Trung Quốc đang thử nghiệm tre như một loại vật liệu kết cấu cho hệ thống điện mặt trời ngoài khơi, với một nền tảng quang điện nổi công suất 100 kW vừa được triển khai ngoài khơi Yên Đài, tỉnh Sơn Đông.
Mang tên Jilin-2, nền tảng này sử dụng các ống và đường ống tre composite thay cho thép hoặc nhựa polyethylene mật độ cao (HDPE) vốn phổ biến trong các hệ thống điện mặt trời nổi. Nguồn điện tạo ra sẽ được cung cấp cho một dự án trình diễn sản xuất hydro, amoniac và methanol.
Jilin-2 là sản phẩm hợp tác phát triển giữa Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Ngoài khơi CIMC, Tập đoàn Lâm nghiệp Trung Quốc và Đại học Lâm nghiệp Bắc Kinh. Việc triển khai nền tảng mới tiếp nối nguyên mẫu điện mặt trời nổi bằng tre Jilin-1 công suất 10 kW, được đưa vào thử nghiệm từ năm 2023.
Nền tảng công suất lớn hơn này được thiết kế nhằm kiểm tra khả năng của tre kỹ thuật trong việc chống chịu những điều kiện khắc nghiệt của môi trường ngoài khơi. Các nhà phát triển cho rằng vật liệu này có thể giúp giảm tác động môi trường liên quan đến những kết cấu điện mặt trời nổi truyền thống, đồng thời tạo ra một lựa chọn nhẹ hơn so với thép.
Tre tiến ra biển, tham gia vào ngành năng lượng
Hệ thống kết cấu của Jilin-2 kết hợp các ống được quấn từ tre với loại vật liệu mà các nhà phát triển gọi là “Sea Bamboo Pipe” - một loại composite sợi gỗ - tre gia cường, được thiết kế để vừa tạo lực nổi vừa chịu tải cho nền tảng.
Đại học Lâm nghiệp Bắc Kinh đã phát triển vật liệu composite này cho các ứng dụng trên biển. Theo giáo sư Qi Chusheng, người trao đổi với China Green Times, các sợi tre và gỗ được biến tính để có thể chống chịu những điều kiện như độ ẩm cao, ăn mòn, hơi muối và tia cực tím.
Khả năng duy trì độ bền vì thế trở thành một trong những yếu tố quan trọng nhất của dự án. Nền tảng sẽ được theo dõi trong thời gian dài để đánh giá khả năng chống mỏi, mức độ chịu tác động của môi trường và các dạng ứng suất khác mà kết cấu có thể gặp phải khi hoạt động ngoài khơi.
Mục tiêu của dự án không đơn thuần là thay thế thép bằng tre. Các nhà nghiên cứu muốn kiểm chứng liệu những vật liệu có nguồn gốc tái tạo có thể được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu khắt khe về độ bền kết cấu và tuổi thọ trong những hệ thống năng lượng biển quy mô lớn hay không.
Công nghệ này cũng được kỳ vọng có thể mở rộng sang nhiều lĩnh vực khác ngoài điện mặt trời nổi. Nếu vật liệu composite tiếp tục duy trì được hiệu suất trong môi trường nước biển, nó có thể được ứng dụng trong các nhà máy điện ngoài khơi, đảo năng lượng biển hay các trang trại nuôi trồng thủy sản trên biển.
Từ nguyên mẫu đến quy mô megawatt
Jilin-2 đánh dấu bước nhảy vọt về quy mô khi công suất tăng gấp 10 lần so với nguyên mẫu Jilin-1 công suất 10 kW. Các nhà phát triển hiện đặt mục tiêu tiếp tục xây dựng một hệ thống thử nghiệm cấp megawatt, hướng tới khả năng đưa vật liệu tre vào sử dụng rộng rãi hơn trong các công trình trên biển.
Điện mặt trời ngoài khơi đang phát triển nhanh tại Trung Quốc khi các nhà đầu tư tìm cách tận dụng vùng biển ven bờ cho sản xuất năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, các nền tảng nổi phải đồng thời đáp ứng nhiều yêu cầu về khả năng phát điện, độ cứng kết cấu, lực nổi, chống ăn mòn và độ tin cậy trong thời gian dài.
Các hệ thống truyền thống thường sử dụng thép hoặc những bộ phận làm từ nhựa để đáp ứng các yêu cầu này. Nền tảng bằng tre của Trung Quốc đang thử một hướng tiếp cận khác, sử dụng composite gỗ - tre kỹ thuật được phát triển riêng cho môi trường biển.
Do đó, hệ thống công suất 100 kW sẽ là phép thử thực tế quan trọng để xác định liệu tre có thể vượt qua giai đoạn nguyên mẫu quy mô nhỏ và tiến tới các ứng dụng hạ tầng công nghiệp hay không.
Dự án cũng phù hợp với nỗ lực rộng hơn của Trung Quốc nhằm thay thế một phần các sản phẩm truyền thống làm từ nhựa bằng tre, đồng thời phát triển những ứng dụng có giá trị gia tăng cao hơn cho loại vật liệu sinh trưởng nhanh này.
Nếu Jilin-2 đạt kết quả như kỳ vọng, hệ thống quy mô megawatt mà các nhà phát triển dự kiến xây dựng sẽ trở thành bước thử nghiệm tiếp theo, cho thấy liệu kết cấu làm từ tre có thể trở thành một thành phần thực tế trong hạ tầng năng lượng tái tạo ngoài khơi hay không.
Theo IE
