TIN TỨC

Nam châm và giải pháp cho năng lượng xanh trong tương lai

01
Th3

Mối liên hệ giữa nam châm và nguồn năng lượng tái tạo hay năng lượng xanh trong công nghiệp 4.0 đã nhận được sự quan tâm lớn trong thời gian gần đây. Nói cách khác, trong cấu tạo và vận hành của các thiết bị tạo ra nguồn năng lượng sạch không thể thiếu vắng sự góp mặt của nam châm

“CHÌA KHÓA” CHO VẤN ĐỀ NĂNG LƯỢNG XANH CỦA TOÀN CẦU

Cùng với sự gia tăng về các vấn đề có liên quan đến môi trường như hiệu ứng nhà kính, băng tan ở hai cực, biến đổi khí hậu,… Các nhà quản lý công nghiệp và chính phủ ở các quốc gia trên thế giới đã và đang hướng đến việc khai thác, sản xuất và phát triển nguồn năng lượng xanh – không làm môi trường ô nhiễm và có thể khai thác mãi mãi – từ các nguồn năng lượng vĩnh cửu như gió, nước và Mặt trời.

Đây được xem là một hướng đi đúng đắn nhằm giảm thiểu những tác động xấu đến môi trường ở thời điểm hiện tại, vốn là hậu quả của nhiên liệu hóa thạch như xăng, dầu, than đá, than cốc,… thải ra từ các nhà máy điện, các khu công nghiệp và trong đời sống sinh hoạt hàng ngày. Theo các thống kê gần đây, cơ cấu nguồn năng lượng xanh và năng lượng tái tạo được sử dụng đã gia tăng đáng kể trong những năm vừa qua, tạo thành một xu hướng mới với tên gọi là “công nghiệp 4.0”.

SỰ GÓP MẶT CỦA NAM CHÂM TRONG TUABIN ĐIỆN GIÓ

Tuabin điện gió, về cơ bản, là một chiếc máy phát điện sử dụng sức gió trong tự nhiên để sản xuất và truyền tải điện năng. Là một thiết bị có cấu tạo khá phức tạp nhưng ngoài các bộ phận như rotor, cánh quạt hay trục truyền động thì những viên nam châm có kích thước 50x25x10 mm là một bộ phận không thể thiếu để giúp cho tuabin gió có thể hoạt động ổn định, trơn tru.

Các viên nam châm của tuabin điện gió được chế tác từ nam châm Neodymium vốn nổi bật với lực từ tính mạnh nhất ở thời điểm hiện tại, kết cấu vững chắc và tuổi thọ cao nhằm đáp ứng được cường độ hoạt động của các tuabin điện gió cũng như phối hợp tốt cùng các bộ phận khác.

Với việc ngày càng nhiều nhà máy điện gió mọc lên như ở các tỉnh Bình Thuận, Đăk Lăk hay Quảng Bình và trên phạm vi toàn thế giới thì sự hiện diện của nam châm Neodymium trong tuabin điện gió vẫn sẽ tiếp tục trong tương lai gần.

Các trang trại điện gió hiện đang là xu thế khai thác năng lượng xanh trên thế giới

NAM CHÂM CŨNG “GÓP MẶT” TRONG CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

Các nhà máy thủy điện hoạt động chủ yếu dựa vào sức chảy của dòng nước từ trên cao (tận dụng sức mạnh dòng chảy của các con thác như đập thủy điện Hòa Bình ở Sơn La) để làm quay rotor của các tổ máy phát điện của chúng. Tuy nhiên, điều mà ít ai biết đó chính là một phần trong cơ cấu hoạt động của nhà máu thủy điện cũng cần có sự tồn tại của nam châm.

Sau đây là cách mà nam châm tham gia vào quá trình sản xuất điện năng: nước chảy qua đập và làm quay bánh xe lớn gọi là tuabin. Tuabin nước này quay quanh một trục làm chuyển động các thanh nam châm qua cuộn dây đồng của máy phát điện để tạo ra nguồn điện sạch – vốn là một loại năng lượng tái tạo.

Nhà máy thủy điện Hòa Bình ở tỉnh Sơn La tận dụng sức chảy khổng lồ của con thác

CÁC TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CŨNG CẦN CÓ NAM CHÂM

Có thể bạn không ngờ đến nhưng nam châm lại có mặt trong chính những tấm pin năng lượng mặt trời ở nhà của bạn. Trong quá trình chế tạo các tấm pin, một phương pháp được áp dụng có tên gọi là lắng đọng hơi vật lý nhằm bảo vệ chúng khỏi tác động lâu dài của nhiệt và tia cực tím của Mặt trời.

Để tối ưu hóa quy trình này thì các nam châm điện từ (một cụm gồm có các nam châm vĩnh cửu) sẽ cải thiện việc sử dụng vật liệu được lắng đọng trong quá trình chế tạo. Tùy vào các cấu hình từ trường khác nhau mà sẽ áp dụng những loại nam châm khác nhau như Alnico, Neodymium, Samarium Coban hay nam châm gốm/ nam châm đen Ferrite.

Những tấm pin năng lượng mặt trời có thể thay thế các nhà máy nhiệt điện lỗi thời gây ô nhiễm nặng nề

VAI TRÒ CỦA NAM CHÂM TRONG KHAI THÁC NGUỒN ĐỊA NHIỆT

Nam châm được sử dụng để tạo ra dòng điện trong quá trình địa nhiệt. Khi chất lỏng nó giãn nở và tạo ra năng lượng cơ học cần thiết để quay các cánh tuabin thì chúng sẽ quay các nam châm nằm trong cuộn dây lớn. Từ đó, sản sinh ra dòng điện nhưng lại không hề làm tổn hại đến môi trường như các nhà máy nhiệt điện than sử dụng công nghệ lỗi thời đã và đang được xây dựng tại Việt Nam.

Những ứng dụng được liệt kê ở trên đã cho thấy được tiềm năng ứng dụng to lớn của nam châm trong việc góp phần làm cho môi trường thêm trong lành, giảm thiểu mức độ ô nhiễm đang ở mức đáng báo động ở một số nơi. Từ đó, có thể giúp người đọc có một cái nhìn đa chiều và phổ quát về năng lượng xanh cũng như năng lượng tái tạo hiện nay và cả trong tương lai.