Sáng tạo mô hình “Nhà thông minh”

Nhóm học sinh Trường THPT Chí Linh đã sáng tạo ra mô hình “Nhà thông minh tích hợp với tiết kiệm năng lượng”

Bằng sự sáng tạo, nhóm học sinh Trường THPT Chí Linh đã đoạt giải nhất trong Cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc lần thứ 11 năm 2015 do Liên hiệp Các hội khoa học kỹ thuật Việt Nam tổ chức.  

Tiết kiệm năng lượng

Nhóm học sinh đó gồm các em: Đỗ Khánh Dương (lớp 11D), Nguyễn Hải Long (lớp 10B), Nguyễn Vũ Đức Anh (lớp 10D) và Đoàn Anh Tú (lớp 10C). Trước khi đến với cuộc thi này, em Dương và em Đức Anh đã từng giành được giải thưởng ở một số cuộc thi sáng tạo, kỹ thuật. Qua mỗi cuộc thi, các em đã giao lưu, kết bạn với những người có chung niềm đam mê và tích lũy thêm kinh nghiệm. Tháng 11-2014, khi biết đến Cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc lần thứ 11 năm 2015, Dương quyết định tham gia ngay với nhiều ý tưởng ấp ủ từ trước đó. Em muốn thiết kế một ngôi nhà vừa tiết kiệm năng lượng lại vừa bảo đảm an toàn. Đó cũng là khởi điểm cho đề tài “Nhà thông minh tích hợp với tiết kiệm năng lượng”.

Chia sẻ về ý tưởng này, Dương cho biết: “Tiết kiệm năng lượng đang trở thành vấn đề bức thiết. Cùng với nỗi lo bị trộm đột nhập, chủ nhân của những ngôi nhà cũng phải đối mặt với nhiều hiểm nguy từ các thiết bị trong gia đình như hỏa hoạn, rò rỉ khí gas… Do đó, em lựa chọn ý tưởng này với mong muốn đem lại những lợi ích thiết thực nhất”. Sau đó, Dương đã rủ thêm các bạn cùng tham gia. Thời gian đầu, phụ huynh còn chưa đồng ý cho các em thực hiện đề tài vì cho rằng nó khá xa vời, lại tốn kém tiền của. Các em đã nói về tính thiết thực của ý tưởng và thuyết phục bố mẹ.

Từ khi còn là ý tưởng đến khi hoàn thiện sản phẩm, Dương và các bạn đã trải qua không ít khó khăn. Các em phải tự trau dồi thêm kiến thức của các môn vật lý, tin học, tiếng Anh… Thiết kế bản vẽ trên máy tính là khâu khó nhất vì sai ở giai đoạn này sẽ kéo theo hàng loạt những sai sót ở giai đoạn sau. Các em phải tự học cách thiết kế bản vẽ, thường xuyên trao đổi, xin ý kiến đánh giá của những người có chuyên môn kỹ thuật. Không ít lần bản vẽ thay đổi vì có những sáng kiến mới hoặc do phát sinh khó khăn. Em Nguyễn Hải Long cho biết: “Chúng em thường họp nhóm ở nhà anh Dương. Nhiều lúc chúng em có những quan điểm trái chiều, không thống nhất, thậm chí tranh luận tới tận 11-12 giờ đêm. Tuy gặp nhiều khó khăn nhưng chưa bao giờ chúng em có ý định bỏ cuộc”. Nhà trường chỉ hỗ trợ một phần kinh phí, các em tự bỏ tiền mua các thiết bị và tận dụng những đồ dùng tìm được để lắp ráp sản phẩm.

