Học sinh THPT chế máy lọc bụi năng lượng mặt trời giá rẻ
Tranh thủ những lúc rảnh rỗi, Từ Thái Nguyên (trường THPT Nguyễn Huệ, TP Huế đã mày mò nghiên cứu và chế ra thiết bị lọc bụi trong không khí sử dụng năng lượng mặt trời , ứng dụng cho các tuyến đường bộ tại TP Huế.
Góp phần làm không khí trong lành hơn
Chiếc máy lọc bụi không khí dùng năng lượng mặt trời của học sinh Huế có nguyên lí hoạt động đơn giản với chi phí rẻ nhưng hiệu quả mang lại rất lớn.
Thiết bị lọc bụi trong không khí sử dụng năng lượng mặt trời do Nguyên sáng chế,. Máy lcó hai tấm lọc bụi, một tấm lọc bụi thô cỡ sợi tóc và một tấm lọc bụi PM10. Ảnh: Nhật Tuấn.
Nguyên cho biết, hiện nay, có nhiều loại máy lọc khí được chế tạo đa dạng chức năng từ lọc bụi đến các loại khí gây hại cho sức khỏe. Quy mô sử dụng của các loại máy lọc khí biến đổi từ hộ gia đình đến các đường phố ở đô thị của Ấn Độ, Trung Quốc và các quốc gia ở Châu Âu. Tuy nhiên, việc chế tạo và ứng dụng máy lọc khí thích hợp cho TP Huế vẫn là vấn đề còn bỏ ngỏ.
“Nhận thấy điều này, em suy nghĩ, tại sao mình không làm một chiếc máy lọc không khí dựa trên những gì thế giới đã làm với chi phí rẻ hơn, dễ tiếp cận người dùng hơn và việc ứng dụng cho cuộc sống một cách dễ dàng nhất”, Nguyên chia sẻ.
Tranh thủ những lúc rảnh rỗi, Nguyên mày mò nghiên cứu và cuối cùng cũng tạo ra được thành quả sau hai tháng ròng rã đeo bám với đề tài.
Theo Nguyên, kế thừa thiết kế đã có của các máy lọc khí, Nguyên thiết kế một chiếc máy lọc khí sử dụng cho các đường phố. Nhằm tăng lưu lượng không khí được lọc, thiết kế sử dụng 2 động cơ cánh quạt đặt cùng chiều với mục đích một quạt hút, một quạt đẩy không khí.
Số tấm lọc có thể được linh hoạt thêm bớt cho phù hợp với tình hình kinh tế của địa phương. Về cơ bản, máy luôn có hai tấm lọc bụi, một tấm lọc bụi thô cỡ sợi tóc và một tấm lọc bụi PM10.
Các tấm lọc đều được dẫn nước chảy theo chiều thẳng đứng để liên tục làm sạch các tấm lọc bằng hiện tượng rửa trôi. Máy bơm có nhiệm vụ đưa nước từ ô nước sạch tưới vào các tấm lọc. Tấm pin năng lượng mặt trời có vai trò cấp năng lượng điện cho thiết bị hoạt động.
“Khi có ánh sáng mặt trời, pin năng lượng mặt trời sẽ chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành điện năng và cấp điện năng cho thiết bị hoạt động. Quạt đẩy sẽ đẩy không khí vào thiết bị, quạt hút cũng sẽ đồng thời hoạt động để tạo dòng lưu thông của không khí. Qua tấm lọc đầu tiên các hạt bụi thô sẽ bị giữ lại. Dòng khí tiếp tục chuyển động xuyên qua tấm lọc thứ hai sẽ giữ lại các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn. Cuối cùng, ta thu được một luồng không khí có ít bụi hơn luồng không khí ban đầu”, Nguyên cho hay.
Từ Thái Nguyên nhận giải tại cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, Nhi đồng tỉnh năm 2019. Ảnh: Nhật Tuấn.
Giá rẻ, dễ lắp đặt, ứng dụng cho các tuyến phố
Quá trình nghiên cứu đề tài, Nguyên đã thu được một số kết quả nhất định. Nguyên đã đưa ra được mô hình thiết kế thiết bị lọc bụi có thể được nâng cấp, thay thế các tấm lọc khí một cách dễ dàng. Phương án sử dụng, đặt để thiết bị trên một số tuyến đường của thành phố cũng đã được đưa ra. Việc kiểm nghiệm khả năng lọc bụi cũng đã được tiến hành bằng cách sử dụng các sensor cảm biến bụi.
