Nghiên cứu xác định năng lượng sóng biển khu vực Nam Trung Bộ

Trong bài viết này, các tác giả đã ứng dụng mô hình Mike 21 SW để tính toán đặc trưng sóng biển và xác định chuyển tải năng lượng sóng biển tại khu vực biển Nam Trung Bộ biến thiên trong hai mùa gió thịnh hành năm 2017.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu xác định năng lượng sóng biển khu vực Nam Trung Bộ Bài báo khoa học Nghiên cứu xác định năng lượng sóng biển khu vực Nam Trung Bộ Ngô Nam Thịnh1,2*, Đỗ Vĩnh Nguyên1, Lê Thị Phụng1, Nguyễn Thị Bảy3 1 TrườngĐại học Tài nguyên và Môi Trường Thành phố Hồ Chí Minh; nnthinh@hcmunre.edu.vn; vinhnguyen4481338@gmail.com; ltphung@hcmunre.edu.vn 2 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hồ Chí Minh; 3 Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG–HCM; nguyentbay@gmail.com * Tác giả liên hệ: nnthinh@hcmunre.edu.vn; Tel.: +84–944657939 Ban Biên tập nhận bài: 23/11/2020; Ngày phản biện xong: 29/12/2020; Ngày đăng bài: 25/2/2021 Tóm tắt: Năng lượng sóng biển là một dạng năng lượng tái tạo dựa trên việc sử dụng cơ năng từ dao động tuần hoàn của sóng biển để tạo ra điện. Năng lượng tái tạo từ sóng biển được đánh giá là một nguồn năng lượng sạch và hầu như không làm suy thoái môi trường. Theo đánh giá từ một công trình nghiên cứu của Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam vào năm 2019, tổng công suất năng lượng sóng năm trên toàn dải ven biển Việt Nam đáp ứng được 90% nhu cầu tiêu thụ điện năng của Việt Nam trong cùng kỳ. Vùng Nam Trung Bộ được xác định là nơi có trữ lượng năng lượng sóng lớn nhất trên toàn dải ven biển Việt Nam. Trong báo cáo này, các tác giả đã ứng dụng mô hình Mike 21 SW để tính toán đặc trưng sóng biển và xác định chuyển tải năng lượng sóng biển tại khu vực biển Nam Trung Bộ biến thiên trong hai mùa gió thịnh hành năm 2017. Từ khóa: Năng lượng sóng biển; MIKE; Nam Trung Bộ. 1. Mở đầu Sự ra đời của năng lượng tái tạo đã giảm đi áp lực cho ngành năng lượng trong bối cảnh nhiên liệu hóa thạch đã dần cạn kiệt và được nêu rõ từ những năm 1950 [1], từ đó góp phần kiểm soát và làm gảm lượng phát thải khí nhà kính cũng như làm giảm các mâu thuẫn đối với các vùng có nhiều nguồn nhiên liệu hóa thạch, điển hình như Biển Đông. Đan Mạch đã có báo cáo đề xuất về cách loại bỏ dần nhiên liệu hóa thạch trong tương lai vào năm 2010 với mục tiêu chính là làm cho Đan Mạch trở nên độc lập với nhiên liệu hóa thạch vào năm 2050 [2]. Ngoài năng lượng gió, năng lượng sóng cũng được đánh giá là một nguồn năng lượng vô tận trong tự nhiên và hầu như không làm suy thoái môi trường. Trên thế giới, các nghiên cứu về năng lượng sóng đã phát triển từ nữa cuối thế kỷ XX, các quốc gia có vùng biển rộng và khoa học tiên tiến đã có rất nhiều chương trình nghiên cứu về năng lượng sóng như Na Uy, Thụy Điển, Mỹ, Pháp, Nhật Bản…[3]. Tại Việt Nam, các nghiên cứu về năng lượng sóng biển chỉ được nghiên cứu từ năm 2000 trở lại. Các nghiên cứu về năng lượng sóng chủ yếu tập trung vào nghiên cứu tiềm năng năng lượng sóng ở vùng nước sâu với các độ phân giải thấp [3] và sử dụng các số liệu đầu vào từ phương pháp thống kê tần suất các con sóng theo độ cao [4] hoặc sử dụng số liệu đầu vào từ các số liệu vệ tinh [5]. Cũng từ các nghiên cứu đi trước đã đánh giá vùng biển Nam Trung Bộ là nơi có nguồn năng lượng sóng lớn nhất trên toàn dải ven biển Việt Nam, chính vì thế đề tài đã xác định khu vực nghiên cứu là khu vực biển Nam Trung Bộ. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 722, 58–67; doi:10.36335/VNJHM.2021(722).58–67 http://tapchikttv.vn/ Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 722, 58–67; doi:10.36335/VNJHM.2021(722).58–67 59 Hiện nay, có rất nhiều mô hình tính sóng khác nhau được công bố và sử dụng như WAM, SWAN, WAVEWATCH III, MIKE 21 SW, STWAVE, DELFT3D…[3, 6–11]. Tuy nhiên, mô hình MIKE 21 SW là một mô hình thương mại với lợi thế là có thể linh động trong lưới tính cùng khả năng mô phỏng các quá trình ở khu vực ven bờ như sự nông dần, nhiễu xạ, khúc xạ và sóng vỡ do biến đổi độ sâu…[12]. Ngoài ra, MIKE 21 SW còn giúp xác định được năng lượng sóng một cách trực tiếp với độ tin cậy cao và được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam. Chính vì thế, để thúc đẩy sự quan tâm và phát triển nghiên cứu về lĩnh vực năng lượng tái tạo mà cụ thể là năng lượng sóng biển được mạnh mẽ hơn, đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững của toàn cầu và Việt Nam, nghiên cứu đã được thực hiện với mục tiêu là xác định được sự phân bố nguồn năng lượng sóng biển năm 2017 tại mỗi khu vực bằng mô hình MIKE 21 SW. Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định với số liệu thực đo năm 2013, từ đó mới mô phỏng tính toán trường sóng cho năm 2017. Vùng biển ven bờ khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ có bãi biển cát thô và dốc. Thềm lục địa từ Đà Nẵng đến Vũng Tàu có sự phân hóa phức tạp, diện tích thềm lục địa mở rộng ở phía bắc, co hẹp từ Bình Định và lại mở rộng dần xuống phía nam [13] như Hình 1. Điều này cho thấy năng lượng sóng ngoài khơi khi truyền vào khu vực rất ít bị tiêu tán do ma sát đáy (mang chế độ biển khơi). Vị trí vùng biển Nam Trung Bộ được mô tả trong Hình 1. Hình 1. Vị trí vùng biển Nam Trung Bộ. 2. Mô hình ứng dụng trong nghiên cứu Như đã trình bày ở trên, nghiên cứu đã ứng dụng mô hình MIKE 21 SW để xác định năng lượng sóng biển cho khu vực biển Nam Trung Bộ. ...