Năng lượng gió là gì? Năng lương gió dùng để làm gì?

Năng lượng gió cùng với các nguồn năng lượng sạch được ứng dụng nhiều trong cuộc sống. Ô nhiễm môi trường ngày càng trở thành vấn đề nghiêm trọng.  Một trong những biện pháp tốt nhất để giảm lượng khí thải ra môi trường, hạ mức cảnh báo ô nhiễm xuống mức thấp là sử dụng nguồn năng lượng sạch. Trong đó năng lượng gió được ưu tiên hơn cả. Vậy năng lượng gió là gì? Mục đích sử dụng nguồn năng lượng này sẽ mang lại lợi ích gì cho con người.

Năng lượng gió là gì?

Gió là dạng năng lượng đến từ tự nhiên. Nó được sinh ra nhờ sự di chuyển của không khí trong bầu khí quyển. Đây là dạng năng lượng gián tiếp của năng lượng mặt trời. Gió được sinh ra nhờ kết quả của việc mặt trời và trái đất không cùng nằm trên một đường thẳng. Trái đất quay xung quanh mặt trời và bị đốt nóng không đều trong bầu khí quyển. 

Năng lượng gió được sinh ra như thế nào? 

Năng lượng gió là quá trình gió sử dụng hoạt động di chuyển của mình để tạo ra năng lượng cơ học. Tuabin gió là thiết bị chuyển hóa từ động năng thành cơ năng. Việc sử dụng năng lượng gió là một cách lấy năng lượng tự nhiên từ thời xa xưa. Người ta sử dụng gió để tạo ra điện, vận dụng sự chuyển động của luồng không khí tạo ra trong chuyển động. Tuabin gió mang năng lượng gió chuyển thành điện năng.

Để tạo ra điện năng, năng lượng gió đã tác động lên cánh quạt của tuabin khiến chúng quay. Khi đó, quá trình biến đổi năng lượng được diễn ra. Nhờ trục quay của tuabin được nối với máy phát điện nên nhờ đó năng lượng điện được tạo ra và truyền tải qua điện từ học.

||Xem thêm bài viết: Năng lượng tái tạo là gì? Khám phá các dạng năng lượng tái tạo

Tại sao năng lượng gió lại được sử dụng để sản xuất điện?

Sáng kiến tận dụng nguồn năng lượng gió để sản xuất điện đã có từ hàng trăm năm nay. Con người sử dụng năng lượng gió để di chuyển tàu thuyền hay khinh khí cầu. Ý kiến sử dụng gió để sản xuất điện là hình thành ngay sau khi các phát minh ra điện và máy phát điện. Dựa vào nguyên tắc hoạt động của cối xay gió (tuabin) biến đổi các dạng năng lượng. Biến đổi từ động năng sang năng lượng cơ học sử dụng máy phát điện để sinh ra điện. Qua quá trình cải tiến thiết kế cối xay gió phù hợp hơn để sử dụng với các nhu cầu sử dụng của con người. Ngay kể cả với các thiết kế tua bin hiện đại ngày nay cũng đều khác xa so với thời gian trước kia.

Các loại tua bin gió

Tuabin gió hay được biết đến là cối xay gió là thiết bị quen thuộc hỗ trợ việc tạo ra năng lượng gió và sinh ra nguồn điện. Thiết bị này lần lượt xuất hiện ở Anh và Mỹ. Được đưa vào hoạt động từ năm 1887 và 1888 tuy nhiên, Đan Mạch mới là nơi sản xuất được năng lượng gió hiện đại đầu tiên. Các trục tuabin gió cũng được ra đời từ đây.

Hiện nay, nhắc đến tuabin gió có 2 loại chính đó là:

– Tua bin gió trục ngang: Đối với loại tua bin gió này, người dùng phải sử dụng cánh ngang giúp thu được gió ở năng lượng tối đa. Hiệu suất tối đa cao hơn trục đứng. Loại tua bin gió trục ngang là dạng phổ biến. Nó có 2 hay 3 cánh quạt theo chiều gió với bề mặt cánh quạt hướng về chiều gió đang thổi. Do là dạng tua bin phổ biến nên dễ lắp đặt, dễ bảo trì. Nó được sử dụng phổ biến cho mục đích gia đình. 

