Phong điện - kho báu đang chờ người mở

Cùng với sự tăng trưởng kinh tế, nhu cầu điện năng ở Việt Nam hiện cũng đang tăng lên rất nhanh. Thời gian qua, mặc dù Nhà nước đã đầu tư nhiều vào việc xây dựng các nhà máy nhiêt điện và thủy điện, nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu.Có một giải pháp có thể nhanh chóng nâng cao sản lượng điện, đáp ứng nhu cầu điện năng cả nước trong một thời gian ngắn, đó là: xây dựng các trạm phong điện.

Trạm phong điện trục ngang.

* Vài nét về các máy phát phong điện

Các máy phát điện lợi dụng sức gió (dưới đây gọi tắt là trạm phong điện) đã được sử dụng nhiều ở các nước châu Âu, Mỹ và các nước công nghiệp phát triển khác. Đặc biệt, sau thảm họa Tschernobyl (Ukraina 1986), cuộc đấu tranh đòi hủy bỏ các nhà máy điện nguyên tử tại Đức diễn ra ngày càng mãnh liệt nên phong điện phát triển rất mạnh, sản lượng đã vượt xa sản lượng thủy điện và trở thành nguồn năng lượng đáng kể trên cường quốc công nghiệp này.

Tới nay, hầu hết các trạm đều là máy phát phong điện trục ngang (gồm một máy phát điện có trục quay nằm ngang, với rotor (phần quay) ở giữa, liên hệ với một tua bin 3 cánh đón gió). Máy được đặt trên một tháp cao hình côn. Trạm phát điện kiểu này mang dáng dấp những cối xay gió ở châu Âu từ những thế kỷ trước, nhưng rất thanh nhã và hiện đại. Ngoài ra, còn có các trạm phong điện trục đứng (gồm một máy phát điện có trục quay thẳng đứng, rotor nằm ngoài được nối với các cánh đón gió đặt thẳng đứng). Trạm phong điện trục đứng có thể hoạt động bình đẳng với mọi hướng gió nên hiệu qủa cao hơn, lại có cấu tạo đơn giản, các bộ phận đều có kích thước không quá lớn nên vận chuyển và lắp ráp dễ dàng, độ bền cao, duy tu bảo dưỡng đơn giản. Loại này tuy mới xuất hiện vài năm gần đây nhưng đã được nhiều nơi sử dụng.

Hiện đã có các loại máy phát phong điện với công suất rất khác nhau (từ 1 kW tới hàng chục ngàn kW), có thể hoạt động độc lập hoặc cũng có thể nối với mạng điện quốc gia. Riêng các trạm độc lập cần có một bộ nạp, bộ ắc quy và bộ đổi điện. Khi dùng không hết, điện được tích trữ vào ắc quy. Khi không có gió sẽ sử dụng điện phát ra từ ắc quy.

Các trạm phong điện có thể phát điện khi tốc độ gió từ 3 m/s (11 km/h) và tự ngừng phát điện khi tốc độ gió vượt quá 25 m/s (90 km/h). Tốc độ gió hiệu quả từ 10 m/s tới 17 m/s, tùy theo từng thiết bị phong điện.

* Những ưu điểm của phong điện

Ưu điểm dễ thấy nhất của phong điện là không tiêu tốn nhiên liệu, không gây ô nhiễm môi trường như các nhà máy nhiệt điện, dễ chọn địa điểm và tiết kiệm đất xây dựng, khác hẳn với các nhà máy thủy điện chỉ có thể xây dựng gần dòng nước mạnh với những điều kiện đặc biệt và cần diện tích rất lớn cho hồ chứa nước.

Các trạm phong điện có thể đặt gần nơi tiêu thụ điện, như vậy sẽ tránh được chi phí cho việc xây dựng đường dây tải điện.

Các trạm phong điện có thể đặt ở ven biển; những mỏm núi, những đồi hoang không sử dụng được cho công nghiệp, nông nghiệp; trên mái nhà cao tầng và tại các khu chế xuất.

Điện khí hóa ngành đường sắt là xu hướng tất yếu của các nước công nghiệp. Chỉ cần đặt Trạm phong điện với khoảng cách 10 km một trạm 4800kW dọc các tuyến đường sắt là đã có đủ điện năng cho tất cả các đoàn tàu ở Việt Nam hiện nay (các đầu máy diesel và than đá tiêu thụ lượng nhiên liệu rất lớn và gây ô nhiễm môi trường sẽ được thay thế bằng đầu máy điện trong tương lai). Bên cạnh đó còn có thể đặt trạm phong điện bên cạnh các trạm bơm thủy lợi. Nhà máy nước ngọt ở xa lưới điện quốc gia để tiết kiệm nhiên liệu và đường dây.

