Sử dụng pin mặt trời trong việc kiểm soát ẩm tự động cho các kho bảo quản vùng biển, đảo

Bài viết này trình bày kết quả nghiên cứu thử nghiệm sử dụng năng lượng mặt trời để vận hành thiết bị thổi khí khổ nhằm duy trì điều kiện bảo quản tối ưu cho một không gian mô phỏng kho bảo quản VKTBKT.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng pin mặt trời trong việc kiểm soát ẩm tự động cho các kho bảo quản vùng biển, đảo Thông tin khoa học công nghệ SỬ DỤNG PIN MẶT TRỜI TRONG VIỆC KIỂM SOÁT ẨM TỰ ĐỘNG CHO CÁC KHO BẢO QUẢN VÙNG BIỂN, ĐẢO NGUYỄN NHƯ HƯNG (1), NGUYỄN VĂN CHI (1), MAI VĂN MINH (1), ĐỒNG VĂN KIÊN (1) 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ven biển, nên bị tác động bởi mưa,gió, nắng nóng, hơi muối biển, độ ẩm cao nên dễ ngưng tụ ẩm trên bề mặt gây ănmòn và phá hủy nhanh chóng chất lượng các vật liệu, trang thiết bị [1]. Tại các đơnvị quân đội, điều kiện môi trường, đặc biệt là không khí ẩm, ở trong các kho đều tácđộng bất lợi, gây ăn mòn, lão hóa phá hủy vũ khí trang bị kỹ thuật (VKTBK) đượcbảo quản [2]. Các số liệu khảo sát cũng cho thấy, độ ẩm tương đối của không khíbiến đổi khá mạnh theo mùa và chênh lệch lớn giữa ngày và đêm. Có nhiều thờiđiểm được ghi nhận lớn hơn 95%. Đây là điều kiện cần để hơi ẩm hình thành mộtlớp màng dung dịch điện ly trên bề mặt vật liệu dẫn tới ăn mòn, hư hỏng VKTBKT,đặc trưng như các mối tiếp xúc, làm chập mạch, hoặc hơi ẩm sẽ thẩm thấu gâyphồng rộp, bong tróc các lớp phủ bảo vệ [3, 4]. Với các khu vực có khí hậu nhiệt đớibiển (vùng ven biển, đảo), hơi ẩm ngưng tụ kết hợp với hơi muối hình thành dungdịch điện ly càng đẩy nhanh quá trình ăn mòn, phá hủy và lão hóa vật liệu. Cũngtheo tài liệu [2], sử dụng thiết bị thổi khí khô để duy trì độ ẩm trong các kho bảoquản đã chứng minh hiệu quả rất tốt. Độ ẩm không khí trong các kho luôn được duytrì nhỏ hơn 60%, làm giảm đáng kể các tác động tiêu cực của khí hậu nhiệt đới đếnVKTBKT. Vấn đề đặt ra là nguồn điện cung cấp cho thiết bị thổi khí khô ở các khobảo quản bị hạn chế về nguồn cung cấp điện như kho đóng tại đảo, vùng ven biển…,là rất ý nghĩa. Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo tại chỗ như năng lượng mặt trờilàm nguồn vận hành thiết bị thổi khí khô là một trong những giải pháp khá tiềmnăng, đặc biệt là với đất nước ta có lợi thế lớn về số giờ nắng trong ngày cũng nhưbức xạ mặt trời nhất là các tỉnh Nam Trung bộ, Tây Nguyên và Nam bộ. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu thử nghiệm sử dụng năng lượng mặttrời để vận hành thiết bị thổi khí khổ nhằm duy trì điều kiện bảo quản tối ưu cho mộtkhông gian mô phỏng kho bảo quản VKTBKT. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Thiết kế thử nghiệm Hệ thống kiểm soát độ ẩm sử dụng pin mặt trời Hệ thống kiểm soát độ ẩm sử dụng pin mặt trời: Được thiết kế dạng modulhóa, có tính cơ động cao (03 modul - hình 1,2). * Modul pin mặt trời JXSOL, 2 kw: 08 tấm × 250 w/tấm; * Modul thổi khí khô: Thiết bị ITM-OY8 do Viện Độ bền Nhiệt đới thiết kế,chế tạo có thông số cơ bản như bảng 1; * Modul acquy VISION: 6 acquy × 200Ah/acquy và Inverter 3KVA-24VDC.90 Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 19, 11 - 2019Thông tin khoa học công nghệ Bảng 1. Một số thông số cơ bản của thiết bị ITM-OY8 Độ ẩm Lưu lượng Độ ẩm dòng Lượng tải Công suất Dung môi ngoài trời khí khô khí ra ẩm định mức điện lạnh 40÷100 % 250 m3/giờ 30÷80 % 25 lít/ngày 480 W R134a Phòng mô phỏng kho bảo quản: 2 phòng tương đối kín có cửa trước, cửa sauvà 2 cửa sổ, diện tích khoảng 50 m2, chiều cao 3,3 m (thể tích khoảng 165 m3).Phòng mô phỏng nằm ở tầng 2, cách bờ biển khoảng 30 m tại Trạm nghiên cứu thửnghiệm biển, Đầm Báy, Đảo Hòn Tre, Khánh Hòa. Một phòng đặt thiết bị ITM-OY8(P. Kiểm soát ẩm), luôn duy trì độ ẩm từ 45 đến 55 %, còn lại là Phòng đối chứng. 2.2. Đo đạc các thông số thử nghiệm 2.2.1. Đo đạc thông số nhiệt độ, độ ẩm trong không gia kho mô phỏng Số liệu nhiệt, ẩm tại Phòng mô phỏng kho bảo quản được đo ghi tự động bằngthiết bị Hobo U10-003 (USA). Lượng tải ẩm được xác định trực tiếp từ ITM-OY8 sau mỗi 48 giờ (trong 2chu kỳ đầu thử nghiệm (từ 03/02/2019 đến 10/02/2019 đến và từ 23/3/2019 đến01/4/2019), điện năng hệ thống tiêu thụ được xác định bằng công tơ mét. 2.2.2. Thử nghiệm đánh giá ăn mòn kim loại Đánh giá hiệu quả bảo vệ ăn mòn mẫu thép CT3 được thực hiện trong 4 môitrường tại Trạm nghiên cứu thử nghiệm biển từ 12/01/2019 đến 13/5/2019: Sân bêtông ngoài trời, nhà mái che, Phòng đối chứng và Phòng kiểm soát ẩm. Mẫu thử nghiệm là các tấm thép CT3 (100 x 150 x 1mm) theo ISO 8407:2009. Khối lượng mẫu trước và sau khi thử nghiệm được xác định bằng cân phântích Ohaus PA213 sai số 0,001 g; Hình 1. Modul pin mặt trời Hình 2. Modul acquy và ITM-OY8Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 19, 11 - 2019 91 Thông tin khoa học công nghệ 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả duy trì độ ẩm trong không gian kho mô phỏng Thông số về nhiệt, ẩm và thời gian khả dĩ gây ăn mòn được trình bày ở bảng 2.Nguyễn Đức Hùng và cộng sự đã báo cáo rằng, độ ẩm tối ưu để bảo quản VKTBKTnằm trong khoảng 40÷60% [1]. Thời gian khả dĩ ăn mòn được xác định là khoảngthời gian có độ ẩm tương đối lớn hơn 60%. Số liệu cho thấy, độ ẩm tương đối vàthời gian khả dĩ gây ăn mòn ở ngoài trời và nhà mái che là khá cao. Độ lệch chuẩnlớn cũng phản ánh mức độ biến thiên rộng về độ ẩm trong ngày cũng như trong cácchu kỳ thử nghiệm. Mặc dù độ ẩm tương đối giữa nhà mái che và sân bê tông khátương đông nhưng thời gian khả dĩ ăn mòn của nhà mái che vẫn thấp hơn. Kết quảnày là do biến thiên độ ẩm nhà mái che nhiều hơn nên thời gian độ ẩm tương đốinằm xa giá trị trung bình cũng nhiều hơn. Do đó mà thời gian có độ ẩm dưới 60% ởnhà mái che cũng nhiều hơn. Độ ẩm của phòng mô phỏng kho bảo quản thấp hơn vàthấp nhất với phòng kiểm soát ẩm. Bảng 2. Một số thông số cơ bản của các môi trường thử nghiệm Chu Môi trư ...