1

ĐỀ XUẤT SIÊU DỰ ÁN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO – GIAO THÔNG –

NUÔI TRỒNG THỦY SẢN – DU LICH

MÓNG CÁI – MŨI CÀ MAU VIỆT NAM

ᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡᵡ

Vũng Tàu tháng 3 năm 2014

2

Phụ lục

Trang

1 – tổng quan năng lượng tái tạo

3

2- Thuyết minh ý tưởng công nghệ.

3

3 – Các module chính của công trình

7

4 – tính toán công xuất phát điện

10

5- tính toán khả năng du lịch thủy sản giao thông an ninh quốc phòng

12

6- Sơ bộ tổng dự toán công trình và hiệu quả kinh tế

12

7- Biện pháp thi công công trình 18

8- thiết kế chi tiết và tổng dự toán công trình

19

3

HÌNH PHỐI CẢNH CÔNG TRÌNH

4

1. Tổng quan về nghiên cứu sử dụng năng lượng tái tạo.

Lòai người đang đứng trước thử thách lớn về vấn đề năng lượng. Vấn đề năng lượng sạch tái tạo bền

vững là ước mơ và cũng là mục đích của nhân lọai trong những năm tới thiên niên kỷ tới.

Trên thế giới có nhiều nghiên cứu và đã đưa vào thử nghiệm những công nghệ biến năng lượng sóng

biển, dòng chảy thủy triều thành năng lượng điện . Tuy nhiên hầu hết gặp thất bại bởi gặp phải những

trở ngại về công xuất giá thành và độ bền vững lâu dài.

Năng lượng tái tạo rất phân tán , muốn có nó phải có quy mô lớn do vậy kết hợp sản xuất năng lượng

tái tạo với các mục đích sử dụng khác của công trình là hướng đi hợp lý.

Điều kiện phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam.

Việt Nam là quốc gia nằm gần xích đạo và có bờ biển dài nhiều nơi có gió + sóng mạnh quanh năm.

Việt nam là quốc gia đang phát triển đang có nhu cầu đầu tư xây dựng các công trình giao thông, năng

lượng điện và các cơ sở vật chất khác phục vụ phát triển bền vững.

2. Thuyết minh ý tưởng công nghệ.

Các module của nhà máy sóng điện, phong điện, bức xạ điện sẽ được lắp đặt để thu hồi toàn bộ năng tái

tạo trên foundation của đường tàu/ô tô điện cao tốc dọc theo bờ biển từ Móng cái – Cà mau .

5

Việt nam nên cân nhắc không tập trung nguồn lực vào đường cao tốc bắc nam và tàu cao tốc đệm từ

như trung quốc mà chúng ta làm một dự án mà thế giới chưa ai làm. Công trình này là chìa khóa để Việt

Nam trở thành một cường quốc bằng con đường hòa bình và đóng góp kỳ công / kỳ quan cho nhân loại.

Giá thành điện tái tạo nhờ đó sẽ rẻ hơn các điện hóa thạch vì các mục đích sử dụng khác ( du lịch – nuôi

trồng thủy sản – giao thong vv ) chia sẻ chi phí cho điện tái tạo đặc biệt thông qua công trình này người

đân trên toàn thế giới sẽ phải ghé thăm Việt Nam và sự giao thương với thế giới sẽ mở ra cho dân tộc ta

sự hội nhập sâu rộng với thế giới và đảm bảo nền hòa bình lâu dài với các nước láng giềng đặc biệt với

Trung Quốc. Đây là mục tiêu chính của siêu dự án này.

MẶT CẮT TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH

Công trình sẽ được xây dựng gần bờ biển cách mép nước lúc triều kiệt khỏang 50-100 m

6

7

MẶT BẰNG TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH

3. CÁC MODULE CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

MODULE WAVE POWER

Module sóng điện chuyển đổi năng lượng cơ học giao động sóng thành năng lượng điện.

8

Các module sóng – điện được lập trình di chuyển phù hợp với mực nước thủy triều.

