả năng tích trữ năng lượng và giải phóng khi cần thiết. Thí nghiệm mẫu dưới hồ vào năm 2017 đã giúp các kỹ sư hình dung ra những cánh đồng pin dưới biển rộng lớn, sử dụng áp suất tự nhiên của nước sâu để tích trữ năng lượng từ các hệ thống năng lượng mặt trời hoặc gió. Khi các hệ thống này sản xuất năng lượng dư thừa hơn mức cần thiết của lưới điện, năng lượng dư sẽ được sử dụng để bơm nước ra khỏi các viên cầu. Khi nhu cầu năng lượng gia tăng, các bơm sẽ ngừng hoạt động và nước biển sẽ tràn vào trong viên cầu. Một dây cáp sẽ truyền điện trở lại lưới điện. Công nghệ dưới nước này được gọi là StEnSea (Năng lượng Tích trữ trong Biển).
Những viên cầu bê tông khổng lồ neo giữ ở đáy đại dương này là một phương pháp sáng tạo để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng gia tăng trên thế giới. Chúng không chiếm lĩnh diện tích đất quý giá, và chúng cũng đơn giản hơn so với các giải pháp tích trữ năng lượng truyền thống, đòi hỏi hai hồ chứa ở các độ cao khác nhau để bơm nước qua các turbine. Trong thiết kế này, cột nước trên các viên cầu tạo thành một hồ chứa trên, trong khi các viên cầu chính là hồ chứa dưới. Theo công ty, điều này giúp chúng có thể thích ứng với nhiều địa điểm ngoài khơi khác nhau trên thế giới.
Mô phỏng của Fraunhofer IEE cho thấy bê tông đủ mạnh để làm việc ở độ sâu lớn hơn nhiều so với hồ Constance—khoảng 600 đến 800 mét dưới bề mặt. Ở đó, áp suất có thể lên tới 77 atmospheres, tức là gấp 77 lần áp suất mà chúng ta cảm nhận ở mực nước biển. Hiện tại, công ty đang dẫn dắt một dự án tham vọng hơn ngoài khơi California, hợp tác với một đội ngũ quốc tế, bao gồm Sperra tại Mỹ cho công nghệ in 3D bê tông, và Pleuger Industries ở Đức, chuyên thiết kế các bơm dưới nước. Thử nghiệm lớn hơn này sẽ sử dụng một viên cầu rỗng dài 9 mét, nặng khoảng 400 tấn, và sẽ được neo ở độ sâu khoảng 600 mét. Dự kiến sẽ hoạt động vào cuối năm 2026, dự án này nhằm chứng minh tính khả thi của công nghệ viên cầu bê tông trong điều kiện biển thực tế.
Dù một viên cầu chỉ đủ năng lượng cung cấp cho một hộ gia đình trung bình trong hai tuần, nhưng kế hoạch đã được triển khai cho những viên cầu lớn hơn—đến 30 mét đường kính—có khả năng tích trữ năng lượng nhiều hơn. Chúng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định lưới điện, đặc biệt là những lưới điện phụ thuộc vào các nguồn năng lượng tái tạo biến đổi như năng lượng mặt trời và gió. Cuối cùng, kế hoạch của Viện Fraunhofer là triển khai những viên cầu dài 100 mét.
Các nhà khoa học và kỹ sư hy vọng có thể đạt được tiềm năng lưu trữ toàn cầu lên tới 817.000 gigawatt-giờ. Điều này có nghĩa là hệ thống StEnSea có thể một ngày nào đó cung cấp năng lượng cho gần 75 triệu hộ gia đình mỗi năm, mở ra một giải pháp lưu trữ năng lượng cực lớn.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/energy/a64930513/concrete-batteries-energy/
Khi chúng ta nhìn xuống khoảng 100 mét dưới bề mặt hồ Constance ở Bodensee, Đức, một viên cầu bê tông với đường kính gần 3 mét đang nằm yên trên đáy hồ. Bên trong viên cầu này là nước hồ trong lành. Một hệ thống bơm-turbine và van được kết nối với viên cầu này đã bơm nước ra ngoài, tạo ra một khoảng trống bên trong. Khi các kỹ sư ngắt nguồn điện, việc bơm dừng lại và nước xung quanh nhanh chóng tràn vào, làm quay turbine và tạo ra điện.