Điểm mới của đề tài chính là sử dụng một phần phương thức thiết kế của máy lọc khí gia đình để đưa ra một phương án thiết kế máy lọc khí cho không gian lớn là đường phố nhưng vẫn đảm bảo giá thành chế tạo và duy trì thấp. Có thể thấy rằng máy lọc khí gia đình tuy sử dụng năng lượng mặt trời nhưng chỉ phù hợp cho các không gian nhỏ hẹp.
Các máy lọc khí đô thị đều có giá thành rất cao và chủ yếu sử dụng năng lượng điện từ hệ thống điện lưới mà đây cũng chính là nguyên nhân khiến chi phí duy trì máy không dừng lại ở giá thành chế tạo ban đầu. Kế thừa phương pháp thiết kế của những máy lọc khí nói trên, Nguyên mạnh dạn đưa ra thiết kế thiết bị lọc khí chạy bằng năng lượng mặt trời sử dụng cho các tuyến đường phố.
Nguyên cho biết thêm, so với những thiết bị đã có, máy mình có giá thành rẻ, sử dụng năng lượng mặt trời, dễ lắp đặt, sửa chữa. Khi lắp lên những tuyến đường phố, nó có thể vừa lọc mà cũng có không gian trên máy để quảng cáo.
“Em cảm thấy hài lòng vì đây là chiếc máy do chính tay em làm ra, góp phần làm sạch không khí nơi em sinh sống. Máy có nguyên lí hoạt động rất đơn giản với chi phí rẻ nhưng hiệu quả mang lại rất lớn. Hiệu quả lọc của nó cũng khiến em bất ngờ. Không khí sau khi lọc giảm 30% mật độ bụi. Em đang tìm hiểu để tiếp tục cải tiến”, Nguyên cho hay.
Những nỗ lực của Nguyên đã được ghi nhận. Em được trao giải Tư cuộc thi Sáng tạo Khoa học Kỹ thuật cấp tỉnh năm 2019, giải Ba cuộc thi Sáng tạo Thanh Thiếu niên, Nhi đồng cấp tỉnh năm 2019 cho Thiết bị lọc bụi trong không khí sử dụng năng lượng mặt trời.
Chiếc máy được đặt thử nghiệm trên đường phố để lọc bụi. Ảnh: Nhật Tuấn.
Nói về đề tài trên, thầy Lân Giáo viên hướng dẫn Nguyên cho hay, ý tưởng của đề tài rất tốt. Thiết bị mà đề tài hướng tới sẽ chuyển hóa quang năng thành điện năng rồi thành cơ năng để giữ lại những hạt bụi trong không khí.
“Nó có tác dụng vừa để làm không khí trong lành, vừa làm hạ nhiệt độ môi trường xung quanh do phần quang năng chuyển hóa thành nhiệt năng đã phần nào giảm đi. Tuy nhiên, để có thể có hiệu quả thật sự trong không gian rộng lớn xung quanh thì cũng cần phải đào sâu nghiên cứu hơn nữa. Cần nhất là sự chung tay của những chuyên gia trong lĩnh vực cơ - điện tử và môi trường giúp đỡ để nâng tầm cho năng lực của thiết bị”, thầy Lân nhận xét.
Để hoàn thiện đề tài, cần rất nhiều thời gian, sức lực và trí lực. Sau khi hoàn thiện, thầy Lân kỳ vọng thiết bị có thiết kế nhỏ gọn và có khả năng tự thu gom bụi trên lưới lọc. Ngoài ra, nếu thiết bị có thể xem là một modun để dễ dàng lắp ghép lại với nhau để tạo thành thiết bị lớn hơn, khi đó sẽ có hiệu quả thực tế.
Nguyên kỳ vọng, thiết bị này sẽ được đặt trên những tuyến đường bộ, thay thế những tấm biển quảng cáo, vừa lọc khí vừa có không gian quảng cáo. Qua đó, giúp em góp một phần nhỏ để không khí được trong lành hơn.
Sắp tới, Nguyên sẽ hoàn thiện hơn chiếc máy để dự cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc, đồng thời, tích hợp thêm các lớp lọc các loại khí có mùi khó chịu và các loại khí độc khác, nghiên cứu gắn thêm hệ thống đèn chiếu tia tử ngoại để khử một số loại vi khuẩn có thể gây hại cho sức khỏe của con người…
“Em Nguyên có khả năng rất tốt trong việc sử dụng các kiến thức về kỹ thuật cơ khí và điện tử để áp dụng vào việc chế tạo thiết bị mà em đang hướng tới. Có thể thấy tiềm năng ở nơi em để trở thành một kỹ sư cơ - điện tử có thể cho những đóng góp có giá trị để phục vụ đời sống của con người trong tương lai”, Thầy Trần Thiện Lân – Giáo viên hướng dẫn Nguyên cho biết.
Nhật Tuấn