Một trạm phong điện 4 kW có thể đủ điện cho một trạm kiểm lâm trong rừng sâu hoặc một ngọn hải đăng xa đất liền. Một trạm 10 kW đủ cho một đồn biên phòng trên núi cao, hoặc một đơn vị hải quân nơi đảo xa. Một trạm 40 kW có thể đủ cho một xã vùng cao, một đoàn thăm dò địa chất hay một khách sạn du lịch biệt lập, nơi đường dây chưa thể vươn tới được. Một nông trường cà phê hay cao su có thể xây dựng trạm phong điện hàng trăm hoặc hàng ngàn kW, vừa phục vụ đời sống công nhân, vừa cung cấp nước tưới và dùng cho xưởng chế biến sản phẩm....

Tuy nhiên, không phải nơi nào đặt trạm phong điện cũng có hiệu quả như nhau. Để có sản lượng điện cao, cần tìm đến những nơi có nhiều gió. Các vùng đất nhô ra biển và các thung lũng sông thường là những nơi có lượng gió lớn. Một vách núi cao có thể là vật cản gió nhưng cũng có thể lại tạo ra một nguồn gió mạnh thường xuyên, rất có lợi cho việc khai thác phong điện. Tại nơi dự định dựng trạm phong điện cần đặt các thiết bị đo gió và ghi lại tổng lượng gió hàng năm, từ đó tính ra sản lượng điện có thể khai thác, tương ứng với từng thiết bị phong điện. Việc này càng quan trọng hơn khi xây dựng các trạm công suất lớn hoặc các vùng phong điện tập trung.

* Kinh phí, nhân lực và thời gian cho việc xây dựng phong điện

Trạm phong điện trục đứng.

Nhiệt điện và thủy điện thường được phát đi từ những nhà máy có công suất lớn, cần có sự đầu tư, xây dựng và quản lý của ngành điện lực Nhà nước. Còn các trạm phong điện có vốn đầu tư nhỏ hơn nhiều, dù xây dựng đơn chiếc hay hàng loạt. Một địa phương, một nhà đầu tư, một doanh nghiệp hoặc cá nhân cũng có thể sở hữu được một hoăc một số trạm phong điện, tùy theo nhu cầu và khả năng tài chính của mình. Hay cũng có thể phát động phong trào toàn dân làm phong điện, bằng cách cho phép các địa phương, các ngành, các nhà đầu tư, các doanh nghiệp hoặc cá nhân được quyền xây dựng và sở hữu một số trạm phong điện, tùy theo nhu cầu và khả năng tài chính của mình. Chủ sở hữu được quyền sử dụng sản lượng điện sản xuất ra hoặc bán cho ngành điện lực qua lưới điện quốc gia.

Ngành điện cũng có thể vận động các nhà đầu tư, các doanh nghiệp hoặc cá nhân ứng trước tiền điện để xây dựng trạm phong điện và cam kết sau này sẽ giảm giá điện theo một tỷ lệ đáng kể, trong một thời gian tùy theo số tiền đóng trước. Việc xây dựng các trung tâm phong điện lớn với hình thức công ty cổ phần, bán cổ phiếu chứng khoán... chắc chắn cũng sẽ được hưởng ứng mạnh mẽ khi mọi người thấy được hiệu quả rất cao của việc đầu tư vào phong điện.

Chỉ cần một đội xây lắp từ 30 người có thể cất dựng được một trạm phong điện trục ngang, từ 5 người có thể hoàn thành một trạm phong điện trục đứng. Tuy nhiên, việc xây dựng hàng loạt trạm phong điện trên cả nước sẽ tạo thêm việc làm cho hàng trăm ngàn lao động.

Toàn bộ việc lắp dựng một trạm phong điện trục đứng 40 kW có thể hoàn thành nhanh trong 3 ngày, kể từ khi làm móng, dựng cột, lắp máy tới khi nghiệm thu và đưa vào hoạt động. Việc thi công các trạm phong điện trục ngang cũng chỉ cần từ 15 tới 45 ngày, tùy theo loại trạm phong điện, chiều cao tháp và các điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn nơi xây dựng (không nhà máy điện nào có thể xây dựng nhanh như phong điện).

* * *

Sau khi gia nhập WTO, nền kinh tế Việt Nam sẽ đứng trước những thử thách lớn. Để vượt qua được những thử thách đó cần có một nền công nghiệp điện năng phát triển. Xây dựng phong điện là một giải pháp hiện thực, có hiệu quả cao, có thể nhanh chóng đáp ứng nhu cầu điện năng của cả nước. Đó là chưa kể phong điện còn có thể phát huy tác dụng to lớn trong sự nghiệp tăng cường an ninh quốc phòng, nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cho đồng bào các vùng sâu, vùng xa, xóa đói giảm nghèo và tạo thêm công ăn việc làm cho hàng triệu người lao động khác.

Phong điện thực sự là một kho báu vô tận ngay trước mắt đang chờ người mở!

TS. Nguyễn Thế Việt