Đăng ký thành viên

Từ các cơ sở công nghệ cao tại Mỹ đến các nâng cấp quy mô lớn tại Angola, Malaysia và Châu Âu, các nhà sản xuất thủy điện và công ty điện lực đang đầu tư vào hiện đại hóa và mở rộng các nhà máy thủy điện. Tạp chí IWP&DC khảo sát cách đổi mới tuabin đang thúc đẩy tương lai của năng lượng tái tạo trên toàn thế giới.

Gian tuabin của Nhà máy thủy điện Governador Parigot de Souza ở Brazil (Ảnh st)

Gần đây, Công ty Voith Hydro (Đức) đã hé lộ máy khoan ngang PAMA (HBM) trị giá 5 triệu USD Mỹ, nặng 200 tấn để sản xuất thiết bị thủy điện tại nhà máy của mình ở bang Pennsylvania, Mỹ. Được mô tả là một trong những máy tiên tiến nhất cùng loại lắp đặt tại Bắc Mỹ, công ty cho biết sẽ sử dụng HBM để gia công các bộ phận quan trọng đối với hoạt động của các cơ sở thủy điện trong khu vực.

Theo Stanley Kocon, Chủ tịch và Tổng Giám đốc điều hành của Voith Hydro Bắc Mỹ cho biết. "Khoản đầu tư này nâng cao năng lực sản xuất thủy điện và chứng minh cam kết của chúng tôi cho việc trở thành một phần của nền kinh tế năng lượng sạch."

Voith Hydro là cơ sở sản xuất thủy điện duy nhất ở Bắc Mỹ có phòng thử nghiệm thủy lực và đội ngũ kỹ sư tận tụy thiết kế, chế tạo và tân trang thiết bị thủy điện.

Gần đây, Voith Hydro đã hé lộ HBM mới nhất trị giá hàng triệu USD của mình (Ảnh st)

Voith cũng đã làm việc tại Angola, nơi công ty cung cấp toàn bộ thiết bị điện và cơ khí cho Nhà máy Thủy điện Caculo Cabaça trên sông Kwanza. Tại đây, Voith đã cung cấp toàn bộ thiết bị điện và cơ khí, bao gồm lắp đặt bốn tuabin Francis với công suất đơn vị 530MW và một tuabin Francis bổ sung với công suất đầu ra 52MW.

Theo đự kiến, Nhà máy Thủy điện Caculo Cabaça ​​sẽ kết nối với lưới điện Angola với tổng công suất 2.172MW trước khi thập kỷ này kết thúc, và sau khi đưa vào vận hành nhà máy điện này, khoảng hai phần ba năng lượng của Angola sẽ đến từ thủy điện.

Tiến sĩ Toralf Haag, Tổng giám đốc điều hành của Voith Group, cho biết: “Chúng tôi vô cùng vui mừng khi đóng góp vào dự án dấu mốc này tại lục địa Châu Phi.”

Với tiềm năng thủy điện khổng lồ nhưng vẫn chưa được khai thác, nguồn cung cấp điện hiện tại chỉ đáp ứng được khoảng một nửa dân số ở Angola. Và dự án này được mô tả là dấu mốc cho một quốc gia trên hành trình hướng tới nguồn cung cấp năng lượng rộng lớn hơn và ổn định hơn cho xã hội và ngành công nghiệp.

Sông Kwanza ở Angola (Ảnh st)

Hiện đại hóa nhiều hơn

Andritz sẽ hiện đại hóa Nhà máy Thủy điện Governador Parigot de Souza của COPEL tại Brazil. Công việc sẽ bao gồm nâng cấp toàn diện các thành phần chính của nhà máy, bao gồm các tuabin Pelton, máy phát điện, van bảo vệ và cần trục trên cao. Andritz cũng sẽ cung cấp các hệ thống điện hiện đại, các giải pháp tự động hóa, các hệ thống bảo vệ và thiết bị phụ trợ đo lường để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của nhà máy.

