Thứ Năm, 29 tháng 11, 2012

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha

Máy phát điện xoay chiều 3 pha là một hệ thống gồm 3 dòng điện xoay chiều có cùng biên độ, cùng tần số, nhưng lệch pha nhau 2/3. Ba cuộn dây của phần ứng đặt lệch nhau 1/3 vòng tròn trên stato.  
Cấu tạo
Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha là loại có vòng tiếp điện gồm những bộ phận chính là: rô to, stato, các nắp, puli, cánh quạt và bộ chỉnh lưu.

Máy phát điện xoay chiều kích thích kiểu điện từ.
1- Vỏ máy phát; 2- Bạc lót; 3- Startor; 4- Giá đỡ; 5- Bộ chỉnh lưu; 6- Bộ điều chỉnh điện; 7- Vòng tiếp điện; 8- Rôto.
- Rôto: gồm hai chùm cực hình móng lắp then trên trục. Giữa các chùm cực có các cuộn dây kích thích đặt trên trục qua ống lót bằng thép. Các đầu của cuộn dây kích thích được nối với các vòng tiếp điện gắn trên trục máy phát. Trục của rôto được đặt trên các ổ bi lắp trong các nắp bằng hợp kim nhôm. Trên nắp, phía vòng tiếp điện còn bắt giá đỡ chổi điện. Một chổi điện được nối với vỏ máy phát, chổi còn lại nối với đầu ra cách điện với vỏ. Trên trục còn lắp cánh quạt và puli dẫn động.
 
Các chi tiết chính của rô to máy phát.
1 và 2- Các nửa rô to trái và phải; 3- Cuộn kích thích; 4- Các má cực; 5- Đầu ra cuộn kích thích; 6- Then; 7- Đai ốc và vòng đệm; 8- Trục lắp vòng tiếp điện; 9- các vòng tiếp điện; 10- Các đầu dây dẫn.
- Stato: là khối thép từ ghép từ các lá thép điện kỹ thuật, phía trong có xẻ rãnh phân bố đều để đặt cuộn dây phần ứng.

Stator (a) và sơ đồ đấu dây (b) của máy phát điện xoay chiều 3 pha.

+ Nguyên lý sinh điện của máy phát điện xoay chiều 3 pha.
Khi nam châm quay trong cuộn dây, điện áp sẽ sinh ra giữa 2 đầu cuộn dây. Điện áp này sẽ sinh ra một dòng điện xoay chiều.
 
Sơ đồ nguyên lý sinh điện.
a- Sơ đồ nguyên lý; b- Dòng điện xoay chiều 1 pha trong một chu kỳ..
Mối liên hệ giữa dòng điện sinh ra trong cuộn dây và vị trí của nam châm được chỉ ra trong hình vẽ. Dòng điện lớn nhất được sinh ra khi cực N và cực S của nam châm gần với cuộn dây nhất. Tuy nhiên, chiều dòng điện ở mỗi nửa vòng quay của nam châm lại ngược nhau.
Dựa trên nguyên lý trên và để sinh ra dòng điện một cách hiệu quả hơn, máy phát điện trên ô tô dùng 3 cuộn dây bố trí lệch nhau một góc 120 độ trên stator. 
 
Sơ đồ nguyên lý dòng điện xoay chiều 3 pha
Mỗi cuộn A, B, C được đặt chênh nhau 120 độ. Khi nam châm quay giữa chúng dòng điện xoay chiều được sinh ra trong mỗi cuộn dây. Dòng điện bao gồm 3 dòng xoay chiều được gọi là “dòng xoay chiều 3 pha”.
KEYTECH
Sưu tầm

