III. HIỆN TRẠNG, PHÂN TÍCH VÀ GIẢI PHÁP
3. Hybrid trong máy bay:
Máy phát điện đóng vai trò then chốt trong việc cung cấp năng lượng điện cho các thiết bị trên tàu bay. Máy phát điện có hai loại: máy phát điện một chiều và máy phát điện xoay chiều. Máy phát điện một chiều trên máy bay thường cung cấp nguồn điện một chiều có điện áp 14 V và 28 V. Máy phát điện xoay chiều trên máy bay thường cung cấp nguồn điện xoay chiều có điện áp 115 V hoặc 200 V với tần số 400 Hz. Máy phát điện một chiều có khả năng cung cấp dòng điện 400 A thì công suất cung cấp tối đa khoảng 12kW, công suất này chỉ đủ cung cấp cho các máy bay cỡ nhò. Trong khi yêu cầu về điện của máy bay phản lực thương mại thường từ 20kW trở lên. So sánh với máy phát điện một chiều, máy phát điện xoay chiều cho công suất cao hơn gấp nhiều lần so với cùng một khối lượng
Máy phát điện hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Về mặt nguyên lý, khi động cơ sơ cấp quay phần ứng trong từ trường phần cảm thì các thanh dẫn trên phần ứng sẽ di chuyển và cắt đường sức từ trường phần cảm tạo nên sức điện động cảm ứng trong phần dây quấn phần ứng.
Giống như việc điện khí hóa của ngành công nghiệp ô tô, các lo ngại về việc thiếu hụt nhiên liệu hóa thạch ngày một lớn cũng đã và đang đòi hỏi một sự thay đổi toàn diện của ngành hàng không. Để thúc đẩy quá trình điện khí hóa hàng không, việc phát triển một hệ thống dữ trữ năng lượng hiệu quả và một hệ thống truyền năng lượng ổn định là cần thiết để cải thiện độ ổn định và tăng cường độ bền bỉ của máy bay điện. Ta có một số phương pháp cải thiện
- Đầu tiên, một cấu trúc liên kết hệ thống đẩy hybrid mới dành cho máy bay được thiết kế, mà ở trong đó hệ thống lưu trữ năng lượng pin có thể vận hành phối hợp cùng với pin nhiên liệu để cung cấp năng lượng cho động cơ điện của máy bay
- Sau đó, ta sẽ phát triển một kết cấu khung điều phối năng lượng thích ứng để cân đối nhu cầu năng lượng giữa các bộ phận lưu trữ năng lượng của máy bay.
- Trong khi đó, một bộ nhận biết trạng thái cân bằng công suất của máy bay sẽ được tạo ra để nâng cao hiệu suất động lực của máy bay và điều chỉnh trạng thái vận hành của hệ thống đẩy.
Với hệ thống đẩy hybrid cải tiến, hầu hết các bộ phận hoạt động công suất lớn của pin nhiên liệu đều được giảm xuống mức trung bình và thấp, cho thấy rằng pin nhiên liệu được bảo vệ hiệu quả hơn. Hơn nữa, mức tiêu thụ hydrogen ước tính có thể được giảm 7,63% so với máy bay điện chạy hoàn toàn bằng pin nhiên liệu. Và hiện tại cấu hình hệ thống động cơ đẩy hybrid được đề xuất và thuật toán phân phối công suất được kiểm nghiệm trên một máy bay điện hai chỗ ngồi nguyên mẫu: Alpha Electro. Kết quả phân tích số liệu cho thấy rằng các phương thức cải tiến có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng của máy bay một cách linh hoạt trong các trường hợp phi nhanh và yêu cầu năng lượng cao.