Vòng bi sứ cho các ứng dụng năng lượng đại dương
Các ước tính cho thấy năng lượng sóng có thể cung cấp 10% nhu cầu năng lượng toàn cầu vào năm 2050. Nếu đúng, đây sẽ là một sự thúc đẩy đáng kể cho một tương lai xanh hơn, nhưng hiện tại, nguồn năng lượng tái tạo này vẫn đang được phát triển. Chris Johnson - chuyên gia về vòng bi sứ (gốm), giải thích cách vòng bi sẽ là yếu tố chính tạo nên sức mạnh đại dương.
Trên lý thuyết, năng lượng sóng là thẳng về phía trước. Sóng biển nhấp nhô lên xuống làm quay tua-bin đặt trên mặt nước hoặc dưới nước để tạo ra điện năng truyền vào lưới điện. Trên thực tế, sản xuất năng lượng từ sóng biển không phải là một công nghệ thương mại được sử dụng rộng rãi so với các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng gió và năng lượng mặt trời, vì nó không cạnh tranh về chi phí và có nhiều thách thức về môi trường.
Nhưng năng lượng mặt trời và năng lượng gió có một nhược điểm lớn: chúng không phải lúc nào cũng có sẵn. Mặt khác, sóng không ngừng tạo cơ hội tạo ra điện liên tục, sáng và tối, mùa hè và mùa đông.
Việc biến các trang trại sóng trở thành tiêu chuẩn sẽ cần có thời gian và triển vọng thực tế. Tất nhiên, năng lượng sóng bị hạn chế ở những khu vực gần đại dương. Rốt cuộc, dây cáp mang điện chỉ có thể dài như vậy. Nhưng với 40% dân số thế giới sống trong phạm vi 100 km từ đại dương, điều đó có nghĩa là rất nhiều đèn, thiết bị và ấm đun nước có thể được cung cấp năng lượng từ sóng.
Dự án năng lượng sóng thương mại đầu tiên trên thế giới dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào năm 2023, nằm ở 5 km ngoài khơi gần Póvoa de Varzim ở Bồ Đào Nha. Trang trại sóng bao gồm một loạt phao có kích thước toa xe lửa cưỡi sóng và truyền điện đến một trạm biến áp được xây dựng đặc biệt tại bãi biển Agucadoura. Mỗi chiếc phao tạo ra khoảng 750KW điện — đủ điện để cung cấp cho 500 ngôi nhà.
Thách thức thực sự là phát triển phần cứng có thể đảm nhận các điều kiện khắc nghiệt của môi trường. Sóng liên tục đập vào thiết bị và sóng bão rất lớn có thể làm hỏng bộ chuyển đổi. Tương tự, nước biển mặn ăn mòn hoặc phá vỡ bất kỳ bộ phận kim loại nào. Các nhà khoa học và kỹ sư đang thử nhiều cách khác nhau để vượt qua những thách thức này.
Vòng bi được sử dụng trong bộ chuyển đổi năng lượng sóng và thiết bị quay ngoại vi là một yếu tố quan trọng trong sự thành công của trang trại sóng. Trong khi thế giới đang tìm cách tránh xa nhiên liệu hóa thạch, chúng ta không thể quên tất cả các công nghệ đã được thử nghiệm và thử nghiệm để ra khỏi lĩnh vực này. Vòng bi gốm là một trong nhiều thành phần được sử dụng trong các giàn khoan dầu khí, mà chúng ta nên đưa vào các trang trại sóng.
Các kỹ sư thiết kế có thể lựa chọn vòng bi bằng thép không gỉ cấp 316 cho các bộ phận phía trên mực nước, nhưng đối với các ứng dụng ngập nước, vòng bi gốm hoàn toàn thường là lựa chọn tốt nhất.
Vòng bi sứ hoàn toàn, được làm từ zirconia hoặc silicon nitride với vòng cách và vòng đệm PEEK, mang lại khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong môi trường biển. Vì vòng bi gốm không bị ảnh hưởng bởi nước biển nên chúng có thể được sử dụng trong môi trường biển nơi chúng bị ngập nước vĩnh viễn và có thể chịu được tải trọng cao, mặc dù không cao bằng vòng bi thép truyền thống. Kiểm tra định mức tải do nhà sản xuất vòng bi cung cấp.
Ngoài vật liệu vòng bi (bạc đạn), chất lượng và sự phù hợp của trục cũng quan trọng đối với các kỹ sư thiết kế đang phát triển máy móc và thiết bị cho các khu thử nghiệm năng lượng sóng hoặc trang trại sóng chính thức. Vòng bi phù hợp có thể giảm thiểu ma sát và ăn mòn trong khi khắc phục vấn đề rửa trôi chất bôi trơn bằng cách loại bỏ nhu cầu sử dụng dầu mỡ.
Để làm cho các dự báo năm 2050 trở nên chính xác, với năng lượng sóng chiếm 10% nhu cầu năng lượng toàn cầu, cần phải cân nhắc cẩn thận về thiết kế.
Xem thêm:
Người gửi / điện thoại
