Ưu nhược điểm của điện gió

1.1 Năng lượng điện gió được tạo ra như thế nào?

Gió là sự di chuyển của không khí do sự chênh lệch áp suất trong bầu khí quyển Trái Đất, mà nguyên nhân chính là sự hấp thụ nhiệt không đồng đều của bề mặt Trái Đất từ Mặt Trời. Khi không khí nóng giãn nở, nó tạo ra sự mất cân bằng áp suất so với vùng không khí lạnh hơn ở gần đó. Không khí mát hơn sẽ nhanh chóng di chuyển vào để lấp đầy khoảng trống này - đó chính là gió.

Điện gió hay năng lượng gió là một dạng năng lượng tái tạo, tận dụng sức gió để tạo ra điện. Nguyên lý hoạt động của điện gió dựa trên việc sử dụng các tuabin gió để chuyển động năng của gió (sức gió làm quay cánh quạt) thành điện năng. Hệ thống này bao gồm một máy phát điện đặt trên đỉnh cột tuabin, phía sau các cánh quạt, bên trong bộ phận gọi là "nacelle" (vỏ bọc tuabin gió).

Nguồn điện được tạo ra có thể sử dụng trực tiếp cho các nhu cầu cụ thể (chẳng hạn như cung cấp điện cho đèn đường hoặc một trang trại biệt lập) hoặc hòa vào lưới điện quốc gia. Khi đó, điện sẽ được truyền tải qua hệ thống dây cáp và đường dây điện để cung cấp cho các hộ gia đình, doanh nghiệp và trường học…

1.2 Trang trại năng lượng điện gió là gì?

Các trang trại điện gió – về cơ bản là những nhóm tua-bin gió - thường được xây dựng trên đất nông nghiệp và ở các khu vực nông thôn. Hiện nay có 3 loại hình chính của trang trại điện gió:

• Trang trại điện gió trên bờ và gần bờ: thường sử dụng các tuabin quạt gió có công suất nhỏ, thuận tiện cho việc kết nối với lưới điện, chi phí đầu tư thấp.
• Trang trại điện gió ngoài khơi: được xây dựng ở các vùng nước sâu, có lợi thế về tốc độ gió mạnh hơn và ổn định hơn, đảm bảo hiệu quả sản xuất điện.
• Trang trại điện gió phân tán: là mô hình phát triển điện gió trong đó các tuabin gió được lắp đặt riêng lẻ hoặc theo nhóm nhỏ, thay vì tập trung thành trang trại điện gió lớn.

Tương tự như việc sử dụng điện mặt trời, năng lượng điện gió cũng có những ưu nhược điểm nhất định, cụ thể là:

2.1 Ưu điểm của năng lượng điện gió

• Gió là nguồn năng lượng tái tạo: Tuabin gió khai thác năng lượng từ gió bằng cách sử dụng cơ chế quay để tạo ra điện. Không chỉ dồi dào và vô tận, gió còn giúp sản xuất điện mà không cần đốt nhiên liệu hay gây ô nhiễm không khí.
• Điện gió có chi phí hợp lý: Các tuabin quạt gió trên đất liền quy mô lớn hiện là một trong những nguồn năng lượng có chi phí thấp nhất. Hơn nữa, tính cạnh tranh về giá của điện gió ngày càng được cải thiện nhờ vào sự tiến bộ trong khoa học và công nghệ.
• Tuabin gió có thể hoạt động trong nhiều môi trường khác nhau: Việc phát điện từ gió phù hợp với các khu vực nông nghiệp và những vùng đất đa mục đích. Điện gió cũng dễ dàng được triển khai tại các vùng nông thôn, vùng sâu vùng xa, trang trại, trang trại chăn nuôi, cũng như các cộng đồng ven biển và hải đảo, nơi thường có nguồn gió dồi dào.

2.2 Nhược điểm của năng lượng điện gió là gì?

• Những địa điểm có gió lý tưởng thường nằm ở vùng xa: Để đưa điện từ các trang trại gió đến các khu đô thị - nơi có nhu cầu tiêu thụ cao - cần vượt qua nhiều thách thức trong việc lắp đặt và truyền tải điện. Bên cạnh đó, tính ổn định và công suất của nguồn năng lượng này còn phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
• Tuabin quạt gió tạo ra tiếng ồn: So với các nhà máy điện truyền thống, trang trại điện gió có những tác động khác nhau đến môi trường, nhưng vẫn tồn tại mối lo ngại về tiếng ồn do cánh quạt tạo ra cũng như sự thay đổi về cảnh quan.
• Khó khăn trong việc vận chuyển: Các tua-bin gió ngày càng lớn để tăng hiệu suất khai thác năng lượng. Tuy nhiên, điều này khiến quá trình vận chuyển và lắp đặt trở nên phức tạp hơn, đặc biệt là ở các khu vực có địa hình khó tiếp cận. Việc mở rộng cơ sở hạ tầng để hỗ trợ vận chuyển có thể làm tăng chi phí triển khai dự án.
• Vấn đề tích trữ và truyền tải điện: Do sản lượng điện gió không ổn định, cần có hệ thống lưu trữ năng lượng hoặc kết nối lưới điện mạnh để đảm bảo cung cấp điện liên tục. Tuy nhiên, các công nghệ lưu trữ điện như pin hoặc hệ thống trữ năng lượng khác vẫn còn khá đắt đỏ. Đồng thời, việc nâng cấp mạng lưới truyền tải điện để kết nối các trang trại điện gió với trung tâm dân cư cũng là một thách thức lớn.

Để khai thác nguồn năng lượng điện gió, người dùng cần triển khai và lắp đặt các tuabin quạt gió.

3.1 Cấu tạo của tuabin quạt gió

Tuabin gió có cấu tạo gồm nhiều thành phần khác nhau. Một số bộ phận chính của tuabin gió bao gồm:

• Vỏ bọc tuabin (nacelle): là lớp vỏ của tuabin gió, giúp bảo vệ các thiết bị bên trong như gear box, máy phát điện, động cơ yaw motor…
• Loop: Hệ thống dây điện dạng vòng, cần đảm bảo khả năng co giãn linh hoạt khi các tuabin gió vận hành.
• Tháp điện gió: chịu tải trọng của nacelle, do đó tháp điện gió cần được neo vào mặt đất với phần nền ổn định.
• Các thành phần khác như thang máy, đầu nối cáp…

Trong những năm gần đây, Việt Nam đã có những bước tiến đáng kể trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, đặc biệt là điện gió. Theo Quy hoạch điện VIII, Việt Nam đặt mục tiêu phát triển mạnh mẽ điện gió ngoài khơi với công suất khoảng 6,000 MW vào năm 2030.

Mặc dù phải đối mặt nhiều thách thức về vấn đề chính sách, cơ sở hạ tầng, cơ chế điện, quy trình cấp phép… năng lượng điện gió vẫn được kỳ vọng trong việc đóng góp đáng kể vào nguồn năng lượng tái tạo của quốc gia. Nhiều tỉnh thành ven biển ở Việt Nam sở hữu tiềm năng lớn trong việc khai thác nguồn năng lượng tái tạo này:

• Khu vực biển miền Trung, đặc biệt là các tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận, Phú Yên, Quảng Nam, Quảng Ngãi.
• Khu vực biển miền Nam, đặc biệt là các tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Bình Phước, Kiên Giang, Cà Mau.
• Khu vực biển miền Bắc, đặc biệt là các tỉnh Quảng Ninh, Nam Định, Thái Bình, Hải Phòng.