Điện sóng gió biển gắn trên khung đỡ

Vô cùng cám ơn bạn Hoàng tử và các bạn trên Diễn đàn đã giúp đỡ tôi rất nhiệt tình. Trước đây tôi chưa hề biết gì về cọc bê tông dự ứng lực, nên tôi dự kiến làm khung đỡ hoàn toàn bằng thép. Khi tôi nêu vấn đề có thể bọc bê tông các cột chống được hay không? Bạn Hoàng tử đã giới thiệu cho tôi biết về cọc bê tông dự ứng lực. Vì vậy tôi đã chuyển sang dùng ống bê tông dự ứng lực làm phần dưới của cột chống, còn phần trên vẫn là các ống thép để dễ kết nối với nhau. Sau đó từ điện sóng biển dùng khí nén đến thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển và mới nhất là điện sóng gió biển tôi đều dùng khung đỡ có cột chống dùng ống bê tông dự ứng lực ở phần dưới. Khi dùng thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển kết hợp với điện sóng gió biển thì tiềm năng trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau hàng năm có thể cho sản lượng điện tới 1.230 tỷ KWh. Trong khi đó lượng điện sản xuất và mua của cả nước năm 2015 chỉ là 159,4 tỷ KWh. Như vậy chỉ riêng tiềm năng thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển kết hợp với điện sóng gió biển của vùng biển này cũng thừa khả năng cung cấp điện cho năm 2030 và các năm sau. Xin phép tóm tắt về điện sóng gió biển như sau:

Giá thành phát điện của điện gió rất cao, nhưng hiện nay các nước trên thế giới và nước ta vẫn đang phải tích cực phát triển.

Nhìn vào các hình ảnh về điện gió ta thấy có những cột lớn rất cao gắn cánh quạt lớn trên đó để thu được gió mạnh. Thí dụ như Điện gió Bạc Liêu có 62 turbin điện gió với tổng công suất là 99,2 MW và điện sản xuất mỗi năm khoảng 320 triệu KWh, tổng vốn đầu tư trên 5.217 tỷ đồng. Bách khoa toàn thư mở cũng cho biết thêm một số thông tin về điện gió này như sau: Cả 62 cột tháp và turbin điện gió đều được đặt trên biển. Mỗi turbin có công suất xấp xỉ 1,6 MW do hãng General Electrics GE cung cấp, cấu tạo thép đặc biệt không gỉ, cao 80 m, đường kính 4 m, nặng trên 200 tấn, cánh quạt được làm bằng nhựa đặc biệt, dài 42 m, có hệ thống điều khiển tự gập lại để tránh hư hỏng khi bão lớn. Việc xây dựng những cột lớn rất cao đó rất tốn kém. Không những thế nếu điện gió được xây dựng trên đất liền sẽ phát ra những tiếng ồn và mất thêm một số diện tích đất nhất định. Có tài liệu còn nói nó có thể ảnh hưởng đến các trạm thu phát sóng điện thoại, truyền hình,…

Trong khi đó thì đỉnh các cột chống của khung đỡ trong thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển cao hơn mực nước biển khoảng 16,5 m và gió ở đây thường rất mạnh. Nếu nối dài ống thép của cột chống thêm khoảng 7 m nữa thì ta có thể gắn thêm cánh quạt có chiều dài mỗi cánh khoảng 5 m để chạy điện gió sẽ được thêm nhiều điện và sẽ không ảnh hưởng gì đến các hoạt động ở phía dưới. Do có thêm điện gió ở phía trên nên để đảm bảo khung đỡ được vững chắc ta phải dùng các thanh liên kết lớn hơn hoặc giảm độ cao của phao. Chi phí tăng thêm này sẽ rẻ hơn rất nhiều so với việc xây dựng những cột lớn rất cao để gắn cánh quạt lớn trên đó như trong trường hợp xây dựng điện gió thông thường. Như vậy ta vừa sử dụng được năng lượng sóng biển, vừa sử dụng được sức gió rất mạnh để phát điện và giá thành phát điện sẽ giảm đi.

