Với thực trạng biến đổi khí hậu diễn biến trên toàn cầu như hiện nay, năng lượng xanh đang là giải pháp để nhằm giảm thiểu hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm môi trường và cạn kiệt tài nguyên … Hai học sinh Trường THCS Tố Hữu, thành phố Huế là Phạm Minh Trang và Lê Thị Quỳnh Như đã nghiên cứu thành công đề tài: Bếp năng lượng mặt trời từ màn hình tivi. Đề tài đã đạt giải Ba Cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên nhi đồng tỉnh Thừa Thiên Huế lần thứ 8/2016 và xuất sắc đạt giải Nhất Cuộc thi toàn quốc lần thứ 12.
 |
| GS VS Đặng Vũ Minh, Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam, trao giải Nhất cho nhóm tác giả. |
Sản phẩm được tạo ra từ những vật liệu phế thải
Từ những vật liệu dễ kiếm như: màn hình của chiếc tivi cũ, vỏ máy vi tính đã hỏng và một số phụ kiện đi kèm với tổng chi phí đầu tư khoảng 200.000 đồng, hai học sinh lớp 8 đã mày mò, nghiên cứu các nghiên lý về thấu kính hội tụ để tạo nên một sản phẩm hữu ích cho cuộc sống góp phần giúp con người sống thân thiện hơn với môi trường. Để tạo ra một bếp năng lượng mặt trời, các tác giả đã tiến hành các công đoạn sau:
Chế tạo thấu kính hội tụ: dùng máy cắt để cắt và lấy phần màn hình lồi phía trước của 2 tivi, sử dụng keo silicon gắn hai màn hình với nhau để tạo vỏ thấu kính hội tụ sau đó đổ đầy nước vào vỏ thấu kính chúng ta đã có một thấu kính hội tụ. Để bảo vệ cho thấu kính hội tụ ta có thể dùng sắt mỏng để làm khung bao bọc bên ngoài.
Thiết kế giá đỡ thấu kính: dùng cưa, máy cắt, máy khoan và bulong để chế tạo bộ giá đỡ thấu kính đơn giản và chắc chắn từ những thanh sắt lỗ có bán sẵn trên thị trường.
Thiết kế hộp giữ nhiệt: sử dụng thùng vỏ máy tính bằng tôn kích thước 20cm x 40cm x 45cm, lót giấy phản xạ 4 mặt bên trong, dưới đáy đặt tấm nhôm thu nhiệt, phía trên đặt một tấm gương mỏng để giữ nhiệt bên trong hộp.
Cuối cùng là công đoạn lắp ráp các chi tiết vào với nhau: đầu tiên chúng ta gắn thấu kính hội tụ lên giá sao cho mặt thấu kính có thể xoay quanh trục của giá. Đặt hộp thu nhiệt phía dưới thấu kính sao tấm thu nhiệt nằm đúng vị trí tiêu điểm của thấu kính hội tụ.
 |
Mô hình chi tiết của bếp: (1).Thấu kính hội tụ, (2).Tấm thu nhiệt, (3).Giá, (4).Đối trọng, (5).Thanh khóa và điều chỉnh bếp, (6).Nồi, (7).Kính giữ nhiệt, (8).Roăn cao su
Bếp năng lượng mặt trời từ màn hình tivi được thiết kế dựa vào nguyên lý dùng thấu kính hội tụ để tập trung năng lượng từ ánh sáng mặt trời nên bếp có những đặc tính sau:
- Hội tụ ánh nắng: Thấu kính hội tụ có độ trong suốt cao và độ tụ lớn để đưa ánh sáng và sức nóng mặt trời tập trung vào một vùng nhỏ.
- Chuyển ánh sáng thành sức nóng: Thấu kính hội tụ có bề mặt lớn để nhận được nhiều ánh sáng, thấu kính càng lớn thì năng lượng ánh sáng được thấu kính chuyển thành nhiệt năng càng nhiều.
- Chất liệu dẫn nhiệt tốt: Tấm thu nhiệt và nồi nấu bằng nhôm để có đặc tính dẫn nhiệt nhanh, bếp mau nóng, thức ăn mau chín hơn.
- Giữ nóng: Tấm thủy tinh trên mặt bếp để cho ánh sáng vào trong và khi ánh sáng đã biến thành sức nóng rồi thì tấm thủy tinh không cho sức nóng thoát ra. Đó chính là hiệu ứng nhà kính nhằm giữ lại sức nóng trong bếp. Không khí bên trong được cách ly bởi không khí bên ngoài để hiệu năng giữ nhiệt cao. Điều này giúp bếp có được nhiệt độ cao trong các ngày trời lạnh hoặc trời gió mà chất lượng vẫn không kém các ngày trời trong, nắng nóng. Và cũng chính đây là điều khiến cho bếp tiếp tục đun bình thường, đồ ăn vẫn chín nếu bếp đã nóng mà có mây kéo đến che trong hai ba mươi phút.
Bên cạnh những tính năng ưu việt trên, một đặc điểm cũng khiến cho chiếc bếp hữu ích này dễ đi vào ứng dụng thực tế là cách vận hành đơn giản. Khi ta đặt bếp ngoài trời, điều chỉnh bếp sao cho mặt thấu kính hội tụ hướng về phía mặt trời, lúc này toàn bộ năng lượng ánh sáng mặt trời sẽ được thấu kính hội tụ tập trung tại tiêu điểm của nó, bên trong hộp giữ nhiệt có đặt tấm thu nhiệt bằng nhôm ở đáy hộp nằm đúng ngay vị trí tiêu điểm của thấu kính hội tụ, lúc này toàn bộ năng lượng của ánh sáng được tấm nhôm hấp thụ và nhiệt năng của tấm nhôm tăng lên, nhiệt năng này lại được truyền sang nồi nhôm và nấu chín thức ăn.
Bếp năng lượng mặt trời đã được đề cập khá nhiều, tuy nhiên sáng kiến bếp năng lượng mặt trời từ màng hình tivi do hai em Phạm Minh Trang và Lê Thị Quỳnh Như chưa có trên phạm vi toàn thế giới, đề tài này cũng không trùng với đề tài nào đã được công bố tại các nguồn thông tin chính thống ở Việt Nam. Đề tài này các tác giả đã ứng dụng tính chất hội tụ ánh sáng và tập trung năng lượng tại tiêu điểm của thấu kính hội tụ, đồng thời kết hợp với những ưu điểm của kiểu bếp hình hộp nên bếp có hiệu suất cao nhất. Chiếc bếp này kết hợp được các ưu điểm mà các tác giả đã mong muốn đồng thời khắc phục được các điểm hạn chế của các loại bếp năng lượng mặt trời hiện có trên thị trường như: tính năng hội tụ năng lượng mạnh của bếp parabol, khả năng thuận tiện, dễ làm, rẻ tiền của bếp hình hộp. Đặc biệt là khắc phục được hiện tượng bị chói mắt khi đun nấu như một số loại bếp năng lượng khác.