Cuộn dây sơ cấp được cung cấp năng lượng từ trường bằng nguồn gió điện

Cuộn dây thứ cấp sản xuất ra điện sẽ cung cấp năng lượng cho tàu cao tốc – ô tô điện và hòa vào lưới điện quốc

gia.

Tạm thời đề xuất 02 concept module sóng điện.

CONCEPT 1

CONCEPT 2

9

MODULE GIÓ- ĐIỆN

Module gió- điện sẽ bổ sung năng lượng điện cho sóng điện.

MODULE KHU DU LỊCH – NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

Công trình kết nối các khu du lịch nổi tiếng của Việt nam và bản thân công trình đã là một địa chỉ du lịch bậc

nhất thế giới – các nhà hàng theo phong cách các dân tộc trên thế giới và khu thể thao vui chơi nước vv toàn

bộ không sử dụng bất kỳ nguồn năng lượng có khói nào . Sự kết hợp độc đáo sẽ là một điểm đến không thể

bỏ qua của mỗi người dân trên thế giới.

Công trình cắt qua Các vịnh sẽ tạo ra không gian kín theo chủ ý thiết kế để tạo ra khu du lịch sinh thái biển

và nuôi trồng các thủy hải sản quý cung cấp nguồn thực phẩm hải sản cho du khách toàn thế giới.

10

MODULE GIAO THÔNG

Công trình thiết kế cho :

6 làn xe ô tô điện, mỗi chiều có 1 làn cho xe du lịch và 1 làn cho xe conterner chạy = điện.

02 làn tàu điện cao tốc.

01 đường cho xe đạp điện và người đi bộ.

Các khu vực có ít năng lượng tái tạo , các khu vực cảng biển và các khu vực đặc biệt khác công trình sẽ đi

vào đất liền.

4. Tính toán sơ bộ tổng công xuất phát điện của công trình.

Công xuất phát điện năng lượng sóng

Thông số về chiều cao sóng (lấy từ nguồn thống kê )

11

Chọn góc nghiêng α của module sóng – điện = 39 degree ( góc α phụ thuộc vào thành phần sóng ngang và

sóng đứng chọn α = 39 0 để tận dụng chiều cao sóng trung bình nhiều nhất trong năm 1.5m )

Các con sóng gần bờ do nhiễu loạn đáy biển và do dòng chảy ngầm đáy biển nên tạo ra thành phần sóng

ngang có bước sóng period 6-8 sec , khoảng cách trung bình hai con sóng 10m.

Tạm thời chọn đk phao 2.5m để đủ sức nâng rotor khi ở chân sóng và hấp thụ tối đa sóng có chiều cao trung

bình 1.2m

Các thông số về sóng , rotor được lập trình tính toán theo các bảng dưới đây. Các thông số trong ô màu vàng

là các biến số.

tính cho 1m dài bờ biển (hay 1m dài của module )

pi dk

phao (m)

trọng lượng riêng nước

biển (kg)

% phao ngập tỷ lệ

chiều cao sóng

vận tốc

sóng (m/s)

chiều cao

sóng (m)

Trong lượng

Q rotor (kg)

bước ng per sec

kho ng c ch hai con ng (m)

ức nâng của phao nhận ng (kg) phụ thuộc vào ĐK phao

4906.25

LƯC đẩy nổi Z= V.d (Kg) = V là thể tích chiếm chỗ d trọng lượng riêng nước

3264 3.14 2.5 1.02 0.652 1.667 1.2 2000 6 10

lực xô của ng ngang X= mv2/2 (kg) (m lấy bằng khối nước tam giac đều cạnh là chiều cao ng)

1000 1.667 1.2 2000 6 10

Lực ph t điện W = √ ((Z-Q)2 + X2 ) (Kg) 1612 1.667 1.2 2000 6 10

z

x

W

α = 390 Q

12

u ng đường rotor đi được (m) cho rằng rotor chuyển động lên cao =2/ chiều cao con ng và g c anpha độ