Viện Fraunhofer về Kinh tế Năng lượng và Công nghệ Hệ thống Năng lượng (IEE) có trụ sở tại Đức đã thiết kế loại pin biển độc đáo này, có khả năng tích trữ năng lượng và giải phóng khi cần thiết. Thí nghiệm mẫu dưới hồ vào năm 2017 đã giúp các kỹ sư hình dung ra những cánh đồng pin dưới biển rộng lớn, sử dụng áp suất tự nhiên của nước sâu để tích trữ năng lượng từ các hệ thống năng lượng mặt trời hoặc gió. Khi các hệ thống này sản xuất năng lượng dư thừa hơn mức cần thiết của lưới điện, năng lượng dư sẽ được sử dụng để bơm nước ra khỏi các viên cầu. Khi nhu cầu năng lượng gia tăng, các bơm sẽ ngừng hoạt động và nước biển sẽ tràn vào trong viên cầu. Một dây cáp sẽ truyền điện trở lại lưới điện. Công nghệ dưới nước này được gọi là StEnSea (Năng lượng Tích trữ trong Biển).
Những viên cầu bê tông khổng lồ neo giữ ở đáy đại dương này là một phương pháp sáng tạo để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng gia tăng trên thế giới. Chúng không chiếm lĩnh diện tích đất quý giá, và chúng cũng đơn giản hơn so với các giải pháp tích trữ năng lượng truyền thống, đòi hỏi hai hồ chứa ở các độ cao khác nhau để bơm nước qua các turbine. Trong thiết kế này, cột nước trên các viên cầu tạo thành một hồ chứa trên, trong khi các viên cầu chính là hồ chứa dưới. Theo công ty, điều này giúp chúng có thể thích ứng với nhiều địa điểm ngoài khơi khác nhau trên thế giới.
Mô phỏng của Fraunhofer IEE cho thấy bê tông đủ mạnh để làm việc ở độ sâu lớn hơn nhiều so với hồ Constance—khoảng 600 đến 800 mét dưới bề mặt. Ở đó, áp suất có thể lên tới 77 atmospheres, tức là gấp 77 lần áp suất mà chúng ta cảm nhận ở mực nước biển. Hiện tại, công ty đang dẫn dắt một dự án tham vọng hơn ngoài khơi California, hợp tác với một đội ngũ quốc tế, bao gồm Sperra tại Mỹ cho công nghệ in 3D bê tông, và Pleuger Industries ở Đức, chuyên thiết kế các bơm dưới nước. Thử nghiệm lớn hơn này sẽ sử dụng một viên cầu rỗng dài 9 mét, nặng khoảng 400 tấn, và sẽ được neo ở độ sâu khoảng 600 mét. Dự kiến sẽ hoạt động vào cuối năm 2026, dự án này nhằm chứng minh tính khả thi của công nghệ viên cầu bê tông trong điều kiện biển thực tế.
Dù một viên cầu chỉ đủ năng lượng cung cấp cho một hộ gia đình trung bình trong hai tuần, nhưng kế hoạch đã được triển khai cho những viên cầu lớn hơn—đến 30 mét đường kính—có khả năng tích trữ năng lượng nhiều hơn. Chúng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định lưới điện, đặc biệt là những lưới điện phụ thuộc vào các nguồn năng lượng tái tạo biến đổi như năng lượng mặt trời và gió. Cuối cùng, kế hoạch của Viện Fraunhofer là triển khai những viên cầu dài 100 mét.
Các nhà khoa học và kỹ sư hy vọng có thể đạt được tiềm năng lưu trữ toàn cầu lên tới 817.000 gigawatt-giờ. Điều này có nghĩa là hệ thống StEnSea có thể một ngày nào đó cung cấp năng lượng cho gần 75 triệu hộ gia đình mỗi năm, mở ra một giải pháp lưu trữ năng lượng cực lớn.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/energy/a64930513/concrete-batteries-energy/
