Nhấn chìm 'quả cầu rỗng' xuống độ sâu 65m, quốc gia châu Á biến cả hồ nước thành hệ thống pin khổng lồ
Thay vì xây hai hồ chứa ở các độ cao khác nhau như thủy điện tích năng truyền thống, Trung Quốc đang thử nghiệm một mô hình mới.
Trung Quốc đã hoàn tất thử nghiệm hệ thống thủy điện tích năng dưới nước ở độ sâu 65m tại hồ Minhu, tỉnh Phúc Kiến vào đầu năm nay.
Mang tên Dongchu-1, hệ thống sử dụng một cấu trúc rỗng được lắp đặt dưới nước cùng với hồ chứa xung quanh để lưu trữ năng lượng. Thiết bị đã thực hiện hơn 100 chu kỳ nạp - xả trong 10 ngày vận hành.
Nguyên mẫu do Viện Nghiên cứu Dongfang, trực thuộc Tập đoàn Điện khí Dongfang (DEC), phát triển. Hệ thống hoạt động ở quy mô kilowatt và là mô hình đầu tiên thuộc loại này được Trung Quốc thử nghiệm trong môi trường thực tế.
Về nguyên lý, Dongchu-1 tương tự một nhà máy thủy điện tích năng, nhưng không cần xây dựng 2 hồ chứa lớn ở các độ cao khác nhau.
Thay vào đó, một quả cầu rỗng đóng vai trò hồ chứa phía dưới, còn toàn bộ khối nước xung quanh trở thành hồ chứa phía trên.
Tạo hệ thống lưu trữ năng lượng từ hồ nước và khối cầu rỗng
Ý tưởng cốt lõi của Dongchu-1 dựa trên áp suất tự nhiên của nước ở độ sâu lớn.
Khi lưới điện dư thừa điện, một máy bơm sẽ sử dụng nguồn điện này để hút nước ra khỏi bên trong quả cầu. Quá trình bơm tạo ra một không gian kín bên trong cấu trúc với áp suất thấp hơn.
Lúc này, năng lượng điện không được lưu trữ trong các tế bào hóa học như pin lithium-ion. Thay vào đó, năng lượng được tích trữ dưới dạng thế năng thủy lực, hình thành từ chênh lệch áp suất giữa bên trong quả cầu và khối nước bên ngoài.
Khi lưới điện cần bổ sung điện, một van được mở. Áp suất của nước bên ngoài nhanh chóng đẩy nước vào trong quả cầu. Dòng nước này làm quay tuabin nối với máy phát điện, tạo ra điện năng để đưa trở lại hệ thống điện.
Đó là lý do hồ nước đóng vai trò trực tiếp trong quá trình vận hành. Khối nước bao quanh cấu trúc tạo ra áp suất cần thiết để đẩy nước trở lại hồ chứa bên trong.
Theo thông tin do Dongfang Electric công bố, đợt thử nghiệm bắt đầu ngày 2/1 và kết thúc ngày 11/1. Trong suốt thời gian này, thiết bị được duy trì ở độ sâu khoảng 65m.
Hệ thống đã hoàn thành hơn 100 chu kỳ nạp và xả đầy đủ, cho phép các kỹ sư theo dõi phản ứng của nguyên mẫu trước áp lực nước, quá trình nước liên tục chảy vào và ra, cũng như khả năng vận hành trong môi trường ngập nước.
Thử nghiệm tập trung đánh giá nhiều yếu tố, bao gồm khả năng kín nước, độ ổn định khi vận hành và hiệu quả chuyển đổi năng lượng.
Theo công ty, các chỉ số chính đều đạt mục tiêu đề ra cho giai đoạn thử nghiệm. Tuy nhiên, DEC không công bố các số liệu chi tiết về hiệu suất của một chu kỳ hoàn chỉnh, chi phí lưu trữ hay công suất chính xác, ngoài việc cho biết hệ thống hiện mới ở quy mô kilowatt.
Với Dongchu-1, độ sâu 65m vẫn chỉ thuộc quy mô trình diễn. Bước tiếp theo là sử dụng dữ liệu thu thập được để phát triển các thiết bị lớn hơn và đánh giá khả năng đưa công nghệ này vào ứng dụng thương mại.
