Mục tiêu của sáng chế là nhằm thiết kế, chế tạo bộ điều khiển điện tử cho máy phát điện sử dụng khí biogas nhằm thu nhận dữ liệu hoạt động của động cơ và máy phát điện bằng các cảm biến (sensors); hoà trộn hỗn hợp khí biogas bằng ống venturi, kiểm soát tỷ lệ không khí/nhiên liệu của hỗn hợp hoà khí cung cấp cho động cơ (AFR) theo giải thuật PID Digital (tích phân - vi phân - tỷ lệ); điều khiển nhiên liệu và đánh lửa theo lập trình, theo hướng hỗn hợp nhiên liệu nghèo và tỷ số nén cao (lớn hơn 17); kiểm soát và điều khiển sự ổn định của tần số, điện áp theo giải thuật PID. Qua đó, giúp chất lượng điện áp máy phát ổn định, đảm bảo tiêu chuẩn quy định về chất lượng điện năng theo Nghị định 105/2005/NĐ-CP của Chính phủ (ổn định điện áp từ -10% đến + 5% , ổn định tần số + 0,5 Hz).
Do áp dụng hiệu ứng Venturi nên biogas được hút từ hầm ủ (hoặc túi lọc) vào động cơ (động cơ diesel từ 1-6 xy lanh được chuyển đổi, có thể sử dụng hoàn toàn bằng khí biogas) không qua hệ thống tăng áp; đồng thời tỷ số nén của động cơ diesel (máy dầu) nguyên thủy được cố định (từ 17-18) nên động cơ cho hiệu suất nhiệt cao, tiêu tốn năng lượng ít, giảm phát thải khí CO2. Đối với máy phát điện sử dụng biogas được lắp đặt bộ điều khiển, khi phụ tải giảm, nhu cầu tiêu thụ điện năng giảm, động cơ được điều khiển giảm tốc độ vòng quay bằng cách giảm lượng khí biogas nạp vào thông qua van tiết lưu. Ngược lại, khi phụ tải tăng, van tiết lưu được mở lớn, lượng khí biogas được tăng cường giúp động cơ tăng tốc độ vòng quay để kéo máy phát quay nhanh hơn nhằm đáp ứng nhu cầu điện năng tăng lên của phụ tải (các máy phát điện tương tự không được lắp bộ điều khiển, thường chỉ chạy ở một mức ga cố định nên việc sử dụng khí biogas không những không đảm bảo tiết kiệm, hiệu quả, mà còn làm tăng phát thải khí CO2 khi động cơ hoạt động thừa công suất).
Thạc sĩ Nguyễn Phước Tín cho biết, kể từ sáng chế thành công bộ điều khiển trên, đến nay thầy cùng nhóm nghiên cứu và các cộng sự đã tiến hành lắp đặt hệ thống động cơ, máy phát điện sử dụng khí biogas cho 7 đơn vị (doanh nghiệp sản xuất bột mì, trại chăn nuôi quy mô lớn) ở trong, ngoài tỉnh với mức giá trọn gói từ 50 triệu đồng/hệ thống trở lên (động cơ máy nổ công suất từ 16,5 HP trở lên, máy phát điện công suất từ 5 - 50 kVA). Đa số hệ thống sau lắp đặt, đều vận hành hiệu quả.
“Tham gia trưng bày hệ thống động cơ, máy phát điện sử dụng khí biogas (thuộc gian hàng Trường đại học Tiền Giang) tại triển lãm thành tựu Kinh tế - Văn hóa - Xã hội - Quốc phòng - An ninh tỉnh Tiền Giang chào mừng Đại hội đại biểu Đảng bộ tỉnh lần thứ X, nhiều khách hàng trong, ngoài tỉnh đến tham quan, tìm hiểu và đề nghị chúng tôi đến khảo sát, thiết kế, lắp đặt cho các trang trại chăn nuôi nhằm vừa tạo ra nguồn điện cung cấp cho hoạt động của trang trại, vừa giúp giải quyết tốt vấn đề môi trường” - Thạc sĩ Tín cho biết. |