Mô hình này được áp dụng ở các công viên nhằm tận thu động năng để tạo ra điện dùng thắp sáng các bóng đèn, góp phần tiết kiệm nguồn năng lượng đang dần cạn kiệt và bổ sung nguồn năng lượng điện sạch.
Ý tưởng “Thắp sáng công viên bằng nguồn điện từ dụng cụ tập thể dục miễn phí” được phát triển dựa trên lý thuyết chuyển từ động năng sang điện năng, cụ thể là thông qua việc các dụng cụ tập thể dục (xe đạp, máy quay tay) được kết nối với các thiết bị phát điện, truyền tải điện và bộ phận lưu điện để tạo ra nguồn điện. Khi con người sử dụng các máy tập thể dục (vận động) sẽ tạo ra một nguồn năng lượng nhất định (động năng), nguồn năng lượng này thông qua thiết bị kết nối với máy tập thể dục và được chuyển hóa thành điện năng. Nguồn điện năng này được tích trữ tại bộ phận lưu điện và được sử dụng cho mục đích thắp sáng.
Nếu một hệ thống được sử dụng (gồm 4 máy phát điện bàn đạp và 2 máy phát điện quay tay) thì bình quân mỗi giờ sẽ tạo ra được 400W, có thể thắp sáng được khoảng 8 bóng đèn chiếu sáng công cộng LED 50W.
Hệ thống sản xuất 3KW trong một giờ tập với 10 người.
Bên cạnh kết quả trực tiếp tạo ra điện để thắp sáng công viên, ý tưởng còn có thể tác động tích cực về mặt xã hội. Đó là kêu gọi người dân bảo vệ sức khỏe của chính bản thân mình và hình thành ý thức tiết kiệm điện năng khi sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày.
Điện được sản xuất chủ yếu từ nhiên liệu hóa thạch là chủ yếu (64% điện năng được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch) và chỉ có 1% là từ năng lượng tái tạo (từ sức gió và năng lượng mặt trời). Sức người là một nguồn năng lượng tái tạo tuyệt vời và vô tận. Việc sử dụng sức người để tạo ra điện là một ý tưởng có thể ứng dụng và duy trì và phát triển được trong tương lai, khi mà nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt.
Việc ứng dụng ý tưởng bằng phương pháp tập thể dục miễn phí sẽ kêu gọi sự ủng hộ tiết kiệm điện từ cộng đồng nhiều hơn. Bên cạnh ý tưởng được ứng dụng thắp sáng bóng đèn trong công viên thông qua các dụng cụ tập thể dục, với kết cấu đơn giản, gọn nhẹ,dễ lắp đặt ý tưởng cũng dễ dàng có thể nhân rộng sang các mô hình khác như có thể sử dụng trong các hộ gia đình với quy mô, ứng dụng trong các trung tâm thể dục thể thao lấy nguồn điện sử phục vụ cho chính trung tâm đó.
Nhu cầu tập thể dục thể thao ở Việt Nam đang ngày càng phát triển, vào các buổi sáng, chiều ở các công viên rất đông người tập thể dục. Tuy nhiên, hiện nay tại các công viên, ngoài việc đầu tư về khuôn viên thì chưa có sự đầu tư nhiều cho các thiết bị tập thể dục. Việc ứng dụng ý tưởng này sẽ tận dụng được con người sẵn có.
Tuy nhiên, bên cạnh tính khả thi tích cực, Việt Nam là một nước có thời tiết nóng ẩm, các thiết bị để ngoài trời có thể bị tác động của môi trường dẫn đến hỏng hóc, han rỉ, ý thức cộng đồng còn chưa cao. Do đó, để ứng dụng ý tưởng một cách hiệu quả tại Việt Nam, chúng ta cần phải có biện pháp bảo vệ hệ thống, hạn chế các tác động không mong muốn như hệ thống được đặt dưới mái che, sử dụng hệ thống khóa hoặc ốp kín để cố định thiết bị, bộ phận quan trọng. Từ đó, hiệu quả ứng dụng sẽ cao hơn, hệ thống có tuổi thọ cao hơn.
Những năm gần đây, phong trào thể dục thể thao ngoài trời đã phát triển rất rộng rãi đặc biệt ở các thành phố lớn, nơi trung tâm có khuôn viên cây xanh. Hàng ngày, vào mỗi buổi sáng sớm và buổi chiều có rất nhiều người đến các công viên, khuôn viên khu dân cư, cụm dân cư, khu phố để tập thể dục. Khoảng đầu năm 2010 đến nay, mỗi năm, TP HCM đầu tư hàng tỷ đồng để dựng các dụng cụ tập thể dục ở một số công viên (như công viên Gia Định, công viên 23/9, Lê Văn Tám, Tao Đàn) để người dân có thể sử dụng miễn phí, nâng cao thể lực và sức khỏe.
Trong quá trình tập thể dục, con người giải phóng ra một lượng năng lượng nhất định. Nhưng nguồn năng lượng này nó để tiêu hao theo tự nhiên mà chưa được sử dụng để ứng dụng vào một mục đích cụ thể. Mặt khác, thực tế cho thấy, các dụng cụ tập thể dục mà các thành phố đang thí điểm lắp đặt tại công viên hiện nay toàn bộ còn thô sơ, chưa có sự đầu tư cho công nghệ kỹ thuật cao. Cách này nhằm tận thu động năng để phát điện, cũng như chưa có sự đầu tư cho bảo trì và quản lý, nên phần nào tạo ra sự lãng phí nguồn năng lượng. Từ cơ sở này, nhóm tác giả đã có sáng kiến tận dụng động năng tạo ra trong quá trình tập thể dục để phát điện với chủ đề “Thắp sáng công viên bằng nguồn điện từ dụng cụ tập thể dục miễn phí”.
