Tháp năng lượng gió được xây dựng và phát điện như thế nào?

Gió lốc là một vòng xoáy không khí xoay tròn với tốc độ cực lớn được sản sinh ra trong đám mây mưa, áp suất không khí ở trung tâm của nó rất thấp, chỉ bằng 20 - 40 kbar (1 bar = 105 N/m2 - ND), điều đó so với áp suất cực lớn của không khí ở bên ngoài thì chênh lệch nhau rất lớn, Theo tính toán của các nhà khoa học, sự chênh lệch áp suất của không khí ở bên trong và bên ngoài của cơn gió lốc tương đương với công suất do 10 nhà máy phát điện lớn sản sinh ra. Do vậy, lợi dụng gió lốc để phát điện đã trở thành một đề tài nghiên cứu có lợi ích rất to lớn.

Vì khó lợi dụng trực tiếp gió lốc thiên nhiên, nên các nhà khoa học đã nghĩ ra dùng gió lốc nhân tạo để phát điện. Các nhân viên nghiên cứu đã xây dựng một loại kiến trúc tháp năng lượng gió kiểu mới, ở chung quanh nó dùng những mảnh ván gián cách thành các cửa sổ nhỏ hình ô vuông. Các cửa sổ hướng theo chiều gió thì mở ra, các cửa sổ ngược với chiều gió thì đóng lại. Sau khi gió thổi vào tháp thì bắt đầu quay, hình thành “cơn lốc nhỏ”. Ở phần phía dưới của tháp năng lượng gió có lắp bánh xe có cánh quạt của quạt gió hình xoắn ốc, khi “cơn lốc nhỏ” hình thành ở trong tháp thì sẽ hút không khí từ phía dưới lên trên, cánh quạt kéo máy phát điện để phát ra điện.

Các nhà khoa học còn thử nghiệm dùng năng lượng Mặt Trời tạo ra gió lốc để phát điện. Ở phía dưới tháp năng lượng gió, người ta dựng một cái lều lớn hình tròn có diện tích rất lớn, mái lều là một màng chất nhựa trong suốt, lều tăng cao dần từ chu vi vào trung tâm, nối liền với tháp năng lượng gió hình ống khói ở trung tâm. Khi không khí trong lều bị Mặt Trời hun nóng thì bay lên tháp năng lượng gió ở trên cao, lượng không khí lưu động nhanh chóng sẽ kéo cánh quạt ở trong tháp quay, do đó mà công suất của máy phát điện sản sinh ra có thể đạt đến 700.000 đến 1000.000 kW.

Trên mặt biển bao la bát ngát, ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống làm cho không khí nóng bốc lên, không khí lạnh lắng xuống, hình thành luồng gió biển lưu động lên xuống rất mạnh. Các nhà khoa học bắt chước theo nguyên lý của tháp năng lượng gió đã thiết kế một vật hình ống rất lớn và cho nó bay lơ lửng trên bầu trời của biển cả. Sau đó dùng phương pháp nhân tạo dẫn luồng không khí lên xuống ở trong ống, do đó kéo tuabin quay để phát điện nhờ sức gió.

Trong lĩnh vực lợi dụng tháp năng lượng gió để phát điện, các nhà khoa học Israel đã đi đầu. Ở những vùng khô nóng, họ đã dựng lên những tháp năng lượng gió cao ít nhất là 1000 m, bơm nước biển lên đến đỉnh tháp, sau đó làm cho nó biến thành hơi, chất khí bốc lên khiến cho bầu không khí khô nóng chung quanh được hạ nhiệt nhanh chóng, tạo thành luồng không khí lạnh ẩm đi xuống rất nhanh men theo tháp. Luồng không khí mạnh đã làm cho tuabin đặt ở phía dưới tháp quay, kéo máy phát điện để phát ra điện.

Có thể dự kiến, vào thế kỷ XXI, tháp năng lượng gió sẽ trở thành một phương thức khai thác nguồn năng lượng không ô nhiễm. Loài người trong quá trình lợi dụng gió lốc nhân tạo sẽ tích luỹ kinh nghiệm và kỹ thuật đầy đủ, dễ làm giảm bớt sức phá hoại của các cơn lốc thiên nhiên, và bắt đầu thử nghiệm làm thế nào để lợi dụng gió lốc thiên nhiên mang lại lợi ích cho con người.