Thiết bị nước nóng năng lượng mặt trời chính là một giải pháp hữu hiệu cho những người ở vùng sâu, vùng xa luôn có nước nóng phục vụ sinh hoạt. Thế nhưng với giá hiện nay khoảng 8 triệu đồng/thiết bị thì thật là quá sức với đa số người dân ở đây. Đề tài “Hoàn thiện và triển khai thiết bị cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời theo kiểu ống trụ đứng”, do PGS.TS Lê Chí Hiệp (Đại học quốc gia TPHCM) chủ trì thực hiện vừa cho ra một loại thiết bị nước nóng năng lượng mặt trời mới với giá thành chỉ 1.963.000 đồng (dung tích 200 lít).
- Thiết bị vừa túi tiền
Bình nước nóng năng lượng mặt trời kiểu trụ đứng.
Việc triển khai sử dụng thiết bị cung cấp nước nóng dùng năng lượng mặt trời (NNMT) ở quy mô rộng sẽ đem đến nhiều lợi ích, đặc biệt là tiết kiệm năng lượng điện và an toàn. Tuy nhiên, một trong những trở ngại rất cơ bản chính là giá thành của các thiết bị NNMT còn khá cao.
Ví dụ, với hệ thống NNMT có dung tích 300 lít của hãng Solahart (Australia), giá bán đến tay người tiêu dùng vào khoảng 1.750 USD. Còn các hệ thống có tính năng kỹ thuật thấp hơn và tính sẵn sàng cũng kém hơn, giá thành vào khoảng 8 triệu đồng cho một hệ thống có dung tích chứa nước khoảng 180 lít (Collector nhập từ Đức).
Theo PGS-TS Lê Chí Hiệp thì lâu nay mục đích của những người chế tạo thiết bị NNMT chỉ muốn phục vụ dân cư vùng không có điện hoặc nhằm tiết giảm sử dụng điện chi phí cao. Họ không hề có ý định kinh doanh, chỉ tính giá thành trên cơ sở những chi phí thật (không tính lãi), nhưng vẫn ít người chịu bỏ tiền lắp đặt loại thiết bị này.
Cái lợi của sử dụng thiết bị NNMT ai cũng thấy, cũng hiểu được vấn đề góp phần bảo vệ môi trường và tham gia tiết kiệm điện, thế nhưng đó là cái lợi mang tính vĩ mô, tính xã hội và cộng đồng. Còn dưới góc độ hạn hẹp trong phạm vi mỗi gia đình, do ảnh hưởng của lợi ích và tiện nghi mang tính cá nhân, quan điểm lựa chọn hoàn toàn khác hẳn. Chính sự xuất hiện ngày càng nhiều những thiết bị đun nước rẻ tiền bằng điện và chính sự bao cấp về giá điện là những nguyên nhân cơ bản hạn chế sự phát triển của việc sử dụng thiết bị NNMT.
Với suy nghĩ đó, PGS-TS Lê Chí Hiệp thấy cần phải có những thiết bị cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời với giá thật rẻ, và như vậy chắc chắn số đông những người có mức thu nhập vừa phải sẽ đón nhận sản phẩm. Điều này không chỉ có ý nghĩa về mặt kỹ thuật, mà rộng lớn hơn, còn có ý nghĩa sâu sắc về mặt xã hội. Ông đã đề xuất với hội đồng khoa học của trường, và đề tài nghiên cứu đã được chấp nhận.
- “Nấu” buổi chiều, tắm buổi sáng vẫn nóng
Bên trong của thiết bị NNMT do nhóm nghiên cứu của PGS-TS Lê Chí Hiệp chế tạo là một ống hình trụ bằng composite với mặt trong phẳng và mặt ngoài có dạng gợn sóng, ống composite này được đặt vừa khít vào bên trong một vỏ hình trụ bằng inox sơn đen, vỏ inox lại được bọc bên ngoài bằng một ống hình trụ làm bằng mica. Kết cấu này nhằm đạt đến những mục đích: tạo các rãnh đối lưu nước ở khoảng trống giữa rãnh gợn sóng của ống trụ bằng composite và vỏ inox; bên cạnh mục đích tạo rãnh đối lưu, ống composite còn có hai nhiệm vụ quan trọng khác là cách nhiệt và giúp gia tăng độ cứng của vỏ inox; vỏ mica được sử dụng để tạo ra hiệu ứng nhà kính và đồng thời góp phần hạn chế tổn thất nhiệt ra môi trường.
Kết cấu đã trình bày ở trên hoàn toàn khác với các kết cấu thường gặp trong các thiết bị cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời hiện có. Ưu điểm của kết cấu này là: có thể chế tạo toàn bộ ở trong nước, không cần công nghệ cao và đầu tư lớn; giá thành rẻ, phù hợp với mức thu nhập khiêm tốn của các hộ thu nhập vừa phải, tuổi thọ tương đối cao; gọn nhẹ, ít chiếm diện tích và dễ lắp đặt; có thể hoạt động thích hợp với nguồn nước có chất lượng chưa đủ cao như hiện nay, không cần bảo trì thường xuyên vì đã giảm rất nhiều khả năng bị nghẹt.
Nếu sử dụng nước mới, nhiệt độ cao nhất có thể đạt được vào khoảng 510C–520C (nước mới là nước ở điều kiện cân bằng nhiệt với môi trường xung quanh vào đầu mỗi buổi sáng). Nếu sử dụng nước cũ, nhiệt độ cao nhất có thể đạt được vào khoảng 590C–600C (nước cũ là nước nóng được lưu giữ trong bình từ cuối buổi chiều hôm trước cho đến đầu buổi sáng hôm sau). Giả sử nước nóng được lưu giữ ở trong bình cho đến sáng hôm sau, các kết quả đo đạc cho thấy nhiệt độ nước trong bình vẫn còn cao hơn nhiệt độ nước bên ngoài khoảng 8 – 90C.
Vào những ngày u ám, trời không nắng, các thí nghiệm cho thấy nhiệt độ nước trong bình vẫn có thể cao hơn nhiệt độ nước bên ngoài khoảng 80C-120C. Điều này cho thấy vẫn có thể sử dụng nước này để tắm vào mỗi buổi sáng. Còn xét ở góc độ tiêu hao năng lượng thì nếu so với các thiết bị đun nước bằng điện, việc sử dụng bình nước nóng mặt trời theo kiểu ống trụ đứng sẽ giúp tiết kiệm một lượng điện là: 1.356,17 kWh/năm.
Từ con số đã nêu ở trên, có thể thấy việc ứng dụng các thiết bị cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời nói chung hoặc bằng thiết bị kiểu ống trụ đứng nói riêng, giúp tiết kiệm cho xã hội một lượng điện năng đáng kể nếu được triển khai sử dụng rộng rãi. PGS-TS Lê Chí Hiệp nói thêm: “Một ưu điểm khác cũng nên được nhắc lại, việc sử dụng các thiết bị cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời sẽ góp phần bảo vệ môi trường và là phương án an toàn nhất cho người sử dụng”.
PHƯỚC THẮNG
