Nhắc đến “Tiết kiệm điện”, bất kỳ ai cũng hiểu ngay là giảm thiểu lượng điện năng đang sử dụng nhưng ít ai lại nghĩ đến sử dụng nguồn năng lượng thay thế để giảm số tiền sử dụng điện trong gia đình. Trên thế giới, do vị trí địa lý đặc trưng hoặc do các nguyên nhân khách quan khác nhau, người ta đã tìm ra nhiều giải pháp để chuyển hóa các nguồn năng lượng khác nhau thành điện năng, như: Chuyển hóa năng lượng mặt trời thành điện năng; Chuyển hóa cơ năng thành điện năng bằng cách sử dụng năng lượng gió, sóng biển, thủy triều, nước mưa,... Các giải pháp này đã được nghiên cứu thành công tại một số nước trên thế giới. Sử dụng nhiệt năng từ lòng đất (tại các miệng núi lửa đã nguội, nơi có suối nước nóng,…) để chuyển hóa thành điện năng.
Hiện nay, có trên 30 quốc gia đang khai thác và sử dụng dạng này. Ngoài ra, người ta còn sử dụng xăng sinh học (từ tảo, ngũ cốc ngũ cốc hoặc mía, thường gọi là Ethanol) hoặc sử dụng công nghệ sản xuất dầu nhiệt phân hoặc khí biogas từ rác, để chạy máy phát điện nhằm hạn chế tác động đến môi trường. Tóm lại, ngoài mục đích tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế để giảm giá thành bán điện, người ta đang chú trọng đến công tác bảo vệ môi trường, nhằm giảm thiểu tối đa hiệu ứng nhà kính, tác nhân chính gây ra hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu.
Ở Việt Nam, gần đây có sáng chế “máy phát điện chạy bằng nước” của Tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê đang thu hút sự quan tâm rất lớn trong giới khoa học trong và ngoài nước.
Mô hình sáng chế “máy phát điện chạy bằng nước”
Công trình của TS Nguyễn Chánh Khê về pin nhiên liệu từ phản ứng phân hủy “nước” có hai phần: dùng chất xúc tác phân hủy nước tạo Hydrogen và Oxygen. Sau đó Hydrogen và Oxygen tái hợp thông qua thiết bị chuyên dùng để chuyển hóa năng lượng hóa học thành điện năng. Hiện công trình nghiên cứu phát điện này vẫn còn đang bàn cãi là do “chất xúc tác” có cấu trúc nano chưa được công khai, nên chưa thể xác định chính xác việc tách H2 từ “nước” có vi phạm nguyên lý cơ bản của khoa học là “nguyên lý bảo toàn năng lượng” không? Trong trường hợp, sáng chế này được hội đồng khoa học các nước công nhận, thì ngoài việc tìm ra một nguồn năng lượng dồi dào để phát điện, nó còn có thể làm thay đổi cả thế giới trong việc bảo vệ môi trường.
Trong bài viết này, tôi muốn giới thiệu một giải pháp khác tuy đơn giản, chưa thực nghiệm ở Việt Nam nhưng có thể xem xét nghiên cứu triển khai áp dụng nhằm giảm lượng điện tiêu thụ từ lưới điện Quốc gia. Đó là sử dụng năng lượng cơ học từ việc vui chơi, tập thể dục của con người để phát điện. Hiện nay, trong các công viên công cộng hiện đang có lắp các thiết bị tập thể dục chuyên dùng khác nhau, trong đó có một số thiết bị có thể xem xét để biến đổi cơ năng của thiết bị thành điện năng, năng lượng điện sau đó được tích trữ vào bình Acqui và cuối cùng là sử dụng nguồn năng lượng điện đã tích trữ để phục vụ cho chiếu sáng công viên vào buổi tối. Ngoài ra, trên thực tế năng lượng sinh ra từ sân chơi của trẻ em, có thể được sử dụng để thắp sáng các lớp học trong nhiều giờ. Ví dụ: ở châu Phi nhờ sáng chế của nhà phát minh trẻ người Anh, Daniel Sheridan, anh đã nghiên cứu tạo ra điện thông qua trò chơi của trẻ em với sự trợ giúp của các chuyên gia từ ý tưởng thiết kế “tấm ván bập bênh”.
Mô hình sử dụng năng lượng cơ học từ “tấm ván bập bênh” để phát ra điện
Nguyên lý phát điện mô hình này là dựa vào năng lượng được sinh ra khi có chuyển động cơ học lên xuống sẽ được truyền động trực tiếp để nén khí, động năng được tích lũy vào hệ thống nhiều bình khí nén và hệ thống các bình khí nén sẽ được nạp khí - xả khí luân phiên để đảm bảo sự liên tục cung cấp năng lượng quay máy phát điện một cách ổn định (dù chuyển động lên xuống hay quay tròn thì khí vẫn luôn được nén vào bình, trong khi đó người ta sẽ dễ dàng điều khiển cường độ và lưu lượng khí nén từ bình nén khí phun ra để quay máy phát). Ở đây, khi 1 bình đang xả khí quay máy phát điện thì các bình khác sẽ đang được nạp khí nén vào. Sau khi chuyển hóa thành điện, nguồn năng lượng này sẽ được truyền đến bộ phận tích lũy điện và trữ ở đó cho tới khi cần sử dụng thì chuyển đổi thành dạng năng lượng cần sử dụng. Với giải pháp nêu trên có thể thấy tiềm năng của sản phẩm này là rất lớn, có thể mang lại lợi ích lớn cho cộng đồng.
Theo tính toán, chỉ cần chơi bập bênh, hoặc sử dụng các thiết bị tập thể dục chuyên dụng trong vòng 5-10 phút, thì lượng năng lượng này có thể phát ra điện đủ thắp sáng một lớp học vào buổi tối trong một giờ. Vì vậy, tôi tin rằng đối với một đất nước có nhiều nhân tài cũng như chịu khó tìm tòi học hỏi như Việt Nam, thì giải pháp nêu trên không bao lâu nữa sẽ trở thành hiện thực. Trong trường hợp được nhân rộng mô hình này, ngoài việc tiết kiệm được nguồn năng lượng đang bị bỏ phí mà còn góp “xanh” được môi trường sống của chúng ta.
Bài dự thi của Trần Minh Tuấn
