Shawn Ryan tự chế xe đạp điện có thể đi hàng nghìn km không cần sạc - Ảnh: Shawn Ryan
Chiếc xe đạp điện chạy bằng ánh nắng
Shawn Ryan bắt đầu dự án với một câu hỏi khá đơn giản: Xe đạp điện có thể đi xa đến đâu nếu ánh nắng mặt trời là nguồn năng lượng duy nhất?
Để tìm câu trả lời, anh tự chế một chiếc xe đạp điện năng lượng mặt trời và tham dự Sun Trip - sự kiện dành cho những chiếc xe đạp sử dụng năng lượng mặt trời.
Khác với những cuộc đua khác, người tham dự Sun Trip không có xe hậu cần đi kèm. Họ phải tự tìm đường, cắm trại, sửa chữa xe và đặc biệt là tính toán lượng điện có thể sử dụng. Một trong những nguyên tắc quan trọng nhất là không được sạc từ lưới điện nếu muốn tiếp tục tranh tài.
Ryan sử dụng một chiếc xe đạp chở hàng Omnium làm nền tảng. Khu vực chở hàng phía trước trở thành nơi lắp các tấm pin mặt trời, còn hệ thống truyền động được bổ sung động cơ điện đặt giữa Tongsheng TSDZ2B công suất 250W.
Chiếc xe có hai bộ pin 36V. Điện từ các tấm pin mặt trời được đưa qua bộ điều khiển sạc MPPT trước khi nạp vào pin.
Chiếc xe của Ryan được trang bị hai tấm pin mặt trời, động cơ đặt giữa và hai bộ pin - Ảnh: Shawn Ryan
Trong quá trình thử nghiệm tại Anh, xe tiêu thụ khoảng 6 - 7,5Wh điện cho mỗi km. Trong khi đó, hệ thống pin mặt trời có công suất danh định 200W nhưng thực tế thường chỉ tạo ra khoảng 70 - 100W, tùy thời tiết và góc chiếu của ánh nắng.
Vượt những con đèo cao nhất dãy Alps
Chiếc xe đã vượt qua những cung đường khắc nghiệt - Ảnh: Shawn Ryan
Phiên bản Sun Trip Alpine mà Ryan tham gia diễn ra tại vùng Auvergne-Rhône-Alpes của Pháp. Lộ trình đưa người tham dự qua nhiều cung đường leo núi khắc nghiệt, bao gồm Col du Galibier ở độ cao 2.642m và Col de l'Iseran ở khoảng 2.770m. Col de l'Iseran được xem là đèo trải nhựa cao nhất dãy Alps.
Trong ngày khắc nghiệt nhất, Ryan đi 130km qua địa hình chủ yếu là đồi núi. Bộ điều khiển sạc ghi nhận hệ thống pin mặt trời cung cấp 985Wh điện hữu dụng, tương đương khoảng 7,58Wh/km. Tốc độ trung bình của chiếc xe đạp điện đạt khoảng 21 - 22km/h.
Tuy nhiên, thử thách lớn nhất lại không đến từ những con dốc mà là nhiệt độ.
Một đợt nắng nóng khiến nhiệt độ tại Pháp lên tới 41 độ C, đồng thời gây cháy rừng gần Lyon. Nhiệt độ cao khiến hệ thống quản lý pin (BMS) trên xe Ryan quá nóng và tạm ngừng nhận điện từ các tấm pin mặt trời.
Theo Ryan, BMS thực tế đã làm đúng nhiệm vụ bảo vệ pin. Vấn đề là trong một số thời điểm, anh không thể lưu trữ toàn bộ lượng điện mà các tấm pin đang tạo ra.
Việc giảm công suất động cơ so với dự định ban đầu là một trong những đóng góp quyết định cho chuyến đi - Ảnh: Shawn Ryan
Nhìn lại hành trình, Ryan cho rằng đáng lẽ anh nên bố trí bộ pin ở vị trí có bóng râm và được cách nhiệt tốt hơn.
Sự cố này, cộng với lượng điện dự phòng vốn không nhiều, Ryan phải cắm sạc từ lưới điện hai lần, tổng cộng khoảng 1kWh.
Điều đó đồng nghĩa anh không còn đủ điều kiện tranh tài ở hạng mục chỉ sử dụng năng lượng mặt trời, dù vẫn được tiếp tục hành trình.
Động cơ quá nhiệt, phải đổ nước làm mát
Tất nhiên, thách thức cũng không hề nhỏ - Ảnh: Shawn Ryan
Bộ pin không phải thành phần duy nhất gặp khó khăn. Động cơ điện đặt giữa công suất 250W cũng nhiều lần chịu áp lực lớn khi phải kéo chiếc xe 61kg lên những con đèo dài.
Trên một số đoạn leo dốc, động cơ bị quá nhiệt. Ryan phải dừng lại chờ nguội, thậm chí có vài lần đổ nước trực tiếp lên vỏ động cơ để hạ nhiệt.
Sau đó anh tìm ra cách vận hành hiệu quả hơn: Sử dụng số thấp để giữ động cơ ở vòng tua cao thay vì bắt động cơ chịu tải lớn ở vòng tua thấp.
Cách này khiến tốc độ leo núi không cao nhưng giúp chiếc xe tiếp tục di chuyển. Đây cũng là lợi thế của động cơ đặt giữa, bởi động cơ có thể tận dụng hệ thống bánh răng của xe đạp để hoạt động trong dải vòng tua phù hợp hơn.
Sau hơn 1.000km cùng hàng loạt đèo trên dãy Alps, chiếc xe cũng giúp Ryan chứng minh một điều: Một hệ thống xe đạp điện năng lượng mặt trời không nhất thiết phải quá phức tạp.