Andritz cũng đang làm việc tại Malaysia, nơi công ty được Tập đoàn Điện lực TNB lựa chọn để thực hiện một dự án cải tạo lớn tại nhà máy thủy điện lâu đời nhất của Malaysia. Mục đích là kéo dài tuổi thọ hoạt động của Nhà máy Thủy điện Chenderoh, tăng công suất của ba tổ máy lên 5%.

Hoàn thành vào năm 1930, Nhà máy Thủy điện Chenderoh đã hoạt động liên tục kể từ lần cải tạo lớn cuối cùng vào những năm 1990. Theo dự án hiện tại, Andritz sẽ thực hiện các công việc nâng cấp lớn trên các tuabin, cung cấp máy phát điện mới cũng như cải tạo thiết bị thủy cơ liên quan đến các tổ máy phát điện. Andritz sẽ cải thiện độ an toàn và tin cậy của các hệ thống phụ trợ, hệ thống làm mát cho tổ máy 4 và nhiều hệ thống hỗ trợ khác. Công ty cũng sẽ hiện đại hóa các hệ thống điện và lắp đặt các thiết bị mới, bao gồm một máy biến áp máy phát điện và một cần cẩu nhà máy điện.

Hoạt động phục hồi này tại Nhà máy Thủy điện Chenderoh là một phần của Chương trình kéo dài tuổi thọ rộng lớn hơn của Tập đoàn Điện lực TNB. Một sáng kiến ​​đầy tham vọng, nó nhấn mạnh cam kết của nhà cung cấp năng lượng Malaysia trong việc duy trì và cải thiện các tài sản thủy điện của mình để đảm bảo chúng tiếp tục hoạt động an toàn và hiệu quả, góp phần vào độ tin cậy và tính bền vững chung của nguồn cung cấp điện của đất nước.

Góc nhìn bên của Nhà máy điện Chenderoh (Ảnh st)

Các dự án ở Na Uy

Nhà máy Thủy điện dòng chảy Vamma lớn nhất của Na Uy, sắp trải qua quá trình hiện đại hóa lớn và Công ty Điện lực Na Uy Hafslund đã chọn Andritz để nâng cấp và cải thiện tính năng cũng như hiệu quả của tổ máy số 11 của Vamma.

Công trình sẽ tăng 22% công suất tổ máy lên 122MW, và bao gồm tháo dỡ, lắp ráp lại, thử nghiệm và đưa vào vận hành cũng như thử nghiệm mô hình và các thành phần mới. Phạm vi cung cấp bao gồm một bánh xe Kaplan không dầu mới với một trục chứa đầy nước, không chỉ cải thiện hiệu suất mà còn góp phần vào tính bền vững về mặt môi trường của nhà máy. Với đường kính 7.300mm, đây sẽ là một trong những bánh xe lớn nhất được lắp đặt tại Na Uy.

Dự kiến, tổ máy Vamma 11 (vốn đã nâng cấp hoàn toàn) được đưa vào vận hành ​​vào đầu năm 2028. Thuộc sở hữu của Hafslund, một trong những nhà sản xuất điện hàng đầu của Na Uy, Vamma trang bị 12 tổ máy phát điện tuabin, bao gồm mười tuabin Francis và hai tuabin Kaplan lớn. Tổng công suất lắp đặt là 343MW và cung cấp trung bình 1.580GWh điện mỗi năm.

Đường ống áp lực dẫn nước vào Nhà máy Thủy điện Vamma ở Na Uy (Ảnh st)

Bên trong Nhà máy điện Vamma và tổ máy số 11 nhà máy (Ảnh st)

Vẫn ở Na Uy, Andritz đã ký một hợp đồng lớn khác để cung cấp thiết bị cơ điện tiên tiến cho Nhà máy Thủy điện Øksenelvane mới tại thành phố Bremanger. Nhà máy mới này sẽ nằm cạnh Nhà máy điện Øksenelvane hiện tại, vốn sẽ ngừng hoạt động sau hơn 70 năm vận hành. Với sản lượng hàng năm dự kiến ​​là 171GWh, Nhà máy Øksenelvane mới sẽ phát ra nguồn điện sạch nhiều hơn 21GWh so với cơ sở hiện tại.

