Sử dụng các cụm 3 cột chống để dựng khung đỡ xa bờ của điện sóng biển

Ngoài việc dùng các cụm 4 cột chống, ta cũng có thể dùng các cụm 3 cột chống gắn với nhau thành khung đỡ xa bờ như sau:



Lưu ý là khung chịu lực có thể đặt phao ở bên này hoặc ở bên kia, trong khung đỡ này ta thấy các hàng khung chịu lực cách nhau không đều nhau, có chỗ cách nhau hơn 20 m, có chỗ cách nhau hơn 10 m nên tại những chỗ cách nhau hơn 10 m ta để phao sang 2 bên cho chúng cách nhau xa hơn.

Chiều ngang khung đỡ này cũng rộng khoảng 82 m. Nhìn trên hình vẽ ta thấy trong mỗi phần chữ V ngược của khung đỡ có 22 cụm 3 cột chống đã lắp ráp tất cả thiết bị và phao ở trên bờ, 95 cặp đôi thanh liên kết phải gắn thêm trên biển. Mỗi đầu phao có thêm 4 liên kết với 1 cụm 3 cột chống để có thể chống đỡ tốt với bão lớn.

Muốn khung đỡ này dài khoảng 3 km cần có 25 phần chữ V ngược cộng thêm 3 cụm 3 cột chống đã lắp ráp tất cả thiết bị và phao ở trên bờ nên có: 22x25+3 = 553 cụm 3 cột chống đã lắp ráp tất cả thiết bị và phao ở trên bờ. Chiều dài mỗi phần chữ V ngược là: 11,8x10 = 118 m, nên khung đỡ có chiều dài là: 118x25+11,8 = 2.961,8 m. Số điện gió trong khung đỡ là: 2x25+1 = 51 điện gió cánh dài 8 m và chúng cách nhau hơn 85 m.

Làm khung đỡ theo cách này thì việc vận chuyển nhẹ nhàng hơn, các cụm 3 cột chống dễ cắm xuống đáy biển hơn các cụm 4 cột chống và tổng vốn đầu tư cũng giảm bớt nhiều. Nếu các cụm 3 cột chống cắm xuống đáy biển không đều nhau thì ta vẫn có thể dùng các thanh thép dài 12 m hoặc hơn 12 m để kết nối chúng lại với nhau thành khung đỡ rất vững chắc.

Quãng giữa các loại khung đỡ xa bờ này nên có vài nhà mái tôn nhỏ cho vài công nhân ở và đựng thiết bị, vật liệu điện, có bể chứa nước mưa, có mảnh đất nhỏ để trồng rau,... Mỗi khung đỡ nên có 1 cầu treo dài hơn 23 m, một đầu ở tầng liên kết dưới đầu kia được nâng lên hạ xuống bằng cáp, bình thường cầu được dựng thẳng đứng, khi có tàu tiếp tế đến cầu được hạ xuống cho đầu kia đặt vào mặt phẳng nhỏ trên tàu để người có thể qua lại và vận chuyển hàng hóa dễ dàng. Đầu dưới phía kia của cầu nên có bánh xe nhỏ để có thể dễ dàng lăn trên mặt phẳng nhỏ đó. Tàu nâng lên hạ xuống theo sóng nhưng với cầu dài như vậy độ dốc của cầu thay đổi ít và bánh xe nhỏ ở đầu kia của cầu chỉ chạy đi chạy lại trên mặt phẳng nhỏ của tàu chỉ dưới 10 cm. Cầu nên làm hoàn chỉnh ở trên bờ, 2 bên đầu phía dưới cầu có 2 ống thép tròn dày nhô ra có gắn thêm vòng bi, khi tàu vận chuyển cầu ra đến khung đỡ chỉ việc dùng cáp đã lắp sẵn trên khung đỡ kéo đầu cầu cho 2 vòng bi ở đầu ống thép tròn dày nhô ra vào đúng 2 móc thép lớn đã gắn trước vào tầng liên kết dưới của khung đỡ rồi kéo cho nó đứng thẳng lên là xong.

