Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tàu khách đường sông dưới 20 chổ ngồi sử dụng công nghệ hybrid với năng lượng mặt trời

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHỊNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ KỸ THUẬT HỆ THỐNG BÁO CÁO NGHIỆM THU NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO TÀU KHÁCH ĐƯỜNG SÔNG DƯỚI 20 CHỖ NGỒI SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ HYBRID VỚI NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Chủ nhiệm đề tài: TS Lê Tất Hiển THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 5/2017 ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG THÍ NGHIỆM TRỌNG ĐIỂM ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ KỸ THUẬT HỆ THỐNG BÁO CÁO NGHIỆM THU NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO TÀU KHÁCH ĐƯỜNG SÔNG DƯỚI 20 CHỖ NGỒI SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ HYBRID VỚI NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Chủ nhiệm đề tài (Ký tên) TS Lê Tất Hiển Cơ quan quản lý (Ký tên/đóng dấu xác nhận) Cơ quan chủ trì (Ký tên/đóng dấu xác nhận) GIÁM ĐỐC Nguyễn Thanh Nam THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 5/2017 MỤC LỤC TÓM TẮT ABSTRACT DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .8 DANH SÁCH BẢNG 10 DANH SÁCH HÌNH 12 CHƯƠNG THIẾT KẾ 1.1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN 25 Khảo sát, đánh giá tiềm năng lượng mặt trời Việt Nam 26 1.2 Nghiên cứu ứng dụng động điện công nghệ ghép (hybrid) cho phương tiện thủy 29 1.2.1 Nghiên cứu ứng dụng động điện công nghệ hybrid cho phương tiện thủy giới .29 1.2.2 Nghiên cứu ứng dụng động điện công nghệ hybrid cho phương tiện thủy nước .31 1.2.3 Phương án thiết kế hệ thống hybrid dự án thực 33 1.3 Giải pháp thiết kế hình dáng tàu khách đường sơng 12 chỗ sử dụng công nghệ hybrid với NLMT phù hợp tuyến giao thơng thủy 34 1.3.1 Tình hình số tuyến giao thơng thủy TpHCM đặc điểm hạ tầng kỹ thuật ảnh hưởng đến phương án thiết kế 34 1.3.2 1.4 Xây dựng phương án kỹ thuật theo nhiệm vụ thư thiết kế 36 Kết luận 40 CHƯƠNG 2.1 THIẾT KẾ KỸ THUẬT, CHẾ TẠO THÂN TÀU & KẾT CẤU 42 Tính tốn ổn định cho phương tiện thủy 42 2.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định ngang 42 2.1.2 Kết tính tốn .44 2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng panel mặt trời đến ổn định tàu 47 2.2.1 Biên độ chòng chành chu kỳ lắc ngang 47 2.2.2 Ảnh hưởng dịch chuyển trọng tâm panel mặt trời .48 2.3 Nghiên cứu tính chọn quy cách kết cấu phương tiện thủy 49 2.4 Quy trình chế tạo khn thân vỏ tàu 51 2.4.1 Quy định chung 51 2.4.2 Chế tạo dưỡng mẫu khuôn 53 2.4.3 Quy trình chế tạo thân vỏ tàu 54 2.4.4 Thượng tầng không gian sử dụng NLMT 56 2.5 Kết luận 57 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG SỨC CẢN VÀ CHÂN VỊT ĐẨY 59 3.1 Nghiên cứu thực nghiệm hệ thống đo lực cản tàu 59 3.1.1 Hệ thống đo đạc sức cản 59 3.1.2 Kết thực nghiệm đặc tính cản thủy động mơ hình tàu thu nhỏ 60 3.2 Nghiên cứu thử nghiệm hệ thống đo lực đẩy chân vịt 62 3.2.1 Cơ sở tính tốn tổ hợp máy – thiết bị đẩy 63 3.2.2 Bệ thử nghiệm lực đẩy mơ hình thu nhỏ điều kiện nước tĩnh 64 3.2.3 Xây dựng phương án đo đặc tính lực đẩy chân vịt thu nhỏ 65 3.3 Kết luận 66 CHƯƠNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC HOÀN CHỈNH 68 4.1 Xây dựng phương án truyền động 69 4.1.1 Giới thiệu phương thức truyền động cho thiết bị đẩy tàu 69 4.1.2 Lựa chọn phương thức truyền động cho phưong tiện thủy cỡ nhỏ 72 4.2 Tính tốn thiết kế chế tạo hệ trục 74 4.2.1 Sơ đồ tổng thể hệ trục cỡ nhỏ .74 4.2.2 Thiết kế chọn thông số cho hệ thống truyền động .76 4.2.3 Yêu cầu chế tạo lắp ráp hệ trục 83 4.3 Nghiên cứu chế tạo chân vịt 85 4.4 Nghiên cứu phối hợp máy thiết bị đẩy chọn 86 4.5 Nghiên cứu hệ thống điều