Xin phép đi cụ thể vào vùng biển gần bờ có sóng biển lớn nhất nước ta là vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau như sau:

Nhìn vào các số liệu trong phần 1 của bài: “Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển” (Bản bổ sung, sửa đổi ngày 20/08/2015) đã được đăng trong mục Khoa học & công nghệ ngày 24/08/2015 trên trang Web vncold.vn của Hội Đập lớn và Phát triển Nguồn nước Việt Nam, ta thấy vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau không những rất thuận lợi cho thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển mà còn rất thuận lợi cho điện sóng gió biển. Cụ thể như sau:

- Để đón sóng từ gió đông bắc và gió tây nam, khung đỡ cần đặt theo hướng tây bắc – đông nam thẳng góc với hướng của đường bờ biển nên không ảnh hưởng gì đến việc đi lại của các tàu thuyền đánh cá.

- Gió đông bắc và gió tây nam chiếm tới khoảng 92,15% thời gian của tất cả các loại gió và gió thổi trên biển không vướng một trở ngại nào.

- Đường đẳng sâu 20 m ở khá xa bờ, nhiều nơi xa đến vài chục km rất thuận lợi cho khung đỡ vươn ra ngoài biển xa để đón sóng lớn và gió mạnh. Vùng biển phía đông nam tỉnh Bạc Liêu và phía đông tỉnh Cà Mau, đường này ra đến sát đảo Hòn Trứng Lớn. Ở phía đông nam của tỉnh Sóc Trăng, đường này gần bờ hơn, nhưng có chỗ lại ra tới gần Côn Đảo. Như vậy khung đỡ có thể dài khoảng gần 7,5 km và lắp đặt ở nơi biển có độ sâu khoảng từ hơn 5 m đến 15 m.

Việc dựng khung đỡ và gắn các thiết bị lên nó như thế nào, tôi đã trình bày rất kỹ trong phần 2 của bài: “Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển” nên tôi chỉ nói đến những chỗ khác nhau của 2 loại như sau:

- Nên chuyển khung đỡ của điện sóng gió biển thành hình lục giác dẹt và chạy theo hướng tây bắc – đông nam vì khi thì đón sóng từ gió đông bắc, khi thì đón sóng từ gió tây nam.

- Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển dùng phao hình trụ tròn đường kính 6 m cao 3 m với lực nâng lên hạ xuống tối đa là 42,5 tấn, thanh thép chịu lực trong tầng liên kết dưới cao hơn mực nước biển trung bình khoảng 11,3 m, mặt trên cao nhất của thanh thép chịu lực trong tầng liên kết trên cách đỉnh cột chống khoảng 0,2 m. Nhưng khi có thêm điện gió ở phía trên thì lực tác động vào khung đỡ mạnh hơn, nên giảm bớt chiều cao của phao để giảm bớt gánh nặng cho khung đỡ, thí dụ như phao cao 2,6 m với lực nâng lên hạ xuống tối đa là 36,8 tấn và thanh thép chịu lực trong tầng liên kết dưới chỉ cao hơn mực nước biển trung bình khoảng 11,1 m, mặt trên cao nhất của thanh thép chịu lực trong tầng liên kết trên cách đỉnh cột chống khoảng 0,4 m.

- Do dòng chảy của biển có thể thẳng góc với khung đỡ của điện sóng gió biển và khi thì đón sóng từ gió đông bắc, khi thì đón sóng từ gió tây nam nên toàn bộ thanh thép có răng nên có hình chữ T và gắn vào trụ thép đứng giữa phao. Khi đó thanh thép có răng sẽ là thanh thép hoàn toàn cứng và lực đẩy ngang của phao thẳng góc với khung đỡ sẽ mạnh hơn nhiều, vì thế trong điện sóng gió biển nên dùng phao thấp hơn nữa, thí dụ như phao cao 2 m chẳng hạn và thanh thép chịu lực trong tầng liên kết dưới chỉ cao 10,8 m, còn thanh thép chịu lực trong tầng liên kết trên vẫn giữ nguyên độ cao như cũ.

