Ý tưởng được phát triển bởi công ty chuyên về năng lượng gió, NTS GmbH Berlin, và đang được nghiên cứu ở Viện Kỹ thuật và Tự Động Hóa Fraunhofer thành phố Stuttgart.
Trên lý thuyết thì gió sẽ thổi qua bề mặt của cánh diều sẽ tạo ra năng lượng không đáng kể, tuy nhiên, khi cánh diều đạt được độ cao nhất định, tốc độ gió đạt được sẽ mạnh và nhất quán hơn. Điển hình là ở độ cao 300 bộ thì tốc độ gió đạt được là 50 dặm 1 giờ, và càng lên cao gió sẽ càng mạnh hơn.
Cánh quạt của tuabin gió phổ biến được đặt ở độ cao 600 bộ trở lên. Theo Joachim Montnacher một kỹ sư trong lĩnh vực tự động hóa cho biết, những cánh diều của họ bay ở độ cao khoảng 1000 bộ do đó năng lượng tạo ra sẽ lớn hơn năng lượng tạo ra của tuabin gió.
Càng lên cao tốc dộ gió càng ổn định, Montnacher cho biết. ở độ cao 30 bộ chỉ có 35% khả năng gió đạt tốc độ 10 dặm trên giờ, nhưng khi đạt được độ cao 1600 bộ khả năng đó là 70%.
Gió chỉ chuyền tải cơ năng cho diều, nhưng bằng cách nào bạn chuyển nó thành điện năng? Câu trả lời của Rube Goldberg đó là hãy kết nối chiếc diều với một chiếc tàu hỏa.
Montnacher cho biết một sợi dây cáp dài 2300 bộ sẽ kết nối những chiếc diều với một chiếc tàu hỏa trên đường ray. Chuyển động của những chiếc diều sẽ kéo chiếc tàu hỏa chuyển động và chuyển động đó được kết nối với một máy phát điện.
“ Thời điểm này, chúng tôi chỉ có một chiếc tàu hỏa trên đường ray dài 400 mét để thử nghiệm” Montnacher cho biết. “ năm tới chúng tôi sẽ xây dựng thêm một vòng khép kín với hai đường ray dài 400 mét.
Máy phát điện được kéo có thể đạt công suất 100 ki-lô-oát, đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của vài hộ gia đình. Nhưng “ khi thử nghiệm sẽ thực hiện với quy mô nhỏ hơn”, Montnacher cho biết.
Vấn đề khó khăn nhất là việc điều khiển những chiếc diều. dây cáp được gắn vào một động cơ kéo. Bộ phận điều khiển đặt trên chiếc tàu hỏa sẽ theo dõi hoạt động và gửi tín hiệu đến chiếc diều sao cho tàu hỏa sẽ di chuyển theo đường số 8 hoặc đường của sóng sin, một đường cong dao động.
Một chiếc diều với kích cỡ 65 bộ vuông sẽ tạo ra 1 lực kéo tương đương 10 kil-lô-niutơn, hoặc là đủ để kéo vật có trọng lượng hơn 1 tấn. Vậy một tập hợp những chiếc diều khoảng 1000 bộ vuông sẽ sản xuất ra điện năng tương đương với lượng điện năng của 20 tuabin gió có công suất 1 mê-ga-oát. Mỗi chiếc diều sẽ chiếm khoảng không gian tương đương với 1 tuabin gió nhưng không có chân tháp.
Một lợi ích khác đó là những chiếc diều có thể hoạt động hầu như khắp mọi nơi. Trong khi những tuabin gió chỉ đặt được ở những nơi gió mạnh, ổn định và thấp.
Trong cuộc thử nghiệm hiện tại thì các kỹ sư đang nghiên cứu một thiết bị điều khiển từ xa, tương tự như các phi công ngày nay thường sử dụng để điều khiển máy bay, để điều khiển những chiếc diều theo hướng gió. Cuối cùng máy tính sẽ đảm nhiệm phần còn lại.
Mục tiêu chủ yếu khá phức tạp là việc tạo ra 24 chiếc diều cung cấp năng lượng 120 gi-ga-oát giờ mỗi năm. Điều này có thể thay thế 30 tuabin gió và cung cấp điện cho 30.000 hộ gia đình.
“ Tôi cho rằng nghiên cứu sẽ thành công” Revis Jame cho biết, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Viện Nghiên Cứu Năng Lượng Washinton.
Tuy nhiên, James cũng có những quan ngại. Trước hết là việc sử dụng diều để tạo ra năng lượng có vẻ không phù hợp và cần có một hệ thống dự phòng. Thêm vào đó, năng lượng có thể bị thất thoát trong 2 lần chuyển tiếp, từ những chiếc diều đến tàu hỏa và từ cơ năng chuyển thành điện năng. “Thật khó để tin rằng thông qua 2 bước đó mà năng lượng tạo ra vẫn hiệu quả như tuabin gió” James cho biết.
Montnacher cho rằng ông cần hơn hai năm nữa để sản phẩm có thể sản xuất thương mại tuy nhiên hiện giờ ông đã có nhà đầu tư. |