Mô hình hoàn thiện là ngôi nhà có thể sử dụng 1 trong 3 nguồn năng lượng điện: Pin mặt trời được lắp trên mái nhà, ắc-quy (có thể sử dụng ắc-quy xe máy) và nguồn điện lưới. Khi nguồn năng lượng mặt trời lớn, các thiết bị điện sẽ sử dụng nguồn năng lượng từ pin mặt trời, cung cấp điện cho các thiết bị điện trong căn nhà đồng thời nạp cho ắc-quy (để tích lũy sử dụng khi nguồn năng lượng mặt trời yếu). Nếu nguồn năng lượng mặt trời không đủ mạnh thì các thiết bị điện tiêu thụ từ ắc-quy. Khi điện trong ắc-quy sắp hết (còn dưới 5%) thì hệ thống sẽ tự động chuyển sang nguồn điện lưới. Trong quá trình chuyển đổi nguồn yêu cầu điện vẫn phải cung cấp liên tục, không bị gián đoạn. Giá của hệ thống này không phụ thuộc vào diện tích ngôi nhà mà phụ thuộc vào công suất tiêu thụ của các thiết bị điện. Nếu ngôi nhà sử dụng càng nhiều thiết bị điện công suất lớn thì giá càng cao.

Dương và các bạn đã làm một phép tính cho thấy tính ưu việt của ngôi nhà này. Với các thiết bị điện cho một ngôi nhà hiện đại như máy điều hòa, tủ lạnh, bình nóng lạnh, quạt điện, máy giặt… nếu sử dụng nguồn điện lưới thông thường thì sẽ mất khoảng 1,3 triệu đồng tiền điện/tháng vào mùa hè và mùa đông mất khoảng 800.000 đồng/tháng. Trong khi lắp đặt pin mặt trời và ứng dụng ngôi nhà tiết kiệm thì chỉ mất chi phí đầu tư ban đầu và bảo dưỡng là 30 triệu đồng với độ bền 10 năm. Như vậy, số tiền giảm 4 lần so với dùng điện thông thường.

Mô hình “Nhà thông minh tích hợp với tiết kiệm năng lượng”

Sẽ trưng bày ở triển lãm quốc tế

Không chỉ có tác dụng tiết kiệm, nhờ sự sáng tạo các em đã thiết kế được phần mềm để có thể giám sát và nhận tin báo từ một số thiết bị trong nhà. Chỉ cần một chiếc điện thoại thông minh có hệ điều hành android là người dùng có thể cài đặt phần mềm. Không chỉ được điều khiển bằng nút bấm hoặc công tắc mà nhờ vào giao diện trên phần mềm điện thoại, người sử dụng có thể điều khiển và cập nhật trạng thái hoạt động hoặc không hoạt động của các thiết bị điện. Qua đó, họ có thể kiểm tra xem đèn đã được tắt hay chưa hoặc quạt còn bật hay không. Đặc biệt, khi có người lạ đột nhập, có khói, khí gas trong nhà thì hệ thống chuông báo động sẽ bật đồng thời gửi tin nhắn đến điện thoại trên phần mềm điều khiển thông tin cho chủ nhà.

Khi biết nhóm giành giải nhất, các em vỡ òa hạnh phúc. Vinh dự hơn nữa là mô hình sản phẩm của các em sẽ được trưng bày tại triển lãm quốc tế. Thời gian tới, các em dự định sẽ tiếp tục cùng tham dự một số cuộc thi về sáng tạo kỹ thuật.

Anh Nguyễn Đình Tùng, Bí thư Đoàn Trường THPT Chí Linh cho biết: “Nhà trường rất tự hào khi có học sinh đoạt giải cao trong cuộc thi cấp quốc gia. Hy vọng thành tích này trở thành động lực nuôi dưỡng niềm đam mê sáng tạo của nhiều học sinh khác”. Có thể còn quá sớm khi nói về tính ứng dụng của sản phẩm trên nếu đưa vào thực tế, nhưng đó là minh chứng cho sự cần mẫn, sáng tạo của học sinh. Thành công sẽ mỉm cười khi các em tiếp tục theo đuổi đam mê.

HUYỀN TRANG