- Trong thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển, đỉnh ống bê tông dự ứng lực chỉ cao hơn mực nước biển khoảng 5,5 m do phải dùng bơm piston áp lực cao. Khi dùng máy phát điện một chiều thì không dùng bơm piston áp lực cao nhưng đỉnh ống bê tông dự ứng lực vẫn nên cao hơn mực nước biển khoảng 5,5 m do có 2 thanh thép đỡ thanh thép chịu lực tầng liên kết dưới. Do không dùng ống dẫn nước trong tầng liên kết dưới nên khoảng cách từ các thanh liên kết chéo đến thanh thép chịu lực trong tầng này cũng giống như trong tầng liên kết trên. Do khung đỡ đặt ở nơi biển sâu từ hơn 5 m đến 15 m nên ống bê tông dự ứng lực cần dài từ hơn 10,5 m đến 20,5 m. Chiều dài này nằm trong phạm vi cọc dài từ 7 m đến 22 m như trong giới thiệu của Công ty Cổ phần Bê tông ly tâm Thủ Đức về cọc bê tông dự ứng lực. Nối ống theo cách đó thì tại những cột chống có điện gió, ống thép đường kính 219,1 mm dài 12,6 m sẽ ngập sâu vào trong ống bê tông dự ứng lực 1 m và ngập sâu vào ống thép của điện gió khoảng 1 m. Nếu vẫn dùng loại ống thép dài 12 m thì khi nối nó chỉ còn ngập sâu vào mỗi phía 0,7 m.

- Máy phát điện một chiều của điện sóng biển và các thiết bị khác có thể để trong tầng liên kết dưới như thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển nên trong tầng liên kết trên rất ít khi có người. Chỗ thấp nhất của cánh quạt quay cũng cao hơn mặt đường đi trong tầng liên kết trên khoảng gần 3,3 m nên rất an toàn. Nếu chưa an tâm thì có thể nối ống thép của điện gió dài hơn cho chỗ thấp nhất của cánh quạt quay xa tầng liên kết trên hơn. Máy phát điện một chiều của điện sóng biển để trong tầng liên kết dưới nhưng cũng cao hơn mực nước biển khoảng từ 11,2 m đến 11,6 m và có sẵn đường đi cho công nhân có thể thường xuyên qua lại để kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa. Với độ cao này thì khi mực nước biển đã dâng cao thêm 1 m, đỉnh của thủy triều cao hơn mức trung bình 1 m và sóng biển cao đến 10 m thì phao cũng vẫn chưa thể chạm vào thanh thép chịu lực trong tầng liên kết dưới.

Khi sử dụng khoảng 1 km2 sóng biển có thể dùng 2 khung đỡ hình lục giác dẹt có đường chéo dài nhất khoảng 7.447 m, rộng khoảng 67,3 m. Mỗi khung đỡ có 4.405 phao, 4.412 cột chống và chúng được chia thành 7 hàng. Để các tàu thuyền có thể đánh bắt hải sản dễ dàng và vùng khung đỡ có sóng mạnh, nên để hai khung đỡ cách nhau khoảng 0,5 km.

1. Điện sóng gió biển:

1.1. Điện gió biển:

Khung đỡ có 7 hàng cột chống, trên mỗi ống thép của cột chống đều có thể nối dài thêm ra để gắn cánh quạt chạy điện gió, nhưng các hàng chỉ cách nhau hơn 10 m như vậy có lẽ quá gần nhau, sau khi qua hàng cánh quạt thì gió có thể bớt mạnh. Nên tôi dự kiến chỉ làm việc này trên 3 hàng là các hàng 1, 4 và 7. Số cột chống trên 3 hàng này trong mỗi khung đỡ là: 629+632+629 = 1.890 cột chống. Như vậy khi sử dụng khoảng 1 km2 sóng biển, số máy phát điện một chiều để chạy điện gió là: 1.890x2 = 3.780 máy.

Trong bài: “Triển vọng phát triển nguồn điện gió tại Việt Nam” của Trần Trí Năng, Lê Khắc Hoàng Lan, Nguyễn Tân Huyền, Trương Trà Hương,Phạm Thanh Tuân, Nguyễn Xuân Cường, Phạm Thị Hồng, Bùi Mỹ Duyên (+ Đại Học Minnesota, Mỹ Quốc.*Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng Dụng- Viện Khoa Học & Công Nghệ , Việt Nam) trên trang Web erct.com có phương pháp tính công suất điện gió như sau:

P = ½.C.ρ.A.v3

Trong đó: ρ - tỉ trọng không khí, kg/m3(khoảng 1,225 kg/m3ở mực nước biển, khi cao độ càng tăng tỉ trọng không khí càng giảm); A – bề mặt quét của cánh quạt hướng thẳng vào chiều gió, m2; v – tốc độ gió, m/sec và công suất P, Watts (= Joules/sec). Theo lý thuyết , C bằng 16/27 = 0,59, nhưng trên thực tế C nằm vào khoảng 0,35.

