“Trống quay” giúp thay đổi lớn hiệu suất máy phát điện cho dòng chảy ngang.

Đó là dòng sông, dòng thủy triều, dòng hải lưu. Dòng nước sau khi quay máy phát thủy điện cũng là dòng chảy ngang. Như vậy dòng chảy ngang có các đặc điểm cơ bản : có độ sâu, độ rộng, hướng dòng và tốc độ trong đó độ sâu và độ rộng là các yếu tố rất quan trọng chỉ tiềm năng nguồn năng lượng của dòng chảy cần tận dụng. Các máy phát điện bằng dòng chảy ngang hiện nay trên thế giới chỉ lấy năng lượng đi qua vùng hoạt động của cánh quạt nên chỉ chuyển đổi một phần rất nhỏ của dòng chảy. Hơn nữa cánh quạt nào cũng có trọng lượng nên hiệu suất của máy chuyển đổi năng lượng hiện nay là thấp.

Việc biến những dòng chảy trên thành điện năng là mục tiêu của giải pháp “Trống quay”. Ta biết động năng của một vật di chuyển có công thức : E= 0.5 m.v.v . Trong công thức trên m là trọng lượng của vật, còn v là tốc độ di chuyển của vật. Vì m của nước nặng gấp 832 lần không khí nên khi nước có tốc độ dòng chảy dù thấp cũng là một nguồn năng vô cùng quý giá. Ví dụ một dòng chảy có tốc độ 1m/s, chiều ngang 1 m và sâu 1m có nguồn năng lượng tương đương 50 người lao động.
Dòng điện xoay chiều được phát ra bằng cách xoay một nam châm trong một cuộn dây hay một cuộn dây xoay tròn trong một nam châm. Trong cả hay trường hợp trên dòng điện xoay chiều xuất hiện giữa các đầu dây. Điện áp xoay chiều mà một máy phát cung cấp phụ thuộc vào độ mạnh của nam châm, số vòng dây và tốc độ quay của nam châm hay cuộn dây. Với một thiết kế cố định cho một máy phát điện, điện áp của máy phát điện xoay chiều chỉ phụ thuộc vào tốc độ quay của nam châm hay cuộc dây. Tốc độ quay của nam châm hay cuộn dây phụ thuộc mô-men quay rotor. Để có một mô-men quay cực đại, rotor quay của máy phát điện phải có sức cản là ít nhất. Vậy làm sao để có một rotor với  sức cản là ít nhất ? Đây là bài toán lớn mà “Trống quay” đã giải được. Ta biết tất cả các vật trên trái đất đều chịu sức hút của trái đất. Sức hút đó được phân biệt bằng phương pháp cân. Vật có trọng lượng nặng hơn thì trọng lượng đè lên ổ đỡ nhiều hơn. Khi vật quay thì xuất hiện lực cản tại ổ đở. Vật có trọng lượng càng lớn thì lực cản tại ổ đỡ càng lớn. Khi quan sát một vật rắn di chuyển về phía trước trong nước, ta thấy vật phải tách ra khỏi vùng nước sau cùng của nó. Khi đó áp suất thấp xuất hiện tại vùng nước sau cùng và đây là nguyên nhân cản trở vật di chuyển về phía trước. Để khắc phục trạng thái trên, ta thấy một vật rắn hình trụ, quay quanh trục hình trụ của chính nó là chuyển động tối ưu ít gặp sức cản nhất. Hơn nữa khi “Trống quay” có độ rổng thích hợp bên trong để nhận lực Ác-si-méc và  có thể nổi lơ lững trong nước thì “Trống quay “trở thành con quay lý tưởng trong nước. Một cặp trống quay đón dòng nước đang chảy ngang sẽ là một cặp động cơ lý tưởng để chuyển đổi động năng dòng nước đang chuyển động ngang thành điện năng. Với nguyên lý trên, một cặp “Trống quay” có thể lấy hết năng lượng của dòng chảy theo chiều sâu. Nhiều cặp “Trống quay ” ghép lại có thể lấy hết năng lượng dòng chảy theo chiều ngang.
Nếu khai thác chỉ một cặp “Trống quay”, ta phải làm tường hướng dòng để tăng hiệu năng của máy phát điện. Nhưng với nhiều cặp trống quay, ta có thể sắp xếp các “Trống quay ” hợp lý để loại bõ tường hướng dòng. Giải pháp bõ tường hướng dòng có thể giảm chiều dài của cả hệ thống nhờ vậy tiết kiệm rất đáng kể chi phí đầu tư.
Với mô tả như trên, “Trống quay ” là máy phát điện cho dòng chảy ngang với trục đứng, rotor và stato nằm trên khô và có thể lấy hết động năng của dòng chảy cả chiều sâu và chiều rộng. Mô hình “Trống quay ” không có trong tự nhiên và được phát minh từ nền tảng lý thuyết của vật rắn di chuyển trong nước. Tác giả tin rằng đây là một phát minh quan trọng giúp con người nhiều cơ hội hơn sử dụng điện năng từ dòng chảy tự nhiên.

Mô hình nguyên lý hoạt động của “Trống quay”

Máy thí nghiệm thứ nhất về nguyên lý hoạt động của “Trống quay”

Mô hình nguyên lý hoạt động của 1 cặp “Trống quay”  ở máy thí nghiệm thứ hai

Máy thí nghiệm thứ hai

Tham gia Hội nghị quốc tế về Năng lượng sạch tại Tp HCM  4/2018 công bố nguồn tài nguyên dòng hải lưu ở miền Trung và công nghệ chuyển đổi năng lượng bằng giải pháp “Trống quay.”

Những cột mốc nghiên cứu tài nguyên dòng hải lưu và máy phát điện bằng dòng hải lưu :

12/ 2014 : Tìm ra nguồn tài nguyên dòng hải lưu ở miền Trung.
14/5/2015 Giới thiệu nguồn tài nguyên dòng hải lưu tại Hội nghị Việt- Mỹ bàn về năng lượng tái tạo ở Tp HCM.
2/6/2015 Hợp tác với công ty Mỹ đến làm việc với lảnh đạo Khánh Hòa về nguồn tài nguyên dòng hải lưu.
3/7/2015 Báo cáo với Chủ tịch nước Trương Tấn Sang tại Phủ Chủ tịch về nguồn tài nguyên dòng hải lưu.
7/8/2015 Giới thiệu về nguồn tài nguyên dòng hải lưu tại Bộ Công thương.

26/5/2016 Phát minh ra “Trống quay” sử dụng cho máy phát điện bằng dòng chảy 1-2 chiều

10/6/2016 Hoàn thành máy thí nghiệm thứ nhất : Nguyên lý hoạt động của “Trống quay”
22/6/2016 Giới thiệu nguyên lý “Trống quay” tại Liên hiệp Hội KHKT Tp. HCM .
13/10/2017 Giới thiệu kết quả thí nghiệm máy phát điện thứ 2 tại Liên hiệp Hội KHKT Tp. HCM.
10-11/4/2018 Giới thiệu nguồn tài nguyên điện hải lưu ở miền Trung Việt Nam và máy phát điện bằng “Trống quay” tại Hội nghị Quốc tế về năng lượng tái tạo tại GEM Center Tp HCM.

Ks Doãn Mạnh Dũng