بررسی انواع مخازن سوخت سی ان جی CNG

مخازن سوخت CNG با توجه به گنجایش آبی و ماکزیموم فشار عملکردیشان مشخص می گردند. گنجایش و یا ظرفیت آبی یک مخزن، برابر با حجمی از مایع است که برای پرکردن آن ظرف (بر حسب فوت مکعب آب) مورد نیاز می باشد. ماکزیموم فشار کاری مخازن سوخت CNG (طبق تعریف انجمن مهندسین مکانیک آمریکا ASME، در قسمت بویلرها و مخازن سوخت تحت فشار ) برابر با، ماکزیموم فشار مجاز در بالای مخازن سوخت ، در حالت عملکرد نرمال (و دمای مربوط) است. البته این فشار شامل کلیه نیروها و فشارهای که از خارج بر مخزن اعمال می‌گردد نیز می باشد.

مشکلات ناشی از ذخیره‌سازی سوخت گاز، به‌عنوان یک مانع بزرگ در توسعه سریع خودروهای گاز‌سوز جلوه کرده‌است. در حال حاضر سه مبنا برای ذخیره‌سازی سوخت‌های گازی که جزء اصلی آن‌ها متان است، وجود دارد:

امروزه استفاده از گاز طبیعی فشرده بیشترین کاربرد را از بین سه روش فوق دارد. مخازن ذخیره گاز تحت فشار بالا، که در حال حاضر برای خودروهای گازسوز کاربرد دارند، نسبت به آنچه که ده سال پیش مورد استفاده واقع می‌شد، به‌طرز قابل‌توجهی تکامل‌ یافته‌اند. در مخازن سوخت فعلی، نسبت وزن بر واحد حجم گاز ذخیره‌شده در مقایسه با مخازن سوخت اولیه، به بیش از نصف کاهش یافته و مخازن سوخت در اندازه‌ها و شکل‌های متفاوت تولید شده‌‌اند. البته توسعه و پیشرفت در این راه با کاربرد استانداردهای جدیدISO- International Organizations for Standardization )با سرعت بیشتر قابل پیش‌بینی و انتظار است. این در حالی است که دیگر روش‌های ذخیره‌سازی گاز در مراحل اولیه توسعۀ خود هستند.

به‌کارگیری گاز طبیعی فشرده به‌عنوان سوخت وسائط نقلیه در مقیاس وسیع در دو دهه 50 و 60 میلادی در ایتالیا و روسیه آغاز شد. مخازن اولیه، مخازن فولادی بودند که با مشخصات صنعتی- ملی گوناگون ساخته می‌شدند تا این‌که در اواخر سال 1970 میلادی با وضع مقررات جدید در ایتالیا، مخازن سوخت فولادی کم‌وزن به بازار عرضه شدند. در آمریکای شمالی نیز تبدیل سوخت وسائط نقلیه به گاز طبیعی در مقیاس وسیعی، از سال 1980 میلادی به‌بعد آغاز گردید. مخازن سوخت سبک‌وزن ساخته‌شده از آستر فلزی پیچیده‌شده با الیاف شیشه‌ای که برای کاربردهای فضایی توسعه یافته بودند‏‏‏‏‏‏، در سال 1977 میلادی به بازارهای صنعتی وارد شدند. در سال 1982 میلادی مخازنی که با آستر آلومینیومی با پیچش محیطی الیاف شیشه ساخته شده‌بودند در صنعتCNG مورد استفاده قرار گرفتند. سازندگان مخازن سوخت فولادی این روند را تا طرح‌های سبک‌‌وزن‌تر برای CNG با تولید کردن آسترهای فولادی پیچیده‌شده با الیاف شیشه‌ای که در سال 1985 میلادی آغاز شده بود، دنبال کردند. برای این‌که وزن مخزن را برای کار‌بردهای CNG کاهش دهند، سازندگان بسیاری، طرح‌های کامپوزیتی کاملاً پیچیده‌ای را توسعه دادند و آسترهای فلزی یا پلاستیکی را برای مخزن محتوی گاز به‌کار بردند. در اواخر دهه 80 میلادی کاربردهای عملی مخازن CNG با آسترهای پلاستیکی تقویت‌شده درسوئد، روسیه و فرانسه شروع شد. به‌دنبال توسعه استانداردهای مخازن گاز طبیعی در آمریکای شمالی، طرح‌هایی با آسترهای نسبتاً نازک آلومینیوم یا آسترهای پلاستیکی تقویت‌شده کاملاً پیچیده‌شده با پوشش الیاف شیشه و الیاف کربن بعد از سال 1992 میلادی به بازار معرفی شدند

مبنای مقایسه، یک مخزن 45 لیتری بنزین است که اکثراً در خودروهای شخصی متوسط استفاده می‌شود. با فرض ذخیره گاز طبیعی برای 320 کیلومتر و با مصرف بنزین 8/11 لیتر در 100 کیلومتر، سه مخزن 50 لیتری گاز نیاز می‌باشد. همچنین در خودروهایی با مصرف بنزین 8/8 لیتر در 100 کیلومتر، دو مخزن 50 لیتری گاز و در خودروهایی با مصرف بنزین 7 لیتر در 100 کیلومتر، یک مخزن 50 لیتری گاز لازم است. با افزایش نسبت تراکم خودروهای گازسوز، می‌توان تا 15 درصد مصرف سوخت را کاهش داد که باعث کاهش وزن مخزن و هزینه ذخیره گاز می‌گردد. افزایش نسبت تراکم موتور از افزایش حجم مخزن ذخیره گاز طبیعی فشرده اقتصادی‌تر است.