– Tuabin gió trục đứng: Theo đánh giá chung, đây là loại tua bin không ổn định. Bởi nếu lắp đặt ở điều kiện địa hình thấp lượng điện tạo ra sẽ yếu. Không cần sử dụng bộ phận điều hướng thì quạt vẫn quay ở bất kỳ hướng gió nào. Ưu điểm của dạng tua bin này là dễ lắp đặt trong khu dân cư, nơi chật hẹp. Tuổi thọ của tuabin gió trục đứng cao hơn so với trục ngang. 

Nguyên lý hoạt động của tuabin

Bạn có bao giờ thắc mắc rằng “Làm thế nào để tua bin tạo ra được năng lượng điện hay không?” Thực chất, tua bin gió hoạt động rất đơn giản. Hiểu một cách đơn giản, tuabin được sử dụng 3 hoặc 2 cánh quạt. Các cánh quạt này quay quanh 1 rotor. Khi đó, rotor được nối với trục chính sẽ truyền động làm quay trục máy phát để tạo ra điện. 

Tuabin được lắp đặt trên trụ cao để thu được tối đa năng lượng gió. Ở tốc độ 30m là độ cao thuận lợi nhất để lấy được năng lượng gió nhiều nhất. Hơn thế nữa các luồng gió thu được đều nhau không xảy ra tình trạng bất thường. Người ta sử dụng tua bin gió để cung cấp điện cho nhà cửa hoặc công trình xây dựng. Chúng có thể kết nối với nhau như một mạng điện để phân phối lưới điện có quy mô rộng hơn. 

Công suất của tuabin gió 

Công suất tạo ra điện của tuabin có thể tăng theo thời gian. Lượng điện mà hệ thống tuabin hoạt động có thể tạo ra là khoảng từ 100KW đến cỡ vài MW. Nếu kích thước của tuabin gió lớn hơn thì chi phí cao, thường được lắp đặt ở những vị trí cố định và riêng biệt. Chẳng hạn như những cánh đồng tuabin gió chuyên cung cấp lưới điện cho một khu vực dân cư nhất định.

Hiện nay công suất tuabin nhỏ nhất ở dưới 100KW được sử dụng trong các gia đình. Bên cạnh đó còn cung cấp điện duy trì hoạt động của cap truyền thông hoặc máy bơm nước. Trong một số trường hợp nhất định, tuabin gió được liên kết với các máy phát điện chạy bằng dầu diesel, các pin và hệ thống pin quang năng. Lưới điện này phù hợp cung cấp điện cho những nơi khó khăn hoặc vùng sâu vùng xa.

|| Xem thêm: Mưa axit là gì? Những tác hại của mưa axit đối với con người

Đặc điểm của năng lượng gió

Gió được biết đến là dạng năng lượng sạch và có sẵn trong tự nhiên. Trong thời gian gần đây, con người có xu hướng tìm về những nguồn năng lượng tự nhiên để giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường. Vậy loại năng lượng này có đặc điểm gì mà phù hợp với nhu cầu của con người. Dưới đây sẽ là phần thông tin chi tiết

Ưu điểm của năng lượng gió

1. Nguồn năng lượng sạch

Khác hoàn toàn với các năng lượng tự nhiên khác như khoáng sản. Gió được tạo ra nhờ sự chuyển động của luồng không khí. Do đó, năng lượng gió giảm thiểu được sự phụ thuộc vào máy móc và các nhiên liệu hóa thạch. Bởi trên thế giới có 67% nguồn năng lượng được cung cấp cho toàn cầu là năng lượng hóa thạch. Thế nhưng, nguồn nhiên liệu này đã và đang hủy hoại môi trường trầm trọng vì chất thải của chúng. Tiêu biểu là cacbon dioxide là thủ phạm chính dẫn đến hệ lụy thủng tầng ozon. 