Hệ thống ứng dụng công nghệ kỹ thuật tiên tiến trên thế giới, trong việc kết hợp giữa hoạt động của con người của quá trình tập thể dục và phát điện một cách có hiệu quả. Hệ thống có thiết kế kỹ thuật gọn nhẹ, dễ lắp đặt được đặt trong khuôn viên của công viên.
Cấu tạo cơ bản của hệ thống trên bao gồm 4 bộ phận:
- Bộ phận máy tập cho người tập thể dục: xe đạp và máy quay tay.
- Bộ phận phát điện: máy phát điện và thiết bị kết nối.
- Bộ phận lưu điện gồm bộ pin 12V, hệ thống kiểm soát nguồn điện và các thiết bị kết nối.
- Bộ phận truyền tải máy biến tần AC, kích điện và các thiết bị kết nối.
Theo tính toán của nhà sản xuất, cứ một máy phát điện bàn đạp, một người có sức khỏe kém sẽ tạo ra 60W trong một giờ đạp, còn một người có sức khỏe tốt có thể tạo ra tới 100W điện trong vòng một giờ. Các thống số trên với máy phát điện quay tay là từ 30W đến 50W.
Như vậy, ý tưởng của tác giả muốn xây dựng một hệ thống gồm bốn máy phát điện bàn đạp và hai máy phát điện quay tay, thì trong một giờ tập thể dục sẽ tạo ra được từ (4x60 + 2x30 =) 300W đến (4x100 + 2x50 =) 500W điện. Vậy trung bình trong một giờ tập thể dục có thể tạo ra 400W, có thể thắp sáng khoảng 8 bóng đèn chiếu sáng công cộng LED 50W trong vòng một giờ.
Có một thực tế là cuộc sống càng hiện đại và đầy đủ hơn thì con người càng có xu hướng sống cá nhân, ích kỷ hơn. Mục đích đưa hệ thống dụng cụ tập thể dục để cho người dân sử dụng miễn phí tại công viên tạo ra nguồn năng lượng điện thắp sáng công viên, nâng cao sức khỏe cho người dân và phát triển phong trào thể dục thể thao. Ngoài ra, kết quả mà đề án đạt được là trải qua quá trình cùng tập thể dục tạo ra điện năng để phục vụ cho mục đích công cộng, giúp nâng cao ý thức và trách nhiệm vì cộng đồng của người tập. Cũng thông qua quá trình tập, người tập hiểu được là để tạo ra 100W điện không phải dễ dàng, mà từ đó hình thành ý thức tiết kiệm điện năng khi sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày.
Về giá thành của hệ thống, hầu hết các bộ phận của hệ thống đều có thể ứng dụng từ các sản phẩm có sẵn trong nước như xe đạp, máy quay tay, máy biến tần, máy kích điện. Thậm chí, thiết bị xe đạp còn có thể tận dụng là những chiếc xe đạp cũ. Theo tính toán sơ bộ, một hệ thống chuẩn như vậy sẽ có giá tối đa tương đương với 50 triệu đồng. Từ đó, với khoản đầu tư khoảng 500 triệu đồng, người ta có thể lắp đặt 10 hệ thống như trên trong một công viên, thắp sáng được khoảng 80 bóng đèn chiếu sáng công cộng LED 50W, đủ để thắp sáng cả công viên.
Ý tưởng đề án khi triển khai trong thực tế sẽ tiết kiệm được điện năng chiếu sáng công cộng, cụ thể là điện năng dùng để thắp sáng các bóng đèn trong công viên, khuôn viên khu dân cư, tổ dân phố. Với số tiền 500 triệu đồng đầu tư các thiết bị tập thể dục đặt trong công viên cho người dân tập miễn phí, nay cùng mục đích đầu tư đó các thiết bị tập thể dục tạo ra được 4.000W điện năng, đủ để thắp sáng 80 bóng đèn.
Do ý tưởng của chúng tôi là hệ thống được sử dụng trong công viên, đặt ở ngoài trời, mà Việt Nam là nước có khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều dẫn đến hệ thống dễ bị bào mòn, han rỉ dẫn đến hư hỏng. Mặt khác do tính chất công cộng nên để nhận được ý thức giữ gìn của người dân là một việc rất khó khăn. Do đó, chúng ta cần phải có biện pháp bảo vệ và quản lý hệ thống thiết bị một cách tốt nhất, từ đó duy trì hoạt động trong thời gian lâu nhất. Cụ thể, chúng tôi có các biện pháp bảo vệ hệ thống như sau:
- Có hệ thống mái che để tránh tác hại của môi trường.
- Sử dụng hệ thống khóa hoặc ốp kín để cố định thiết bị, bộ phận quan trọng.
Ngoài khả năng ứng dụng ở công viên, hệ thống này còn có thể được ứng dụng trong các nhà tập, bãi tập, văn phòng, khu dân cư và trong hộ gia đình để sản xuất điện sử dụng vào các mục đích tùy thuộc vào từng nhu cầu của người sử dụng.
Theo VNE
Năm 2024, ngành điện Cần Thơ đặt mục tiêu tiết kiệm 72 triệu kWh điện
Tại sao phải tiết kiệm năng lượng?
Điện lực Đà Nẵng thưởng 50 triệu đồng hộ gia đình tiết kiệm điện 2024
Phát động thi viết "Tiết kiệm điện thành thói quen" lần 2
Giảm thiểu tổn thất điện năng tại lưới điện 110kV Hà Tĩnh
Capital Place xây dựng toà nhà theo hướng tiết kiệm năng lượng
Aeon Mall Long Biên tiết kiệm khoảng 2,1 triệu kWh điện trong năm 2023