Phạm vi công việc của Andritz tại đây bao gồm kỹ thuật, chế tạo và cung cấp thiết bị hiệu suất cao, cũng như lắp đặt, thử nghiệm và đưa vào vận hành tại địa điểm dự án. Công ty sẽ cung cấp hai tuabin Pelton hiện đại, mỗi tuabin có công suất lắp đặt là 55MW, bao gồm các bộ điều tốc tuabin, các van đầu vào chính, các đường ống áp lực và các hệ thống làm mát. Hai máy phát điện, thiết bị phụ trợ, hệ thống kích từ cùng với các máy biến áp và các hệ thống tự động hóa và theo dõi hoàn chỉnh cũng nằm trong phạm vi cung cấp.

Dự kiến ​​hoàn thành vào năm 2028, dự án này sẽ đóng vai trò quan trọng trong nhà cung cấp năng lượng tái tạo Sogn og Fjordane Energi (SFE), với sứ mệnh mở rộng năng lượng tái tạo tại Na Uy. Hiện tại, SFE sản xuất 2,4TWh điện tái tạo hàng năm, đáp ứng nhu cầu của khoảng 130.000 hộ gia đình Na Uy.

Trải nghiệm của người Bulgaria

Tại Bulgaria, Công ty Điện lực NEK đang nỗ lực thực hiện chương trình phục hồi để hiện đại hóa các cơ sở thủy điện của mình. Vào đầu năm 2024, một dự án phục hồi quy mô lớn của chuỗi thủy điện lớn nhất Bulgaria, Belmeken-Sestrimo-Momina Klissura (với tổng công suất lắp đặt là 735MW ở chế độ phát điện và 104MW ở chế độ bơm) đã hoàn thành.

Sau đó, vào tháng 12 năm 2024, NEK đã hoàn thành thành công việc phục hồi tổ máy số 2 tại Nhà máy Thủy điện tích năng Chaira. Ngay từ đầu, quy mô và tính phức tạp của dự án này được mô tả là vượt quá những thách thức kỹ thuật thông thường và do đó, cần có những cách tiếp cận sáng tạo và các giải pháp phi tiêu chuẩn.

Trong suốt năm 2025, hai tổ máy thủy điện nữa sẽ được sửa chữa song song tại địa điểm Chaira. Vào tháng 1, NEK đã ký hợp đồng với Toshiba Corporation của Nhật Bản để sửa chữa tổ máy 1. Với tư cách là nhà thiết kế và nhà chế tạo thiết bị nguyên thủy của nhà máy, chuyên môn của Toshiba Corporation sẽ 'đảm bảo giải pháp kỹ thuật tốt nhất cho cơ sở', theo NEK. Tổ máy thủy điện vẫn ở tình trạng ban đầu và chưa thực hiện công việc phục hồi nào kể từ khi đưa vào vận hành năm 1995. Các công việc theo hợp đồng sẽ bắt đầu sớm nhất có thể và dự kiến tổ máy ​​sẽ hoạt động trở lại vào năm 2026.

NEK cũng đã ký hợp đồng với Tập đoàn Voith-ABB của Áo để sửa chữa và phục hồi tổ máy thủy điện số 3. Để thực hiện điều đó, công ty sẽ phát triển và triển khai một giải pháp kỹ thuật đặc biệt, tương tự như giải pháp đã triển khai để phục hồi tổ máy thủy điện số 2. Các công tác chuẩn bị để sửa chữa tổ máy thủy điện số 3 đang trong quá trình tiến hành và NEK đã hoàn tất việc tháo dỡ phần máy phát điện của tổ máy thủy điện.

NEK cho biết các thỏa thuận được ký kết như vậy nhấn mạnh tầm quan trọng của quan hệ đối tác lâu dài và các giải pháp sáng tạo trong ngành năng lượng, đóng vai trò cốt lõi trong việc đảm bảo an ninh của hệ thống điện.

