Trạm sạc ngay giữa biển, tàu điện chạy liên tục mà không phải cập bờ

Một nhóm kỹ sư thuộc Tổ chức Nghiên cứu Công nghiệp và Kỹ thuật Na Uy (SINTEF) đã giới thiệu công nghệ sạc không dây ngoài khơi, cho phép tàu điện có thể nạp năng lượng trực tiếp trên biển thông qua cảm ứng từ.

Công nghệ này là bước tiến mới nhất trong dự án Ocean Charger - sáng kiến hợp tác do hãng đóng tàu VARD cùng các đối tác năng lượng xanh triển khai từ năm 2023. Mục tiêu của dự án là xây dựng hệ thống sạc quy mô lớn đặt tại các trang trại điện gió ngoài khơi, giúp tàu vận hành liên tục mà không cần quay về bờ.

Giải bài toán khó của tàu điện

Trong bối cảnh ngành hàng hải đang chuyển dịch từ động cơ diesel sang điện hóa, một trong những rào cản lớn nhất là hạ tầng sạc. Hiện nay các trạm sạc chủ yếu đặt trên đất liền, khiến tàu điện bị giới hạn phạm vi hoạt động.

Ý tưởng đặt trạm sạc ngoài khơi tưởng chừng đơn giản nhưng lại vấp phải nhiều thách thức. Môi trường biển với sóng, gió và dòng chảy liên tục khiến việc kết nối bằng đầu cắm vật lý trở nên kém ổn định. Chỉ cần lệch vị trí nhỏ cũng có thể gây hỏng hóc hoặc gián đoạn truyền điện.

Ngoài ra, nước biển có tính ăn mòn cao, dễ làm hỏng các tiếp điểm kim loại, tăng điện trở và giảm hiệu suất sạc. Nguy cơ phóng điện hoặc đoản mạch cũng tăng lên nếu đầu nối bị ẩm hoặc tiếp xúc không ổn định.

Sạc không dây quy mô lớn

Để khắc phục, các nhà nghiên cứu đã phát triển hệ thống sạc không tiếp xúc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ - tương tự sạc không dây trên điện thoại nhưng ở quy mô lớn hơn nhiều.

Hệ thống gồm một cuộn dây phát đặt tại trạm sạc tạo ra từ trường dao động. Khi tàu tiến vào vị trí, cuộn dây nhận trên tàu sẽ chuyển đổi từ trường này thành dòng điện mà không cần tiếp xúc vật lý. Toàn bộ thiết bị được bọc kín bằng vật liệu chống nước, chống muối và chống tảo.

Theo các kỹ sư, giải pháp này giúp loại bỏ hoàn toàn các tiếp điểm kim loại lộ ra ngoài, từ đó giảm đáng kể nguy cơ ăn mòn, phóng điện và hư hỏng cơ học. Đồng thời, hệ thống vẫn hoạt động ổn định ngay cả khi tàu và trạm sạc không căn chỉnh hoàn hảo.

Trạm sạc điện giữa đại dương

Một điểm đáng chú ý khác là các trạm sạc này sử dụng điện từ tua bin gió ngoài khơi. Trong điều kiện gió yếu, hệ thống lưu trữ trung gian sẽ đảm bảo nguồn điện liên tục, tạo thành một “trạm biến áp ngoài khơi” hoàn chỉnh.

Theo đại diện dự án, các trạm này sẽ đóng vai trò như “trung tâm điện giữa biển”, thu điện từ tua bin gió và cung cấp trực tiếp cho tàu mà không cần quay về bờ.

Trong dài hạn, dự án hướng tới việc xây dựng mạng lưới trạm sạc dọc theo bờ biển Na Uy, cho phép tàu dịch vụ và tàu ven biển dừng lại nạp năng lượng ngay trên hải trình.

Công nghệ sạc không dây ngoài khơi được kỳ vọng sẽ tạo ra bước ngoặt cho ngành vận tải biển, đặc biệt trong các lĩnh vực như dịch vụ dầu khí, hạ tầng điện gió và lực lượng thực thi pháp luật trên biển.

Nếu được triển khai rộng rãi, viễn cảnh tàu điện sạc pin ngay giữa đại dương có thể sớm trở thành điều quen thuộc, góp phần thúc đẩy mục tiêu giảm phát thải trong ngành hàng hải toàn cầu.