Biến sóng biển thành điện

Đó là hệ thống phát điện bằng năng lượng sóng biển của em Trương Thị Tin, Phạm Chí Thanh, Đoàn Trọng Thành (học sinh trường THCS Hoàng Kim Hoán, thị xã Hương Trà, Thừa Thiên–Huế).

Sản phẩm của các em đã đạt giải Nhì cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Thừa Thiên Huế lần thứ 9 năm 2016 và giải Nhì lĩnh vực trong cuộc thi Khoa học kỹ thuật học sinh trung học của Sở GD&ĐT Thừa Thiên Huế năm học 2015 – 2016 vừa qua.

Em Trương Thị Tin chia sẻ: “Quê em ở xã Hải Dương, vùng biển quanh năm sóng vỗ. Từ nhỏ, chúng em thường xuyên ra chơi ở bờ biển và nhận thấy nguồn năng lượng từ sóng biển rất dồi dào, gần như vô tận. Tìm các nguồn năng lượng mới, ổn định và sạch cho môi trường hơn là công việc hết sức cấp bách hiện nay, do đó, chúng em quyết định tìm cách khai thác nguồn năng lượng từ sóng biển”.

Qua quá trình nghiên cứu và tìm hiểu, các em nhận thấy sóng biển mang nhiều dạng năng lượng khác nhau gồm cơ năng, động năng của luồng nước, thế năng do chênh lệch mực nước biển khi có sóng. Vì thế hiện nay trên thế giới có nhiều phương án thu năng lượng từ sóng biển nhưng hiệu quả vẫn chưa cao so với kinh phí đầu tư.

Ngoài ra, các bạn còn nhận thấy, các đề tài đều khai thác thế năng và để thu được nhiều điện năng phải thực hiện quy mô lớn.

Đoàn Trọng Thành cho biết, nước ta có bờ biển dài nhưng độ cao sóng biển không cao với các nước khác. Do đó, việc khai thác thế năng do chênh lệch mức nước không mang lại hiệu quả. Vì vậy, các bạn chọn phương án khai thác động năng của sóng biển để biến đổi thành điện năng phục vụ cuộc sống.

Đối với mô hình của mình, để tăng quy mô khi có sóng lớn hoặc sóng mạnh, chỉ cần tăng diện tích tấm hứng sóng theo bề ngang hoặc sử dụng cơ cấu truyền động với tỉ lệ cao hơn hoặc có thể tăng trọng lượng của bánh đà mà không cần phải tăng quy mô toàn hệ thống.

Mô hình hệ thống phát điện từ năng lượng sóng biển - Ảnh: NVCC.

Theo đó, hoạt động của hệ thống là tấm hứng sóng thu lấy động năng của ngọn sóng. Động năng của sóng biển sẽ truyền đến cơ cấu biến đổi chuyển động để biến đổi chuyển động tịnh tiến của bộ phận thu động năng thành chuyển động quay của bánh răng 1.

Bánh răng 1 sẽ truyền chuyển động qua bánh răng 2, vì bánh răng 1 có bán kính lớn hơn bánh răng 2 nên bánh răng 2 sẽ quay được nhiều vòng hơn. Bánh răng 2 sẽ truyền chuyển động cho máy phát điện.

Bánh đà được gắn với bánh răng 2 sẽ làm cho máy phát điện quay được lâu hơn. Dòng điện tạo ra từ máy phát điện được đưa vào mạch sạc để sạc cho ắc quy. Điện năng từ ắc quy sẽ được dùng để cung cấp điện cho phụ tải bên ngoài.

Cung cấp điện cho đảo xa

Khi được hỏi về khả năng ứng dụng của sản phẩm, em Trương Thị Tin chia sẻ: “Qua tính toán và nghiên cứu, chúng em thấy rằng có thể sử dụng hệ thống để cung cấp điện, thắp sáng cho những con đường ven biển và với một hoặc hai trụ đèn, ta có thể bố trí một hệ thống để cung cấp điện. Đồng thời, có thể cung cấp điện năng phục vụ sinh hoạt hoặc thông tin liên lạc cho các đảo của Tổ quốc, nơi mà điện lưới quốc gia chưa phủ đến được. Hay lắp đặt ở các bờ kè, bờ đê chắn sóng ven biển để khai thác năng lượng và bảo vệ đê kè ở đó”.

Ngoài ra, khi hoạt động mô hình còn cho thấy việc tạo ra năng lượng gần như là vô tận và không ảnh hưởng đến môi trường.

Thành cho biết, ý nghĩa của đề tài là góp phần bảo vệ môi trường bằng việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch và không thải ra khí cacbonic vào môi trường. Thông qua việc nghiên cứu một số kiến thức liên quan giúp các học sinh hiểu sâu hơn về kiến thức môn học.

Hệ thống sẽ cung cấp điện ở nơi đảo xa - Ảnh: NVCC.

Chia sẻ về những khó khăn trong quá trình thực hiện, Thành tâm sự: “Có một số kiến thức chúng em chưa hiểu rõ nên phải nhờ thầy cô giúp đỡ thêm, chúng em có ít thời gian để thực hiện do còn phải đi học. Ngoài ra, phải thiết kế được chi tiết chống, chịu được với nước mặn và cát”.

Được biết, trước mắt nhà trường sẽ phổ biến rộng rãi mô hình đến toàn bộ học sinh để khơi gợi niềm đam mê khoa học và nâng cao ý thức bảo vệ môi trường. Bên cạnh đó, các em sẽ tiếp tục nghiên cứu mô hình hoàn thiện hơn, thiết kế thêm đồng hồ để đo được điện năng, công suất; thiết kế để mô hình có thể hoạt động quanh năm chứ không phụ thuộc vào từng mùa, hoạt động tốt trong mọi điều kiện vì mô hình hiện tại chỉ được áp dụng trong điều kiện thời tiết đẹp.

Thầy Trương Viết Muốn (giáo viên hướng dẫn) tâm sự: “Tôi cảm thấy vui vì các em học sinh có niềm đam mê khoa học, biết vận dụng những kiến thức sách vở để đưa vào thực tế. Hệ thống phát điện từ năng lượng sóng biển sẽ góp phần giải quyết điện năng cho những nơi cô lập, các nơi không có điện nhưng có nhiều sóng biển và cung cấp điện cho hệ thống đèn chiếu sáng cho các con đường ven biển vào ban đêm”.