Do đó sử dụng năng lượng gió giúp giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó còn giúp ích cho nền kinh tế quốc dân tiết kiệm được khoản chi phí tiêu thụ năng lượng. 

2. Gió là nguồn năng lượng tái tạo

Không giống như các nguồn tài nguyên khác gió là tài sản vô tận. Bạn có thể đến bất cứ môi trường hoặc khu vực địa chất nào cũng đều có gió. Do đó, con người có thể sử dụng nguồn năng lượng này trong sản xuất điện. Việc sản xuất điện từ gió góp phần làm giảm chi phí tìm nguồn năng lượng, giảm chi phí sản xuất điện một cách tối đa nhất. Bạn có thể phục hồi chi phí để có được và giới thiệu tuabin gió của bạn theo thời gian.

3. Đưa ra mức chi phí hiệu quả

Một tuabin gió có thể cung cấp điện năng cho nhiều hộ dân cư. Do đó cả một hệ thống, quy mô lưới điện sẽ ngày càng mở rộng. Vì vậy, biện pháp này vừa mang lại lợi nhuận cho các doanh nghiệp vừa có lợi cho các hộ dân.

4. Kiếm thêm thu nhập từ tuabin gió

Xây dựng hệ thống tuabin gió đòi hỏi vị trí lắp đặt phải được đảm bảo. Chính vì thế, người dân có nhiều diện tích nhà ở có thể cho doanh nghiệp chủ đầu tư thuê lại đất. Một số trường hợp nếu bạn sản xuất được nhiều năng lượng hơn, đồng nghĩa với việc bạn sẽ có thêm một số tiền mặt. Bởi năng lượng gió tạo ra càng nhiều thì lượng điện được sinh ra sẽ nhiều hơn. Nó có thể được đưa vào lưới điện chung cho toàn xã hội. 

5. Mức tăng trưởng nhanh và rõ rệt

Năng lượng gió hiện nay được nhiều quốc gia sử dụng. Do đó sản lượng điện được sinh ra từ năng lượng này ngày càng nhiều. Trong đó công suất điện gió được tích lũy có dấu hiệu tăng. Cụ thể là lượng năng lượng gió tích lũy chiếm 2,5% tổng sản lượng điện. Một con số có dấu hiệu tích cực khi lượng điện trên thế giới được sản xuất từ năng lượng sạch. Người ta tận dụng kích cỡ của các tua bin để sản xuất năng lượng  cho chính họ sử dụng. Hoặc họ có thể bán lượng điện để mang lại lợi nhuận.

6. Dễ dàng lắp đặt một hệ thống tuabin gió trên diện tích trang trại sẵn có

Tuabin gió có thể được lắp trên các cánh đồng hoặc trang trại sẵn có. Người dân có thể kiếm thêm thu nhập từ việc cho thuê đất. Các chủ doanh nghiệp có thể có thể thanh toán cho người nông dân về diện tích đất dùng để phát điện. Người dân vừa có thể kiếm thêm thu nhập vừa canh tác bình thường. Bởi phần diện tích xây dựng các tuabin gió không chiếm nhiều không gian. 

Nhược điểm khi sử dụng nguồn năng lượng gió

Bên cạnh những ưu điểm ở trên, việc sử dụng năng lượng gió còn tồn tại một số hạn chế sau:

– Đe dọa động vật hoang dã: Khi lắp đặt tuabin gió, nguy cơ về mất an toàn cho các loài động vật đã được cảnh báo. Các loài chim hay các sinh vật khác có thể bay vào khu vực khi các tua bin đang hoạt động. Trường hợp này rất dễ gây tai nạn và ảnh hưởng đến môi trường sống tự nhiên của chúng. 

– Chi phí lắp đặt cao: Hệ thống tua bin được xây dựng trên dây chuyền công nghệ cao. Chính vì thế, mức chi phí lắp đặt cho toàn bộ hệ thống là không hề rẻ. 

