CHƯƠNG II : NGUỒN NĂNG LƯỢNG CHO ễ Tễ ĐIỆN
2.1. Một số hướng nghiờn cứu và thành tựu điển hỡnh trờn thế giới
Những nghiờn cứu về hệ thống nguồn năng lượng trờn thế giới rất đa dạng và phong phỳ. Trong phần này, một số hướng nghiờn cứu và thành tựu nổi bật trờn thế giới sẽ được điểm qua để chỳng ta cú được cỏi nhỡn bao quỏt với những hướng
nghiờn cứu khỏc nhau.
2.1.1. Ứng dụng cụng nghệ nano giảm thời gian nạp ắc quy
Thời gian nạp ắc quy là một trong những mối quan tõm lớn nhất của cả nhà khoa học, nhà sản xuất và người sử dụng ụ tụ điện. Loại ắc quy được sử dụng nhiều nhất cho ụ tụ điện hiện nay là ắc quy Lithium, cựng loại với ắc quy mỏy tớnh xỏch
tay và điện thoại di động mà chỳng ta hay sử dụng. Ta thấy rằng, thời gian để nạp đầy ắc quy cho một chiếc điện thoại hay mỏy tớnh mất từ 30 phỳt tới hơn một tiếng đồng hồ. Với một chiếc ụ tụ điện, thời gian nạp trung bỡnh 8 giờ, quỏ lõu khi so
sỏnh với thời gian đổ đầy một bỡnh xăng vốn chỉ khoảng 3 phỳt. Đõy rừ ràng là một
điểm yếu lớn của ụ tụ điện cần phải được khắc phục.
Cú nhiều nghiờn cứu về bộ nạp và bản thõn ắc quy nhằm giảm thời gian nạp, một trong những cụng trỡnh gõy tiếng vang lớn gần đõy là nghiờn cứu của cỏc nhà khoa học tại Viện Cụng nghệ Massachusetts sử dụng cụng nghệ nano để cải tiến vật liệu chế tạo ắc quy Lithium. Cụng trỡnh này, theo cỏc tỏc giả, đó nõng mật độ cụng
suất (núi cỏch khỏc là tăng khả năng phúng - nạp) của ắc quy Lithium lờn ngang
29
Hỡnh 2.1. Cụng nghệ vật liệu nano làm giảm thời gian nạp ắc quy Lithium - ion 2.1.2. Cụng nghệ nạp điện khụng dõy
Nạp điện khụng dõy (Wireless Power Transfer), cũn được biết đến với tờn gọi nạp điện cảm ứng (Inductive Charging) khụng phải là một cụng nghệ quỏ mới mẻ. Cụng nghệ này đó được ứng dụng để nạp điện cho một số thiết bị điện tử cầm
tay như điện thoại di động. Tuy nhiờn, việc ứng dụng cụng nghệ này để nạp điện
cho ụ tụ vẫn cũn nhiều vấn đề cần nghiờn cứu.
Về mặt nguyờn lý truyền tải năng lượng, nạp điện khụng dõy khụng khỏc gỡ chiếc bếp từ đó trở nờn phổ biến trong nhiều gia đỡnh. Thiết bị gồm cuộn sơ cấp nối với nguồn và cuộn thứ cấp nối với tải. Cuộn sơ cấp được cấp điện xoay chiều tần số
30
cao, tần số này càng cao thỡ hiệu suất truyền tải càng lớn. Dũng điện xoay chiều sinh ra từ trường biến thiờn, cảm ứng qua cuộn thứ cấp và sinh ra dũng điện chạy
trong cuộn thứ cấp.
Vấn đề an toàn, nhiễu điện từ, khoảng cỏch và hiệu suất nạp khụng dõy được
đặt ra khi sử dụng ở cụng suất lớn cho ụ tụ điện. Những thớ nghiệm ban đầu tại
Trung tõm nghiờn cứu của giỏo sư Hori tại Đại học Tokyo - Nhật Bản (Hori - lab) cho thấy tại khoảng cỏch lớn, với tần số cao, nạp khụng dõy vẫn cú hiệu suất tốt. Những vấn đề về an toàn và nhiễu vẫn đang được nghiờn cứu.
Hỡnh 2.2. Thớ nghiệm truyền điện khụng dõy tại Hori-lab
Ứng dụng nạp khụng dõy cho ụ tụ điện nổi tiếng nhất cú thể kể ra là dự ỏn
Online Electric Vehicle - OLEV ở Viện Cụng nghệ Tiờn tiến Hàn Quốc (KAIST).
31
Hỡnh 2.3. Xe điện OLEV nạp điện khụng dõy online tại KAIST 2.1.3. Phỏt triển cơ sở hạ tầng cho cỏc trạm nạp ắc quy
ễ tụ điện là phương tiện giao thụng, bởi vậy ta phải nghiờn cứu khụng chỉ
bản thõn chiếc xe mà cũn phải nghiờn cứu phỏt triển đồng bộ cơ sở hạ tầng, cụ thể là hệ thống cỏc trạm nạp. Một dự ỏn điển hỡnh là The EV Project ở Hoa Kỳ bắt đầu từ năm 2009 với tổng vốn đầu tư là 230 triệu Đụ-la. Mục tiờu của dự ỏn là xõy dựng 15.000 trạm nạp ở 16 thành phố lớn tại sỏu bang của Hoa Kỳ. Cụng ty ụ tụ Nissan Bắc Mỹ và General Motors/Chevrolet là những đối tỏc chớnh của dự ỏn này.
32
Hỡnh 2.4. The EV Project-dự ỏn phỏt triển cơ sở hạ tầng hệ thống trạm nạp tại
Hoa Kỳ