khiển động lực điện lai (hybrid) với NLMT 87 4.5.1 Cơ sở tích hợp NLMT cho hệ động lực tàu 88 4.5.2 Hệ thống hybrid với NLMT cho hệ động lực tàu 94 4.5.3 Hệ thống điều khiển động lực 100 4.6 Kết luận 101 CHƯƠNG 5.1 LẮP ĐẶT, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG 103 Thực nghiệm đánh giá xưởng & PTN 104 5.1.1 Thực nghiệm lực đẩy thực tế 104 5.1.2 Thực nghiệm momen xoắn thực tế 106 5.2 Thực nghiệm đánh giá khả hybrid với NLMT 109 5.2.1 Thực nghiệm chế độ làm việc panel NLMT 110 5.2.2 Thực nghiệm đặc tính nạp từ panel mặt trời vào hệ thống tích trữ lượng 113 5.2.3 Thực nghiệm đặc tính xả hệ thống hybrid vào động 115 5.2.4 Thực nghiệm đặc tính tự xả ắc quy tích trữ 119 5.3 Thực nghiệm đường dài đánh giá toàn tàu 120 5.3.1 tế Thực nghiệm đánh giá trọng lượng toàn tàu đối chiếu thiết kế thực 120 5.3.2 Thực nghiệm khả ổn định tàu 122 5.3.3 Thực nghiệm khả vận hành hệ thống động lực 123 5.3.4 trình Thực nghiệm khả điều khiển, giám sát tốc độ, nhiệt độ, hành 126 5.4 Kết luận 136 CHƯƠNG 6.1 PHÂN TÍCH VÀ DỰ KIẾN HIỆU QUẢ KINH TẾ 138 Hiệu kinh tế sở sử dụng lượng tiết kiệm hiệu 138 6.2 Dự kiến kế hoạch xây dựng phương án đầu tư phương tiện thủy chở khách sông 139 6.2.1 Thiết kế sơ lộ trình di chuyển tàu 142 6.2.2 Vấn đề thực bố trí nhân .143 6.2.3 Tính tốn sơ phương án tài dự án .143 6.2.4 Dự kiến chi phí 01 tàu 12 ghế hai lộ trình .146 6.2.5 Nguồn thu (dự kiến) .147 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 151 7.1 Kết luận 151 7.2 Kiến nghị 152 Tài liệu tham khảo 154 TÓM TẮT Với ưu điểm hệ thống sơng ngịi mỹ quan thị, khu vực TpHCM có tiềm tốt để phát triển tuyến giao thông thủy nội địa phục vụ du lịch vận chuyển hành khách Đối tượng nghiên cứu đề xuất xây dựng mẫu phương tiện thủy nội địa hướng đến giảm thiểu ùn tắc giao thông đường thân thiện với môi trường Công nghệ ghép (hybrid) với lượng mặt trời đề xuất áp dụng phạm vi nghiên cứu Đề tài khoa học công nghệ thực nhiệm vụ nghiên cứu thiết kế chế tạo tàu khách đường sông 20 chỗ ngồi sử dụng công nghệ hybrid với lượng mặt trời Sau hai năm nghiên cứu, chúng tơi hồn thành hầu hết nội dung nghiên cứu đề Các yêu cầu hình dáng phương tiện thủy ràng buộc thiết kế (mớn nước, tĩnh khơng, tuyến hành trình, bề rộng kênh rạch) đảm bảo kỹ thuật Các module phần cứng phần mềm phục vụ công nghệ hybrid với lượng mặt trời (tích trữ, điều khiển, lượng mặt trời máy phát) nghiên cứu ứng dụng lắp đặt thử nghiệm thực tế Kết thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động tốt, ổn định, xác định xác thơng tin kỹ thuật vận tốc, nhiệt độ, tốc độ vòng quay động cơ, giám sát hành trình, độ ổn định phương tiện thủy, tiêu hao lượng Với kết đạt được, cộng thêm hỗ trợ đơn vị du lịch đường thủy, tổ chức kiểm định sở đóng tàu, chúng tơi tin tưởng sản phẩm nghiên cứu đề tài đưa triển khai ứng dụng thử nghiệm địa bàn thành phố ABSTRACT With the advantages of river systems, Ho Chi Minh City has a great potential to develop inland waterways for tourism and passenger transportation Therefore, the proposed research is to develop an inland waterway boat aimed to reduce road traffic congestion and be eco-friendly Hybrid technology with solar energy is proposed to be applied in this study Accordingly, this research is to carry out the duty of research, design, and manufacture of small passenger boat of fewer than 20 seats using hybrid technology with solar energy After two years of research, almost all research contents have been completed Most of the technical requirements of hull form and design constraints (draft, vertical clearance, route, canal width) are meet the technical requirements Furthermore, hardware and software modules for hybrid technology (energy storage, control, solar panel and generator) have also been studied, applied and