Đăng ký thành viên

Tuabin thủy điện cải tiến không gây hại

Các nhà máy thủy điện sản xuất năng lượng không phát thải cacbon, nhưng chúng có thể tác động tiêu cực đến hệ sinh thái địa phương. Đắp đập hoặc chuyển hướng các nguồn nước tự nhiên làm gián đoạn môi trường sống và quá trình di cư của cá. Hơn nữa, cá bị chết khi chúng bơi qua các tuabin và các thiết bị ngầm dưới nước khác. 

Công ty Natel Energy có trụ sở tại bang California, Mỹ đã phát triển một tuabin để giảm đáng kể số cá chết. Công ty này tuyên bố rằng các Tuabin thủy điện phục hồi FishSafe (RHT) của họ cho phép 98-100% cá đi qua an toàn. 

Tuabin FishSafe (Ảnh st)

Công nghệ này hoạt động như thế nào? 

Các tuabin thủy điện thông thường thường sử dụng lưới chắn để ngăn cá vào tuabin. Tuy nhiên, lưới chắn có thể không hiệu quả hoặc trở thành bẫy cá khiến cho chúng không thể thoát khỏi động vật ăn thịt. 

Thay vào đó, Natel Energy tập trung vào việc thiết kế lại các cánh tuabin. Họ đã tạo ra một cánh cong với cạnh trước dày hơn. Sự thay đổi này đẩy nước về phía trước, tạo ra một vùng nước đọng và cho phép cá bơi qua các thành phần chuyển động một cách an toàn.

Ngoài ra, các cánh cong ngăn không cho cá bị tác động trực tiếp ngay cả khi chúng đến quá gần. Natel Energy đã thử nghiệm công nghệ của mình với một số loài và thấy rằng nó hoạt động tốt hơn trong việc bảo vệ cá so với các thiết kế tương tự. 

Cánh tuabin của Natel so với cánh thông thường (Ảnh st)

Tuy nhiên, công nghệ này chỉ áp dụng cho cá di cư xuôi dòng. Ngoài ra, các tuabin này yếu hơn một chút so với một số tuabin thông thường, điều này có thể khiến những người ra quyết định ít muốn sử dụng chúng hơn. 

Cánh tuabin này phù hợp với bất kỳ kích thước tuabin thủy điện nào trong các nhà máy có cột nước lên đến 40m. Hiệu suất thủy lực cực đại đạt trên 90%. Các cánh cũng có khả năng chống mài mòn.

Những người am hiểu về thiết kế tuabin an toàn cho cá cho biết những lựa chọn này rất quan trọng đối với những cơ sở không có đường dốc hoặc đôi khi không thực hiện được mạch nối tắt do không đủ không gian xung quanh hệ thống thủy điện. 

Tuabin an toàn cho cá hoạt động như thế nào trong các cuộc thử nghiệm? 

Natel Energy đã thử nghiệm các tuabin trong môi trường thực tế để kiểm tra xem Tuabin Thủy điện Phục hồi tác động đến lươn Mỹ (dài 33-66cm) và hai kích cỡ cá hồi cầu vồng (20-40cm và 40-50cm) như thế nào. Các kỹ sư đã quan sát khả năng các sinh vật này có thể đi qua các tuabin tốt như thế nào và tìm kiếm các dấu hiệu gây hại trong 48 giờ. 

Lươn Mỹ và cá hồi cầu vồng nhỏ hơn đã vượt qua với tỷ lệ sống sót là 100% và không có hiệu ứng phụ. Những con cá khác đã vượt qua với tỷ lệ tử vong chậm <1%. Những kết quả này cho thấy tỷ lệ vượt qua chung là 99% đối với tất cả các loài cá trong nghiên cứu. 

Mặt cắt ngang của cánh FishSafe RHT (Ảnh st)

Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương đã xác nhận các tuabin này với nguồn tài trợ từ Bộ Năng lượng Mỹ. 

Tuabin Thủy điện Phục hồi của Natel Energy là thiết kế đầu tiên trong ngành cho phép cá lớn và nhỏ đi qua một cách an toàn. Nghiên cứu bổ sung cho thấy thiết bị đáp ứng các số liệu tính năng cao và phù hợp với cấu hình lắp đặt tiêu chuẩn, điều này sẽ giúp các tuabin được chú ý rộng rãi. 

Một bước tiến hướng tới sự bền vững thận trọng

Bang Maine, Oregon (Mỹ) và nước Áo đang lắp đặt FishSafe RHT. Công ty Natel Energy cũng đang lắp đặt lại RHT trên ba con đập ở bang Louisiana thuộc sở hữu của Quân đoàn Công binh Mỹ.

Công trình của Natel Energy phù hợp với nhiều nỗ lực theo đuổi tính bền vững trong thiết kế công nghệ để giảm thiểu hoặc loại bỏ các kết quả không mong muốn. Tương tự như vậy, các kỹ sư đang nghiên cứu các cánh tuabin gió sáng tạo để giảm thiểu tác hại đối với các loài chim. Nhận thức ngày càng tăng về các vấn đề này khuyến khích các kỹ sư và các chuyên gia khác tạo ra các phiên bản có lợi hơn để giảm thiểu tác hại trong việc đạt được các mục tiêu phát triển bền vững.

Biên dịch: Nguyễn Thị Dung

Theo “Eepower”, tháng 9/2024