Nhóm SV làm hệ thống cải thiện ánh sáng tự nhiên cho nhà ống, tiết kiệm điện

Trải qua 3 vòng thi của cuộc thi "Sáng tạo - Khởi nghiệp sinh viên Phenikaa năm 2024" nhóm sinh viên bao gồm: Trần Thị Hương, Đoàn Thúy Quỳnh, Đỗ Đức Thắng, Phạm Văn Cao (Khoa tiếng Hàn Quốc, Trường Đại học Phenikaa) và Đinh Hữu Quốc (Trường Đại học Hùng Vương) đã giành giải Quý quân chung cuộc với dự án “Solarlight - giải pháp cho nhà ống thiếu sáng”.

Đây là hệ thống giúp cải thiện ánh sáng trong những khu vực không thể tiếp cận với ánh sáng tự nhiên. Dự án này không chỉ giúp giảm thiểu lượng điện tiêu thụ mà còn bảo vệ môi trường thông qua việc sử dụng năng lượng tái tạo từ ánh sáng mặt trời.

Lấy ý tưởng từ thực tế

Được hình thành từ thực tế cuộc sống, ý tưởng sáng tạo của dự án Solarlight xuất phát từ vấn đề thiếu ánh sáng tự nhiên ở nhiều nhà ống trong các khu vực đô thị. Trao đổi với phóng viên Tạp chí điện tử Giáo dục Việt Nam, bạn Trần Thị Hương, đại diện nhóm sinh viên nghiên cứu dự án chia sẻ rằng, tại Việt Nam, đặc biệt là ở các thành phố lớn như Hà Nội và Hồ Chí Minh, nhiều ngôi nhà ống có không gian chật và thiếu sáng. Điều này không chỉ làm giảm chất lượng cuộc sống mà còn dẫn đến việc người dân phải sử dụng ánh sáng điện trong suốt cả ngày, gây lãng phí năng lượng và tăng chi phí sinh hoạt.

Hương cho biết, động lực để nhóm thực hiện dự án Solarlight xuất phát từ xu hướng phát triển bền vững hiện nay, đặc biệt là khi Chính phủ đang tích cực thúc đẩy việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả theo Chương trình quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2019 - 2030.

Nhóm sinh viên nhận thấy rằng, trong bối cảnh tài nguyên năng lượng ngày càng khan hiếm và những tác động tiêu cực của việc sử dụng năng lượng không bền vững ngày càng rõ rệt, việc sử dụng ánh sáng tự nhiên thay cho các phương pháp chiếu sáng truyền thống là một xu thế tất yếu.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm sinh viên đã phát triển một hệ thống chiếu sáng tự nhiên sử dụng các ống dẫn ánh sáng đặc biệt. Hệ thống này giúp dẫn ánh sáng mặt trời từ ngoài trời vào các không gian trong nhà, đặc biệt là các khu vực thiếu ánh sáng tự nhiên như các phòng phía trong hoặc các tầng trên của nhà ống. Theo Hương, mục tiêu của dự án không chỉ là giải quyết vấn đề thiếu sáng, mà còn giúp giảm thiểu việc sử dụng điện năng, góp phần bảo vệ môi trường.

Sản phẩm của dự án Solarlight là một giải pháp chiếu sáng hoàn toàn mới, chưa từng xuất hiện trên thị trường. Sự khác biệt lớn nhất của sản phẩm là thiết kế tối ưu, cho phép hệ thống chiếu sáng không can thiệp đến kiến trúc gốc của công trình, mang đến tính linh hoạt cao trong việc lắp đặt.

Hương thông tin thêm: "Một trong những ưu điểm lớn nhất của hệ thống này chính là việc sử dụng ánh sáng tự nhiên. Việc lấy ánh sáng tự nhiên vào nhà giúp tiết kiệm điện năng, giảm bớt sự phụ thuộc vào ánh sáng nhân tạo, từ đó giảm chi phí điện cho các hộ gia đình".

Một điểm sáng tạo đặc biệt của dự án Solarlight là việc sử dụng dây cáp quang dẫn sáng thay vì các ống dẫn sáng cố định như các giải pháp truyền thống. Điều này giúp hệ thống trở nên linh hoạt và dễ dàng thích ứng với nhiều không gian sống khác nhau.

Hương cũng chia sẻ về những thách thức trong việc thiết kế hệ thống chiếu sáng cho các ngôi nhà ống hiện đại: "Chúng em đã tính đến các yếu tố đặc thù của nhà ống, như việc có nhiều tầng và thiếu sáng ở những khu vực sâu trong nhà. Để giải quyết vấn đề này, chúng em sử dụng dây dẫn sáng, một giải pháp linh hoạt giúp dẫn nguồn sáng từ các lỗ thông gió hoặc cửa sổ".

Hệ thống của Solarlight còn được tối ưu hóa hiệu suất chiếu sáng nhờ vào bộ thu sáng đặc biệt. Bộ thu này bao gồm một gương cầu lồi kết hợp với các bộ thu ánh sáng, giúp tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên, ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc trời mây. Cáp quang dẫn sáng với khả năng truyền tải ánh sáng với tổn thất tối thiểu giúp đảm bảo ánh sáng đến các khu vực trong nhà hiệu quả.