Chủ Nhật, 25 tháng 11, 2012

Thụy Sĩ thay đổi chính sách năng lượng


Chính phủ Thụy Sĩ đang xây dựng một chiến lược năng lượng mới tới năm 2050, tập trung vào đẩy mạnh tiết kiệm và sử dụng năng lượng hiệu quả, phát triển thủy điện và các loại năng lượng tái tạo mới, và nếu cần thiết, sẽ sản xuất điện dựa trên các loại nhiên liệu hóa thạch và nhập khẩu năng lượng khi nhu cầu trong nước gia tăng.  
Tuy nhiên theo nhiều chuyên gia, "Chiến lược Năng lượng 2050" của Thụy Sĩ vẫn còn tiến triển quá chậm chạp và chưa đi vào thực tế. Đây sẽ là vấn đề của nhiều thế kỷ, gây tác động không chỉ trên chính trường Thụy Sĩ mà còn tác động đến toàn bộ nền kinh tế và xã hội.
Sau trận động đất và sóng thần xảy ra ở Nhật Bản kéo theo vụ tai nạn hạt nhân nghiêm trọng tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima hồi tháng 3/2011, Chính phủ Thụy Sĩ đã chỉ đạo các bộ Môi trường, Giao thông vận tải, Năng lượng và Truyền thông nghiên cứu cập nhật các thông tin liên quan tới triển vọng của năng lượng hạt nhân từ ba kịch bản về nhu cầu điện: Giữ cho các trung tâm hỗn hợp sản xuất điện hiện hành và thay thế sớm nhất có thể ba nhà máy điện hạt nhân lâu đời nhất để đảm bảo an toàn tối đa; không thay thế của các nhà máy điện hạt nhân đang tồn tại tới khi kết thúc thời hạn khai thác của nó; từ bỏ trước thời hạn năng lượng hạt nhân và cho phép ngừng hoạt động các nhà máy điện hạt nhân trước khi thời hạn khai thác bình thường hết hạn.
Quốc hội Thụy Sĩ đã thông qua quyết định ngừng sử dụng điện hạt nhân, đóng cửa toàn bộ lò phản ứng từ năm 2019 đến 2034. Theo kế hoạch này, 5 lò phản ứng đầu tiên sẽ được đóng cửa sau khi hết thời hạn sử dụng. Lò phản ứng đầu tiên, và cũng là lò phản ứng có tuổi thọ dài nhất trên thế giới của Thụy Sĩ hiện vẫn đang hoạt động và dự kiến sẽ ngừng hoạt động vào năm 2019. Lò phản ứng cuối cùng sẽ bị đóng muộn nhất vào năm 2034.
Hiện các nhà máy điện hạt nhân của Thụy Sĩ đáp ứng 40% nhu cầu tiêu thụ của nước này và việc ngừng sử dụng điện hạt nhân cũng có nghĩa là sẽ dẫn đến sự thay đổi sâu sắc trong hệ thống năng lượng Thụy Sĩ. Và như vậy, Chiến lược Năng lượng 2050 của Chính phủ sẽ cần phải thực hiện trong vài thập niên và sẽ khiến cho hai hoặc ba thế hệ các chính trị gia phải đau đầu. Xét trên khía cạnh kinh tế, hàng trăm tỷ franc Thụy Sĩ sẽ phải bỏ ra để đẩy mạnh việc nghiên cứu năng lượng, mở rộng mạng lưới cung cấp điện thông qua việc tăng cường các nguồn năng lượng thay thế, hiện đại hóa cơ sở hạ tầng và đóng cửa các nhà máy điện nguyên tử.
Nhiều chính sách năng lượng của Thụy Sĩ sẽ được thay đổi trong tương lai.
Việc chuyển đổi hệ thống năng lượng quốc gia sẽ tạo ra những việc làm mới, các công ty năng lượng phát triển công nghệ mới. Các mức thuế năng lượng mới, hỗ trợ tài chính cho các nhà máy phát điện tư nhân, tái thiết các nhà máy, các hệ thống đèn điện giao thông, đưa ra các tiêu chuẩn sử dụng năng lượng hiệu quả hơn đối với các thiết bị và đèn điện thắp sáng. Một loạt thay đổi này sẽ tác động đến từng người dân theo các cách khác nhau. Hàng ngàn nhà máy sử dụng năng lượng mặt trời, sức gió, địa nhiệt sẽ mọc lên ở khắp nơi, làm thay đổi bộ mặt của đất nước.
Hiện cũng có một vài kịch bản cho việc thực hiện Chiến lược Năng lượng 2050. Chính phủ đặt mục tiêu giảm một nửa tổng mức tiêu thụ năng lượng vào năm 2050 thông qua một loạt biện pháp như cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của các tòa nhà, các ngành công nghiệp, hệ thống vận tải giao thông, máy móc và các nhà máy phát điện. Việc tiết kiệm này sẽ chủ yếu tác động đến các nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu, trong khi việc sản xuất điện trong nước dự kiến giảm rất chậm. Các nguồn năng lượng tái tạo mới như gió và mặt trời sẽ bù đắp chủ yếu cho năng lượng hạt nhân.
Eric Nussbaumer, nghị sĩ đảng Dân chủ Xã hội Thụy Sĩ, nhận xét: "Chúng ta đang đi đúng hướng, đặc biệt là việc từ bỏ năng lượng nguyên tử, giảm sự phụ thuộc vào xăng dầu và tiết kiệm năng lượng". Cùng quan điểm này, Felix Nipkow, chuyên gia thuộc Tổ chức Năng lượng Thụy Sĩ, cho rằng Chiến lược năng lượng đang đi đúng hướng nhưng quá chậm. Các biện pháp đưa ra không đủ để thực hiện cho dù chỉ một nửa mục tiêu đặt ra.
Trong khi đó, cựu thượng nghị sĩ Rolf Buttiker, cho rằng Chính phủ đánh giá quá cao tiềm năng của năng lượng tái tạo, trong khi đánh giá thấp nhu cầu điện năng không ngừng gia tăng trong mấy thập niên gần đây. Theo ông Buttiker hiện là chủ tịch Công ty điện Onyx, nhu cầu điện năng sẽ tiếp tục tăng trong tương lai, một mặt là do tốc độ gia tăng dân số, mặt khác là do những biện pháp trong chiến lược năng lượng mới sẽ làm gia tăng mức tiêu thụ. Chẳng hạn như việc sử dụng xe điện hay sử dụng bơm nhiệt thay cho việc sưởi ấm bằng đốt dầu. Sẽ là sai lầm khi đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân quá sớm bởi vì trong vài ba năm tới rất có thể phát triển được những công nghệ mới an toàn hơn.
Roland Bilang, người đứng đầu Diễn đàn Nguyên tử Thụy Sĩ, tỏ ra hoài nghi về Chiến lượng năng lượng mới. Để có thể bù đắp 40% nguồn cung điện của các nhà máy điện hạt nhân cũng có nghĩa là sẽ phải gia tăng quy mô nhập khẩu năng lượng, khí đốt. Xét về khía cạnh kinh tế, an ninh năng lượng và khí thải CO2 thì năng lượng hạt nhân Thụy Sĩ vẫn là giải pháp tốt nhất. Trong Chiến lược Năng lượng 2050, Chính phủ Thụy Sĩ tính toán chi phí cho các nhà máy năng lượng tái tạo mới sẽ vào khoảng 30 tỷ franc Thụy Sĩ, còn giá năng lượng đến năm 2050 sẽ tăng 20-30%.
KEYTECH