1.43 1.667 1.2 2000 6 10

góc nghiêng anpha 39

công ph t điện =W * S (jun) 23050 1.667 1.2 2000 6 10 công xuất ph t điện =Q/sec (wat) cho rằng trung bình 6 giây c 1 sóng ập đến và hệ ố thất tho t 0.75 2881

1.667 1.2 2000 6 10

Công xuất ph t điện năng lượng ng cho 1500 km

Chiều cao

sóng Hs (m)

công xuất P

cho 1m module

(wat)

(m)

ô x ấ (megawat)

ô x ấ ăm 2012 ủa V am (MW)

0.2 73 1,500,000 110 18,000

0.4 275 1,500,000 413

0.6 624 1,500,000 936

0.8 1149 1,500,000 1,724

1 1888 1,500,000 2,832

1.2 2881 1,500,000 4,322

1.4 4175 1,500,000 6,263

1.6 5817 1,500,000 8,726

1.8 7855 1,500,000 11,783

2 10339 1,500,000 15,509

2.2 13318 1,500,000 19,977

2.4 16842 1,500,000 25,263

2.6 20960 1,500,000 31,440

2.8 25723 1,500,000 38,585

3 31179 1,500,000 46,769

Công xuất phát điện năng lượng gió và thủy triều.

Công Tùy theo khả năng đầu tư thiết bị .

5. TÍNH TOÁN TIỀM NĂNG DU LỊCH THỦY SẢN và CÔNG XUẤT VẬN

CHUYỄN NGƯỜI HÀNG HÓA

Công trình đem lại tiềm năng du lịch vô tận cho Việt Nam .

Công trình mang lại một diện tích mặt nước vô cùng lớn để nuôi trồng thủy hải sản tùy theo chủ ý quy hoạch.

Công xuất vận chuyển người 2000km : 75m x 4 người x 6 làn = 1 triệu người cùng 1 lúc

Công xuất vận chyển hàng 2000km : 75m x 10 tone = 400.000 tone cùng 1 lúc

13

6. SƠ BỘ TỔNG DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH và HIỆU QUẢ KINH TẾ

Chi phí xây dựng highway và đường high speed railway trên thế giới.

Quốc gia Đường cao tốc

(usd/km)

Tàu cao tốc

(usd/km)

Tốc độ tàu

(km/hrs)

Ghi chú

Pháp 15 triệu 403

Mỹ 4.5 triệu

Trung quốc 5 triệu 25 triêu 300

Việt Nam 17 triệu 16 triệu

32 triệu

150

400

Dự toán sơ bộ để ước tính chi phí đầu tư cho 1km công trình.

Hạng mục Khối lượng Đơn giá

(usd/m3)

Thành tiền

usd

1 Khối lượng bê tong cốt thép 45600 m3 75 usd/m3 3,5 triệu

Khối lượng cốt thép 2% 912m3 700 usd/tone 5,1 triệu

2 Khối lượng thép cho module

Sóng điện

5200 tone 1800 9.4 triệu

3 Chi phí cho tàu cao tốc x

Tổng chi phí 35 triệu

Các lợi thế thi công công trình:

Không phải áp dụng chi phí đền bù giải tỏa công trình tiết kiệm 10 % .

Do áp dụng biện pháp thi công đặc biệt cho vùng nước nông bằng tàu tự nâng nên tiến độ thi công nhanh .

Nền đất ven biển ổn định cường độ chịu nén cao.

Sơ bộ ước tính 35 triệu usd/km

Tổng dự toán công trình 35 Musd x 2000km = 70 tỷ usd.

