Tàu khách đường sông Sài Gòn cũng ‘xài’ công nghệ hybrid với năng lượng mặt trời

Tiết kiệm nhiên liệu, chi phí vận hành, giảm lượng khí thải ra môi trường là những ưu điểm của chiếc tàu khách đường sông năng lượng mặt trời (NLMT) do các nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu, thiết kế.

Tàu năng lượng mặt trời: Cần thiết cho giao thông đường thủy TP.HCM

Với hệ thống sông ngòi và mỹ quan đô thị, TPHCM có rất nhiều ưu thế về vận tải (hành khách và hàng hóa) bằng đường sông với tổng chiều dài đường thủy có thể khai thác vận tải là 975km. Từ TPHCM có thể đi ra ngoài theo cả 4 hướng: Đông – Tây – Nam – Bắc bằng đường sông.

Hiện nay, TPHCM đã triển khai một số tuyến giao thông đường thủy với những tàu buýt sông chạy bằng xăng dầu. Với mục tiêu phát triển phương tiện giao thông đường thủy theo hướng tiết kiệm năng lượng, giảm ô nhiễm môi trường, nhóm nghiên cứu của Phòng Thí nghiệm trọng điểm Điều khiển số và Kỹ thuật hệ thống đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tàu tàu khách đường sông dưới 20 chỗ ngồi sử dụng công nghệ hybrid với năng lượng mặt trời (NLMT).

Công nghệ hybrid sử dụng động cơ tổ hợp gồm hai động cơ cung cấp động lực cho tàu xe hoạt động. Cơ cấu phổ biến nhất là 1 động cơ điện kết hợp với 1 động cơ đốt trong. Động cơ đốt trong với nhiên liệu là xăng hoặc diesel như thông thường, còn động cơ điện hoạt động nhờ dòng điện tái tạo từ động cơ đốt trong hoặc từ nguồn pin trên xe. Ưu điểm của các phương tiện khi sử dụng công nghệ hybrid là tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải động cơ, thân thiện hơn với môi trường và tiết kiệm chi phí vận hành.

Trong nước, đã có một số nơi tự tìm hiểu chế tạo các mô hình xuồng, ghe tích hợp NLMT phục vụ cá nhân và các khu du lịch sinh thái như ở Tràm Chim, Đồng Tháp trong thời gian gần đây. Tuy nhiên, theo PGS.TS. Lê Tất Hiển – Chủ nhiệm đề tài, các mô hình thiết kế này chưa đầy đủ vì không có các số liệu phân tích, đánh giá ảnh hưởng ổn định và hệ động lực phương tiện thủy nội địa khi tích hợp hệ thống pin mặt trời.

Ngoài ra, nghiên cứu về hybrid với NLMT chưa có các công bố trong các công trình khoa học. Trong bối cảnh giảm ùn tắc giao thông đường bộ và phát triển nguồn năng lượng xanh, nghiên cứu, chế tạo loại hình phương tiện thủy chở khách sử dụng công nghệ hybrid với NLMT là rất cần thiết.

Giảm 30% chi phí nhiên liệu

Sau hai năm nghiên cứu, đề tài đã nghiên cứu và chế tạo thành công tàu khách sông 12 chỗ ngồi, sử dụng công nghệ hybrid với NLMT. Tổ hợp ghép là hệ thống kết hợp linh động bao gồm động cơ đốt trong hỗ trợ, máy phát điện, hệ thống pin tích trữ năng lượng, và động cơ điện lai nối tiếp với nhau. Ưu điểm của phương án ghép nối tiếp (serial hybrid) là khả năng kết nối động lực đơn giản, giảm tiêu hao năng lượng và lượng khí thải so với động cơ đốt trong truyền thống, tiếng ồn và rung động tàu rất thấp.

TS. Hiển cho biết, tàu sử dụng năng lượng mặt trời sản xuất từ 8 tấm pin tạo ra điện thế cung cấp cho toàn tàu. Khi trạng thái dung lượng của ắc-qui xuống dưới 20%, và pin mặt trời không đủ năng lượng để sạc ắc-qui thì ngắt nguồn đến từ pin và chuyển sang máy phát điện. Tổ hợp máy phát điện được khởi động để cung cấp điện trực tiếp cho động cơ. Ngoài nguồn năng lượng từ các tấm panel mặt trời và ắc-qui tích trữ, hệ thống còn tích hợp máy phát để tạo ra nguồn năng lượng có khả năng cấp điện trực tiếp cho động cơ thông qua bộ chỉnh lưu AC/DC, dùng trong trường hợp ắc quy tích trữ không hoạt động.

Tàu có thể triển khai các tuyến du lịch hoặc vận chuyển công cộng tầm ngắn.

TS. Hiển cho biết thêm, tàu thiết kế có chiều dài 7.8m, chiều rộng 2.15m, vận tốc 8 – 10 km/h với tuyến hành trình khoảng 10km ven sông hồ, thời gian hoạt động 2h. Tàu đảm bảo độ cao tĩnh không dưới 1.8m, mớn nước hạn chế dưới 0.5m để đảm bảo khả năng di chuyển tại các vùng nước cạn. Trọng lượng toàn tàu dưới 4 tấn, sử dụng vật liệu FRP nhẹ, an toàn.

“Mặc dù chi phí đầu tư cho một tàu loại này gấp gần 1,5 lần, nhưng chi phí nhiên liệu chỉ chiếm khoảng 20 – 30% so với tàu cùng loại chạy xăng” – TS. Hiển nói và cho biết, ngoài tuyến buýt sông đang triển khai ở TP.HCM từ Q.1 đi Thủ Đức, tàu NLMT có khả năng triển khai các tuyến du lịch hoặc vận chuyển công cộng tầm ngắn như tuyến kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè, dọc đại lộ Đông Tây…

Trên phạm vi cả nước, ngoài khu vực sông hồ đô thị như hồ Tuyền Lâm (Đà Lạt), sông Hương (Huế), thì các khu du lịch sinh thái như Tràm Chim (Đồng Tháp) cũng có rất nhiều tiềm năng phát triển loại tàu NLMT như trên.

“Sản phẩm tàu NLMT luôn được Sở KH&CN TPHCM khuyến khích chuyển giao cho doanh nghiệp sản xuất tàu và hợp tác đầu tư. Nhóm nghiên cứu cũng tư vấn và cộng tác với các công ty đóng tàu để thay thế và chuyển đổi từ động cơ xăng dầu sang động cơ điện” – TS. Hiển cho biết thêm.

Sau khi đã hoàn thành version (phiên bản) đầu tiên, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục hoàn thiện sản phẩm để đưa vào ứng dụng rộng rãi.

“Một trong những vấn đề đang hoàn thiện là tàu NLMT cần đáp ứng các tiêu chí an toàn kỹ thuật rất khắt khe trong quy chuẩn Việt Nam. Việc này vẫn cần một cơ chế rộng mở hơn nữa từ các ban ngành cho các sản phẩm đang ở dạng prototype (nguyên mẫu) hoặc sản phẩm thử nghiệm từ công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước” – TS. Hiển chia sẻ.

Nguồn: Khám Phá