Thứ Ba, 20 tháng 11, 2012

Siemens sử dụng nhiệt thải ra để sản xuất điện sạch

Siemens đang nghiên cứu các công nghệ giúp sử dụng hiệu quả lượng nhiệt thải từ các phương tiện và các thiết bị công nghiệp mà không sản sinh ra khí cacbonic. Công nghệ này có tiềm năng rất lớn bởi các bộ phận nhiệt điện đều không đắt tiền và có thể sản xuất hàng loạt. Tiếc là các nhà nghiên cứu chưa tạo ra được các vật liệu có thể đạt được cấp độ hiệu quả cao trong khoảng nhiệt độ từ 200 đến 300 độ C.
Cho tới nay, khí thải nói chung chỉ được sử dụng nếu nó ở nhiệt độ hàng trăm độ C. Ví dụ, các tuabin khí trong các nhà máy phát điện khí tự nhiên sản sinh ra khí thải mà sau đó được sử dụng để tạo hơi nước nhằm vận hành tuabin hơi nước.
Trong khi đó, ngành hóa chất sử dụng lại nhiệt thải từ các phản ứng, ví dụ để đun nóng sơ bộ các chất khác. Tuy nhiên, nhiệt thải càng “nguội” thì càng khó sử dụng. Vì thế, bộ phận Công nghệ thuộc Ban nghiên cứu toàn cầu của Siemens (CT) đang nghiên cứu một loạt các giải pháp khả thi cho vấn đề này, bao gồm việc sử dụng máy phát nhiệt điện để sản xuất điện cácbon trung tính trong môi trường nhiệt độ từ 200 đến 300 độ C.
Công nghệ này có tiềm năng rất lớn bởi các bộ phận nhiệt điện đều không đắt tiền và có thể sản xuất hàng loạt. Tiếc là các nhà nghiên cứu chưa tạo ra được các vật liệu có thể đạt được cấp độ hiệu quả cao trong khoảng nhiệt độ nêu trên.
Điện truyền qua các vật liệu nhiệt điện bất kể khi nào có sự khác biệt về nhiệt độ - ví dụ như giữa bề mặt nóng và lạnh. Những vật liệu này có thể được lắp đặt trong ống xả và ống đuôi. Các vật liệu nhiệt điện là chất rắn và dễ dàng cho việc truyền điện.
Nhờ vậy, chúng có thể xử lý được cả nhiệt thải chỉ được sản xuất ra trong một thời gian ngắn. Chức năng này có tính ứng dụng cao. Ví dụ như trong các nhà máy điện cần phải vận hành trong thời gian ngắn nhằm bù đắp cho những dao động bất thường về điện bị gây ra bởi các nguồn năng lượng tái tạo.
Tuy nhiên, một trong những thách thức cần vượt qua trước khi đưa máy phát nhiệt điện vào sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp là sự phát triển của các vật liệu có thể vận hành hiệu quả tại nhiệt độ trên 200 độ C.
Bên cạnh đó, các loại công nghệ kết nối cũng cần được phát triển thêm do các công nghệ hàn truyền thống không thể chịu được các nhiệt độ cao cũng như các dao động nhiệt độ lớn. Để giải quyết những vấn đề này, Siemens đang phối hợp cùng các trường cao đẳng và đối tác công nghiệp trong dự án NEXTEC do chính phủ cấp vốn. Một mô hình trình diễn phòng thí nghiệm đang được xây dựng tại CT.
Một lĩnh vực nghiên cứu khác là việc sử dụng máy phát nhiệt điện trong các phương tiện. Mặc dù các đầu máy xe lửa và các toa xe chạy bằng dầu diezel là phương tiện có tiềm năng lớn nhất, công nghệ này vẫn có thể mang lại lợi ích cho các xe khách, đặc biệt khi giá xăng dầu tăng. Trong lĩnh vực này, Siemens đang hợp tác với các công ty ôtô trong dự án HeatReCar do liên minh châu Âu cấp vốn. Tại đây, một mô hình đang được sử dụng để nghiên cứu tiềm năng của việc thu giữ lại nhiệt từ khí thải của xe ôtô.
KEYTECH