Tuabin di động

Nghiên cứu mới cho biết nhu cầu ngày càng tăng về các giải pháp năng lượng đáng tin cậy, phi tập trung tại các địa điểm xa xôi và không có lưới điện, những nơi mà việc tiếp cận cơ sở hạ tầng điện truyền thống là hạn chế hoặc chưa có, đang thúc đẩy việc phát triển của các nguồn điện di động.

Ở những khu vực như vậy, nơi các nguồn năng lượng truyền thống là không khả thi hoặc quá tốn kém, các hệ thống thủy điện nhỏ, đặc biệt là tuabin trục vít Archimedes (AST), được cho là cung cấp một giải pháp đầy hứa hẹn. Các tuabin này có thể phát ra điện hiệu quả từ các dòng suối nhỏ, kênh tưới tiêu và dòng nước thải, ngay cả trong các điều kiện cột nước thấp, dòng chảy thấp, mà không cần lắp đặt phức tạp hoặc cơ sở hạ tầng quy mô lớn.

Các tuabin thủy điện di động là các tuabin có công suất dưới 5kW và có thể dễ dàng vận chuyển thủ công từ nơi này đến nơi khác do trọng lượng nhẹ. Một nghiên cứu gần đây được công bố trên Scientific Reports đã đánh giá tiềm năng của AST như một tuabin thủy điện di động cải tiến.

Tuabin AST đã được chế tạo từ ​​vật liệu thép không gỉ theo các tham số thiết kế và được lắp đặt trong phòng thí nghiệm. Thử nghiệm thực nghiệm đã được thực hiện ở các lưu lượng khác nhau và các góc nghiêng khác nhau của trục vít để đo công suất đầu ra và hiệu suất tổng thể. Hiệu suất tổng thể tối đa đạt được là 70% ở lưu lượng 0,0142m³/s và ở góc nghiêng 30°. Công suất đầu ra ở hiệu suất tổng thể tối đa là 42W và hiệu suất thủy lực là 75,5%. Ở lưu lượng 0,0849m³/s và góc nghiêng 55°, tuabin phát ra công suất đầu ra tối thiểu là 22,8W và hiệu suất tổng thể là 39,4%. Thử nghiệm cho thấy lưu lượng và độ nghiêng của trục tuabin ảnh hưởng đến công suất đầu ra của tuabin và hiệu suất tổng thể.

Tuabin AST di động cung cấp tiềm năng mở rộng đáng kể, đặc biệt là ở các cộng đồng nông thôn không có điện lưới. Bản chất nhỏ gọn và dễ vận chuyển của tuabin cho phép triển khai dễ dàng trong nhiều môi trường khác nhau, cung cấp giải pháp linh hoạt để phát ra nguồn điện bền vững trong nhiều bối cảnh khác nhau. Khả năng hoạt động trong điều kiện dòng chảy thấp của nó càng nâng cao khả năng mở rộng, khiến nó phù hợp với nhiều nguồn nước khác nhau mà có thể không phù hợp với các tuabin thủy điện truyền thống. AST cần bảo dưỡng thường xuyên để giải quyết tình trạng hao mòn, ăn mòn và tích tụ trầm tích, đặc biệt là ở những môi trường xa xôi hoặc khắc nghiệt.

Hướng tới tương lai, những thách thức về mặt hậu cần với AST di động bao gồm vận chuyển đến các vùng xa xôi có nguồn lực hạn chế, trong khi các điều kiện môi trường như sự thay đổi dòng nước và tác động của hệ sinh thái phải được cân nhắc cẩn thận trong quá trình triển khai. Và mặc dù in 3D cung cấp một giải pháp đầy hứa hẹn để khắc phục các khiếm khuyết trong sản xuất khi phát triển các tuabin di động như vậy, nhưng tính khả thi của nó đối với sản xuất quy mô lớn, đặc biệt là ở các khu vực có nguồn lực thấp, cần được cân nhắc cẩn thận. Các yếu tố như chi phí vật liệu, tốc độ sản xuất và tính khả dụng của công nghệ in 3D có thể hạn chế tính thực tiễn của nó trong các bối cảnh như vậy.