installed in real testing As a result, these experiments show that our product works well and can accurately determine technical information such as velocity, temperature, engine revolutions, cruise monitoring, vehicle stability, and energy consumption In conclusion, with the support of waterway travel agencies, inspection organizations, and shipbuilders, we believe that our research product can be developed in HCMC DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Diễn giải Ae / Ao Tỉ lệ mặt đĩa aX, aY, aZ gia tốc, m/s2, tương ứng theo phương trục X, Y, Z B Tâm - centre of buoyancy Btk Chiều rộng thiết kế tàu, m BM Chiều cao tâm ổn định - metacentre above centre of buoyancy CD Hệ số lực cản toàn thể CDv Hệ số lực cản nhớt CDw Hệ số lực cản sóng CTo Hệ số lực đẩy ứng với J = CPo Hệ số cơng suất khí ứng với J = CT Hệ số lực đẩy giá trị xác định J CP Hệ số công suất giá trị xác định J d Chiều chìm, m D Chiều cao mạn tàu, m Dv Lực cản nhớt, N Dw Lực cản sóng, N Dtotal Lực cản tồn thể, N  Lượng chiếm nước, Mơ đun đàn hồi vật liệu, lấy bằng: E E = 6,86x103 N/mm2, FRP cốt sợi thủy tinh; E = 7,00x104 N/mm2, hợp kim nhôm E = 1,95x105 N/mm2, thép không gỉ; Fn Hệ số vô thứ nguyên Froude G Trọng tâm tàu - centre of gravity GM Chiều cao tâm gravity GZ Cánh tay đòn ổn định - stability lever H Chiều cao mạn (m) IY Mơ men qn tính tiết diện ngang thân tàu với trục trung hoà theo phương ngang, m4 nghiêng - metacentre above centre of IZ Mô men quán tính tiết diện ngang thân tàu với trục trung hồ theo phương đứng, m4 J Hệ số vơ thứ nguyên “advanced ratio” (J = V/nD) KB Chiều cao tâm - center of buoyancy above keel KM Chiều cao tâm ổn định đáy - metacentre above keel Kt Hệ số lực đẩy Kto Hệ số lực đẩy tĩnh Kq Hệ số momen xoắn L Chiều dài toàn tàu, m Ltk Chiều dài đường nước thiết kế, m Lbp Chiều dài hai đường vng góc mũi lái, m Mph Momen phục hồi - restoring moment Mng Momen nghiêng - heeling moment ρ Khối lượng riêng, kg/m3 P Cơng suất u cầu (W), P = CP×ρ×n3×D5 P/D Tỉ lệ bước xoắn chân vịt Rn Hệ số vô thứ nguyên Reynolds RPM Số vòng quay phút Swet Diện tích ướt tàu, m2 T Lực đẩy (N), T = CT×ρ×n2×D4 Tr Chu kỳ lắc, giây (s) TP Chu kỳ lắc dọc, giây (s)  Góc ngóc thuyền, độ  Độ nhớt động học, m2/s vpoisson Hệ số Poisson, tính tốn lấy = 0,3 V Vận tốc tàu, m/s Z Số cánh chân vịt ZAB, ZAD Mô đun chống uốn tiết diện ngang thân tàu tương ứng lấy với boong đáy, m3 θ Biên độ lắc ngang, độ Φ Biên độ lắc dọc, độ λ Chiều dài sóng, m DANH SÁCH BẢNG Bảng 1 Số liệu xạ mặt trời khảo sát nước 26 Bảng Số nắng trung bình ngày (các tháng năm TpHCM tỉnh lân cận) 27 Bảng So sánh loại động điện 29 Bảng Đánh giá so sánh hệ thống lai ghép (hybrid) .31 Bảng Tiêu chuẩn phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa (TCVN - 5664 - 92) quy hoạch luồng tuyến TpHCM 34 Bảng Thông số kỹ thuật số kinh -rạch nội thị có khả thực việc tổ chức giao thông công cộng tàu thủy 35 Bảng Bảng so sánh đặc tính vật liệu hiệp hội FAO 39 Bảng Tải trọng khối lượng toàn tàu 45 Bảng 2 Hệ số an toàn ổn định trạng thái 46 Bảng Hệ số an toàn ổn định trạng thái hành khách tập trung bên mạn 46 Bảng Hệ số an toàn ổn định trạng thái momen quay vòng 46 Bảng Biên độ chòng chành tàu 47 Bảng Kết tính tốn giá trị MSI 47 Bảng Chiều dày vỏ 50 Bảng Bảng tông hợp quy cách kết cấu 51 Bảng Yêu cầu kỹ thuật theo quy chuẩn 51 Bảng 10 Thơng số kích thước pin tham khảo theo Megasun 57 Bảng Bảng tính chân vịt cơng suất máy theo tốc độ quay chân vịt 63 Bảng Thông số thiết kế đầu vào bánh côn 76 Bảng Kết thiết kế đầu bánh côn 76 Bảng Kết kiềm bền so sánh hệ số an toàn 77 Bảng 4 Tổng hợp thông số đầu vào phục vụ tính tốn cho chi tiết sau 77 Bảng Kết tính tốn Trục 02 sau hiệu chỉnh 78 Bảng Tổng hợp kết tính tốn trục 03 79 Bảng Các kết tính tốn kiểm tra bền trục 