Chủ Nhật, 18 tháng 11, 2012

Israel xây nhà máy điện từ rác thải lớn nhất Trung Đông

Israel đang tiến hành xây dựng một nhà máy sản xuất điện từ rác thải có công suất xử lý gấp đôi lượng chất thải mà thủ đô Tel Aviv thải ra mỗi ngày.
(Ảnh minh họa)
Theo Bộ Môi trường Israel, năm 2016, khi đi vào hoạt động,  đây sẽ là nhà máy phát điện chạy bằng rác thải lớn nhất khu vực Trung Đông và là một trong những nhà máy lớn nhất thế giới. 
Nhà máy có khả năng xử lý hơn 1.000 tấn chất thải mỗi ngày và bao gồm một hệ thống xử lý chất thải hữu cơ theo phương pháp phân hủy yếm khí để sản xuất nguồn điện "sạch" và phân mùn từ các phụ phẩm.
Dự án này nằm trong chính sách khuyến khích sản xuất và sử dụng năng lượng tái tạo của Chính phủ Israel. 
Theo đó, việc tái chế chất thải trên quy mô lớn sẽ làm giảm lượng rác chôn lấp, giảm ô nhiễm môi trường so với các phương pháp truyền thống cũng như giảm diện tích đất dành cho việc chôn lấp rác thải.
Bộ trưởng Môi trường Israel Gilad Erdan cho biết, nước này đang nhanh chóng tiếp cận các chuẩn tái chế rác thải của các nước phát triển. Tại nhiều nơi trên thế giới, tái chế rác thải đã trở thành một ngành kinh tế mới không chỉ tạo ra nhiều việc làm mới mà còn cho phép sản xuất nguồn năng lượng sạch và giảm sự lệ thuộc vào dầu mỏ.
Việc triển khai dự án trên là một cuộc "cách mạng" trong lĩnh vực tái chế rác thải và có thể tạo ra hàng chục nghìn việc làm mới.
Dự kiến đến năm 2014, sẽ có 1,5 triệu người tham gia dự án này thông qua việc phân loại rác thải tại nguồn.
KEYTECH