– Ô nhiễm tiếng ồn: Khi vận hành tuabin gió có thể tạo ra âm thanh ở mức 50-60 decibel – ngưỡng âm thanh con người có thể nghe được. Nhưng đối với cả một hệ thống thì chúng tôi không dám chắc về sự êm ái của nó khi hoạt động. Rất có thể chúng có thể gây phiền toái cho các hộ dân khác. 

– Mức cảnh báo về an toàn cho người dân: Do được lắp đặt ngoài trời, nên các tuabin rất dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường tự nhiên. Gặp điều kiện thời tiết bất lợi như gió bão mạnh có thể gây thiệt hại cho chúng. Lưỡi dao bị trục trặc có thể gây nguy cơ mất an toàn cho người dân gần đó. 

– Hạn chế về vị trí lắp đặt: Năng lượng gió chỉ thích hợp ở các vị trí có tốc độ gió cao. Khi xây dựng, người dân đã tính toán và thiết lập kỹ lưỡng. Thông thường những nơi thích hợp đó là vùng sâu vùng xa.

Năng lượng gió mang lại lợi ích gì?

Đối với nguồn năng lượng gió sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật đã trở thành lợi thế so với nhiều nguồn năng lượng tự nhiên khác. Gió mang lại một số lợi ích to lớn cho con người:

Gió – nguồn năng lương không gây ko nhiễm môi trường

Lợi ích to lớn mà nguồn năng lượng này mang đến đó là không gây ô nhiễm môi trường. Bởi đây là nguồn năng lượng tái tạo và dễ khai thác. Bên cạnh đó, lợi thế vị trí của Việt Nam thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa. Chính vì vậy, chúng ta có điều kiện thuận lợi để khai thác nguồn gió lớn khu vực.

Lợi thế có diện tích khai thác lớn

Không giống như nguồn năng lượng mặt trời, khai thác nguồn năng lượng gió có lợi thế về diện tích khai thác. Sử dụng các tuabin, xây dựng trên các nông trại. Do đó, đây là lợi thế cho phát triển kinh tế và thúc đẩy các hoạt động nông nghiệp khác. 

Tiết kiệm tiền điện 

Hiệu quả của việc sử dụng gió là nguồn nguyên liệu sản xuất ra điện. Do áp dụng công nghệ hiện đại nên năng lượng gió rẻ hơn. Hơn nữa, chị phí lắp đặt tuabin cũng thấp hơn so với một nhà máy than. Đặc biệt không gây hại cho môi trường. 

Giảm sự phụ thuộc vào thủy điện 

Tại một số quốc gia trong đó có Việt Nam vẫn phụ thuộc phần lớn vào thủy điện. Đối với nguồn điện thủy điện phụ thuộc phần lớn vào lưu lượng nước. Nếu điều kiện thời tiết bị hạn hán sẽ không cung cấp đủ cho việc sản xuất điện. Ngược lại gió lại dễ dàng khai thác.

Việc sử dụng năng lượng gió vừa giảm tải như cầu sử dụng do thủy điện cũng cấp vừa tạo sự linh hoạt trong việc chuyển đổi nguồn năng lượng.

Tạo nguồn thu nhập cho người dân

Lợi ích tiếp theo của việc sử dụng năng lượng gió tạo cơ hội việc làm cho nhiều người. Đặc biệt là những hộ dân kẻ vùng xa xôi, hẻo lánh – nơi thích hợp để lắp đặt tuabin gió. Không những mang lại lưới điện rẻ cho người dân mà năng lượng gió còn giúp nông dân có thêm thu nhập để cải thiện kinh tế. Với như cầu sử dụng điện càng cao, chúng tôi tin rằng việc sử dụng năng lượng gió là giải pháp bền vững vào hiệu quả.

Có thể nói, năng lượng gió chính là nguồn năng lượng có thể khai thác và sử dụng lâu dài. Để có thể hiểu được “năng lượng gió là gì?”, bạn đọc đừng bỏ qua bài viết này. Nếu bạn đang tìm nguồn năng lượng để thay thế cho than, thủy điện, mặt trời thì gió là một biện pháp không tồi.

Bài viết liên quan khác:

Nguồn: Kiến thức tổng hợp