01 81 Bảng Công suất tiêu thụ 89 Bảng Quan hệ thông số với công suất tàu NLMT 89 Bảng 10 Thông số hệ thống ắc-qui số tàu NLMT điện 48V 90 Bảng 11 So sánh tiêu loại ắc-qui tích trữ lượng 90 Bảng 12 Thông số kỹ thuật pin mặt trời LXP-3J250W 92 Bảng 13 Các thông số tàu NLMT thiết kế 93 Bảng 14 Thơng số kỹ thuật hệ thống ghép nối tiếp đề xuất đề tài 99 10 Ta thực ước tính với bảng thơng số kỹ thuật tuyến có khả thực hiệc việc tổ chức giao thông công cộng tàu thủy Trong trường hợp thực tính tốn cho mơ hình thực tàu để phục vụ tàu mẫu tàu dự án sau nghiệm thu hoàn thiện để đưa vào sử dụng thực tế Việc xem xét thực giao thông công cộng tàu thủy lộ trình Bến Nghé – Tàu Hũ hoàn toàn phù hợp với quy hoạch dài hạn UBND Tp HCM xác định, theo đó, tuyến nước thị cảnh quan Thành phố kết hợp với vận tải giao thông thủy nội địa (tàu – bus nội thành chiều dài toàn tuyến) 6.2.1 Thiết kế sơ lộ trình di chuyển tàu Vận hành 01 tàu sức chở 12 ghế/chiếc dành cho hai lộ trình cao điểm:  Trong cao điểm buổi sáng từ 7h đến 8h30, buổi chiều từ 16h30 chiều đến 18h (hoặc đến 20 cho trường hợp tăng ca), 15 phút chạy chuyến, tương đương với quy mô đáp ứng: Tên lộ trình Loại tàu Lộ trình Số lượt Số khách Tổng số khách 01 12 ghế Từ A đến B 3x (sáng chiều) = 12 72 Từ B đến A 3x (sáng chiều) = 12 72 Từ A đến B x (sáng chiều) = 12 72 Từ B đến A 3x (sáng chiều) = 12 72 24 lượt 12 288 02 12 ghế Tổng cộng Mô tả tương ứng cho lộ trình theo thời gian sau: • Buổi sáng: Loại tàu Giờ Vị trí A Giờ Vị trí B 7:00 7:30 7:45 Loại tàu 12 ghế (Số lượng 01 tàu) 8:45 8:30 142 15 phút 15 phút 10:00 10:45 11:00 Khoản thời gian nghĩ 15 phút 9:30 9:15 10:15 Giờ Vị trí A 15 phút 15 phút 11:30 15 phút • Buổi chiều: Loại tàu Giờ Vị trí A Giờ Vị trí B 2:00 Giờ Vị trí A 2:30 2:45 3:30 Loại tàu 12 ghế (Số lượng 01 tàu) 5:00 4:45 15 phút 15 phút 6:15 15 phút 15 phút 7:45 8:30 8:45 15 phút 15 phút 7:00 7:15 8:00 3:15 5:30 5:45 6:30 15 phút 4:00 4:15 Khoản thời gian nghĩ 15 phút 15 phút 9:15 15 phút Tổng cộng 12 khách/chiếc, 24 lượt/ngày hai lộ trình ta có khả vận chuyển đạt được: 288 khách/ngày Vậy đạt 105.120 khách/ năm 6.2.2 Vấn đề thực bố trí nhân Doanh nghiệp tổ chức máy điều hành kinh doanh, bố trí nhân vào vị trí theo yêu cầu công việc Nhân cần thiết để phục vụ cho vận hành tàu bao gồm: • Quản lý – điều độ chạy tàu: 01 người/02 tuyến; • Vận hành chạy tàu: Tàu 12 ghế cần phải có: Tài cơng chạy tàu: 01 người/tàu, tổng cộng 01 người Nhân cần thiết để phục vụ cho vận hành chuyến phải bao gồm nhân viên bến, 04 người, nhân viên kỹ thuật giám sát chung 01 người 6.2.3 Tính tốn sơ phương án tài dự án a) Tính tốn thẩm định sơ chi phí thực sản xuất đơn chế tạo tàu mẫu có thơng số tổng thể: 143 Chiều dài lớn tàu: L =7,800.0 mm; Chiều cao mạng: D= 1000mm Chiều rộng lớn tàu: B=2,200.0 mm; mớn nước: d=360mm STT 1.1 Nội dung chi phí CHI PHÍ TRỰC TIẾP Chi phí vật liệu Đơn vị Đơn giá/số lượng VL Thành tiền 818,022,000 1.1.1 Nguyên vật liệu phần vỏ Khối lượng composite 109,344,000 Vải sợi thủy tinh Polyester kg kg 312 468 47,000 55,000 14,664,000 25,740,000 Gelcoat Bột màu pha gelcoat kg kg 43 95,000 25,000 4,085,000 225,000 Butanox(4% KL composite) kg 33 55,000 1,815,000 Acetone (30 kg/tàu) kg 30 20,000 600,000 kg 832 40,000 33,280,000 SM (5% Gel coast) Wax (20 hộp/tàu) Wax nước (30 kg/tàu) Wax (30 kg/tàu) kg hộp kg kg 20 30 30 70,000 200,000 200,000 200,000 140,000 4,000,000 6,000,000 6,000,000 Wax (30 kg/tàu) kg 30 200,000 6,000,000 lít 21 320,000 6,720,000 lít 75,000 75,000 Vật tư phụ phần vỏ Roving 360+600+800 ( KL composite) Sơn chống hà Dung môi pha sơn Nguyên vật liệu phần thiết bị 1.1.2 boong Hệ thống lái Tay lái trợ lực Sec tơ lái bánh lái - - - Thiết bị chằng buộc Dây buộc tàu F14 (Vinylon C2) Các chi tiết kèm theo Thiết bị nội thất 66,978,000 