Mỹ thử nghiệm “sà lan pin” nổi, mở trạm sạc di động cho tàu điện

Tàu chạy điện của Photon Marine đã cập bến dọc theo một tuyến đường thủy. Ảnh: Photon Marine,

Photon Marine, công ty Mỹ phát triển hệ thống động lực điện cho phương tiện đường thủy, sẽ triển khai một nền tảng pin nổi có khả năng cung cấp nguồn sạc công suất lớn cho tàu thuyền chạy điện trong một dự án điện khí hóa giao thông đường thủy trị giá 1 triệu USD tại New York.

Công ty vừa nhận được khoản tài trợ MegaBoost đầu tiên từ tổ chức National Science Foundation Energy Storage Engine tại New York. Dự án sẽ kết hợp một tàu công vụ chạy điện, bộ sạc nhanh công suất 40 kW và hệ thống lưu trữ năng lượng nổi cơ động mang tên ChargeBarge.

Trung tâm của chương trình thử nghiệm là một tàu công vụ dài 24 feet (khoảng 7,3 m), sử dụng hệ thống động lực điện Gen-7 P300 của Photon Marine. Con tàu này trước đó đã hoạt động trên hệ thống kênh đào bang New York trong một chương trình thí điểm do Cơ quan Điện lực New York (NYPA) và New York State Canal Corporation phối hợp thực hiện.

Lần này, Photon Marine muốn thử nghiệm toàn bộ công nghệ như một hệ thống thống nhất, thay vì xem động lực điện, lưu trữ năng lượng và hạ tầng sạc là những thành phần riêng biệt. Dự án dự kiến hoàn tất vào cuối năm 2027 hoặc đầu năm 2028.

Đưa hệ thống sạc xuống mặt nước

Điểm đáng chú ý nhất của dự án là ChargeBarge, một nền tảng nổi dài 32 feet (khoảng 9,8 m), tích hợp hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin cùng thiết bị sạc công suất lớn.

Thay vì phải lắp đặt các trạm sạc nhanh cố định tại từng địa điểm ven sông, nền tảng này có thể di chuyển nguồn điện đã được tích trữ tới nơi các tàu cần sạc. Xưởng đóng tàu Derecktor Shipyards, có trụ sở tại New York, sẽ đảm nhiệm chế tạo ChargeBarge.

Nền tảng này được thiết kế để phục vụ sạc điện giữa các tàu, hỗ trợ hoạt động của những đội tàu ở khu vực xa hạ tầng trên bờ và đáp ứng nhu cầu tại các sự kiện tạm thời. Photon Marine cũng nhìn thấy khả năng sử dụng ChargeBarge như một nguồn điện khẩn cấp khi lưới điện trên bờ gặp sự cố.

Bên cạnh ChargeBarge, dự án sẽ triển khai một bộ sạc nhanh DC hàng hải công suất 40 kW làm hạ tầng sạc cố định cho các tàu thương mại, tàu công vụ và tàu giải trí chạy điện trên các tuyến đường thủy của New York.

“Điện khí hóa phương tiện đường thủy thương mại chỉ có thể mở rộng khi các đơn vị vận hành thấy rõ công nghệ thực sự hoạt động trong những điều kiện mà họ phải đối mặt mỗi ngày”, ông Marcelino J. Alvarez, đồng sáng lập kiêm CEO Photon Marine, nói.

“Dự án này cho chúng tôi cơ hội trình diễn một hệ sinh thái điện khí hóa hoàn chỉnh, từ hệ thống động lực, bộ sạc cho tới lưu trữ năng lượng di động, đồng thời phát huy kinh nghiệm vận hành thực tế mà chúng tôi đã tích lũy cùng NYPA.”

Biến tàu thuyền thành phòng thử nghiệm

Tàu công vụ thương mại được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ như vận hành tại cảng, bảo dưỡng, giám sát môi trường và bảo đảm an toàn công cộng. Điện khí hóa những phương tiện này không đơn giản, bởi các đơn vị khai thác cần hệ thống động lực công suất lớn, đủ bền bỉ, đồng thời phải có hạ tầng sạc tại những khu vực ven sông vốn có thể chưa được trang bị hệ thống điện phù hợp.

Giải pháp của Photon Marine kết hợp các trạm sạc cố định với hệ thống lưu trữ pin di động. Cách tiếp cận này có thể giúp các đội tàu bắt đầu chuyển sang sử dụng điện mà không phải chờ đến khi mạng lưới trạm sạc ven sông được triển khai rộng khắp.

Trong quá trình thử nghiệm, dự án sẽ thu thập dữ liệu về hiệu suất tàu, mức sạc và tình trạng pin, hoạt động của hệ thống sạc cũng như chu kỳ vận hành của tàu. Các nhà nghiên cứu cũng sẽ đánh giá quá trình truyền năng lượng giữa các tàu và khả năng tương tác của hệ thống với lưới điện.

Photon Marine dự định sử dụng những dữ liệu này để xây dựng một bộ hướng dẫn điện khí hóa đội tàu, qua đó giúp các đơn vị khai thác thương mại khác đánh giá khả năng áp dụng những hệ thống tương tự.

“MegaBoost nhằm thu hẹp khoảng cách giữa một công nghệ đã chứng minh được khả năng hoạt động và một sản phẩm hoặc hệ thống mà khách hàng thực sự có thể triển khai trên quy mô lớn”, ông Fernando Gómez-Baquero, giám đốc phụ trách chuyển giao công nghệ của NSF Energy Storage Engine tại Upstate New York, cho biết.

Khoản tài trợ 1 triệu USD này được xây dựng trên nền tảng chương trình thương mại hóa SuperBoost quy mô nhỏ hơn của Energy Storage Engine. MegaBoost hướng tới những công nghệ đã vượt qua giai đoạn phát triển ban đầu và sẵn sàng được thử nghiệm với khách hàng ở quy mô phù hợp với điều kiện thương mại thực tế.