Năng lượng sóng biển trên thế giới và đề xuất nghiên cứu, phát triển đối với các vùng biển Việt Nam

Tóm tắt: Bài báo giới thiệu sơ bộ hiện trạng tài nguyên năng lượng sóng biển trên thế giới và đề xuất về

năng lượng sóng biển đối với các vùng biển Việt Nam. Tiềm năng năng lượng sóng có thể khai thác được

trên thế giới là 29.500 TWh/năm. Các trạm điện bằng sóng biển có công suất phổ biến từ 50 kW, 100 kW,

300 kW đến 500 kW đã được xây dựng ở một số nước như Ấn Độ, Scotland, Na Uy, Bồ Đào Nha, Anh. Theo

kết quả tính toán năng lượng sóng trung bình năm dựa trên các nguyên lý tạo ra năng lượng sóng biển, cách tính toán mật độ năng lượng sóng, phương thức phân vùng tài nguyên năng lượng sóng biển Việt Nam cho thấy khu vực có tiềm năng năng lượng sóng 10 kW/m trải rộng toàn bộ vùng giữa Biển Đông, áp sát vào khu vực ven bờ biển Nam Trung Bộ và đây là khu vực khai thác năng lượng sóng thuận lợi nhất.

pdf7 trang | Chuyên mục: Quản Lý Tài Nguyên Nước | Chia sẻ: yen2110 | Lượt xem: 321 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt nội dung Năng lượng sóng biển trên thế giới và đề xuất nghiên cứu, phát triển đối với các vùng biển Việt Nam, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút "TẢI VỀ" ở trên
sẽ truyền với các tốc độ khác nhau mà thông 
thường được gọi là hiện tượng khúc xạ.
Tốc độ của nhóm sóng hay tốc độ truyền 
năng lượng sóng C
g
 được xác định bởi:
1 4 /1
2 sinh(4 / )g
L d LC nC
T d L
π
π
 
