Năng lượng tái tạo và công nghệ lưu trữ năng lượng trên xe điện

Năng lượng mặt trời, gió, sóng biển, thủy triều, thủy điện, địa nhiệt là những nguồn năng lượng tái tạo có trữ lượng vô tận trong tự nhiên. Nghiên cứu chuyển đổi những nguồn năng lượng này thành năng lượng điện sẽ là chìa khóa để phát triển một nền kinh tế xanh và bền vững. Nghiên cứu về chuyển đổi năng lượng tái tạo thành năng lượng điện sẽ mang đến một cách nhìn khái quát cho việc phát triển các phương tiện giao thông sử dụng năng lượng điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Năng lượng tái tạo và công nghệ lưu trữ năng lượng trên xe điện BÀI BÁO KHOA HỌC NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ CÔNG NGHỆ LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG TRÊN XE ĐIỆN Vũ Quang Huy1&2, Trần Đăng Quốc1, Nguyễn Đức Ngọc2 Tóm tắt: Năng lượng mặt trời, gió, sóng biển, thủy triều, thủy điện, địa nhiệt là những nguồn năng lượng tái tạo có trữ lượng vô tận trong tự nhiên. Nghiên cứu chuyển đổi những nguồn năng lượng này thành năng lượng điện sẽ là chìa khoá để phát triển một nền kinh tế xanh và bền vững. Nghiên cứu về chuyển đổi năng lượng tái tạo thành năng lượng điện sẽ mang đến một cách nhìn khái quát cho việc phát triển các phương tiện giao thông sử dụng năng lượng điện. Sử dụng xe điện sẽ giảm được mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch và khí, vấn đề ô nhiễm do khí thải ở những khu vực đông dân cư sẽ được khắc phục bởi xe điện. Phát triển giao thông công cộng là giải pháp hiệu quả và kinh tế vì cùng một thời gian có thể vận chuyển được rất nhiều hành khách và không phụ thuộc vào thời tiết. Để hệ thống giao thông công cộng hiệu quả trước tiên cần phải sản xuất ra điện từ những nguồn năng lượng sẵn có trong tự nhiên. Đồng thời phát triển các công nghệ lưu trữ năng lượng mới trong các nhà máy sản xuất điện và trên các phương tiện giao thông theo hướng tận dụng động năng dư thừa của hệ. Từ khóa: Năng lượng tái tạo, xe hybrid, xe điện, công nghệ lưu trữ năng lượng. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * được tập trung bởi hai dạng chính: kết hợp các Phát triển kinh tế gắn liền với sự gia tăng nhu chu trình nhiệt cơ bản (các nhà máy nhiệt điện) cầu về năng lượng và cắt giảm khí thải, giao hoặc chuyển đổi từ thế năng thành động năng thông vận tải tiêu thụ nhiều năng lượng nhất của (các nhà máy điện gió, điện thủy triều, điện sóng, một quốc gia. Phát triển kinh tế xanh và bền năng lượng tái tạo từ các hệ thống trên xe điện) vững cần phải sản xuất và lưu trữ được nhiều (Martin A. Green and Stephen P. Bremner, điện sạch. Nguồn tài nguyên sẵn có trong tự January 2017 & Mohammad Ahmad Al-Nimr). nhiên cần được khai thác triệt để như: gió, sóng Sản xuất được nhiều năng lượng điện sạch là biển, thủy triều, mặt trời, địa nhiệt (Dư Văn động lực để phát triển mạng lưới giao thông công Toán, 2014). Khác so với nguồn năng lượng hoá cộng đạt hiệu suất cao. Bởi vì giải quyết được thạch chỉ có ở một số quốc gia, nguồn năng những vấn đề ở thành phố có mật độ dân cư cao lượng tái tạo có ở khắp nơi trên thế giới. Chuyển như: giảm ùn tắc giờ cao điểm, giảm tiêu thụ đổi năng lượng tái tạo thành năng lượng điện sẽ nhiên liệu gốc dầu mỏ và khí thải. Tại Hoa Kỳ, góp phần làm đa dạng nguồn cung cho năng sử dụng phương tiện giao thông công cộng giảm lượng điện và giảm ô nhiễm môi trường do đốt được 37 triệu tấn CO2 mỗi năm (Tina Hodges, cháy nhiên liệu hoá thạch trong các nhà máy 2010). Thêm vào đó, ưu điểm của giao thông nhiệt điện. Đặc biệt đem lại lợi ích kinh tế ở các công cộng mang lại như: chở được số lượng rất vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa ở Việt Nam. lớn hành khách vào giờ cao điểm, hành khách có Các hệ thống thiết bị được sử dụng để chuyển đổi nhiều thời gian hơn để nghỉ ngơi, ít bị tác động năng lượng tái tạo thành năng lượng điện thường từ thời tiết bên ngoài. Từ những phân tích trên có thể thấy rằng, nghiên cứu về “Năng lượng tái tạo 1 Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và công nghệ lưu trữ năng lượng trên xe điện” 2 Bộ môn Kỹ thuật ô tô - Khoa Cơ khí, Trường Đại học Thủy lợi là rất cần thiết ở thời điểm hiện nay. Bởi vì nhu 112 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 75 (9/2021) cầu sử dụng điện ở nước ta hiện tăng lên rất nhanh. Thêm vào đó mạng lưới giao thông công cộng ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đã, đang được quy hoạch và phát triển. Nội dung của bài báo này sẽ đề cập đến các vấn đề như: phương tiện giao thông điện, một số công nghệ lưu trữ và nguồn năng lượng tái tạo có thể sử dụng ở Việt Nam. 2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐIỆN Hình 1. Sơ đồ bố trí PHEV 2.1. Xe hybrid Xe hybrid điện là sự kết hợp của hai nguồn 2.4. Xe điện với bình tích điện động lực: động cơ đốt trong và động cơ điện Xe điện (EV: Electric Vehicle) khi hoạt động (HEV: Hybrid Electric Vehicle). Hiện nay, xe sử dụng 100% năng lượng điện. Nguồn năng hybrid được phân chia thành hai loại: không lượng cấp cho động cơ điện để tạo ra mô men dẫn có sạc điện bên ngoài và có sạc điện bên động bánh xe đươc lấy từ hệ thống pin điện. ngoài. Sự khác biệt giữa hai loại này là đối Ưu điểm nổi bật của EV là: tăng tốc rất nhanh với loại có sạc ngoài sẽ có thêm hệ thống sạc trong thời gian ngắn, trang bị được nhiều tính điện trực tiếp từ lưới điện quốc gia (Yinye năng an toàn mới nhất, khí thải gần bằng không. Yang, 2014). Nhược điểm của EV nằm ở thời gian sạc đầy Ắc- 2.2. Hybrid không sạc ngoài quy có thể mất từ 3 đến 12 giờ, hoặc tối thiểu Xe Hybrid không sạc ngoài là sự kết hợp giữa cũng phải là 30 phút sạc nhanh đến 80% năng động cơ đốt trong (ICE) và động cơ điện (HEV). lượng (Fueleconomy, 2021). Các kiểu phối hợp chủ yếu là: mắc song song (Parallel), nối tiếp (Series), hỗn hợp (Series- Parallel) và hỗn hợp linh hoạt (Power-split). Ưu điểm của hệ động lực hybrid (HEV) so với hệ động lực truyền thống (ICE) là hiệu suất cao, mô men xoắn phù hợp hơn với các chế độ làm việ ...