Biến gió thành điện năng

Từ các kiến thức vật lý được học trong SGK, bốn học sinh lớp 9A5 Trường THCS Vân Đồn (Q.4, TP.HCM) đã biến gió thành điện năng thông qua đề tài “Trực quan hóa số liệu tua bin gió”. Bước đầu các em đã tạo ra những tua bin gió làm đẹp cảnh quan cho trường; xa hơn, các em kỳ vọng đề tài sẽ được ứng dụng phục vụ nhu cầu sử dụng điện trong nhà trường và gia đình.

Cô Nguyễn Thị Bích Chi và các thành viên nhóm nghiên cứu đề tài “Trực quan hóa số liệu tua bin gió”

Bốn học sinh thực hiện đề tài gồm: Nguyễn Phương Linh, Phạm Bá Trí Tâm, Lý Huệ Tâm và Nguyễn Phạm Duy. Đề tài được thực hiện với sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thị Bích Chi (giáo viên tiếng Anh của trường).

Thiết bị nhỏ gọn, dễ dàng vận chuyển

Kể về “cơ duyên” thực hiện đề tài, Phương Linh cho biết trong một lần cùng gia đình đi chơi ở Bạc Liêu, thấy nhiều cánh đồng lộng gió em liền nảy ra ý nghĩ về việc đưa sức gió vào cuộc sống, phục vụ ngay trong nhà trường và gia đình. Nghĩ là làm, sau chuyến đi chơi đó, Phương Linh tập hợp thêm ba bạn học cùng lớp có chung đam mê về nghiên cứu khoa học bắt tay thực hiện đề tài “Trực quan hóa số liệu tua bin gió”.

Trong 3 tuần tìm kiếm số liệu, tìm hiểu các sản phẩm có tính tương đồng đã được chế tạo và ứng dụng trong thực tế, nhóm đã hoàn thiện mô hình về tua bin gió để đo số liệu trực quan, phục vụ cho công tác nghiên cứu. “Mô hình “Trực quan hóa số liệu tua bin gió” sử dụng bộ vi mạch arduino, lập trình có dây được kết nối với máy tính. Một dây khác được nối lên cánh quạt tua bin. Khi tua bia quay, số liệu sẽ truyền về máy tính. Dựa vào số liệu đó sẽ giúp đo được tần số quay của cánh quạt, lượng gió, vận tốc gió. Tần số cánh quạt quay như thế nào thì lượng điện cho cũng sẽ tương đương như vậy”, Trí Tâm thông tin.

Để tận dụng nguồn điện từ năng lượng gió, nhóm nghiên cứu cho biết rất đơn giản, chỉ cần thiết lập một nguồn điện trên tua bin, sau đó có các đường dây điện để dẫn từ nguồn điện từ tua bin đến các thiết bị điện. “Thiết bị có ưu thế là nhỏ gọn, có thể đo được sức gió, vận tốc gió ở nơi mình đến, từ đó giúp dễ dàng vận chuyển, sử dụng tạo điện năng, phục vụ nhiều mục đích khác nhau trong đời sống”, nhóm nghiên cứu chia sẻ.

Hiện tại, thiết bị đã được nhóm nghiên cứu thiết kế cùng với những tua bin lớn tạo dòng điện đủ để làm đẹp cảnh quan trong trường.

Kỳ vọng sẽ tiến xa hơn

Để thiết kế được thiết bị mô hình tua bin gió, nhóm nghiên cứu cho biết đã sử dụng nhiều kiến thức ở các môn học như vật lý, công nghệ, tin học… Tuy nhiên, theo nhóm nghiên cứu, khó khăn khi hoàn thiện đề tài không chỉ dừng ở việc kiến thức nhiều môn học còn khá mới mẻ, phải tự học, tự tìm hiểu mà còn đến từ việc tài liệu nghiên cứu phần nhiều là tài liệu nước ngoài. “Đề tài nghiên cứu mang tính khoa học cao nên đòi hỏi kiến thức tìm hiểu cũng phải rộng. Ngoài các tài liệu trong nước, nhóm còn tìm kiếm thêm nhiều nguồn tài liệu nước ngoài. Việc dịch tài liệu phải nhờ đến giáo viên hướng dẫn”, Huệ Tâm cho biết.

“Đề tài có thể chưa hoàn thiện nhưng quan trọng là đã hình thành cho các em năng lực về nghiên cứu khoa học, ý thức bảo vệ môi trường, giải quyết các bài toán về năng lượng từ nguyên liệu sẵn có trong thiên nhiên, khơi lên trong lòng các em những ước mơ, hoài bão ngay từ ghế nhà trường”, cô Nguyễn Thị Bích Chi (giáo viên hướng dẫn nhóm học sinh thực hiện đề tài) chia sẻ.

Một khó khăn nữa trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu cho hay đó là phải tính toán thiết kế mô hình làm sao để cánh quạt tua bin có thể tạo ra lượng gió mạnh nhất, có như thế mới có thể tạo ra dòng điện lớn. “Tính từ lúc bắt tay thiết kế đến khi mô hình hoàn thiện, cả nhóm phải mất hơn 10 lần thử nghiệm. Riêng việc lập trình, vì nhiều kiến thức chưa được tiếp cận ở bậc THCS nên nhóm phải mày mò nghiên cứu thêm trên mạng, mất 3-4 lần lập trình mới thành công”, Phạm Duy cho hay.

Nhằm trực quan hóa thiết bị, nhóm đã chế tạo mô hình nhà gắn tua bin. Các thiết bị chiếu sáng trong mô hình nhà đều được tải từ chính nguồn điện tích lũy từ tua bin. “Với mô hình này, nhóm hy vọng thiết bị không chỉ dừng ở việc tạo ra cảnh quan trang trí nhà cửa, trường học mà xa hơn còn được ứng dụng mạnh mẽ trong đời sống, phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con người. Điện từ tua bin lấy từ sức gió là nguồn năng lượng sạch, giúp tiết kiệm điện năng, giảm thiểu hiệu ứng nhà kính… Qua quá trình nghiên cứu đề tài, nhóm nhận thấy kiến thức các môn học được xem là khô khan như vật lý, tin học lại rất thú vị, gần gũi”, Phương Linh bày tỏ.

Trong vai trò là giáo viên hướng dẫn đề tài, cô Nguyễn Thị Bích Chi đánh giá các thành viên trong nhóm rất chủ động khi nghiên cứu thực hiện đề tài. Nhiều kiến thức khá mới mẻ, nằm ngoài chương trình THCS nhưng vẫn không làm các em “chùn bước” suốt quá trình nghiên cứu. “Bản thân tôi chỉ đứng ở vị trí đồng hành, nhất là hỗ trợ các em trong việc tìm kiếm, nghiên cứu tài liệu nước ngoài. Các em trong vai nhà nghiên cứu trẻ ghi chép số liệu, tính toán số liệu, say sưa và rất nghiêm túc. Đề tài có thể chưa hoàn thiện nhưng quan trọng là đã hình thành cho các em năng lực về nghiên cứu khoa học, ý thức bảo vệ môi trường, giải quyết các bài toán về năng lượng từ nguyên liệu sẵn có trong thiên nhiên, khơi lên trong lòng các em những ước mơ, hoài bão ngay từ ghế nhà trường”, cô Bích Chi chia sẻ.

Bài, ảnh: Quang Long