Bài này cũng cho biết: Máy đo tốc độ gió được đặt ở độ cao 25 m so với mực nước biển tại Long Hải và Phước Tỉnh ở Bà Rịa – Vũng Tàu để đo các số liệu về tốc độ gió từng ngày từ ngày 1 tháng 7 năm 2009 đến ngày 30 tháng 9 năm 2010. Mỗi ngày đo 3 lần vào buổi sáng lúc 9h, buổi chiều lúc 16h và buổi tối lúc 20h. Sau đó tính bình quân từng tháng được kết quả như sau:


Từ đó tôi tính được bình quân tốc độ gió của Long Hải là 7,62 m/s, Phước Tỉnh là 8,01 m/s. Trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau, sóng biển lớn nhất tập trung vào các tháng 12, 1 và 2 do có gió mạnh nhưng Long Hải và Phước Tỉnh ở trên đất liền, 3 tháng này tốc độ gió lại thấp, nên tôi tạm tính tốc độ gió bình quân ở độ cao 23,5 m trên các khung đỡ đặt trong vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau khoảng 8 m/s.

Tôi chưa biết Điện gió Bạc Liêu được tính theo phương pháp nào, nhưng cứ tính thử công suất của điện gió theo phương pháp đã có trong bài vừa nêu xem sao:



Tính theo phương pháp này thì sản lượng điện hàng năm của Điện gió Bạc Liêu là 330,36 triệu KWh, trừ đi khoảng 3% cho dự phòng còn 320,45 triệu KWh, tính tròn là 320 triệu KWh. Công suất lắp máy tính gấp 2,63 lần công suất bình quân là 99,18 MW, tính tròn là 99,2 MW. Cũng tính theo phương pháp này thì sản lượng điện gió biển là 276,89 triệu KWh. Nhưng do đường truyền điện dài, các máy phát điện cũng có lúc hư hỏng cần bảo dưỡng, sửa chữa, máy không tốt bằng máy của Điện gió Bạc Liêu,... nên tôi dự kiến giảm bớt 20% còn: 276,89x0,8 = 221,51 triệu KWh và số này chỉ bằng 77,6% so với sản lượng tính được ban đầu. Như vậy công suất bình quân chỉ còn đóng góp vào điện lưới: 32,59x0,776 = 25,29 MW. Tính ra công suất lắp máy lớn gấp: 85,7/25,29 = 3,39 lần công suất bình quân tại đầu ra. Công suất lắp máy của mỗi máy phát điện là: 85,7x1.000/3.780 = 22,67 KW, tính tròn lên là 23 KW. Như vậy tổng công suất lắp máy là: 23x3.780/1.000 = 86,94 MW.

1.2. Điện sóng biển:

Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển và điện sóng gió biển giống nhau ở chỗ cùng có khung đỡ và các phao lớn gắn thanh thép có răng. Các bộ phận giữ phao và chuyển lực gắn trên khung đỡ biến chuyển động nâng lên hạ xuống của thanh thép có răng thành chuyển động quay đi quay lại, rồi chuyển thành chuyển động quay tròn theo một chiều nhất định. Sau khi có được chuyển động quay tròn theo một chiều nhất định thì thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển dùng nó để chạy bơm nước piston áp lực cao. Nên ta cũng có thể nghĩ đến chuyện dùng nó để chạy máy phát điện một chiều, sau đó truyền điện về trạm biến đổi điện để biến điện một chiều thành điện xoay chiều và hòa vào điện lưới quốc gia giống như điện gió đã làm.

Kết quả tính toán điện sóng biển khi sử dụng khoảng 1 km2 sóng biển dùng phao hình trụ tròn đường kính 6 m cao 2 m trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau như trong biểu sau:



Công suất bình quân do 1 máy phát điện một chiều cung cấp là: 242,86x1.000/8.810 = 27,57 KW. Cũng tạm tính như với điện gió cho an toàn, thì máy phát điện một chiều cần có công suất là: 27,57x3,39 = 93,45 KW, tính tròn lên là 94 KW. Tổng công suất lắp máy là: 94x8.810/1.000 = 828,14 MW. Trên các vùng biển gần bờ của nước ta rất ít khi có sóng biển cao trên 4 m, còn sóng biển cao trên 5 m thì gần như là không có, vì vậy kính mong các chuyên gia về máy phát điện một chiều tính toán thử giúp xem có thể giảm bớt công suất lắp máy được hay không?

2. Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển kết hợp với điện gió:

2.1. Điện gió:

Trong khung đỡ của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển, khi sử dụng các hàng 1,4 và 7 để bổ sung thêm điện gió thì số máy phát điện gió là: 1.260x3 = 3.780 máy. Số liệu này cũng bằng số liệu đã tính toán trong mục 1.1. Nên tổng công suất điện gió bình quân là 25,29 MW, sản lượng điện hàng năm là 221,51 triệu KWh và tổng công suất các máy phát điện một chiều là 86,94 MW.

2.2. Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển kết hợp với điện gió:

Do có điện gió ở phía trên nên vùng biển này chỉ sử dụng phao hình trụ tròn đường kính 6 m cao 2,6 m, vì vậy phải tính lại và có kết quả như sau:

Mỗi nhà máy thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển kết hợp với điện gió trên vùng biển Bình Thuận đến Vũng Tàu có công suất bình quân là: 25,29+299,04 = 324,33 MW, sản lượng điện hàng năm là: 221,51+2.619,6 = 2.841,11 triệu KWh và công suất lắp máy là: 86,94+626 = 712,94 MW.

Mỗi nhà máy thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển kết hợp với điện gió trên vùng biển Thành phố Hồ Chí Minh đến Cà Mau có công suất bình quân là: 25,29+292,81 = 318,1 MW, sản lượng điện hàng năm là: 221,51+2.565,03 = 2.786,54 triệu KWh và công suất lắp máy là: 86,94+626 = 712,94 MW.

3. Tổng cộng các loại điện:

Khi sử dụng khoảng 1 km2 sóng biển cho thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển và khoảng 1 km2 sóng biển cho điện sóng gió biển trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau sẽ cho các loại điện như trong biểu sau:



Như vậy bên cạnh mỗi nhà máy thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển cần có thêm 1 trạm biến đổi điện nhằm biến đổi điện một chiều thành điện xoay chiều để hòa vào lưới điện quốc gia với công suất bình quân 293,44 MW, sản lượng điện hàng năm 2.570,49 triệu KWh. Tổng công suất của các máy phát điện một chiều dùng cho điện sóng gió biển là 1.002,02 MW. Riêng phần điện gió của trạm biến đổi điện cũng cho sản lượng điện hàng năm là: 221,51+221,51 = 443,02 triệu KWh, tăng 38,44 % so với sản lượng điện hàng năm của Điện gió Bạc Liêu.

Do 2 khung đỡ của điện sóng gió biển ở khá xa ngoài biển nên phải truyền điện vào bờ bằng cáp ngầm dưới biển và phải thường xuyên dùng tàu nhỏ đưa công nhân ra để kiểm tra, cho dầu mỡ, phun sơn chống gỉ, bảo dưỡng, sửa chữa máy phát điện và các thiết bị trên khung đỡ,...

