Hệ thống hấp thu năng lượng mặt trời

Vượt qua hàng trăm đề tài dự thi đến từ 53 tỉnh/thành trên cả nước, mô hình “Hệ thống nhật động pin năng lượng mặt trời theo hệ tọa độ xích đạo thiên cầu” của một nhóm học sinh ở tỉnh Thừa Thiên – Huế được trao giải đặc biệt Cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc năm 2016.

Nhóm 4 học sinh (từ trái qua: San, Huy, Tuấn, Hùng) vinh dự được Phó Chủ tịch nước Đặng Thị Ngọc Thịnh trao giải đặc biệt

Nhóm học sinh gồm Đặng Hoàng San, Huỳnh Tăng Tuấn, Đặng Văn Hùng và Trần Hữu Nhật Huy – hiện đang học lớp 12 chuyên lý Trường THPT chuyên Quốc học Huế. Ý tưởng làm ra mô hình trên bắt nguồn từ Đặng Hoàng San. Theo đó, San tìm hiểu thiên văn học từ nhỏ và nắm rất rõ các quy luật chuyển động của các vật thể trên bầu trời. Vì vậy em muốn tạo ra một hệ thống nhật động (hệ thống hấp thu năng lượng mặt trời theo hệ tọa độ và góc giờ, tùy từng mùa trong năm) đạt được sự tối ưu. Sau đó, em đem ý tưởng chia sẻ với các bạn Huy, Tuấn, Hùng và cùng nhau bàn bạc, lên kế hoạch thiết kế. San cho biết, mặt trời là nguồn năng lượng xanh vô tận. Nguồn năng lượng mặt trời đến được bề mặt trái đất khoảng 122PW. Trên thế giới cũng đã có rất nhiều quốc gia khai thác năng lượng mặt trời đưa vào sử dụng. Đây là nguồn năng lượng vĩnh cửu, dễ khai thác, nhất là ở các nước thuộc vùng nhiệt đới. Tuy nhiên, vị trí của mặt trời so với hệ quy chiếu là mặt đất ở các thời điểm khác nhau trong ngày thì không giống nhau. Trong khi đó, năng lượng mặt trời được pin hấp thụ mạnh nhất vào lúc các tia sáng song song đến từ mặt trời vuông góc với bề mặt pin. “Tuy nhiên, chúng em nhận thấy có một thực tế là ở một số nơi sử dụng hệ thống pin mặt trời chưa đạt hiệu quả tối ưu, nên nhóm muốn làm ra một hệ thống có khả năng ứng dụng rộng rãi, đạt hiệu quả tối ưu hơn”, San nói.

Mô hình hệ thống hấp thu năng lượng mặt trời

Mô hình “Hệ thống nhật động pin năng lượng mặt trời theo hệ tọa độ xích đạo thiên cầu” được đánh giá cao về tính ứng dụng, hiệu suất mang lại nổi trội, vừa tiết kiệm, vừa bảo vệ môi trường.

Với kinh nghiệm tích lũy được qua quá trình học, đọc tư liệu nên khi kế hoạch được vạch ra, nhóm chỉ mất tầm chục ngày để làm ra mô hình. Huy cho biết: “Điểm mới của mô hình này là kiểu chân nhật động pin mặt trời tuân thủ theo hệ tọa độ xích đạo thiên cầu đầu tiên trên thế giới. Cơ cấu nhật động thông minh không phụ thuộc vào vị trí ban đầu và vận hành theo cơ chế không liên tục giúp tiết kiệm tối đa năng lượng cho hệ nhật động. Mô hình này nếu áp dụng ở quy mô hộ gia đình thì chỉ cần lắp đặt động cơ xích kinh và thiết kế trục xích vĩ có thể điều chỉnh được trong một phạm vi nhỏ để chỉnh bằng tay theo mùa. Nếu áp dụng trên quy mô công nghiệp thì hệ thống tiết kiệm hàng loạt động cơ, hiệu suất cao, vận hành đơn giản”. Tiếp lời Huy, San cho hay mô hình của nhóm làm ra là tổng hợp các tính năng ưu việt của các hệ nhật động đang có trên thế giới. Tuy nhiên, qua thực nghiệm, hiệu suất năng lượng của nó cao hơn hẳn các hệ nhật động cũ. Ngoài ra, với cấu tạo đơn giản nhưng linh hoạt, nó có thể được ứng dụng trên mọi quy mô, từ hộ gia đình cho đến các cánh đồng lớn. Hấp thu năng lượng mặt trời một cách tối ưu. Đặc biệt nó sẽ bảo vệ môi trường vì dùng năng lượng mặt trời, và tiết kiệm nhiều chi phí khác”.

Để hoàn thành được mô hình, các thành viên trong nhóm cho biết khó khăn lớn nhất gặp phải là về kinh phí. Đa phần các em phải tự bỏ tiền túi ra để làm, nhà trường cũng hỗ trợ nhưng chỉ được một phần. San phấn khởi cho biết, sau khi đoạt giải đặc biệt của Cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc 2016, mô hình của nhóm được chọn tham gia cuộc thi quốc tế vào tháng 5-2017.

Hy vọng, trong tương lai nhóm nghiên cứu sẽ có thêm nhiều sản phẩm mang lại lợi ích cho cộng đồng, xã hội, vừa tiết kiệm vừa chung tay bảo vệ môi trường bền vững.

Phan Vĩnh Yên