Hai học sinh lớp 8 biến nước mưa thành... nguồn điện năng

Ngô Nhật Huy (lớp 8A1) và Đỗ Lê Nam (lớp 8A6, Trường THCS Hoài Thanh (thị xã Hoài Nhơn, Bình Định) xuất sắc vượt qua hàng chục giải pháp, giành giải nhất Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Bình Định lần thứ X - năm 2023.

Theo em Ngô Nhật Huy, Việt Nam nói chung và tỉnh Bình Định nói riêng có lượng mưa hàng năm khá lớn. Các công trình (nhà ở, cơ quan, xí nghiệp...) đều có hệ thống mái hoặc đường ống để thoát nước mưa.

Đặc biệt, trong đời sống thường nhật, nhiều gia đình lắp đặt các bồn nước ở trên cao của nhà tắm, hay phía sau hiên nhà. Đây là những dòng chảy có áp lực lớn có thể tận dụng để phát ra điện năng.

Huy và Nam đã mày mò tìm hiểu, nghiên cứu, triển khai giải pháp với mong muốn tạo ra nguồn điện năng tiết kiệm từ nguồn thủy năng có sẵn trong tự nhiên và đời sống để phục vụ sinh hoạt.

Giải pháp có cấu tạo không quá phức tạp, gồm: mô hình nhà ở hệ thống thoát nước cho mái nhà, hệ thống cấp nước sinh hoạt, hệ thống lưu trữ điện và kích điện một chiều (DC) thành điện xoay chiều (AC), kết hợp điện chiếu sáng và máy phát điện tua bin nước được lắp đặt ở phía dưới của đường ống thoát nước mái và đường ống dẫn nước sinh hoạt từ bồn xuống.

Nước từ mái nhà hoặc bồn nước chảy vào hệ thống thoát nước, dẫn đến máy phát điện tua bin nước được đặt phía dưới của đường ống thoát nước. Lượng nước lớn từ mái nhà và chiều cao của hệ thống thoát nước tạo ra dòng nước có áp lực lớn, làm máy phát điện hoạt động phát ra điện năng.

Lúc này, có thể sử dụng trực tiếp nguồn điện này để chiếu sáng, sạc điện thoại, máy tính... hoặc lưu trữ nguồn điện này trong bình ắc quy trước khi kích chuyển đổi thành điện AC và kết nối với mạng điện trong nhà, từ đó sử dụng cho các thiết bị điện gia dụng.

"Giải pháp này góp phần tạo ra nguồn điện cần thiết đáp ứng nhu cầu cuộc sống của con người, tiết kiệm nguồn điện năng hiện có. Đặc biệt, có thể giúp con người có được nguồn điện phục vụ trong cuộc sống những lúc cần thiết, như khi mưa bão gây mất điện.

Ngoài ra, giải pháp này là một cách tiết kiệm năng lượng của con người trong việc sử dụng nước sinh hoạt tránh lãng phí, đồng thời góp phần tích cực vào việc bảo vệ môi trường", em Huy cho hay.

Em Huy cho biết thêm, qua thử nghiệm với lưu lượng nước 5 lít/phút đối với máy phát điện của hệ thống cấp nước sinh hoạt, bóng đèn led sử dụng điện trực tiếp từ máy phát sáng mờ. Với lượng nước 30 lít, bóng đèn led sử dụng điện trực tiếp từ máy phát sáng vẫn sáng bình thường và bộ sạc cho ắc quy vẫn hoạt động.

Trong khi đó, thử nghiệm đối với máy phát điện của hệ thống thoát nước mưa, tùy vào điều kiện trời mưa, với lượng mưa khác nhau, máy có thể phát ra lượng điện năng khác nhau: điện áp của máy phát ra 15V-75V tùy vào lượng mưa. Dòng điện của máy phát ra 0,6-3,5A. Như vậy, công suất của máy phát điện đạt đến hơn 260W.

Giải pháp này được Ban giám khảo đánh giá có tính ứng dụng cao, đặc biệt góp phần tạo ra nguồn điện năng tiết kiệm nguồn thủy năng sẵn có trong tự nhiên và trong đời sống để phục vụ sinh hoạt hàng ngày, nhất là vào mùa bão, lũ diễn ra.

Mặt khác, chi phí lắp đặt máy móc, linh kiện của giải pháp có giá thành rẻ, hiệu quả cao, bảo vệ môi trường nên ưu việt hơn so với các máy phát điện chạy bằng động cơ.