50,000,000 50,000,000 m 16 23,000 1,000,000 368,000 3,650,000 Ghế Các chi tiết kèm theo Thiết bị cứu sinh Phao áo người lớn Phao áo trẻ em cụm 2,500,000 1,700,000 5,000,000 2,220,000 cái 16 220,000 170,000 3,520,000 340,000 Phao tròn 140,000 280,000 144 - Thiết bị chữa cháy cá nhân Rìu, xơ múc nước có dây, giẻ lau, chặn dập lửa 2x2,5m, câu liêm 1,600,000 1.1.3 Nguyên vật liệu phần máy - - - Hệ thống pin lượng mặt trời Tấm pin lượng Polycrystalline 230 - 280 Wp (LxBxH : 993x1.635x40) Bình ắc quy 12V - 200 Ah (loại kín khí) + điều khiển sạc Hệ thống chân vịt, trục chân vịt Động điện 6,5 kW Hệ trục chân vịt, chân vịt thép cánh Máy phát điện + Động lai máy phát 13kW 578,200,000 7,850,000 62,800,000 cụm 8,800,000 106,400,000 148,000,000 148,000,000 25,000,000 25,000,000 tổ 185,000,000 185,000,000 Hệ thống bơm hút khô cầm tay, hệ thống van 1.1.4 Nguyên vật liệu phần điện - - Bảng điện chính, bảng điện chiếu sáng,, Hệ thống đèn hàng hải, chiếu sáng toàn tàu Ổ cắm, công tắc cực, hộp chia điện, hộp khởi động từ, cáp điện loại, dây tiếp đất, giá đỡ máng cáp, nẹp cáp 1.1.5 Trang thiết bị hàng hải Chi phí nhân cơng, máy thi 1.2 cơng - 1.4 - Trực tiếp phí khác Cộng chi phí trực tiếp CHI PHÍ CHUNG GIÁ THÀNH DỰ TỐN ĐĨNG MỚI THU NHẬP CHỊU THUẾ TÍNH TRƯỚC Chi phí ngồi sản xuất Chi phí bảo hiểm cơng trình 1,600,000 51,000,000 33,900,000 21,200,000 21,200,000 tàu 4,200,000 4,200,000 8,500,000 8,500,000 29,600,000 NC+M TT T C Z TL 65000 đ/kg x 832 kg 2.0 % x (VL+NC+M) VL+NC+M+TT 5.5 % x T T+C 6.0 % x (T+C) 0.300 % G Chi phí đăng kiểm chất lượng Theo TT 123/2013/TT145 54,080,000 17,442,040 889,544,040 48,924,922 938,468,962 56,308,138 2,800,000 1,181,628 BTC Chi phí hạ thủy, thử nghiệm bàn giao Giá trị dự toán trước thuế THUẾ GIÁ TRỊ GIA TĂNG Giá trị dự tốn đóng sau thuế Chi phí tư vấn đầu tư đóng Chi phí lập báo cáo KTKT - tạm tính G GTGT - (T+C+TL) 10.0 % x G GXDCPT 1,007,758,728 100,775,873 G+GTGT 1,108,534,601 77,320,288 3.700 Chi phí thẩm tra thiết kế vẽ kỹ thuật Chi phí thẩm tra dự tốn cơng trình - 9,000,000 % G x 1,1 41,015,780 0.238 % G x 1,1 2,638,312 0.231 % G x 1,1 2,560,715 - Chi phí giám sát thi cơng đóng 2.806 % G x 1,1 31,105,481 Chi phí quản lý dự án đầu tư đóng cơng trình 2.657 % G 26,776,149 - Chi phí khác Lệ phí trước bạ Chi phí dự phịng Tổng cộng : 120,931,047 10,077,587 110,853,460 1,333,562,085 Tổng cộng làm tròn: 1,334,000,000 1.0 % G 10.0 % G x 1,1 6.2.4 Dự kiến chi phí 01 tàu 12 ghế hai lộ trình STT Hạng mục chi phí Nhân hành Chi phí Lương quản lý vận khoản liên quan hành Quản lý Lương vận hành 01 tàu Kỹ thuật Giám sát Chi phí hành vận hành tàu (bao gồm tiền bảo hiểm bắt buộc) Chi tiết Số Lương Người tháng Cộng Tổng cộng/tháng 87,000,000 87,000,000 6,000,000 4,000,000 6,000,000 16,000,000 4,000,000 4,000,000 5,000,000 5,000,000 20,000,000 146 Khấu hao Khấu hao 100% 01 tàu thời gian 05 năm (60 tháng) Tổng chi phí thực chế tạo đơn chiếc: 1,334.0 tỷ Chi phí thực sản xuất hang loạt ước tính: 1,000.0 tỷ 22,233,334 Nhiên liệu Tiêu hao nhiên liệu 2,5 Lít xăng /giờ (với mức giá tiêu thụ 22,000 VND/lít) Mỗi lượt vận chuyển thời gian tàu chạy khoảng 30 phút, ta chi phí: 2,5 Lít/giờ x 22,000 VNĐ x giờ/ngày x 30 ngày = 1,155,000 VNĐ/tháng 1,155,000 Bảo trì, bảo Tổng chi phí 05 năm tốn khoảng 30% giá trị dưỡng, sửa đầu tư tàu, tương đương: chữa tàu 1,344,000,000 VNĐ*30% ÷ 60 tháng 6,670,000 Chi phí lãi Lãi vay 70% giá trị đầu tư 01 tàu 12 khách, tương vay vốn đầu đương: tư tàu 1,344,000,000 VNĐ*70% x 1,2% tháng Tổng chi phí hoạt động tàu 11,205,600 128,263,934 6.2.5 Nguồn thu (dự kiến) a) Định giá vé tàu chuyên chở hành khách: STT Nội dung Ước tính Tổng cộng Ghi Số khách vận 16 lượt x 12 chuyển người x 30 5,184.0 khách/tháng Cân thời gian cao điểm giai đoạn thấp điểm, dự kiến đạt mức chuyên