Tàu sử dụng năng lượng mặt trời: tiết kiệm 40% chi phí nhiên liệu
Công nghệ hybrid (lai ghép nhiên liệu) sử dụng động cơ tổ hợp (gồm hai động cơ) để cung cấp động lực, phổ biến nhất là một động cơ đốt trong kết hợp với một động cơ điện. Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu là xăng (hoặc diesel), còn động cơ điện hoạt động nhờ dòng điện tái tạo từ động cơ đốt trong hoặc từ nguồn pin trên tàu/xe. Ưu điểm của phương tiện 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.
Nghiên cứu tàu thủy chở khách hybrid lai ghép nhiên liệu xăng dầu với năng lượng mặt trời do TS. Lê Tất Hiển (Phòng Thí nghiệm trọng điểm Điều khiển số và Kỹ thuật hệ thống (Đại học Bách khoa TP.HCM) làm chủ nhiệm, đã ứng dụng công nghệ ghép nối tiếp (serial hybrid) động cơ điện (6,5 kW), ắc-qui tích trữ năng lượng (9,6 kW), máy phát điện (5,5 kW) và động cơ nổ 13 HP. Ưu điểm của phương án này là kết nối đơn giản, giảm tiêu hao năng lượng và lượng khí thải so với động cơ đốt trong truyền thống, giảm tiếng ồn và vận hành êm ái.
Tàu được chế tạo có chiều dài 7,8 m, chiều rộng 2,15 m, diện tích panel mặt trời 15 m2 (công suất năng lượng cung cấp là 2,2 kW), vận tốc 8-10 km/h, với tuyến hành trình khoảng 10 km ven sông hồ, cho thời gian hoạt động 2 giờ. Tàu có độ cao tĩnh không dưới 1,8 m, mớn nước 0,36 (đảm bảo khả năng di chuyển tại các vùng nước cạn). Tổng trọng lượng tàu dưới 4 tấn, sử dụng vật liệu FRP nhẹ, an toàn. Khi dung lượng của ắc-qui xuống dưới 20%, và pin mặt trời không đủ năng lượng để sạc ắc-qui thì chuyển sang máy phát điện. Tổ hợp máy phát điện có khả năng cấp điện trực tiếp cho động cơ thông qua bộ chỉnh lưu AC/DC, dùng trong trường hợp ắc-qui tích trữ không hoạt động.
Việc sử dụng năng lượng mặt trời giúp tàu giảm được 40% chi phí nhiên liệu so với sử dụng xăng dầu, đồng thời giảm ô nhiễm môi trường, giảm tiếng ồn khi chạy trên sông. Đây là những yếu tố rất được quan tâm hiện nay trong giao thông nội đô.
Tàu đã được chạy thử nghiệm, đảm bảo tính ổn định và hoàn thành hồ sơ thiết kế theo quy chuẩn phương tiện thủy; đăng kiểm theo quy định do Trung tâm Đăng kiểm phương tiện thủy nội địa TP.HCM xác nhận.
Sẵn sàng chuyển giao ứng dụng cho tàu vận tải, du lịch cỡ nhỏ
TS. Lê Tất Hiển cho biết, do khả năng làm chủ và công nghệ được nội địa hóa cao, đã tiết giảm 30% chi phí chế tạo tàu so với sản phẩm tương đương nhập ngoại. Hiện nhóm nghiên cứu đang tiếp tục hoàn thiện để đưa sản phẩm vào ứng dụng; đã sẵn sàng chuyển giao công nghệ cho doanh nghiệp sản xuất tàu hoặc hợp tác đầu tư các loại tàu du lịch, vận tải cỡ nhỏ. Sản phẩm hiện có sức chở 12 khách, có thể phát triển chế tạo tàu có sức chở 20-40 khách. Chi phí đầu tư cho tàu hybrid dùng năng lượng mặt trời tuy nhiều gấp rưỡi so với tàu sử dụng nhiên liệu truyền thống, nhưng khả năng tiết kiệm chi phí nhiên liệu lên đến 40%.
Với tổng chiều dài đường thủy có thể khai thác là 975 km, TP.HCM có rất nhiều ưu thế về vận tải hành khách và hàng hóa bằng đường sông. Từ TP.HCM có thể đi ra các địa phương bằng đường sông theo cả 4 hướng (Đông-Tây-Nam-Bắc). Hiện nay, TP.HCM đã triển khai một số tuyến giao thông đường thủy với những tàu buýt sông chạy bằng xăng dầu. Như vậy, với những ưu điểm như trên, có nhiều tiềm năng khai thác, sử dụng tàu năng lượng mặt trời ở các sông, rạch trong đô thị theo hướng du lịch xanh.
Theo TS. Lê Tất Hiển, ngoài tuyến buýt sông đang triển khai từ Quận 1 đi Thủ Đức, tàu năng lượng mặt trời có thể triển khai tại các tuyến du lịch hoặc vận chuyển công cộng tầm ngắn như tuyến kênh Nhiêu Lộc-Thị Nghè, dọc đại lộ Đông-Tây,... Trên 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 này. Tuy nhiên, việc đưa sản phẩm vào ứng dụng rộng rãi còn gặp khó khăn bởi tàu hybrid với năng lượng mặt trời cần đáp ứng các tiêu chí an toàn kỹ thuật khắt khe trong quy chuẩn Việt Nam. Một số cụm thiết bị của tàu đang trong quá trình thử nghiệm để hoàn thiện, nên chưa thể thẩm định theo quy định hiện hành (áp dụng theo quy chuẩn sản xuất công nghiệp) dành cho phương tiện thủy nội địa. Do vậy, cần có một cơ chế rộng mở hơn cho các sản phẩm nghiên cứu thử nghiệm của các nhà khoa học trong nước. Ví dụ, trong quy chuẩn dành cho phương tiện thủy nội địa, nên dành một kênh riêng cho việc đánh giá sản phẩm nghiên cứu khoa học được sản xuất thử nghiệm, thay vì áp dụng theo quy chuẩn đối với sản xuất công nghiệp.
Lam Vân (CESTI)