= + = 
 
Trong đó: C là tốc độ pha của sóng
[ ]2tanh tanh
2 2g
gL d gLC kd
L
π
π π
 = =  
 Trong đó: k là số sóng.
4.3. Tiềm năng năng lượng sóng Việt Nam 
Theo kết quả nghiên cứu khoa học về khai 
thác sử dụng năng lượng sóng biển ở nước ta 
trong những năm gần đây đã xây dựng được 
tập bản đồ năng lượng sóng khu vực Biển Đông. 
Tập bản đồ năng lượng sóng được xây dựng dựa 
trên các tham số sóng tính toán từ mô hình tính 
sóng toàn cầu SWAN cho khu vực Biển Đông với 
số liệu đầu vào là trường gió phân tích từ vệ tinh 
của JMA. Dưới đây là một số là bản đồ về độ cao 
sóng và năng lượng sóng trong tập bản đồ mà 
đề tài đã nghiên cứu được: 
Các bản đồ năng lượng sóng theo tháng, 
mùa và năm chỉ ra rằng tiềm năng năng lượng 
sóng vùng Biển Đông và ven bờ biển Việt Nam 
phụ thuộc trực tiếp vào chế độ gió, trong đó chế 
độ gió mùa đóng vai trò quyết định.
- Gió mùa Đông Bắc tạo ra vùng năng lượng 
2 2 2
16 16 8k P
gH L gH L gH LE E E ρ ρ ρ= + = + = (4.1)
(4.2)
(4.8)
(4.9)
(4.7)
108 TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Số 2 - Tháng 6/2017
sóng khá mạnh trên vùng Bắc và giữa Biển Đông. 
Vào thời kỳ các tháng 11 năm trước đến tháng 1 
năm sau trường sóng trên Biển Đông trong gió 
mùa Đông Bắc rất mạnh tạo ra các vùng có tiềm 
năng năng lượng sóng cực đại khoảng 40 kW/m. 
Vào tháng 12, khu vực với năng lượng sóng đạt 
30 kW/m bao phủ toàn bộ vùng giữa Biển Đông 
và ép sát vào vùng bờ biển miền Trung Việt 
Nam từ Đà Nẵng đến Ninh Thuận. Đây là thời 
gian khai thác năng lượng sóng thuận lợi nhất 
trong năm. Năng lượng sóng trung bình trong 
mùa gió mùa Đông Bắc có độ lớn cực đại đạt 
25 kW/m tập trung tại hai khu vực phía ngoài 
khơi Đông Bắc Biển Đông và phía ngoài khơi 
Nam Trung Bộ.
- Mùa gió mùa Tây Nam, do tốc độ gió không 
mạnh bằng gió mùa Đông Bắc và khu vực ảnh 
hưởng cũng hạn chế ở vùng phía Nam Biển 
Đông nên tiềm năng năng lượng sóng về cơ 
bản không lớn. Năng lượng sóng cực đại trong 
mùa này chỉ đạt khoảng 20 kW/m xảy ra vào 
các tháng 7, tháng 8 và tập trung tại khu vực 
ngoài khơi phía Đông Nam Biển Đông. Tại khu 
vực quần đảo Trường Sa có thể tận dụng nguồn 
năng lượng sóng trong mùa gió mùa Tây Nam 
để khai thác năng lượng sóng. Năng lượng sóng 
trung bình trong mùa này có khu vực cực đại 
tại vùng biển Đông Nam Biển Đông và độ lớn 
của năng lượng sóng cực đại tại vùng này chỉ đạt 
khoảng 10 kW/m.
Theo kết quả tính toán năng lượng sóng 
trung bình năm cho thấy khu vực có tiềm năng 
năng lượng sóng 10 kW/m trải rộng toàn bộ 
vùng giữa Biển Đông và áp sát vào khu vực ven 
bờ biển Nam Trung Bộ. Xét trung bình mùa gió 
Đông Bắc và trung bình năm cho thấy đây là khu 
vực khai thác năng lượng sóng thuận lợi nhất 
trong tất cả các vùng ven bờ biển Việt Nam.
Hình 3. Bản đồ độ cao sóng (trái) và năng lượng sóng (phải) trung bình gió mùa Tây Nam [1]
Hình 4. Bản đồ độ cao sóng (trái) và năng lượng sóng (phải) trung bình gió mùa Đông Bắc [1]
QĐ. Hoàng Sa QĐ. Hoàng Sa
QĐ. Hoàng Sa QĐ. Hoàng Sa
QĐ. Trường Sa
QĐ. Trường Sa
QĐ. Trường Sa
QĐ. Trường Sa
TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Số 2 - Tháng 6/2017
109
4.4. Phân vùng năng lượng sóng biển [3]
- Vùng 1: Bắc Vịnh Bắc Bộ từ Móng Cái đến 
Thanh Hóa: Tại vùng này, do đặc điểm rất thoáng 
đối với sóng từ phía Nam - là trường sóng chiếm 
ưu thế trong gió mùa Tây Nam tại khu vực Vịnh 
Bắc Bộ nên năng lượng sóng chiếm ưu thế vào 
các tháng 6, 7, 8 với giá trị từ 16 kW/m trở lên vào 
thời gian này. Vào mùa gió mùa Đông Bắc, trường 
sóng tại khu vực này bị giới hạn bởi đà sóng ngắn 
nên năng lượng sóng không lớn. Tại các trạm phía 
Nam của vùng này (từ trạm 7-11) năng lượng 
sóng khá đều quanh năm đạt từ 15 kW/m trở lên. 
Dòng năng lượng sóng trung bình năm của vùng 
này đạt khoảng 15 kW/m.
- Vùng 2: Từ Thanh Hóa - Quảng Bình là 
vùng phía Nam Vịnh Bắc Bộ với đặc điểm là 
dòng năng lượng sóng trong gió mùa Đông Bắc 
chiếm ưu thế. Tại vùng này, từ tháng 10 năm 
trước đến tháng 2 năm sau, dòng năng lượng 
sóng đạt giá trị 30 kW/m trở lên trong mùa 
gió mùa Tây Nam, vào các tháng mùa hè, năng 
lượng sóng tại khu vực này nhỏ hơn 20 kW/m. 
Dòng năng lượng sóng trung bình của khu vực 
này đạt khoảng 25 kW/m.
- Vùng 3: Quảng Bình đến Quảng Nam là khu 
vực Bắc miền Trung. Đây là khu vực có dòng 
năng lượng khá nhỏ quanh năm vì nguồn gió 
mùa Đông Bắc trường sóng bị đảo Hải Nam che 
chắn trong khi đó trong mùa gió Tây Nam thì gió 
thường thổi từ trong bờ ra. Tuy nhiên, vào mùa 
đông, dòng năng lượng sóng tại vùng biển này 
khá mạnh. Dòng năng lượng sóng trung bình 
năm của vùng này đạt khoảng 10 kW/m.
- Vùng 4: Từ Quảng Ngãi đến Ninh Thuận - khu 
vực Nam Trung Bộ. Đây là vùng có dòng năng 
lượng sóng mạnh nhất trên toàn dải ven bờ Việt 
Nam vì là vùng tiếp xúc trực tiếp với biển thoáng 
và có đà sóng gần như không bị giới hạn, trong 
cả hai mùa gió thịnh hành. Trong gió mùa Đông 
Bắc, năng lượng sóng tại vùng này đạt khoảng 
30 kW/m trở lên. Đặc biệt, tại các vùng ven bờ 
Phú Yên, Ninh Thuận, dòng năng lượng sóng đạt 
xấp xỉ 100 kW/m. Dòng năng lượng sóng trung 
bình năm của vùng này đạt khoảng 18 kW/m.
- Vùng 5: Từ Bình Thuận đến Mũi Cà Mau - 
khu vực đồng bằng Nam Bộ. Dòng năng lượng 
sóng tại vùng này không lớn. Vì ở đây tác động 
của trường sóng trong gió mùa Đông Bắc đã bị 
yếu đi. Dòng năng lượng sóng trung bình năm 
của vùng này đạt khoảng 18 kW/m. 
- Vùng 6: Ven bờ phía Tây từ Cà Mau đến Kiên 
Giang - khu vực biển phía Tây Nam là vùng có 
dòng năng lượng sóng yếu nhất trong toàn dải 
ven biển Việt Nam có những trạm quanh năm 
độ cao sóng nhỏ hơn 0,5 m và chu kỳ sóng nhỏ 
hơn 5 s. Do đó, không tính năng lượng sóng. 
Dòng năng lượng sóng lớn nhất phía Tây đảo 
Phú Quốc với khoảng 15 kW/m và xảy ra vào 
thời gian tháng 8, thời gian hoạt động mạnh của 
gió mùa Tây Nam. Dòng năng lượng sóng trung 
bình của vùng này là khoảng 5-6 kW/m.
5. Kết quả và thảo luận 
Kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ khai 
thác sử dụng năng lượng sóng biển hiện nay 
Hình 5. Bản đồ độ cao sóng (trái) và năng lượng sóng (phải) trung bình năm [1]
QĐ. Hoàng Sa QĐ. Hoàng Sa
QĐ. Trường SaQĐ. Trường Sa
110 TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Số 2 - Tháng 6/2017
trên thế giới là rất khả quan, đạt được nhiều 
thành tựu, nhất là các công nghệ sản xuất điện 
năng từ sóng biển. Tạo điều kiện cho cho các 
nước có tiềm năng về năng lượng sóng biển, 
trong đó có Việt Nam có thể khai thác và sử 
dụng, góp phần đa dạng hóa nguồn năng lượng 
và bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia.
Theo kết quả tính toán năng lượng sóng trung 
bình năm cho thấy khu vực có tiềm năng năng 
lượng sóng 10 kW/m trải rộng toàn bộ vùng giữa 
Biển Đông và áp sát vào khu vực ven bờ biển 
Nam Trung Bộ. Xét trung bình gió mùa Đông Bắc 
và trung bình năm cho thấy đây là khu vực khai 
thác năng lượng sóng thuận lợi nhất trong tất cả 
các vùng ven bờ Việt Nam. Vào thời kỳ các tháng 
11 năm trước đến tháng 1 năm sau trường sóng 
trên Biển Đông trong gió mùa Đông Bắc rất mạnh 
tạo ra các vùng có tiềm năng năng lượng sóng 
cực đại khoảng 40 kW/m. Vào tháng 12, khu vực 
với năng lượng sóng đạt 30 kW/m bao phủ toàn 
bộ vùng giữa Biển Đông và ép sát vào vùng bờ 
biển miền Trung Việt Nam từ Đà Nẵng đến Ninh 
Thuận. Đây là thời gian khai thác năng lượng 
sóng thuận lợi nhất trong năm. Năng lượng 
sóng trung bình trong mùa gió mùa Đông Bắc có 
độ lớn cực đại đạt 25 kW/m tập trung tại hai khu 
vực phía ngoài khơi Đông Bắc Biển Đông và phía 
ngoài khơi Nam Trung Bộ.
Hình 6. Sơ đồ các điểm tính dòng và phân vùng năng lượng sóng biển dải ven biển Việt Nam [3]
TẠP CHÍ KHOA HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Số 2 - Tháng 6/2017
111
Tài liệu tham khảo
1. Báo cáo tổng hợp đề tài cấp Nhà nước, Nghiên cứu đánh giá tiềm năng các nguồn năng lượng 
biển chủ yếu và đề xuất các giải pháp khai thác, Viện Cơ học, Viện Khoa học và Công nghệ 
Việt Nam, 2010.
2. Nguyễn Mạnh Hùng, Dương Công Điển (2007), “Khai thác năng lượng sóng trên thế giới và sơ 
bộ đánh giá tiềm năng nguồn năng lượng này ở Việt Nam”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa 
học toàn quốc “Năng lượng biển Việt Nam - Tiềm năng, Công nghệ và Chính sách”, Hạ Long, 22 - 
24/10/2007.
3. Đỗ Ngọc Quỳnh (2004), “Đánh giá tiềm năng năng lượng biển Việt Nam”, Báo cáo tổng kết đề tài 
cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2002-2003, Hà Nội.
4. Dư Văn Toán (2014), “Năng lượng tái tạo trên biển và định hướng phát triển tại Việt Nam”, Tập san 
Tài nguyên và Môi trường biển, Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam.
5. Annual Report (2016), Ocean Energy Systems.
6. Iraide López (2013), Review of wave energy technologies and the necessary power-equipment, 
Universidad del País Vasco, Spain, 50pp.
OCEAN WAVE ENERGY IN THE WORLD AND PROPOSALS FOR RESEARCH 
AND DEVELOPMENT IN THE VIETNAMESE SEA
Le Duc Dat, Du Van Toan, Nguyen Cao Van, Do Ta Hoa
Viet Nam Institute of Seas and Islands
Abstract: This paper presents the current situation of marine wave energy resources in the world and 
suggestions on wave energy in Vietnam's sea areas. The wave energy potential that can be exploited in the 
world is 29,500 TWh per year. Wave power stations with a common capacity of 50 kW, 100 kW, 300 kW and 
500 kW have been built in some countries such as India, Scotland, Norway, Portugal and England. According to 
calculations of annual average wave energy based on the principles of generating wave energy, the calculation 
of wave energy density, the method of partitioning wave energy resources in Viet Nam shows that the area 
has potential 10 kW/m wave energy extends across the entire East Sea to the South Central Coast and is the 
most advantageous area for wave energy.
Keywords: East Sea, wave energy, calculation, wave resources.

File đính kèm:

  • pdfnang_luong_song_bien_tren_the_gioi_va_de_xuat_nghien_cuu_pha.pdf
Tài liệu liên quan