chở đạt 90 % Lợi nhuận từ hoạt động đa chức 04 bến đa chức 72,000,000 VNĐ/tháng Các mơ hình: quầy hàng lưu niệm, cà phê, giải khát, thức ăn nhanh, cơm trưa văn phòng, phục vụ ăn uống vào buổi tối… doanh số 3,000,000,000 đồng/tháng, ta có lợi nhuận khoảng 12% 360,000,000 đồng/tháng Lấy 20% tiền lợi nhuận từ hạng mục kinh doanh 04 bến đa chức để bù lỗ cho hoạt động tàu 147 Chi phí thuần/khách (128,263,934.0 đồng – 72,000,000 đồng) ÷ 5,184.0 khách 10,853.0 VNĐ/khách Xác định mức giá vé tàu Một đoạn lộ trình chuyên chở giá trọn lộ trình 30,000 VND/ trọn lộ trình chuyên chở Lợi nhuận ròng từ hoạt động tàu (30,000 đồng x 5,184.0 khách/tháng) 128,263,934.0 đồng Lấy tổng chi phí tháng trừ số tiền lợi nhuận từ việc kinh doanh 04 bến đa chức năng, sau chia cho số khách dự kiến đạt tháng 27,256,066 đồng/tháng Với tính tốn giá vé trên, và: - Tiền khấu hao tàu trích trả dần vốn vay ngân hàng (lãi giảm dần theo số dư thực tế) - Tiền thuế loại xin miễn giảm 05 năm đầu Thì sau 05 năm doanh nghiệp hoà vốn số tiền đầu tư tàu chuyên chở b) Tiền chi/thu từ khoản hoạt động kinh doanh 04 bến đa chức STT Nội dung Lợi nhuận từ khoản thu mơ hình kinh doanh 04 bến đa chức Ước tính Tổng cộng Ghi Doanh số: 360,000,000 20% số tiền lợi Kinh doanh cà phê – nhà đồng/tháng nhuận 72,000,000 đồng hàng: 2,500,000,000đồng dùng bù lỗ vào hoạt Bán hàng lưu niệm: động tàu, lại 50,000,000 đồng tương đương Cho thuê quảng cáo: 288,000,000đồng/ 200,000,000đồng tháng dùng cho trả Giữ xe: 20,000,000đồng lãi vốn vay cho Các hoạt động khác: 04 bến đa chức 230,000,000đồng Tổng cộng doanh số là: 3,000,000,000đồng/tháng Lợi nhuận ước tính khoảng 12% 148 Lãi vay 1,344,000,000 VNĐ x 16,008,000 70% giá trị đầu 1,2% tháng VNĐ/tháng tư 04 bến đa chức Trả vốn vay (1,344,000,000 VNĐ x 15,781,667 70% số tiền xây 70%) ÷ 60 tháng VNĐ/tháng dựng bến hạng mục chức kinh doanh khác 04 bến 05 năm (168 tháng) Khấu hao xây 360,000,000 đồng x 20% dựng cho bến theo tháng ước tính 20% doanh thu 72,000,000 Chi phí nhân viên phục vụ bến bãi, dự kiến thuê: 56,000,000 VNĐ/tháng Quản lý chung người/ tháng bến 8,000,000 đồng Lương nhân 8người/ viên vận hành x6,000,000 đồng bến Lợi nhuận rịng từ mơ hình kinh doanh 04 bến đa chức VNĐ/tháng x 8,000,000 tháng 48,000,000 360,000,000 đồng - 128,210,333 Nguồn kinh phí (72,000,000 + đồng/tháng dự kiến thu 15,781,667 + từ hoạt động 16,008,000+72,000,00056,000,000) Với tính tốn trên, và: • Tiền thuê đất doanh nghiệp đề nghị xem xét miễn giảm 10 năm đầu hoạt động • Tiền lãi vay giảm dần theo số dư thực tế lợi nhuận theo tăng dần • Thì sau 10 năm doanh nghiệp hoà vốn đầu tư bến đa chức 149 • Nhưng tính tốn với chi phí phục vụ hoạt động bán vé sơ vận hành hệ thống tàu phục vụ nhu cầu, nguồn thu trích từ hoạt động dịch vụ bên bổ sung 72 triệu/ tháng khó khăn Do đưa vào triển khai thực đề xuất giải pháp tăng số lượng tàu sau có kết vận hành khả thi với mơ hình tàu điều chỉnh thực tế khái tốn doanh thu để có kết định hướng thu hút đầu tư • Với hoạt động dịch vụ thu tỷ đồng từ 04 bến thành lập c) Các sản phẩm khác: • Tiền thu hoạt động chở khách theo hợp đồng cho công ty, công ty du lịch, khu dân cư cao cấp… có nhu cầu đặt chuyến chuyên chở khách riêng • Tiền quảng cáo: Tiền quảng cáo cho nhãn hàng hóa doanh nghiệp gắn với thân tàu • Tiền thu từ mơ hình kết nối như: tàu du lịch, nghỉ dưỡng, nhà hàng sơng… Tóm lại: Khi triển khai tốn hiệu kinh tế, chắn giá vé đường thủy cao đường bộ, việc tiêu hao lượng lớn, chưa kể chi phí bảo trì bảo dưỡng Tuy nhiên, thơng qua nghiên cứu tích hợp NLMT, phương tiện đường thủy đáp ứng tiêu chí xanh khu vực nội thành Giá vé dự kiến theo tính tốn có bù lỗ từ hoạt động kinh doanh 04 bến đa chức 30,000 đ/lượt bù đắp chi phí cần thiết cho hoạt động tàu hai lộ trình với số lượt chạy số khách