เทคโนโลยีพลังงานสะอาดใหม่สกัดพลังจากคลื่นทะเลได้สองเท่า

ศักยภาพของพลังงานคลื่นทะเลที่ยังไม่ได้ใช้นั้นมีมากมาย -- มีการคาดกันว่าพลังของคลื่นชายฝั่งทั่วโลกในแต่ละปีจะเทียบเท่ากับการผลิตไฟฟ้าทั่วโลกต่อปี แต่ความท้าทายในการพัฒนาเทคโนโลยีที่สามารถสกัดพลังธรรมชาตินั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพและทนทานต่อสภาพแวดล้อมในมหาสมุทรที่รุนแรงได้ทำให้พลังงานคลื่นยังคงอยู่ในขั้นทดลอง ขณะนี้ทีมวิจัยที่นำโดยมหาวิทยาลัย RMIT ได้สร้างเครื่องแปลงพลังงานคลื่นที่มีประสิทธิภาพในการเก็บพลังงานเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกันที่พัฒนาจนถึงปัจจุบัน นวัตกรรมซึ่งตีพิมพ์ในวารสารApplied Energyอาศัยการออกแบบกังหันคู่แบบแรกของโลก ศาสตราจารย์ Xu Wang หัวหน้านักวิจัยกล่าวว่าพลังงานคลื่นเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานที่สะอาด เชื่อถือได้ และหมุนเวียนได้มากที่สุดแหล่งหนึ่ง “ในขณะที่ลมและแสงอาทิตย์ครองตลาดพลังงานหมุนเวียน แต่ก็มีอยู่เพียง 20-30% ของเวลาทั้งหมด” หวังกล่าว "พลังงานคลื่นมีอยู่ 90% ของเวลาโดยเฉลี่ย และพลังงานศักย์ที่มีอยู่ในคลื่นนอกชายฝั่งนั้นมีมากมายมหาศาล "เทคโนโลยีต้นแบบของเราสามารถเอาชนะความท้าทายทางเทคนิคที่สำคัญบางประการ ซึ่งฉุดรั้งอุตสาหกรรมพลังงานคลื่นจากการติดตั้งใช้งานขนาดใหญ่ "ด้วยการพัฒนาต่อไป พลังงานสะอาด เราหวังว่าเทคโนโลยีนี้จะเป็นรากฐานสำหรับอุตสาหกรรมพลังงานหมุนเวียนใหม่ที่เฟื่องฟู ซึ่งให้ประโยชน์มหาศาลต่อสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจ" วิธีการทำงานของเครื่องแปลงพลังงานคลื่น วิธีการทดลองที่ได้รับความนิยมมากที่สุดวิธีหนึ่งคือการเก็บเกี่ยวพลังงานคลื่นผ่านตัวแปลงประเภททุ่นที่เรียกว่า "ตัวดูดซับจุด" ซึ่งเหมาะสำหรับพื้นที่นอกชายฝั่ง เทคโนโลยีนี้ซึ่งเก็บเกี่ยวพลังงานจากการเคลื่อนที่ขึ้นและลงของคลื่น โดยทั่วไปจะคุ้มทุนในการผลิตและติดตั้ง แต่ต้องมีการซิงโครไนซ์อย่างแม่นยำกับการเคลื่อนที่ของคลื่นที่เข้ามาเพื่อเก็บเกี่ยวพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งมักจะเกี่ยวข้องกับอาร์เรย์ของเซ็นเซอร์ แอคทูเอเตอร์ และตัวประมวลผลควบคุม การเพิ่มความซับซ้อนให้กับระบบที่อาจทำให้ประสิทธิภาพต่ำลง ตลอดจนปัญหาความน่าเชื่อถือและการบำรุงรักษา เครื่องต้นแบบที่สร้างโดย RMIT ไม่จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีการซิงก์แบบพิเศษ เนื่องจากอุปกรณ์จะลอยขึ้นและลงตามธรรมชาติตามคลื่นที่ซัดสาด "ด้วยการประสานกับการเคลื่อนที่ของคลื่นอยู่เสมอ เราจึงสามารถเพิ่มพลังงานที่เก็บเกี่ยวได้สูงสุด" หวังกล่าว "เมื่อรวมกับล้อเทอร์ไบน์คู่ที่หมุนสวนทางที่ไม่เหมือนใครของเรา รถต้นแบบคันนี้สามารถเพิ่มกำลังขับที่ได้จากคลื่นทะเลเป็นสองเท่า เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีดูดซับจุดทดลองอื่นๆ" อุปกรณ์ที่เรียบง่ายและประหยัดได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยด้านวิศวกรรมของ RMIT ร่วมกับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Beihang ในประเทศจีน ล้อเทอร์ไบน์สองล้อที่วางซ้อนกันและหมุนในทิศทางตรงกันข้าม เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผ่านเพลาและระบบส่งกำลังที่ขับเคลื่อนด้วยสายพาน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกวางไว้ในทุ่นเหนือแนวน้ำเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำทะเลกัดกร่อนและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ต้นแบบได้รับการทดสอบอย่างประสบความสำเร็จในระดับห้องปฏิบัติการ และทีมวิจัยมีความกระตือรือร้นที่จะร่วมมือกับพันธมิตรในอุตสาหกรรมเพื่อทดสอบแบบจำลองขนาดเต็ม และมุ่งไปสู่ความเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์ "เรารู้ว่ามันใช้งานได้ในห้องทดลองของเรา ดังนั้นขั้นตอนต่อไปคือการขยายขนาดเทคโนโลยีนี้และทดสอบในถังหรือในสภาวะมหาสมุทรในชีวิตจริง" Wang กล่าว "การใช้ประโยชน์จากทรัพยากรพลังงานคลื่นของเราไม่เพียงแต่ช่วยให้เราลดการปล่อยคาร์บอนและสร้างงานด้านพลังงานสีเขียวใหม่เท่านั้น แต่ยังมีศักยภาพที่ดีในการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมอื่นๆ" "ตัวอย่างเช่น ในขณะที่ความถี่ของภัยแล้งเพิ่มขึ้น พลังงานคลื่นสามารถนำมาใช้เพื่อผลิตพลังงานให้กับโรงกลั่นน้ำทะเลที่ปล่อยคาร์บอนเป็นกลางและจัดหาน้ำจืดสำหรับอุตสาหกรรมการเกษตร ซึ่งเป็นการปรับตัวอย่างชาญฉลาดเพื่อรับมือกับความท้าทายของสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง"