Ứng dụng năng lượng từ thác nước nhỏ

Ứng dụng năng lượng thác nước để làm lạnh

Theo Phó Giáo sư, Tiến sĩ Võ Chí Chính, Chủ nhiệm đề tài, nước ta có nguồn năng lượng nước công suất nhỏ hầu như ở khắp nơi. Đặc biệt, khu vực miền núi là nơi địa hình khá dốc nên có nhiều thác nước. Các nguồn nước lớn thường đã được khai thác làm thủy điện, còn lại rất nhiều nguồn nhỏ, chảy quanh năm và không được sử dụng, rất lãng phí.

Trên thực tế, việc sử dụng năng lượng từ nguồn nước nhỏ từ trước đến nay đã được thực hiện nhưng không đáng kể, chủ yếu vẫn chỉ để sản xuất nhà máy “thủy điện mi ni”. Trong khi đó, có rất nhiều khu du lịch sinh thái ở miền núi có các nguồn nước công suất nhỏ chảy quanh năm. Các nguồn nước này được các cơ sở sử dụng cho nhu cầu vui chơi, giải trí của du khách ở phía hạ nguồn. Còn thế năng nguồn nước phía thượng nguồn được sử dụng chạy máy phát điện phục vụ chiếu sáng và sinh hoạt.

Kết quả khảo sát của nhóm nghiên cứu cho thấy, công suất dư thừa của các nguồn nước nhỏ có thể được khai thác chạy máy làm đá viên rất tốt, mà không đòi hỏi quá nhiều trang thiết bị; các nguồn năng lượng nước có thế năng cao, lưu lượng nhỏ có thể sử dụng trực tiếp chạy các máy lạnh mà không phải qua khâu phát điện. Nhóm nghiên cứu đã triển khai lắp đặt hệ thống làm lạnh sản xuất đá viên năng suất 1.000kg/ngày, sử dụng sức nước cho khu du lịch sinh thái Lái Thiêu, Đà Nẵng.

Sơ đồ nguyên lý toàn bộ hệ thống, gồm: Hệ thống thủy lực gồm đường ống dẫn nước HDPE dẫn nước từ đỉnh núi xuống, turbin dẫn động máy nén lạnh 7,5KW và phát điện 3KW; hệ thống lạnh trung tâm để làm lạnh máy đá viên, kho bảo quản đá và kho bảo quản thực phẩm; máy đá viên năng suất 1.000kg/ngày; kho bảo quản đá dung tích 15m khối, nhiệt độ âm 15 độ C; kho bảo quản thực phẩm, rau, quả dung tích 20m khối, nhiệt độ 5 độ C.

Hiệu quả cao, hoàn vốn nhanh

Phó Giáo sư Võ Chí Chính khẳng định, hệ thống này có thể giảm chi phí đầu tư máy phát điện và loại trừ tổn hao năng lượng ở máy phát điện, việc vận hành cũng khá đơn giản. Ngay cả khi lưu lượng nước giảm sút, hệ thống vẫn hoạt động bình thường, vẫn sản xuất được đá mặc dù thời gian làm đá có tăng. Mô hình này phù hợp với nguồn nước lưu lượng nhỏ, nhưng cột áp lớn trên 100m. Còn đối với nguồn nước lưu lượng lớn, nhưng cột áp thấp cần có bộ chuyển tốc khá phức tạp để máy lạnh đạt tốc độ nhất định mới có khả năng làm lạnh.

Điểm nổi bật của hệ thống là sử dụng trực tiếp nguồn nước tự nhiên để chạy máy mà không cần thông qua điện, đồng thời có thể sử dụng nguồn năng lượng tái tạo có sẵn của các khu du lịch sinh thái. Chỉ riêng khu vực Đà Nẵng, hiện nay đã có gần 10 điểm du lịch sinh thái có thể khai thác, sản xuất đá viên với công suất vài tấn đá mỗi ngày. Còn về chi phí, Phó Giáo sư Võ Chí Chính cho biết, chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống máy khoảng 1 tỷ đồng, trong vòng 3 năm sẽ thu hồi được vốn, trên cơ sở bán đá và tiết kiệm nguồn điện.

Do đặc điểm nguồn nước có sẵn nên năng lượng nước và nguồn nước sử dụng làm đá không phải mua, vì vậy, không tính vào chi phí vận hành… Về hiệu quả kinh tế của dự án, với giá đá viên trên thị trường dao động từ 2.400 đến 3.000 đồng/kg, doanh thu khoảng 810 triệu đồng/ năm. Giá trị bảo quản đá được tính từ việc tiết kiệm điện năng tiêu thụ hằng năm. Nếu sử dụng điện phải cần hệ thống lạnh 2,5KW, mỗi ngày làm việc 20 giờ, đơn giá tiền điện tạm tính là 2.500 đồng/KWh, như vậy giá trị thu được là 37,5 triệu đồng/ năm. Tương tự, giá trị tiết kiệm tiền điện cho kho bảo quản thực phẩm, rau, quả là 37,5 triệu đồng/năm.

Theo Giáo sư, Viện sĩ Đinh Văn Nhã, Phó Chủ tịch Hội đồng nghiệm thu cấp Nhà nước, khai thác và sử dụng các nguồn nước tự nhiên cho các khu du lịch là một hướng đi hiệu quả, góp phần hạn chế sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Kết quả nghiên cứu có thể triển khai ứng dụng cho nhiều địa phương và cơ sở khác, nhất là các vùng, miền núi có sẵn các nguồn nước tự nhiên như các khu du lịch sinh thái. Việc sử dụng các nguồn năng lượng nước nhỏ có ưu điểm nổi bật là lượng nước dễ dàng biến đổi thành cơ năng để chạy máy, năng lượng nước có tính tập trung và công suất thường lớn hơn các nguồn năng lượng tái tạo khác.

Bên cạnh đó, việc nghiên cứu và ứng dụng các nguồn năng lượng nước công suất nhỏ để chạy các máy lạnh sản xuất đá viên có ưu điểm là không ảnh hưởng đến môi trường, vì không cần xây đập, ngăn sông. Mô hình này không những tạo ra giá trị cho các cơ sở du lịch, mà còn tăng tính chủ động trong kinh doanh, tạo nên điểm nhấn cho du khách tham quan, học hỏi.