Chủ Nhật, 11 tháng 11, 2012

Sản xuất điện từ những cánh diều

Nhiều người cho rằng vùng đồng bằng rộng lớn của Đức rất khó tận dụng để phát triển năng lượng gió. Các nhà nghiên cứu đã bác bỏ lại điều này bằng việc sử dụng những chiếc diều vốn chỉ dùng để giải trí, thả lên bầu trời để thu năng lượng gió và chuyển năng lượng này thành dòng điện.
Việc thả diều trở thành một hoạt động thể thao đang được ưu chuộng  với rất nhiều người ham mê thả diều tham gia. Tuy nhiên, một chiếc diều hiện đại không chỉ là một dụng cụ thể thao – nó có tiềm năng trở thành một máy sản xuất năng lượng. Sự vận động của chiếc diều trên không có thể sử dụng để chạy máy phát điện, chuyển năng lượng động lực học thành dòng điện. Ý tưởng này bắt nguồn từ những người sáng lập của Công ty phát triển năng lượng gió NTS GmbH có trụ sở lại Berlin. 
Những người cộng tác trong dự án này dự định sử dụng phương pháp mới của họ để khai thác năng lượng của những cơn gió mạnh ở độ cao lên tới 500m. Kỹ sư Joachim Montnacher, người tham gia dự án, giải thích hoạt động của các “trạm năng lượng diều” như sau: “Những chiếc diều bay ở độ cao từ 300 tới 500m là vị trí lý tưởng để thu được những cơn gió mạnh. Các dây nối, dài khoảng 700m, buộc con diều với một chiếc xe và kéo chiếc xe xung quanh một đường ray. Một máy phát điện sau đó sẽ chuyển năng lượng động lực học của chiếc xe này điện năng”.
So với các trang trại gió truyền thống, công nghệ này hoạt động dựa trên roto và có một loạt những lợi thế. Tốc độ gió ở mặt đất khá thấp và càng lên cao thì càng tăng nhanh. Ở độ cao 100m, tốc độ gió là khoảng 15m/s và ở độ cao 500 thì vượt mức 20m/s. Ông Montnacher cho biết: “Năng lượng mà những chiếc diều thu được vượt xa so với tua-bin gió. Việc tăng gấp đôi tốc độ gió sẽ tạo ra sản lượng năng lượng tăng gấp 8 lần, Phụ thuộc vào các vận tốc gió khác nhau, tám chiếc được kết hợp với nhau trong một khu vực có diện tích 300 m2 có thể tạo ra năng lượng tương đương với 20 tua-bin gió công suất 1MW truyền thống. ”
KEYTECH

Thứ Năm, 8 tháng 11, 2012

Nhà máy điện chạy bằng nước mưa

Tại cuộc triển lãm sáng tạo khoa học và kỹ thuật quốc tế của giới trẻ EXPO-SCIENCES EUROPE 2012 có một thiết bị rất độc đáo của sinh viên Nga đến từ tỉnh Kaliningrad: “Nhà máy điện chạy bằng nước mưa – phương hướng mới của năng lượng thay thế”.
Enver Kurbanov, tác giả phát minh này cho biết, mục đích chính của nó là xác định khả năng sử dụng nước mưa như là nguồn cung cấp năng lượng thay thế.
Dự án này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng ở khu vực Kaliningrad, nơi mưa nhiều, vì thế đã gây ra sự quan tâm lớn của các chuyên gia. Enver đã lắp ráp nhà phát máy điện mini bằng các bộ phận của chiếc xe đạp cũ, có sử dụng chai nhựa và giá gỗ.
Chàng sinh viên năm thứ 4 của Đại học Kỹ thuật Điện Quốc gia St.Peterburg đã mất khoảng một tháng để chế tạo thiết bị này. Nhà máy mini hoạt động theo nguyên tắc: một khớp được lấy ra từ ống tháo nước, sau đó làm lỗ trong khớp và cài đặt các cánh vào lỗ nhỏ này. Nước mưa từ mái nhà chảy xuống các cánh. Nhờ máy phát điện, năng lượng cơ học của nước mưa được chuyển đổi thành điện năng. Thiết bị này của Enver Kurbanov có khả năng sản xuất 17 kW điện mỗi tháng.
Cuộc triển lãm sáng tạo khoa học và kỹ thuật quốc tế của giới trẻ EXPO-SCIENCES EUROPE 2012 có sự tham gia của 420 nhà khoa học trẻ từ 12 - 25 tuổi đến từ 23 quốc gia. Enver Kurbanov đã giới thiệu ở đó chiếc ắc quy mà anh đã sạc vào mùa hè, khi có nhiều cơn mưa to. Nhờ thiết bị này, tại cuộc triển lãm, anh đã sạc pin điện thoại di động cho tất cả mọi người. Tổng cộng cho 300 chiếc điện thoại di động.
Nhà phát minh trẻ tuổi có ý định hoàn thiện thiết bị này để sản xuất điện lực trên các hòn đảo và những địa điểm hẻo lánh khác. Nhờ đó, phát minh này có thể trở thành dự án thương mại mang lại lợi nhuận cao. Ở giai đoạn đầu tiên, Enver có kế hoạch sử dụng nhà máy điện mini chạy bằng nước mưa tại trường học của mình. Anh đã tính toán rằng, để hoàn vốn đầu tư, phải có 52 ngày mưa. Sau đó thiết bị sẽ bắt đầu sản xuất điện lực sạch về sinh thái và miễn phí.
KEYTECH

Thứ Tư, 7 tháng 11, 2012

Triển vọng nhiên liệu sinh học từ dầu phế thải

Các chuyên gia năng lượng cho rằng, dầu diesel sinh học (còn gọi là biodiesel) được chế biến từ dầu phế thải có triển vọng phát triển ở Việt Nam, vừa giảm được giá thành dầu diesel sinh học vừa không gây ô nhiễm.
Trong Hội nghị quốc tế Việt Nam - Vương quốc Anh về phát triển năng lượng sạch ở Việt Nam diễn ra tại Đà Nẵng vào trung tuần tháng 9 vừa qua, bên cạnh việc trình bày những nghiên cứu mới nhất và cơ hội phát triển nguồn năng lượng sạch, một số nhà khoa học đến từ Anh đã đề cập đến chương trình nghiên cứu về khả năng chế biến dầu phế thải từ các nhà hàng, khách sạn thành dầu diesel sinh học (còn gọi là biodiesel) thân thiện với môi trường. Ý kiến này đã nhận được sự quan tâm của các nhà hoạch định chiến lược năng lượng sạch Việt Nam.
Triển vọng lớn
Theo nhận định của các chuyên gia năng lượng, biodiesel được sản xuất bằng dầu phế thải là có triển vọng để phát triển, vừa giảm được giá thành dầu diesel sinh học vừa không gây ô nhiễm. Hơn nữa, biodiesel được sản xuất từ dầu rán phế thải có tính ứng dụng vào cuộc sống cao khi dùng để sử dụng cho các phương tiện vận tải để chạy xe buýt, xe tải trọng nặng, tàu thủy...
Trên thực tế, việc nghiên cứu, chế biến dầu diesel sinh học từ nguồn dầu ăn phế thải không phải là mới mẻ gì tại Việt Nam (đã được nghiên cứu từ năm 2000), nhưng đến nay việc triển khai ứng dụng vẫn chưa được rộng rãi.
Thử nghiệm máy phát điện chạy biodiesel từ dầu rán phế thải
Nhiều năm trước, một nhóm nghiên cứu thuộc bộ môn Công nghệ Chế biến dầu khí và Trung tâm lọc - hóa dầu thuộc Đại học Bách khoa TP HCM đã từng nghiên cứu thành công việc sản xuất biodiesel từ các nguồn dầu thực vật. Nhằm mục đích giảm chi phí cho quá trình sản xuất biodiesel, các kỹ sư đã thử nghiệm thành công trên nguồn dầu ăn phế thải ra từ các quá trình chế biến thực phẩm. Nghiên cứu này đã tập trung vào phản ứng ester hóa dầu ăn phế thải bằng phương pháp hóa học với sử dụng xúc tác kiềm. Công đoạn bao gồm: tách, rửa glyceryn - sấy - ra biodiesel thành phẩm. Từ lượng dầu đen phế thải đậm đặc, nặng mùi chua đã trở thành dầu vàng như màu nguyên thủy, thoang thoảng mùi cồn nhẹ, mùi chua đã biến mất. Sản phẩm sau tinh chế không còn lẫn metanol, nước, glyxerin hay tạp chất khác. Những tính chất của nhiên liệu biodiesel và hỗn hợp nhiên liệu đã được đánh giá. Kết quả cho thấy biodiesel tổng hợp được thỏa mãn hầu hết các chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu theo tiêu chuẩn ASTM.
Các kỹ sư Đại học Bách khoa TP HCM đã nghiên cứu sản xuất thử nghiệm từ khoảng 2 tấn nguyên liệu dầu phế thải đã chế biến ra 1,8 tấn biodiesel.
Nhận định chung cho thấy ở các thành phố lớn có thể sản xuất biodiesel từ dầu ăn phế thải ra hàng năm. Đơn cử như tại TP HCM đã có nguồn dầu phế thải dồi dào, với lượng dầu ăn phế thải ra khoảng 6-7 tấn mỗi ngày, riêng mỗi nhà hàng tại TP HCM trung bình mỗi ngày thải ra 20-30kg dầu ăn nên nguồn nguyên liệu đầu vào nhằm sản xuất biodiesel là hoàn toàn khả thi. Một số nhà hàng, khách sạn lớn tại TP HCM ủng hộ dự án sản xuất dầu diesel sinh học và sẵn sàng hợp tác thu gom dầu ăn đã qua sử dụng và lượng dầu mỡ tách ra từ nguồn nước thải. Ngoài ra, các nhà máy sản xuất mì ăn liền, chế biến thực phẩm ở TP HCM cũng sẵn sàng thu gom dầu ăn phế thải để sản xuất biodiesel.
