Không có gì bất ngờ khi sự thành công trong tương lai của năng lượng tái sinh như gió, mặt trời và các nguồn năng lượng khác đều xoay quanh việc phát triển hệ thống tích lũy năng lượng hiệu quả và tiết kiệm.
Với những công nghệ hiện nay, pin/ắc quy vẫn còn đắt và bị giới hạn nhiều về dung lượng tích lũy. Thiết bị lưu trữ năng lượng khí nén thì đòi hỏi một cơ cấu không gian rất riêng về mặt địa chất. Trong khi thiết bị lưu trữ năng lượng nhiệt- thường được sử dụng trong các giải pháp tích lũy năng lượng mặt trời tập trung (concentrated solar power– gọi tắt CSP) – thì lại đắt và khó phân chia cấp độ năng lượng. Các nhà máy thủy điện thì tương đối rẻ và có hiệu suất tốt (70-85%), nhưng cũng đòi hỏi phải được xây dựng ở những vị trí địa lý riêng.
Những phương pháp tiếp cận mới, như khả năng lưu trữ năng lượng trong liên kết phân tử cũng được phát triển, nhưng doanh nhân, đồng thời là nhà sáng chế Bill Gray đang nhìn về quá khứ để tái tạo tương lai của ngành lưu trữ năng lượng với một bánh đà xoay kiểu mới.
Là phương pháp đơn giản nhất trong tất cả, bánh đà tích lũy năng lượng đã được sử dụng từ hàng thế kỷ trước. Một bánh đà thường là một trục rất nặng-được gắn đĩa xoay, cho phép hấp thụ và tích lũy cử động xoay hoặc văn xoắn, và giải phóng ra dưới dạng động năng quay.
Bắt tay với nghiên cứu tiên phong của John Vance-một giáo sư đã nghỉ hưu của ĐH Texas A&M (gọi tắt là TAMU), Gray đã phát triển một lý thuyết tiếp cận cho bánh đà, đi cùng với thiết kế về một hệ thống bánh đà-đang chờ được cấp bản quyền, có tên gọi Velkess. Velkess là viết tắt của Very Large Kinetic Energy Storage System (tạm dịch: hệ thống tích lũy động năng vô cùng lớn). Theo Gray, Velkess là sản phẩm cải thiện triệt để từ công nghệ bánh đà sẵn có và có giá rẻ đáng kể so với phần lớn các công nghệ tích lũy năng lượng có tính kinh tế cao hiện nay.
Phần lớn các bánh đà hiện có được thiết kế và chế tạo như tuabin (turbines) của động cơ phản lực. Chúng thường sử dụng những vật liệu như sợi carbon tổng hợp và cần gia công chính xác để kiểm soát lực cố hữu của các trục quay. Vật liệu và những phương pháp gia công, kiểm soát đó thường đắt một cách khủng khiếp và không có lợi cho một giải pháp tích lũy năng lượng giá rẻ. Video bên dưới mô tả cách sử dụng bánh đà để tích lũy năng lượng.
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=u6I2lKtfpLQ
Trục quay “mềm” của Gray thì được làm từ E-glass (sợi thủy tinh), hoạt động trong chân không và có khả năng uống cong khi có lực tác động làm mất ổn định (của hệ thống), từ đó giảm thiểu năng lượng bị thất thoát do ma sát xuống đến khoảng 2% trong điều kiện thường. E-glass hay còn gọi là electrical grade glass-tạm dich: thủy tinh cấp độ điện từ (thường được sử dụng để gia cố sợi thủy tinh) tuy không bền như sợi carbon nhưng có khả năng tích lũy năng lượng nhiều hơn đến 20 lần trên 1$ (chi phí). Giống như thòng lọng của các chàng cao bồi Mỹ, trục quay này dần ổn định khi quay và theo công ty chế tạo, năng lượng của nó có thể được bảo toàn tuyệt đối thậm chí kể cả khi bị cúp nguồn (điện) hay thảm họa tự nhiên như động đất. Video bên dưới mô tả hoạt động của một nguyên mẫu của Velkess.
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=lu4W6Ho2Q6U
Nguyên mẫu bánh đà hiện tại, hoạt động lơ lửng trong hệ thống giá đỡ có từ trường hiệu suất cao, có thể tạo ra hoặc hấp thụ 2kW năng lượng/công suất và lưu trữ năng lượng 0.5kWh. Gray cần tăng kích thước của dung lượng lưu trữ lên 30 lần để đạt mức 15kWh, tương đương với việc thay để trục quay bánh đà nặng 25 cân Anh (1 cân Anh=0.453kg) như trong video bên dưới bằng một phên bản nặng tầm 750 cân Anh.
“Thử thách của chúng tôi nằm ở giá đỡ từ tính” Gray cho biết “ Những cục nam châm cần thiết để làm lơ lửng trục nặng 25 cân Anh có thể dễ dàng mua ở trên Internet và sử dụng bằng tay. Nhưng nam châm đủ mạnh để khiến 750 cân Anh có thể lơ lửng được lại là chuyện khác. Chúng cần phải được làm riêng và chúng cũng quá mạnh để có thể dùng tay”.
Gray hiện đã thành công trong việc gây quỹ trên Kickstarter (link dưới) cho giai đoạn tiếp theo của quá trình phát triển, quỹ này sẽ được dùng để hỗ trợ việc chế tạo giá đỡ từ tính và lắp ráp động cơ. Đây sẽ là mảnh ghép cuối cùng cho việc hoàn thiện một nguyên mẫu có khả năng hoạt động đầy đủ, mở đường cho những mô hình để chào mời các khách hàng tiềm năng sau này.
Một trong những ứng dụng của Velkess được mô tả trong Video bên dưới.
http://www.youtube.com/watch?v=OkdqSCef0Do
———————————————————
Người dịch: Trungmaster5, theo Gizmag
Link Kickstarter
——————————————————–
