Sáng kiến tiết kiệm năng lượng của sinh viên ngành Điện

Điều khiển chiếu sáng thông minh

Hồ Văn Tiến - sinh viên lớp D4 cho biết, hiện nay hệ thống chiếu sáng công cộng như đèn đường, chiếu sáng công viên, các di tích, cảnh quan lịch sử... đều sử dụng loại đèn công suất lớn và được điều khiển bằng phương thức “timer” (bật/tắt theo thời gian được thiết lập sẵn), gây lãng phí lớn năng lượng.

Mô hình bảng điều khiển chiếu sáng thông minh nhằm kiểm soát thời gian tắt/bật của hệ thống đèn, góp phần tiết kiệm năng lượng - Ảnh: Văn Tiến

Làm sao để hệ thống chiếu sáng có thể tự động hoạt động theo cường độ sáng ngoài trời, hướng đến việc sử dụng năng lượng hiệu quả và đảm bảo an toàn cho người tham gia giao thông là câu hỏi đã làm sinh viên Hồ Văn Tiến trăn trở, suy tư, tìm cách giải quyết.

Từ năm thứ 2 đại học, Tiến đã bắt tay vào nghiên cứu hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh. Sau đó, đề tài này đã được Tiến chọn làm Đề án tốt nghiệp với 4 hệ thống: Hệ thống điều khiển cảm biến quang hẹn giờ; hệ thống cảm biến chuyển động; hệ thống đếm hồng ngoại, điều khiển đèn trong phòng; hệ thống điều khiển từ xa RF.

Hệ thống cảm biến quang có hẹn giờ có khả năng nhận biết cường độ sáng môi trường xung quanh, để thực hiện việc bật/tắt đèn chiếu sáng: Bóng đèn tự động bật khi trời tối và tắt khi trời sáng. Bên cạnh đó, người sử dụng có thể cài đặt thời gian bật/tắt cho hệ thống chiếu sáng để đảm bảo sử dụng năng lượng hiệu quả.

Hệ thống cảm biến chuyển động cho phép bật/tắt bóng đèn khi có sự di chuyển của người qua lại, nhờ đó, tránh được tình trạng quên tắt đèn sau khi sử dụng, giúp tiết kiệm điện năng. Hệ thống có thể ứng dụng hiệu quả tại nơi đặt đèn chiếu sáng trước cổng nhà, cầu thang, hành lang, khu vực nhà vệ sinh…

Còn hệ thống cảm biến hồng ngoại có tính ứng dụng cao trong các phòng họp, hội trường chỉ có một cửa ra vào. Mạch hồng ngoại được gắn trên cửa phòng, khi có người đi vào, hệ thống tự động bật đèn và đếm số người vào. Kết thúc buổi họp/buổi làm việc, hệ thống sẽ đếm số người đi ra và tự động tắt đèn khi hết người trong phòng.

Đối với hệ thống điều khiển RF, người sử dụng có thể bật tắt từ xa bất cứ thiết bị nào trong gia đình như: Máy bơm nước, đèn, quạt trần, quạt treo tường, bình nóng lạnh…qua một thiết bị điều khiển cầm tay. Những giải pháp này đã được thử nghiệm và mang lại hiệu quả trong phòng thí nghiệm và thực tế tại gia đình của chính tác giả đề án. Tuy nhiên, để ứng dụng rộng rãi vào thực tiễn cuộc sống, cần có sự hỗ trợ đầu tư vốn.  

Tua bin gió trục đứng

Tuabin gió trục đứng tại Triễn lãm ENTECH HANOI 2015 - Ảnh: Thanh Tùng

Lấy ý tưởng từ mô hình phân tử ADN, Nguyễn Thanh Tùng, sinh viên lớp D5, đã chế tạo thành công tua bin gió trục đứng công suất nhỏ.

Theo Nguyễn Thanh Tùng, tua bin gồm một chuỗi các cánh quạt bằng nhựa PVC, được gắn trên một trục quay thẳng đứng. Trục này lại được gắn với bánh răng truyền tốc nối liền với roto quay.

Khi gió thổi, roto quay quanh cuộn dây (stato) gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ, tạo ra dòng điện xoay chiều. Dòng điện này được dẫn qua một Diot nắn dòng, chuyển thành dòng điện một chiều và nạp vào ắc quy.

Kết quả chạy thử nghiệm cho thấy, với vận tốc gió khởi động 3 m/s và duy trì ở mức 4-5 m/s, tua bin có thể tạo ra hiệu điện thế không tải là 40 V, công suất từ 100 W-200 W. Lượng điện tạo ra đủ để nạp đầy bình ắc quy 12 V trong 2 giờ.

Tua bin có thể dễ dàng lắp đặt trên các nóc nhà với hệ thống cáp đỡ, thiết bị chống sét và hệ thống kích điện lên tới 220 V. Ước tính, lượng điện sản xuất trong những ngày nhiều gió đủ để dùng cho 1 nồi cơm điện, 1 quạt điện và 1 bóng đèn.

“Việt Nam là nước có tiềm năng lớn về năng lượng gió. Tận dụng nguồn năng lượng này sẽ giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, giúp tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường. Mô hình tuabin gió trục đứng đặc biệt thích hợp cho các hộ gia đình ở vùng sâu, vùng xa chưa có điện lưới,” Nguyễn Thanh Tùng chia sẻ.

Được biết, sáng kiến tua bin gió trục đứng đã được 2 doanh nghiệp tham gia hội chợ ENTECH HANOI 2015 đăng ký mua lại ý tưởng nghiên cứu.Trong thời gian tới, tác giả sẽ tiếp tục cải tiến tua bin gió với công suất lớn hơn, có thể kết hợp thêm các tấm pin năng lượng mặt trời để đạt được hiệu quả năng lượng cao nhất.

Hà Nguyễn (Theo TCĐL chuyên đề Thế giới Điện)