Tuy nhiên, hiện nay ở Việt Nam, bên cạnh cơ sở nghiên cứu của Đại học Bách khoa TP HCM được Sở Khoa học Công nghệ TP HCM hỗ trợ kinh phí nghiên cứu với một xưởng sản xuất thử nghiệm biodiesel từ dầu phế thải (là hệ thống bán tự động do các kỹ sư tự thiết kế) ở quận Thủ Đức (TP HCM) thì vẫn chưa có một nhà máy thực thụ nào ở Việt Nam mạnh dạn đầu tư hệ thống công nghệ chế biến nhằm chuyển đổi dầu phế thải thành dầu diesel sinh học. Được biết xưởng sản xuất thử nghiệm này này đã bán biodiesel thành phẩm từ dầu phế thải cho các xe bồn đến mua, cung cấp cho các cơ sở làm khí đốt, giúp tiết kiệm dầu công nghiệp và điện năng.
Theo Ban Giám đốc Nhà máy ASB biodiesel, Hồng Công, ban đầu, khoảng 25% số nguyên liệu thô sẽ là dầu ăn phế thải, 20% là dầu mỡ bôi trơn động cơ máy móc và mỡ động vật chiếm 15% số nguyên liệu thô, 40% là các axít béo từ cây cọ - một phụ phẩm thu được từ quá trình sản xuất dầu cọ. ASB biodiesel đã thu thập dầu ăn phế thải từ 1.800 nhà hàng tại Hồng Công và trở thành công ty thu thập dầu ăn đã qua sử dụng lớn nhất tại nước này. Dự kiến, nhà máy này sẽ được hoàn thành vào tháng 2/2013 và bắt đầu đi vào hoạt động từ tháng 8/2013 với công suất dự kiến là 100.000 tấn dầu diesel sinh học/năm.
Cần cơ chế hỗ trợ
Một điều nghịch lý ở chỗ, dầu ăn sau khi sử dụng ở nước ngoài gần như là bỏ đi nên việc thu gom để chế biến biodiesel là điều dễ dàng. Thế nhưng ở Việt Nam thì ngược lại, dầu ăn phế thải vẫn được tái sử dụng cho những mục đích kinh doanh khác bất chấp chất lượng không đảm bảo, độc hại, chế biến thực phẩm gây ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng.
Thông thường với số lượng lớn dầu phế thải như ở TP HCM mà giới báo chí và cảnh sát môi trường từng vào cuộc điều tra cho thấy, chúng vẫn thường được lén lút đem bán lại cho các cơ sở, xưởng sản xuất chế biến thực phẩm độc hại hoặc bán cho tiểu thương chiên xào tiếp, như món hành phi là một thí dụ điển hình. Dầu ăn phế thải được dùng để chiên nhiều đến mức từ vàng sang đen, rồi vón cục. Lúc này, chu kỳ “tận dụng” của nó mới chấm dứt và thường được đổ thẳng xuống cống rãnh, làm thành những mảng đen bám ở đây, gây ô nhiễm môi trường trầm trọng.
Bên cạnh đó, các chuyên gia năng lượng cũng nhìn thấy ưu thế của việc chế biến biodiesel từ dầu phế thải. Trước đây, một trong những trở ngại chính hiện nay của việc sử dụng biodiesel rộng rãi chính là giá thành của nó. Giá thành sản xuất biodiesel vẫn còn cao gấp khoảng hai lần giá thành nhiên liệu diesel. Chính vì thế, nếu biodiesel được sản xuất từ những nguồn nguyên liệu rẻ tiền như dầu ăn phế thải thì đây sẽ là nguồn nhiên liệu được sử dụng rộng rãi trong tương lai.
Tuy vậy, việc sản xuất biodiesel sẽ còn gặp rất nhiều khó khăn và khó được nhân rộng, đầu tư thỏa đáng nếu không có sự hỗ trợ của Nhà nước mà trước mắt cần có những chính sách khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực này và có chính sách ưu đãi về thuế phù hợp để hỗ trợ việc phát triển nghiên cứu và sử dụng biodiesel cũng như tuyên truyền cho người dân hiểu biết rõ về lợi ích của việc cung cấp dầu ăn phế thải cho việc sản xuất biodiesel để nhiệt tình tham gia.
Mặt khác, các cơ quan chức năng thông qua một số chính sách hỗ trợ cũng nên kêu gọi các cơ sở sản xuất, nhà hàng, khách sạn… có số lượng lớn dầu thực vật phế thải cần sẵn sàng cung cấp nguyên liệu với giá cả phải chăng cho các dự án nghiên cứu chế biến biodiesel. Đó cũng là một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường, sản xuất sạch và an toàn hơn và cũng nhằm chống lại tình trạng chế biến thực phẩm độc hại từ nguồn dầu ăn phế thải.
KEYTECH