đạt 90% ghế Hoặc hỗ trợ từ nhà nước giá vé giảm xuống cịn 15,000 đ/lượt Trong thời gian đầu hoạt động điều kiện bến chưa đáp ứng cho hoạt động bình thường, hạng mục đầu tư tiến hành dần bước, khơng đồng việc vận chuyển đạt 60% ~70 % sức chở khó khăn; doanh nghiệp dự kiến nguồn thu bến đa chức sản phẫm khác giúp doanh nghiệp bù lỗ thời gian đầu 150 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận Trong thời gian qua, nhóm thực đề tài cố gắng hoàn thành nội dung đăng ký theo đề cương Qua nghiên cứu đề tài, rút đánh giá chung sau: Về sản phẩm • Hoàn thành thiết kế, chế tạo phương tiện thủy chở khách đường sông vỏ composite 12 chỗ bao gồm: chiều dài thiết kế 7.8 m, chiều rộng thiết kế 2.15 m, mớn nước 0.36 m, vận tốc thiết kế đạt km/h, diện tích panel mặt trời 15 m2 (8 panel, công suất tối đa hệ thống NLMT 2200 Wh) Sản phẩm đạt tiêu chí kỹ thuật chi tiết theo đăng ký thuyết minh • Đã ứng dụng công nghệ ghép nối tiếp (serial hybrid) với động điện 6.5 kW thơng qua ắc quy tích trữ (9600 VAh) trực tiếp từ máy phát điện (5.5 kW động nổ 13Hp) • Hồn thành hồ sơ thiết kế tàu theo quy chuẩn phương tiện thủy cơng ty có chức tư vấn thiết kế tàu thực (công ty tư vấn thiết kế tàu Biển Đơng, Hồn Mỹ), trình chứng vật liệu phù hợp quy trình sản xuất, kết hợp đăng kiểm theo quy định trung tâm đăng kiểm phương tiện thủy nội địa TpHCM xác nhận Về công bố khoa học, đào tạo sở hữu trí tuệ theo đăng ký thuyết minh, bao gồm: • Hồn thành công bố khoa học (2 báo đăng tạp chí nước, báo cáo hội nghị nước, báo cáo hội nghị quốc tế) • Hồn thành đăng ký chấp nhận đơn hợp lệ cho SHTT (kiểu dáng cơng nghiệp) • Hồn thành đào tạo Thạc sỹ đại học Đề tài huy động đội ngũ tham gia đơng đảo từ nhóm nghiên cứu từ Trường Đại học, đơn vị đóng tàu (cơng ty cơng nghiệp Thủy sản Biển Đông) trung tâm tư vấn thiết kế tàu (Tư vấn thiết kế tàu Biển Đơng, Hồn Mỹ) Đề tài kế thừa sử dụng số liệu khảo sát lượng, điều kiện khí tượng thủy 151 văn khu vực TpHCM vùng lân cận Ngồi q trình thực hiện, đề tài tổ chức buổi hội thảo chuyên đề, kết hợp chuyến khảo nghiệm thực tế miền Tây (Đồng Tháp, Tiền Giang, Cần Thơ, Kiên Giang ) để hoàn thiện, bổ sung nghiên cứu Một số hạn chế cịn tồn tại: • Các kết nghiên cứu chưa có tiền lệ nên quy trình thẩm định, duyệt hồ sơ thiết kế kéo dài đạt mức Nhóm nghiên cứu cố gắng hồn thiện thiết kế để phục vụ cho dự án sản xuất thực nghiệm • Một số cụm thiết bị tàu q trình thử nghiệm để hồn thiện nên chưa thể thẩm định theo quy định hành quy chuẩn dành cho phương tiện thủy nội địa Nhóm dự án cố gắng phối hợp thực đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trung tâm kiểm định để hoàn thiện sản phẩm giai đoạn sản xuất thực nghiệm • Trong q trình nghiên cứu phương tiện cỡ nhỏ cho thấy, việc tích hợp panel mặt trời (~250 kg) ắc quy tích trữ lượng (~250 kg) làm phát sinh trọng lượng đáng kể (tăng 15% so với phương tiện thông thường) Ngồi cao độ trọng tâm tàu, hình dáng tàu bố trí chung phải điều chỉnh để giảm rủi ro mặt ỏn định dịch chuyển trọng tâm lên cao Do vậy, kích thước tàu có điều chỉnh tăng so với đề xuất nhằm đảm bảo mặt ổn định Ngồi ra, nhóm nghiên cứu tích hợp hệ thống cảnh báo rủi ro ổn định tàu cho trường hợp đặc thù 7.2 Kiến nghị Sản phẩm NCKH nhóm thực cơng bố báo cáo khoa học sản phẩm hệ đề tài R&D, nên tồn số vấn đề cần phải tiếp tục theo dõi cải tiến bổ sung Các góp ý quý hội đồng nghiệm thu đề tài sở để nhóm nghiên cứu tiếp tục thực hồn thiện sản phẩm giai đoạn Nhóm nghiên cứu tiếp tục thực đăng ký kiểm định toàn tàu giai đoạn sản xuất thử nghiệm nhằm đưa thiết bi vào khai thác thực tiễn đạt hiệu an toàn theo quy định 152 Nhóm nghiên cứu thực khảo sát, đánh giá hiệu kinh tế - kỹ thuật sơ xây dựng phương án khai thác phương tiện thủy 12 chỗ theo hướng du lịch xanh Do nhóm nghiên cứu