HIỆU QUẢ KINH TẾ 1 NĂM

Sơ bộ ước tính dự án đóng góp vào GDP của Việt Nam :

TT Khoản mục Khối lượng Cách tính Giá trị

1 Thu từ điện sạch 11,000,000kw 11.000.000 kWSec x 3600 Sec x 2200

đồng 4,1 tỳ usd / năm

2 Thu từ du lịch 10 triệu du k 10 triệu du khách nước ngoài x 2.000

usd 20 tỳ usd/năm

3 Thu từ giao thông

vận chuyển hàng hóa

400,000 tấn x

25% hệ số sử

dụng

400,000 tấn x 25% hệ số sử dụng

x1200đ x 365 ngày x 4 tần xuất x

3200km

25 tỷ usd/năm

4 Thu từ giao thông

vận chuyển người

1 triệu người x

10% hệ số sử

dụng

1000000 người x 25% hệ số sử dụng

x 2000đ x 365 ngày x 4 tần xuất x

3200km

10 tỷ usd

5 Thu từ nuôi trồng

thủy sản

Ước đạt = sản

lượng cả nước

Sản lượng xuất khẩu thủy sản năm

2012 là 5,6 tỷ usd 5.6 tỷ usd/năm

14

năm 2012

6 Thu từ sự tăng

trưởng các ngành

khác do hội nhập sâu

nhờ công trình gây

hiệu ứng

ước tính 3%

GDP năm 2013

176 tỷ x 3% 5,28 tỷ usd/năm

Tổng cộng 80,8 tỷ usd/năm

HIỆU QUẢ AN NINH QUỐC PHÒNG

Sự hội nhập sâu vào thế giới đặc biệt với người dân TQ do công trình mang lại sẽ đảm bảo nền hòa bình mãi

mãi đó là giá trị lớn nhất của công trình.

HIỆU QUẢ PHONG THỦY

Công trình như hòn non bộ trong biển đông chắn luồng khí quá mạnh từ biển làm cân bằng các yếu tố thủy

thổ góp phần cho dân tộc VN thịnh vượng trường tồn.

7. CONCEPT THIẾT KẾ CHI TIẾT MODULE SÓNG ĐIỆN

Module sóng điện được thiết kế từ các module thành phần tổ hợp lại.

ROTOR

Rotor được thiết kế = bộ khung thép chịu lực có các khoang rỗng chứa cuận dây rotor.

Cuộn dây rotor được cấp điện từ năng lượng gió và được máy tính lập trình tự động điều chỉnh cường độ

dòng phù hợp với năng lượng sóng ập đến và chu kỳ sóng để sẵn sang nhận hết năng lượng các con sóng xô

tới.

15

Số lượng module của rotor và số vòng dây của ROTOR phụ thuộc vào từng khu vực có nhiều hay ít hơn

nguồn năng lượng sóng.

Rotor được thiết kế dựa trên cơ sở tính toán năng lượng sóng cho mỗi phao có chiều dài 3m hoặc hơn đảm

bảo chi phí vật liệu phù hợp nhất với mức năng lượng nhận được từ sóng.

Vật liệu được chọn phù hợp với môi trường biển.

STATOR

Stator được thiết kế = bộ khung thép hoặc composite chịu lực có các khoang rỗng chứa các cuộn dây stator.

Startor được thiết kế hai nửa (nửa trên và nửa dưới ) ghép lại = buloong.

Cuộn dây stator nhận dòng điện 1 chiều do dao động trượt qua lại của rotor khi dao động và như một biến thế

nhận dòng điện của năng lượng gió điện và thủy triều điện để hòa chung vào lưới điện.

Số lượng module của stator và số vòng dây của stator phụ thuộc vào từng khu vực có nhiều hay ít hơn nguồn

năng lượng sóng.

Startor được máy tính lập trình di chuyển trượt theo hệ khung chịu lực của công trình lên xuống phù hợp với

mực nước lên xuống thủy triều.

Vật liệu được chọn phù hợp với môi trường biển.

16

Stator được lập trình lên xuống phù hợp với mực nước thủy triều.

17

HÌNH DẠNG TỔNG THỂ CỦA MODULE SÓNG – ĐIỆN

18

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG

MODULE TỰ ĐỘNG DỊCH CHUYỂN MÁY PHÁT SÓNG ĐIỆN LÊN XUỐNG THEO MỰC NƯỚC

THỦY TRIỀU

Mực nước thủy triều theo từng giờ trong ngày được lấy dữ liệu từ trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia và

nạp dữ liệu vào máy tính.

