Trong công cuộc đổi mới đất nước, song song với quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa thì việc xây dựng cơ sở hạ tầng cũng được tiến hành. Quá trình nâng cấp, xây dựng hệ thống chiếu ở các khu đô thị cũng không nằm ngoài kế hoạch đó. Thiết kế hệ thống điện chiếu sáng là một công việc khó, nó không chỉ đòi hỏi việc chiếu sáng đơn thuần mà còn phải đáp ứng yêu cầu về thẩm mỹ, có tính kinh tế cao và bảo vệ môi trường. Em Lã Vãn Hùng học sinh tưýờng THPT Ðinh Tiên Hoàng, thành phố Ninh Bình đã có ý tưởng và hoàn thiện mô hình Cột ðèn chiếu sáng đa nãng.

* Cấu tạo:

Cột đèn chiếu sáng đa nãng gồm có các bộ phận:

- Nguồn tạo ra nguồn điện, gồm có: 03 tấm pin năng lượng mặt trời 18v-5w, được mắc song song với tổng công suất là 18v-15w. 01 tua bin gió cho ra điện áp 24v-30w, đây là nguồn điện xoay chiều nên phải lắp thêm 01 mạch chỉnh lưu cầu phía sau để đổi thành điện 1 chiều có điện áp 18v.

- Module điều chỉnh điện áp: dùng để hạ điện áp 18v một chiều xuống còn 12v một  chiều.

- Mạch xạc pin lithium 18650: để xác 03 pin nối tiếp, vì nguồn từ nãng lượng mặt trời và tua bin gió không ổn định để xạc trực tiếp cho pin dự phòng, nên phải dùng pin lithium 18650 để ổn định điện áp.

- Pin dự trữ điện có 02 cổng: cổng 1 cho ra điện áp 12-50w để nuôi đèn led; cổng 2 là cổng xạc dự phòng cho ra điện áp 5v-1A và 5v-2A để xạc cho smarrtphonr, iphone, ipad...

- Thiết bị lọc không khí: dùng để hút và lọc sạch không khí. Thiết bị gồm có quạt để hút không khí vào bên trong ống, sau đó không khí được lọc qua dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2, để lọc bỏ các khí như: dioxide lưu huỳnh (SO2), oxide nitơ (NOx), mono cxide cacbon (CO), dioxide cacbon (CO2)... và bụi bẩn.

- Cảm biến ánh sáng: để điều khiển việc đóng, mở đèn chiếu sáng.

Cột đèn chiếu sáng đa nãng sử dụng nãng lượng tái tạo, gồm: nãng lượng mặt trời và nãng lượng gió được sử dụng chủ yếu trong việc chiếu sáng đường phố, công trình công cộng, cầu cảng thay thế đèn sợi tóc. Ngoài ra hệ thống còn có chức năng lọc sạch không khí và là một trạm cung cấp điện cho các thiết bị có điện áp và dòng điện tương ứng.

* Nguyên lý hoạt động và hiệu quả:

Hoạt động theo cơ chế 01 tua bin gió và 01 tấm pin ngãng lượng mặt trời cùng tạo ra điện, hai nguồn điện này được đưa qua modul điều chỉnh điện áp và mạch xạc pin lithium 18650 để tạo ra một nguồn điện áp ổn định nạp vào pin dự phòng và cung cấp điện cho máy lọc không khí hoạt động. Ðèn sẽ hoạt động theo cơ chế cảm quang tự động tắt khi trời sáng, tự động sáng khi trời tối. Ưu điểm của hệ thống đèn đa nãng là độ an toàn rất cao, không cần nhiều dây dẫn, phát ra nãng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường. Ðặc biệt, các thiết bị dễ lắp đặt, dễ di chuyển, thân thiện với môi trường, chi phí bảo trì, bảo dưỡng thấp, tính mỹ thuật cao đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật đề ra.

Hiện nay, với sự phát triển nhanh chóng về công nghệ và tiến bộ khoa học kỹ thuật, điện nãng lượng mặt trời và nãng lượng gió đã được sử dụng phổ biến, rộng rãi ở nước ta và trên thế giới. Việt Nam lại là một trong những nước có giải phân bố ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong năm, đây là tiềm nãng rất lớn về nãng lượng tái tạo, có được nguồn điện thân thiện với môi trường, góp phần phát triển kinh tế, đảm bảo an ninh nãng lượng quốc gia. Với mô hình này em đã đoạt giải Ba tại Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên và Nhi đồng tỉnh Ninh Bình lần thứ IX.

Hà Linh