Robot lau pin năng lượng mặt trời

“Robot lau tấm pin năng lượng mặt trời chuyên dụng” do thầy và trò Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM cùng sáng chế vừa đoạt giải nhất cuộc thi “Ý tưởng khởi nghiệp dành cho giảng viên và sinh viên 2021” do chính trường này tổ chức.

Nhóm tác giả cho robot lau thử nghiệm trên thực tế

Nhóm sáng chế gồm ThS. Đoàn Tất Linh (giảng viên Khoa Đào tạo chất lượng cao, trưởng nhóm) và Trần Minh Đăng (sinh viên Khoa Cơ khí động lực). Ngoài ra, nhóm còn một thành viên khác đến từ Trường ĐH Bách khoa TP.HCM tham gia là Phan Bảo Khanh (sinh viên ngành bảo dưỡng công nghiệp).

Năng suất gấp 20 lần công nhân lau bằng tay

“Robot lau tấm pin năng lượng mặt trời chuyên dụng” là dự án xuất phát từ chính nhu cầu của các nhà máy điện mặt trời. Theo đó, các nhà máy này đã tài trợ một khoản kinh phí và đề xuất nhóm nghiên cứu theo tình hình thực tế của họ. Sinh viên Trần Minh Đăng chia sẻ, theo tìm hiểu của nhóm, pin năng lượng mặt trời đang được sử dụng ngày càng nhiều ở nước ta. Tuy nhiên, pin năng lượng mặt trời do đặc thù diện tích rất lớn nên không tránh khỏi việc nhanh bị bẩn. Khi pin bẩn thì có thể mất 25% lượng điện phát ra. Mà việc vệ sinh pin hiện nay rất tốn kém chi phí và thời gian. Trước sự đầu tư quy mô của các dự án điện mặt trời ở nước ta hiện nay, qua đó nhu cầu lau rửa tấm pin năng lượng mặt trời là rất lớn. Ở Việt Nam đã có rất nhiều công ty tham gia nghiên cứu robot chuyên dụng lau rửa tấm pin năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, so với tiêu chuẩn, độ chính xác khi lắp ráp pin năng lượng mặt trời (trên cánh đồng pin năng lượng mặt trời) rất thấp, vì vậy hầu hết các loại robot lau rửa tấm pin trong và ngoài nước vẫn chưa hoạt động hiệu quả. Trước những vấn đề đó, nhóm đã lựa chọn phương án phù hợp nhất để thiết kế và chế tạo mẫu robot lau rửa pin năng lượng mặt trời trong điều kiện ở Việt Nam. Theo đó, robot chuyên dụng mà nhóm thiết kế có khả năng lau các tấm pin năng lượng mặt trời trên mái nhà xưởng với năng suất cao gấp 20 lần công nhân thực hiện bằng tay. Robot này có khả năng leo trên các tấm pin được lắp có độ dốc tối đa 20 độ, điều mà các robot tương tự trên thị trường chưa đạt được. Có tổng chiều dài 4,2 mét, khối lượng 46kg, công suất động cơ 250W, tốc độ lau 12 mét/phút, lượng nước tiêu hao 20 lít/phút, robot tự động di chuyển lên xuống khi đi hết hành trình và tự động ngừng khi chạy lệch khỏi các tấm pin mặt trời. Đặc biệt, robot chạy được cả 2 phương dọc và ngang theo mái nhà. Do robot được ghép bằng nhiều đoạn lại với nhau nên giúp tăng tính cơ động, dễ đưa lên mái nhà xưởng. Với vật liệu chế tạo trên 80% thép không rỉ SUS-304, công nghệ và vật liệu chế tạo hoàn toàn được sản xuất trong nước, robot có chi phí sản xuất rất thấp so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường. Ngoài ra, chi phí bảo trì và thay thế linh kiện cũng thấp.

Tiếp tục cải tiến và nâng cấp thêm

Sinh viên Trần Minh Đăng cho biết, trước khi thực hiện dự án, nhóm đã đi khảo sát để nắm các vấn đề về cách lắp pin, kích thước pin; hiện tại đang vệ sinh pin bằng phương pháp gì, giá cả ra sao, có các loại robot như thế nào, các đơn vị nào cung cấp dịch vụ và giá cả… “Trong quá trình làm, robot trải qua 8 lần cải tiến và rất nhiều lần thử nghiệm thực tế tại doanh nghiệp, nhận được đánh giá tốt. Tuy nhiên, quá trình này nhóm cũng gặp nhiều khó khăn, nhất là về tài chính và nhân lực; để giải quyết vấn đề này, nhóm đã kêu gọi tài trợ kinh phí từ các doanh nghiệp” – Minh Đăng cho hay.

Nhóm giảng viên và sinh viên thực hiện dự án

Trong khi đó, ThS. Đoàn Tất Linh (giảng viên Khoa Đào tạo chất lượng cao Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM) chia sẻ, dự án sau khi đoạt giải sẽ có hướng đi đầu tiên là phối hợp với đơn vị dịch vụ lau pin năng lượng mặt trời để lau pin cho các nhà máy lớn. Mục tiêu của việc này nhằm thử nghiệm tìm ưu, khuyết điểm của phương án và rút kinh nghiệm để cải tiến phù hợp với yêu cầu khách hàng cũng như nâng cấp robot sao cho tối ưu nhất. Bước kế tiếp, nhóm sẽ bán robot cho các nhà máy điện mặt trời để họ tự vận hành. Đồng thời cũng sẽ tự thành lập công ty cổ phần, góp vốn và mở phân xưởng chuyên sản xuất robot lau pin. “Khó khăn nhất của dự án là nghiên cứu tìm vật tư để chế tạo các chi tiết chuyên dụng mà thị trường trong nước không có sẵn. Để khắc phục, nhóm tự tìm cách chế tạo theo phương án khác phù hợp với điều kiện hiện có. Kích thước robot to, chỗ thử nghiệm lại rất xa cũng gây khó khăn trong việc vận chuyển và chi phí vận chuyển khi thực hiện dự án” – ThS. Tất Linh nói.

“Robot lau tấm pin năng lượng mặt trời chuyên dụng được chế tạo với quy trình vận hành tự động, tự leo qua khe hở, giúp giảm thiểu nhân công, an toàn, năng suất cao; từ đó giảm chi phí cho doanh nghiệp. Robot này có khả năng tháo lắp giúp việc vận chuyển nhanh và linh hoạt, vừa bao gồm robot lau ướt và cả robot lau khô” – sinh viên Trần Minh Đăng cho biết.

Phiên bản hoàn thiện của robot lau tấm pin năng lượng mặt trời

Được biết, nhóm nghiên cứu đã tự tạo sa bàn pin năng lượng mặt trời gần giống ngoài công trường pin thật để thử nghiệm tại nhà trước khi ra công trường thật. Giá của một bộ robot tự động này là 140 triệu đồng. Hiện theo kế hoạch, dự án đã xây dựng mối quan hệ với các doanh nghiệp sản xuất điện năng lượng mặt trời triển khai thử nghiệm, cụ thể phối hợp các đơn vị như: Công ty năng lượng Mặt Trời Đỏ (số 43 Tản Đà, Q.5, TP.HCM); nhà máy điện năng lượng mặt trời Lộc Ninh (tỉnh Bình Phước). Đồng thời, nhóm cũng thực hiện đầu tư nghiên cứu cải tiến thiết bị với đơn vị phối hợp là Công ty năng lượng Mặt Trời Đỏ nói trên.

Việt Ngân