“BÁC SĨ” CỦA PHONG ĐIỆN

58

GE không chỉ vận hành tốt một đội tua-bin phong điện khổng lồ mà còn làm được nhiều hơn thế cho khách hàng TerraForm Power.

Cách đây 150 năm, tài năng kinh tế học nước Anh William Stanley Jevons đã cảnh báo rằng chính sách về hiệu quả năng lượng đã không còn “đủ sức” bảo tồn trữ lượng than đá ngày một sụt giảm của quốc gia này nữa. Lý luận của ông – nay được gọi là Nghịch lý Jevons – khá đơn giản: Càng thu được nhiều năng lượng từ ít than hơn thì người ta lại càng muốn nhiều than hơn.

Dù bức tranh toàn cảnh ngành năng lượng đã thay đổi ghê gớm kể từ thời Victoria, nhưng tính chính xác của Nghịch lý Jevons vẫn còn nguyên vẹn. Giả thuyết này có thể gây khó khăn cho các quốc gia đang phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn năng lượng hữu hạn, nhưng lại là tin tốt cho các nguồn năng lượng tái tạo như gió. Theo lý luận của Jevons, gia tăng hiệu suất của các tua-bin gió sẽ khiến nhu cầu sử dụng nguồn điện phát thải các-bon thấp và giá rẻ tăng theo.

Hiệu quả năng lượng là mối quan tâm của TerraForm Power, tập đoàn năng lượng có trụ sở ở New York và đang sở hữu một trong những “đội” tua-bin phong điện lớn nhất khu vực Bắc Mỹ. Với sản lượng điện đủ để thắp sáng toàn bộ Bhutan hay Angola là 1,6 gigawatts từ mạng lưới phong điện ở Hoa Kỳ và Canada, TerraForm đã chọn GE Renewable Energy để quản lý đội tua-bin phong điện khổng lồ của họ.

“Đây là chuyện về 900 tua-bin gió”, Vikas Anand, lãnh đạo doanh nghiệp phong điện trên đất liền khu vực Châu Mỹ của GE Renewable Energy, nói. “Đó là một quyết định chiến lược vô cùng quan trọng của TerraForm”.

GE được tập đoàn này tín nhiệm nhờ một năng lực đặc biệt: “Tác hợp” thành công sự thông thái của con người với công nghệ kỹ thuật số mới nhất.

Anand, người đã làm việc ở GE hơn 20 năm, cho biết các chuyên gia kỹ thuật giàu kinh nghiệm thường xuyên tinh chỉnh những tua-bin này. Họ giống như thợ máy lành nghề nhưng có thể làm việc ở “tầm” cao hơn. Ví dụ, họ thường xuyên trèo lên các tháp tua-bin phong điện để kiểm tra, giám sát và sửa chữa thiết bị bên trong chiếc hộp đặt trên đỉnh tua-bin chứa hộp số, máy phát điện và bộ điều khiển. Họ cần đảm bảo rằng bộ thiết bị sản xuất điện luôn hoạt động êm ái như động cơ ô tô đã được tinh chỉnh vậy.

Một kỹ thuật viên đang leo lên để kiểm tra bên trong vỏ một chiếc tua-bin gió đặt tại Trang trại Phong điện Panther Creek ở Big Spring, Texas. Nguồn ảnh trên và ảnh đầu trang: GE Renewable Energy.

GE cũng có phần mềm để thu thập được hàng núi dữ liệu từ mọi bộ phận của tua-bin phong điện. Phần mềm và các mô hình chạy trên đám mây sau đó sẽ xử lý số liệu, đưa ra các quyết định thông minh giúp giảm tối đa chi phí đắt đỏ do phải dừng tua-bin, đồng thời tăng tối đa khả năng sinh lời của việc phát điện.

Ví dụ, hệ thống cảm biến có thể giúp phần mềm nhận biết những thay đổi nhỏ nhất của dầu bôi trơn dùng trong hộp số tua-bin. Bên trong hộp số này là những bánh răng cực kỳ quan trọng. Chúng thay đổi mô-men xoắn hay lực quay, tăng số vòng quay từ khoảng 30 – 60 vòng/phút của các cánh quạt rotor lên 1.000 – 1.800 của máy phát để sản xuất điện. Dầu bôi trơn trong hộp số cần được duy trì ở mức vừa đủ theo chuẩn quy định về độ bền, độ nhớt, khả năng kháng nước, nhiệt độ biến động và mức độ ăn mòn. Dầu không đủ độ nhớt do ảnh hưởng của nhiệt độ cao sẽ làm giảm độ bền của các bộ phận chuyển động bên trong hộp số.

Phần mềm của GE sẽ nhanh chóng nhận biết các dấu hiệu từ đồ thị số liệu trong quá khứ rằng lớp dầu đang mỏng dần, từ đó cảnh báo các kỹ sư trước khi dầu máy thực sự cần thay. “Lượng thông tin khổng lồ thu thập từ các trang trại gió trong những năm qua cho thấy chúng tôi đang làm tốt hơn, không chỉ ở việc phát hiện những vấn đề như vậy mà còn có thể cảnh báo nguy cơ”, Anand giải thích.

Cảnh báo sớm của phần mềm là chức năng vô cùng quý giá nhưng chính những nhân viên kỹ thuật mới là “nguồn lực” giữ cho các tua-bin luôn hoạt động trơn tru. Với ví dụ về dầu hộp số, GE có thể thông báo cho nhân sự tại chỗ hoặc điều động một nhóm kỹ sư đến giải quyết vấn đề thay dầu nhanh chóng và hiệu quả. Nguy cơ hỏng hộp số – nghĩa là tua-bin tiến vào thời gian chết của máy móc – được giảm thiểu tối đa. Những giờ máy chết đó sẽ được biến thành thời gian sản xuất năng lượng, thành doanh thu.

Theo Anand, việc “vắt kiệt” sản lượng tương tự từ hơn 900 tua-bin nhờ sự kết hợp giữa phần mềm tối tân và chuyên môn sâu của đội ngũ kỹ thuật mang lại hàng chục MW/h điện. Không chỉ giải quyết tình trạng hoạt động kém hiệu quả, phần mềm còn có thể giúp tối ưu hiệu suất. Ví dụ, nhờ phân tích dữ liệu về bước răng của cánh quạt tua-bin khi trời nổi gió, phần mềm có thể thay đổi góc độ của cánh quạt để đón luồng gió một cách tối ưu và do đó, mang lại sản lượng điện tối đa.

TerraForm hi vọng thỏa thuận hợp tác với GE có thể tiết kiệm cho họ thêm 20 triệu đô-la Mỹ trong năm 2019 so với 2018, chưa kể khoản doanh thu thêm từ kinh doanh lượng điện có thêm. “Việc này có ý nghĩa lớn”, ông Anand nói. “Chúng tôi đang đề ra những phương án giúp khách hàng tăng doanh thu, giảm phí tổn và hạ thấp các nguy cơ”.

BÌNH LUẬN CỦA BẠN