Từ đó ta có thể tính được vốn đầu tư của 1 khung đỡ loại này, cụ thể là:

Số thép cần dùng như sau:

- Thép chịu lực U400x100x10.5x12 trong 553 khung chịu lực cần 4x553 = 2.212 thanh. Mỗi thanh thép nặng 708 kg, tổng trọng lượng thép là: 708x2.212 = 1.566.096 kg.

- Thép U300x90x9x12 dùng cho các việc sau:

+ Thép dùng làm liên kết trong 2 tầng liên kết cần: 95x2x25+4x2x2 = 4.766 thanh.

+ Thép dùng trong khung chịu lực là 553 thanh.

Tổng cộng thép U300x90x9x12 là: 4.766+553 = 5.319 thanh, mỗi thanh thép nặng 457,2 kg, tổng trọng lượng là: 457,2x5.319 = 2.431.846,8 kg.

- Ống thép của cột chống cần 553x3 = 1.659 ống. Mỗi ống thép có trọng lượng là 1.771 kg nên tổng trọng lượng là: 1.771x1.659 = 2.938.089 kg.

Như vậy tổng trọng lượng các loại thép cho làm khung đỡ xa bờ dùng các cụm 3 cột chống là:

1.566.096+2.431.846,8+2.938.089 = 6.936.031,8 Kg

Ngoài ra còn phải có thêm thép làm đường nhỏ cho công nhân đi lại và làm việc trên khung đỡ, nhà ở nhỏ trên khung đỡ, cầu treo để lên xuống các tàu tiếp tế, bu lông, đai ốc, vòng đệm thép, nón che mưa đầu các ống thép cột chống, vận chuyển từ nơi mua nguyên liệu về nơi sản xuất, lắp ghép,... những cụm 3 cột chống đều lắp ghép trên bờ phải có thêm móc thì mới có thể nhấc cả cụm lên được, từng cột chống phải có dây thép nằm sát ống bê tông dự ứng lực nối từ vành bê tông chống lún đến ống thép cột chống thì khi nhấc cụm 3 cột chống lên thì phần phía dưới rất nặng của nó mới không bị rời ra. Nên số thép có thể lên đến 8.000 tấn và tổng số tiền mua tất cả các loại thép đóng tàu biển có khả năng chịu mặn để làm khung đỡ và đường trên đó khoảng: 8.000x30 = 240.000 triệu đồng.

Tạm tính cho ống bê tông dự ứng lực dài 27 m và vận chuyển ra đến bờ biển là 25 triệu đồng. Như vậy mua 1.659 ống bê tông dự ứng lực là: 25x1.659 = 41.475 triệu đồng.

Phần trên ta đã tính được phần chống lún cho 1 cụm 3 cột chống hết khoảng 25,32 triệu đồng, nên phần chống lún hết khoảng: 25,32x553 = 14.001,96 triệu đồng, tính tròn là 14.002 triệu đồng.

Tổng vốn đầu tư cho 1 khung đỡ nơi biển xa dùng các cụm 3 cột chống là: 240.000+41.475+14.002 = 295.477 triệu đồng.

Tạm tính vốn đầu tư của 1 cụm tạo nguồn lực cho chạy máy phát điện 441 triệu đồng. Nên vốn đầu tư cho 553 cụm là: 441x553 = 243.873 triệu đồng.

Như vậy tổng vốn đầu tư cho 1 khung đỡ nơi biển xa dùng các cụm 3 cột chống đã có 553 cụm tạo nguồn lực cho chạy máy phát điện là: 295.477+243.873 = 539.350 triệu đồng.

Dự kiến tiền dựng khung đỡ hết khoảng 300 tỉ đồng. Như vậy vốn đầu tư cho cả khung đỡ nơi biển xa dùng các cụm 3 cột chống là: 539,35+300 = 839,35 tỉ đồng, tính tròn là 840 tỉ đồng.