Máy tính được lấp trình điều khiển motor điện quay và thông qua hộp số bánh răng di chuyển module sóng

điện lên xuống sao cho tâm PHAO NHẬN SÓNG nằm ở 1/3 chiều cao trung bình các con sóng.

Máy đo chiều cao trung bình các con sóng và máy đo tốc độ gió sẽ hiệu chỉnh thêm vị trí module sóng điện

so với mực nước thủy triều để rotor luôn hoạt động trong chiều dài cho phép của startor.

Để tránh những con sóng quá lớn phá hỏng module sóng điện , máy đo sóng gửi tín hiệu để di chuyển

module dịch lên để chỉ cắt lấy một phần các con sóng lớn.

MODULE TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CƯỜNG ĐỘ GIÒNG CẤP CHO ROTOR TỶ LỆ VỚI NĂNG

LƯỢNG TRUNG BÌNH CỦA CÁC CON SÓNG

Tốc độ gió tỷ lệ với năng lượng sóng, tốc độ gió và hướng gió được cung cấp dữ liệu cho máy tính để điều

khiển cường độ dòng điện cấp cho rotor.

Máy đo sóng gửi tín hiệu chiều cao và tốc độ sóng cho máy tính để hiệu chỉnh tăng giảm cường độ dòng sơ

cấp theo từng con sóng ập đến để đảm bảo lấy đi hầu hết năng lượng từng con sóng.

Máy đo sóng gửi khoảng cách 2 con sóng cho máy tính để giảm dòng sơ cấp cho rotor di chuyển thật nhanh

xuống thấp nhất sẵng sang nhận con sóng tiếp theo.

MODULE ỔN ĐỊNH và BẢO VỆ CƯỜNG ĐỘ DÒNG THỨ CẤP

Module ổn định dòng để bảo vệ dòng thứ cấp quá cao khi sắc xuất các các con sóng cùng đồng thời ập đến .

Khi dòng quá cao đỉnh dòng sẽ được cắt để chạy máy điện hơi nước hoặc nạp ắc quy cho các bãi xe điện trên

các ga và các trung tâm cho thuê xe điện.

Module ổn định dòng dùng các hồ tuần hoàn cao thấp để bơm nước lên các hồ trên cao vào các giờ thấp điểm

và phát điện trở lại vào các giờ cao điểm.

Tính chiều rộng ROTOR và STATOR.

Tính cho con sóng lớn nhất cao 4.5m làm cho rotor di chuyển quãng đường là 3.5m.

Chọn chiều dài rotor 1.5m ( để đủ ổn định khi di chuyển trong stator)

chiều dài stator = chiều dài rotor + 3.5m + 0.2m khoảng an toàn = 3.7m

Tính toán chiều dài ROTOR và STATOR

Chọn chiều dài của module là 6m để tránh những con sóng quá lớn làm phá hủy module .

8. THI CÔNG CÔNG TRÌNH.

Dùng tàu nước nông tự nâng thi công trụ cầu.

19

Thi công móng bằng cọc khoan nhồi.

Dầm dọc là dầm bê tông đúc sẵn .

Tiến độ thi công hoạch định 15 năm .

Nhịp cầu 36m

Số lượng trụ cầu ước tính 1500 km : 36m = 41500 trụ

Thời gian thi công 1 trụ bằng tàu tự nâng dự tính 10 ngày .

Số lượng tàu tự nâng cần thiết là 10 ngày x 41500 trụ : 15 năm = 75 tàu.

9. THIẾT KẾ CHI TIẾT VÀ THỬ NGHIỆM

Nếu đề xuất này được xã hội quan tâm sẽ tiếp tục triển khai thiết kế chi tiết làm mô hình thử nghiệm và tính

toán tổng dự toán công trình.