kính đề nghị Hội đồng xét duyệt đề tài, Sở Khoa học & công nghệ TPHCM tiếp tục ủng hộ cho đề tài tiếp tục chuyển qua giai đoạn thực dạng dự án sản xuất thử nghiệm loạt nhỏ nhằm hoàn thiện sản phẩm thương mai hóa kết nghiên cứu cho sản xuất 153 Tài liệu tham khảo [1] Ayyub, B.M , Beach, J., and Packard, T., (1995), Methodology for the Development of Reliability-Based Design Criteria for Surface Ship Structures, Naval Engineers Journal, ASNE [2] Ashok Kumar et al, Optimization of Tilt Angle for Photovoltaic Array International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST), 2001, 3153-3160 [3] C Andrew, O Clay, Design Considerations for Canting Keel Yachts, The international HISWA symposium on yacht design and yacht construction, 2004 [4] E V Lewis, “Principles of Naval Architecture – Volume 1: Stability and Strength”, The Society of Naval Architects and Marine Engineers, 1988 [5] Eric Tupper, Introduction to Naval Architecture, Butterworth Heinemann, 2002 [6] Hoffman, J.D., (2001), Numerical Methods for Engineers and Scientists, 2nd edition, Marcel Dekker, Inc NY [7] H Schneekluth and V Bertram, Ship design for efficiency and economy, Butterworth Heinemann, 1998 [8] Hướng dẫn sử dụng phần mềm Inventor phiên 2012 [9] J S Carlton, Marine propellers and propulsion, Elsevier, 2010 [10] Koray Ulgen (2006) Optimum Tilt Angle for Solar Collectors Energy Sources, Part A, 2006, 28:1171-1180 [11] Kiam Beng Yeo&Cheah Meng Ong, Fixed-pitch Marine Propeller Geometry Design, Journal of Applied Sciences, Vol.14 (1131-1138), 2014 [12] Lap A J., Fundamentals of Ship Resistance and Propulsion, Roterdam, 1958 [13] Moix Pierre-Olivier Irradiance MatLab Function January, 2004 [14] Mansour, A.E Jan, H.Y., Zigelman, C.I., Chen, Y.N., Harding, S.J.,(1984), Implementation of Reliability Methods to Marine Structures, Trans SNAME, Vol 92 154 [15] Melchers, R.E., (2002), Structural Reliability Analysis and Prediction, John Wiley & Sons, New York, USA [16] Nowak, A.S and Collins K.R., (2000), Reliability of Structures, McGrawHill [17] Nguyễn Đức Ân –Nguyễn Bân - Hồ văn Bính- Hồ Quang Long – Trần Hùng Nam – Trần Công Nghị - Dương Đình Ngun, Sổ tay Kỹ thuật đóng tàu thuỷ tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [18] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc gia TP HCM., 2004 [19] Papanikolaou A.D (Editor), (2009), Risk-Based Ship Design, SpringerVerlag Berlin Heidelberg [20] Quy chuẩn phân cấp đóng phương tiện thủy nội địa, QCVN 2013 [21] Saunders H E., Hydrodynamics in Ship Design, SNAME, New York, 1957 [22] Subrata Chakrabarti, Empirical calculation of roll damping for ships and barges, Ocean Engineering 28 (2001) 915–932 [23] Stolarski, T., Nakasone, Y., Yoshimoto, S., (2006), Engineering Analysis with ANSYS Software, Elsevier Butterworth Heinemann, London [24] T Pavlovic, et al, Determining optimum tilt angles and orientations of photovoltaic.Contemporary Materials I−2, 2010, 151-156 [25] Trần Công Nghị, Lý thuyết tàu – Chân vịt thiết bị đẩy, 2005 [26] Trần Cơng Nghị, Lý thuyết tàu – Tính - Ổn định nguyên vẹn - Ổn định tai nạn – Chịng chành tàu – Tính ăn lái – Quay trở, 2015 [27] Trần Cơng Nghị, Tự động hóa tính tốn thiết kế tàu, Nhà xuất GTVT TpHCM, 2000 [28] Trần Công Nghị – Nguyễn Đức Ân, Thiết kế tàu thuỷ, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2003 [29] T C Smith, W L Thomas, A survey of ship motion reduction devices, David Taylor research center, 1990 [30] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1&2, NXB Giáo Dục, năm 2007 155 [31] Yang W.Y., Cao W., Morris J., (2005), Applied Numerical Methods Using MATLAB, Wiley-Interscience, John Wiley & Sons Inc [32] http://www.gaisma.com/en/location/ho-chi-minh-city.html [33] http://www.vicprop.com/ 156