Để khắc phục tình trạng này có thể cho khung đỡ của điện sóng gió biển thẳng góc hoặc hơi xiên góc với khung đỡ của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển và chỉ cách nhau khoảng 8 m và dùng thép dài 12 m bắc cầu rộng đủ cho xe con hoặc xe tải nhỏ đi qua để nối 2 loại khung đỡ với nhau. Nhờ có cầu này mà công nhân khi đi làm việc có thể để xe máy ở đường đi giữa khung đỡ của điện sóng gió biển, còn đường điện có thể nối qua 2 khung đỡ ở tầng liên kết trên. Nhưng công nhân của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển vẫn phải để xe máy ở đường đi trên đường dẫn nước về nhà máy thủy điện vì đường trên khung đỡ nối từ cầu sang đường đi trên đường dẫn nước sẽ cao hơn đường đi trong tầng liên kết dưới của khung đỡ khoảng 1 m hoặc 1,4 m và cần có bậc để lên xuống. Mỗi khung đỡ của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển có thể nối với 30 khung đỡ của điện sóng gió biển và các khung đỡ của điện sóng gió biển đó sẽ cách nhau khoảng 0,5 km. Việc này sẽ làm cho lượng điện sản xuất ra của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển bị giảm sút do độ cao của sóng vùng khung đỡ có thể bị giảm đi, thí dụ như lượng điện giảm mất 10% chẳng hạn. Mỗi khung đỡ của điện sóng gió biển cũng phải bớt 1 điện gió do cột điện gió trong cùng quá gần với điện gió trên khung đỡ của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển và cũng phải bớt 1 phao do phao trong cùng quá gần với các phao của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển. Ngoài ra khung đỡ đã vào gần bờ, một số khung đỡ có thể lệch với hướng tây bắc – đông nam, hướng sóng có thể thay đổi và có xu hướng quay dần về phía bờ,... nên độ cao sóng biển vùng khung đỡ có thể giảm đi. Nhưng như vậy thì sóng đã được tích lũy năng lượng từ xa hàng nghìn km, lao vào vùng biển ngày càng nông dần. Gặp trở ngại như vậy, độ cao của sóng khi ở nơi biển chỉ còn sâu khoảng 5 m đến 6 m sẽ cao hơn khi ở ngoài biển xa hàng chục km khoảng bao nhiêu phần trăm, chu kỳ sóng và bước sóng sẽ thay đổi như thế nào? Vậy sản lượng điện sẽ giảm đi hay tăng lên? Số liệu tính được là số liệu rất lớn, nên để cho an toàn tôi tạm giảm sản lượng của điện sóng biển thêm 5% nữa. Vì vậy việc điện sóng gió biển kết hợp với thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển đó sẽ cho công suất và sản lượng điện hàng năm như sau:

Như vậy bên cạnh mỗi nhà máy thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển cần có thêm 1 trạm biến đổi điện rất lớn nhằm biến đổi điện một chiều thành điện xoay chiều để hòa vào lưới điện quốc gia với công suất bình quân 3.864,41 MW, sản lượng điện hàng năm 33.851,99 triệu KWh. Tổng công suất của các máy phát điện một chiều dùng cho điện sóng gió biển là 13.188,67 MW.

Trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau có thể xây dựng 34 cặp thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển kết hợp với điện sóng gió biển. Vì vậy tiềm năng ở riêng vùng biển này hàng năm có thể cho sản lượng điện tới 1.230 tỷ KWh. Trong khi đó điện sản xuất và mua của cả nước năm 2015 chỉ là 159,4 tỷ KWh, chỉ bằng 12,96% tiềm năng của vùng biển này. Như vậy chỉ riêng tiềm năng vùng biển này cũng thừa khả năng cung cấp điện cho năm 2030 và các năm sau. Nội dung cụ thể xin xem bài: “Điện sóng gió biển”đã được đăng trong mục Khoa học & công nghệ ngày 28/03/2016 trên trang Web vncold.vn của Hội Đập lớn và Phát triển Nguồn nước Việt Nam.

Đối với các vùng biển khác tiềm năng sản xuất điện của điện sóng gió biển cũng rất lớn nhưng khi sử dụng khoảng 1 km2 sóng biển sẽ cho sản lượng điện nhỏ hơn và giá thành phát điện sẽ cao hơn.

Cũng xin nêu thêm khả năng kết hợp với du lịch trên một số khung đỡ của điện sóng gió biển ở chỗ mặt đường phía trên đường dẫn nước của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển ngang với cầu hoặc khung đỡ cuối cùng cho việc lái xe qua cầu được dễ dàng và không phải mở rộng thêm đê để xây dựng một số khu du lịch lớn. Mỗi khu nằm trên 1 khung đỡ của điện sóng gió biển có thể xây dựng được khoảng gần 7.000 phòng nghỉ dưỡng, mỗi phòng có diện tích khoảng 35 m2 và xe khách dài trên 10 m cao 3,5 m, có thể vào trong khung đỡ để đưa đón du khách. Khách có thể nghỉ ngơi, đi lại thoải mái, nhìn ngắm các công trình đang vận hành và lên tầng trên để ngắm trời ngắm biển. Muốn làm được như vậy cần có các cột chống và ống thép cột chống rất lớn. Vì vậy kính mong ngành du lịch và ngành điện mời các chuyên gia công trình giỏi tính toán thật kỹ khả năng chịu lực và thay đổi các vật liệu làm khung đỡ cho công trình điện sóng gió biển kết hợp với du lịch sử dụng được lâu dài.

Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển ngoài khả năng cho sản lượng điện lớn, giá thành có khả năng tương đương thủy điện còn nhiều lợi ích khác như tạo nơi trú ẩn an toàn cho tàu thuyền đánh cá và những tàu nhỏ khi có bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bảo vệ đê kè biển và bờ biển khỏi bị sạt lở,... Nhược điểm của nó là do các phao phải đặt ở nơi sâu khoảng 5 m đến 6 m nên phải làm đường dẫn nước dài hàng km về nhà máy, nếu làm nhà máy nhỏ thì giá thành phát điện sẽ cao. Nhưng điện sóng gió biển bước đầu có thể làm nhỏ để thí điểm, chỉ cần đưa điện bằng cáp về trạm biến đổi điện và có nhiều chỗ gần giống với điện gió, lại không phải xây dựng những cột lớn rất cao như điện gió nên có khả năng dễ làm hơn. Không những thế qua việc làm điện sóng gió biển nhỏ để thí điểm đó có thể thấy được khả năng cung cấp năng lượng của các phao để từ đó có thể tin tưởng hơn vào việc làm thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển và điện sóng gió biển.

Trên đây là những đề xuất của tôi. Không biết có chỗ nào còn sai sót không? Rất mong mọi người kiểm tra và phát hiện những chỗ còn thiếu sót để tôi sửa lại cho tốt hơn. Xin chân thành cám ơn.

Lê Vĩnh Cẩn

Địa chỉ liên hệ:
Phòng 204 nhà B4, 189 Thanh Nhàn, Hà Nội
Điện thoại: (04)39716038 hoặc (04)35527218

 

Bổ sung thêm ngày 12/04/2015


Nên cho mặt đường trên đường dẫn nước về nhà máy thủy điện cao ngang với các cầu bắc từ đường này sang khung đỡ của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển.

Trong mục 3. của bài: “Điện sóng gió biển” vẫn giữ nguyên đường dẫn nước về nhà máy thủy điện như trong bài: “Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển” nên có chỗ phải làm đường lên cầu, có chỗ phải làm đường xuống cầu. Vì vậy cần điều chỉnh lại đường dẫn nước về nhà máy thủy điện cho mặt đường này cao ngang với các cầu bắc từ đường này sang khung đỡ của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển với điều kiện vẫn phải giữ nguyên phần trong của đường dẫn nước là hình chóp cụt tiết diện hình chữ nhật đáy nhỏ là 2 m2 (hoặc lớn hơn), đáy lớn là 110 m2, dài 14.900 m, ngoài ra còn đường nước nối từ đường dẫn nước tới nhà máy thủy điện dài khoảng 1.000 m có tiết diện phía trong 110 m2 và đường dẫn nước bằng bê tông cốt thép đó phải chịu được áp lực cột nước cao trên 400 m như trong mục 5.4. của bài: “Thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển”, nhưng chỉ khác là chiều cao và chiều rộng phần trong của hình chóp cụt đó phải thay đổi cho phù hợp với điều kiện mới. Cụ thể như sau: Trong khung đỡ của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển, thanh thép chịu lực thấp trong tầng liên kết dưới cao hơn mực nước biển trung bình khoảng 11,1 m, mặt trên của thanh thép này sẽ cao hơn mực nước biển trung bình khoảng 11,5 m. Giả thử mặt cầu cao hơn mặt trên của thanh thép này khoảng 0,1 m thì mặt cầu sẽ cao hơn mực nước biển trung bình khoảng 11,6 m. Các ống dẫn nước đặt trên các thanh thép liên kết chéo trong tầng liên kết dưới của khung đỡ nên chúng được đặt ở độ cao khoảng 11,1-0,6 = 10,5 m. Mặt đê cao hơn mực nước biển trung bình khoảng 2 m. Vì thế chiều cao phía ngoài của đường dẫn nước là 10,5-2 = 8,5 m. Từ chiều cao phía ngoài này và độ dày của đường dẫn nước phải tính toán lại chiều cao và chiều rộng tiết diện phía trong của đường dẫn nước cho đảm bảo các điều kiện đã nêu trên. Mặt đê phía gần nhà máy thủy điện cần rộng hơn chiều ngang phía ngoài của đường dẫn nước khoảng 2 m, nhưng mặt đê chỗ xa nhất cần rộng khoảng 7 m. Khi xây tường trên 2 mép đê và cao khoảng 8,5+0,6+0,5 = 9,6 m rồi phun đầy cát biển vào, lu nèn cho thật chặt, sau đó đổ bê tông hoặc rải nhựa lên trên sẽ có con đường cao 9,6+2 = 11,6 m, vừa cao đúng bằng mặt cầu. Như vậy chỗ hẹp nhất của đường cũng là 7 m đủ cho 2 xe tải hoặc xe khách tránh nhau, các xe đi vào khung đỡ của điện sóng gió biển không phải lên dốc hoặc xuống dốc khi qua cầu. Nhiệt độ phía ngoài của đường dẫn nước về nhà máy thủy điện luôn ổn định vì có lớp cát ẩm bao phủ phía ngoài. Khung đỡ của điện sóng gió biển cuối cùng nên kéo dài thêm ra một ít để đặt đồn biên phòng hoặc đồn cảnh sát biển và có chỗ để quay đầu xe tải, vì từ đây có thể quan sát được cả vùng rộng lớn, kiểm soát được các tàu biển qua lại và bảo vệ được các tàu đánh cá của ngư dân. Khung đỡ của điện sóng gió biển kết hợp với du lịch có thể có nhiều chọn lựa vì có thể đặt ở bất kỳ chỗ nào, nhưng vị trí đó nên bàn với các ngành Quốc phòng và Công an. Ngay sau chỗ đó phải có biển cấm không cho xe khách đi vào xa thêm vì trên đường không còn chỗ để quay đầu xe. Do các cầu đều đặt trên thanh thép chịu lực thấp trong tầng liên kết dưới nên đường đi từ cầu xuống chỉ cao hơn đường đi trong tầng liên kết dưới khung đỡ của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển khoảng 1 m. Tuy nhiên làm theo cách này thì lượng bê tông cốt thép làm đường dẫn nước sẽ nhiều hơn vì tiết diện phía trong của đường dẫn nước đã bị chuyển từ gần như hình vuông sang hình chữ nhật.