Thứ Ba, 6 tháng 11, 2012

Tạo nguồn điện từ cửa sổ

Trên thế giới có biết bao nhiêu cửa sổ, vậy tại sao không dùng chúng để gắn tấm thu năng lượng mặt trời?
 
Một thế hệ mới các tế bào điện mặt trời trong suốt có thể biến một cửa sổ bằng kính bình thường thành một tấm thu năng lượng mặt trời mà không cản trở ánh sáng đi qua – các nhà khoa học tại Viện Kỹ thuật Massachusetts (MIT) vừa loan báo.
Nếu dùng tế bào này làm cửa sổ, một ngày nào đó nhà chọc trời có thể biến thành những nhà máy phát điện bằng năng lượng mặt trời khổng lồ, theo lời tiến sĩ Richard Lunt, một trong những nhà nghiên cứu trong dự án này. Những cố gắng trước đây nhằm chế tạo các tế bào mặt trời trong suốt hoặc không đạt được hiệu năng cao hoặc ngăn chặn quá nhiều ánh sáng để có thể được sử dụng tại các cửa sổ. Nhưng các tế bào mới, gồm các phân tử hữu cơ tương tự như thuốc nhuộm và các sắc tố, được cải biến để chỉ hấp thu quang phổ gần tia hồng ngoại và có tiềm năng biến ánh sáng đó thành điện lực với hiệu năng tương đối cao.
Hiệu năng hiện nay của các tế bào kiểu mẫu chỉ vào khoảng 2%, nhưng vài cải tiến căn bản, như chồng chất các tế bào lên nhau, có thể gia tăng hiệu năng lên tới khoảng 10%, tiến sĩ Lunt nói.
Thách đố lớn lao nhất trong việc phát triển các ứng dụng thương mại cho các tế bào mặt trời mới sẽ là độ bền. Các tế bào có thể được chất vào giữa hai lớp kính của các cửa sổ, sẽ cung cấp sự bảo vệ trước thời tiết và việc lau chùi. Nhưng tuổi thọ của các tế bào vẫn cần tiến gần tới tuổi thọ của chính các cửa sổ, là những thứ sẽ không được thay sau hàng thập niên.
“Để làm cho điều này thực sự hữu ích, người ta cần phải kéo dài tuổi thọ, và bảo đảm nó đạt tới ít nhất 20 năm, hoặc lâu hơn”, theo lời Vladimir Bulovic, một giáo sư trong ngành kỹ sư điện tại MIT, người đã cộng tác trong việc phát triển các tế bào này. Ông Bulovic nói rằng công việc trước đây để kéo dài tuổi thọ của các diodes phát quang hữu cơ, hay LED, là thứ có chung nhiều đặc điểm của các tế bào mặt trời hữu cơ, cho thấy rằng vấn nạn tuổi thọ không phải là cực kỳ khó khăn.
Nếu các tế bào có thể được chế tạo để bền bỉ hơn, chúng có thể được hòa nhập vào các cửa sổ tương đối rẻ tiền, cũng như phí tổn của quang điện cổ điển không phải vì chính tế bào mặt trời, mà là các vật liệu mà nó được gắn lên, như nhôm và thủy tinh. Phủ lên các cấu trúc hiện hữu với một lớp tế bào mặt trời sẽ loại trừ một phần phí tổn về vật liệu này.
Nếu các tế bào trong suốt cuối cùng tỏ ra có thể tồn tại về mặt thương mại, điện lực mà chúng phát ra có thể bù đắp đáng kể việc sử dụng năng lượng của các tòa nhà lớn. Tiến sĩ Lunt khẳng định: “Số năng lượng từ các cửa sổ đủ dùng cho những thứ như đèn và đồ điện tử hàng ngày”.
KEYTECH