Tính đến ngày 31/07/2021 tôi đã thu thập được 2.085 bản tin dự báo sóng biển của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia. Kết quả tính toán một số biểu như sau:





So với sản lượng điện sản xuất và nhập khẩu năm 2020 của Việt Nam là 247,08 tỉ KWh thì tiềm năng này lớn gấp 1,43 lần nếu khung đỡ xa bờ dùng các cụm 4 cột chống, gấp 1,75 lần nếu khung đỡ xa bờ dùng các cụm 3 cột chống. Trong đó phần dễ làm nhất là chỉ dùng khung đỡ gần bờ đã là 32.335,5 triệu KWh, lớn hơn sản lượng điện của tất cả các nhà máy thủy điện trên sông Đà và các sông nhánh của nó cộng lại.



Số tiền còn lại và những việc còn lại đã có trong biểu này. Những việc còn lại chỉ là những máy phát điện một chiều gắn vào các khung đỡ với số lượng và công suất đã có trong biểu, các đường dây điện nối từ các máy phát điện một chiều đó tới trạm biến đổi điện sao cho hao tổn điện trên đường dây thấp nhất và xây dựng trạm biến đổi điện. Đối với khung đỡ xa bờ cần có cáp ngầm để đưa điện vào bờ. Kính mong các chuyên gia về xây dựng công trình điện ước tính giúp hộ những việc còn lại đó sẽ hết khoảng bao nhiêu tỉ đồng và chiếm khoảng bao nhiêu phần trăm so với số tiền còn lại khổng lồ vừa ước tính cho từng vùng biển trong biểu trên. Từ đó ta có thể thấy được ngay giá thành phát điện của điện sóng biển làm theo cách hoàn toàn Việt Nam trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau có rẻ hơn nhiều so với thủy điện hay không?

So sánh với công suất sóng thì công suất điện của các khung đỡ gần bờ trên từng vùng biển đạt được như sau:



Các tỷ lệ cho cả năm trong Bảng này chỉ thấp hơn 40%, nhưng thực tế là đã sử dụng khoảng 70% do trước đó còn có ma sát khi biến từ chuyển động nâng lên hạ xuống của phao thành chuyển động quay tròn theo một chiều nhất định để chạy máy phát điện, hao hụt khi biến từ cơ sang điện, hao hụt điện trên đường dây, hao hụt khi biến đổi điện thành điện cao thế để cung cấp cho điện lưới quốc gia.

Công suất điện của các khung đỡ xa bờ trên các vùng biển nước ta so với với công suất sóng như sau:

 

Đến ngày 31/10/2021 tôi đã thu thập được 2.177 bản tin dự báo sóng biển. Tiềm năng điện sóng biển trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau và biểu cân đối vốn đầu tư như trong các biểu sau:





Số tiền còn lại và những việc còn lại đã có trong biểu này. Những việc còn lại chỉ là những máy phát điện một chiều gắn vào các khung đỡ với số lượng và công suất đã có trong biểu, các đường dây điện nối từ các máy phát điện một chiều đó tới trạm biến đổi điện sao cho hao tổn điện trên đường dây thấp nhất và xây dựng trạm biến đổi điện. Đối với khung đỡ xa bờ cần có cáp ngầm để đưa điện vào bờ. Kính mong các chuyên gia về xây dựng công trình điện ước tính giúp hộ những việc còn lại đó sẽ hết khoảng bao nhiêu tỉ đồng và chiếm khoảng bao nhiêu phần trăm so với số tiền còn lại khổng lồ vừa ước tính cho từng vùng biển trong biểu trên. Từ đó ta có thể thấy được ngay giá thành phát điện của điện sóng biển làm theo cách hoàn toàn Việt Nam trên vùng biển Bình Thuận đến Cà Mau có rẻ hơn nhiều so với thủy điện hay không?