 

Rất cám ơn bạn DocCoCauBai và bạn hoangtu. Nhân bạn DocCoCauBai có giới thiệu sách: “Giải pháp xây dựng công trình điều tiết chống hạn và xâm nhập mặn trên hệ thống Sông Hồng”, tôi cũng xin phép giới thiệubài: “Làm thế nào cho đồng bằng sông Cửu Long được an toàn?” đã được đăng trong mục Nguồn nước & Môi trườngngày 02 tháng 12 năm 2015 trên trang Web vncold.vn của Hội Đập lớn và Phát triển Nguồn nước Việt Nam: http://www.vncold.vn/Web/Content.aspx?distid=3997. Khi mực nước biển đã dâng cao thêm 1 m so với hiện nay thì gần 40% diện tích đồng bằng sông Cửu Long sẽ bị ngập chìm trong nước biển và gần hết đồng bằng sông Cửu Long sẽ bị xâm nhập mặn. Vì thế trong bài này đã nêu các giải pháp để có thể giữ nguyên diện tích đồng bằng sông Cửu Long như hiện nay và giải quyết được xâm nhập mặn khi mực nước biển đã dâng cao thêm 1 m so với hiện nay.
Trong đó có khó khăn là xây dựng đê biển từ Thành phố Hồ Chí Minh đến Mũi Cà Mau sẽ rất tốn kém do vùng biển này có sóng biển lớn nhất nước ta. Nhưng nếu ta xây dựng tại vùng biển này khoảng 20 nhà máy thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển thì vùng bờ biển phía trong không còn sóng nữa. Giá thành phát điện của thủy điện chạy bằng năng lượng sóng biển trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau có khả năng tương đương với giá thành phát điện của thủy điện, vì thế kinh phí xây dựng đê để đặt đường dẫn nước áp lực cao lên đó là do nhà máy chịu. Như vậy trên dọc bờ biển suốt từ Thành phố Hồ Chí Minh đến Mũi Cà Mau chỉ cần xây dựng những đê bình thường có đủ chiều cao để ngăn nước biển tràn qua mà thôi. Kinh phí cho việc xây dựng đê biển sẽ giảm đi rất nhiều.