Hương giải thích về cách hệ thống này hoạt động trong những điều kiện thời tiết không thuận lợi: "Hiện tại, hệ thống của chúng em tập trung vào việc sử dụng ánh sáng tự nhiên vào ban ngày. Tuy nhiên, trong những ngày thiếu ánh sáng, hệ thống sẽ hỗ trợ phần nào nhưng không thay thế hoàn toàn cho hệ thống đèn LED thông thường".

Việc sử dụng ánh sáng tự nhiên không chỉ tiết kiệm điện năng mà còn giảm thiểu chi phí sinh hoạt, đặc biệt là trong bối cảnh các nguồn năng lượng ngày càng khan hiếm. Hương cho biết: "Không sử dụng điện cũng đồng nghĩa với việc giảm nguy cơ cháy nổ, một vấn đề đang rất được quan tâm ở các khu vực dân cư đông đúc hay các công trình nhà ở cao tầng. Thêm vào đó, việc không phát sinh thêm nguồn nhiệt trong quá trình chiếu sáng giúp giảm tải cho các hệ thống điều hòa không khí, tạo ra một môi trường sống an toàn và tiết kiệm”.

Những thách thức trong quá trình phát triển dự án

Trong quá trình phát triển dự án Solarlight, Trần Thị Hương bộc bạch rằng, nhóm đã phải đối mặt với nhiều thách thức, từ vấn đề công nghệ đến nguồn lực tài chính.

Về mặt công nghệ, nhóm gặp phải khó khăn lớn trong việc tối ưu hóa hiệu quả truyền dẫn ánh sáng qua dây dẫn sáng sao cho vừa tiết kiệm năng lượng, vừa duy trì được độ sáng ổn định.

"Đây là một vấn đề khá phức tạp vì chúng em phải nghiên cứu và thử nghiệm nhiều vật liệu khác nhau, đồng thời tìm cách khắc phục hiện tượng mất mát ánh sáng trong quá trình truyền dẫn. Đặc biệt, dây dẫn sáng phải đảm bảo khả năng hoạt động hiệu quả ở nhiều kiểu kiến trúc khác nhau, đồng thời phải đáp ứng yêu cầu khắt khe về thẩm mỹ và độ bền. Điều này đòi hỏi nhóm phải nghiên cứu rất kỹ lưỡng và thử nghiệm nhiều lần để đạt được giải pháp tối ưu”, nữ sinh chia sẻ.

Bên cạnh đó, nhóm cũng đối mặt với vấn đề nguồn lực tài chính hạn chế, đại diện nhóm cho hay: "Chúng em gặp khó khăn trong việc tìm kiếm vốn đầu tư ban đầu để thực hiện các thử nghiệm và sản xuất prototype. Việc thiếu kinh phí khiến nhóm phải làm việc với các nguồn tài trợ hạn chế và phải rất tiết kiệm trong việc sử dụng các tài nguyên sẵn có. Ngoài ra, do đội ngũ phát triển chủ yếu là sinh viên, thiếu kinh nghiệm thực tế cũng là một trở ngại lớn”.

Khi tiếp cận thị trường, nhóm cũng phải đối mặt với sự hoài nghi từ người tiêu dùng và các nhà đầu tư về tính hiệu quả và khả năng áp dụng rộng rãi của công nghệ này. Hương cho biết: "Nhiều khách hàng tiềm năng không hiểu rõ về lợi ích của việc sử dụng ánh sáng tự nhiên qua dây dẫn sáng, và sản phẩm này chưa có mặt rộng rãi trên thị trường, khiến việc xây dựng niềm tin trở nên khó khăn".

Để giải quyết vấn đề này, nhóm phải không ngừng cải tiến sản phẩm và truyền tải thông điệp rõ ràng về những lợi ích mà công nghệ của dự án mang lại, nhằm thuyết phục khách hàng và nhà đầu tư.

Hương cũng chia sẻ về cách nhóm đã tìm kiếm sự hỗ trợ từ các giảng viên và chuyên gia trong trường: "Chúng em đã nhận được sự hỗ trợ lớn từ các giảng viên Trường Đại học Phenikaa và chuyên gia trong ngành, giúp chúng em cải thiện công nghệ và kết nối với các cơ hội đầu tư. Bên cạnh đó, nhóm đã tham gia các cuộc thi khởi nghiệp và tìm kiếm nhà đầu tư để có thể phát triển sản phẩm. Chính sự kiên trì đã giúp nhóm vượt qua những thử thách, dần dần xây dựng được một sản phẩm khả thi và có giá trị thực tiễn".

Tiếp tục cải tiến sản phẩm để đáp ứng nhu cầu của thị trường

Trong tương lai, nhóm sinh viên thực hiện dự án Solarlight khẳng định sẽ không dừng lại ở phiên bản hiện tại mà sẽ tiếp tục phát triển và cải tiến sản phẩm để đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn của thị trường, đặc biệt là trong bối cảnh nhu cầu sử dụng năng lượng tái tạo và tiết kiệm năng lượng ngày càng tăng.

"Một trong những mục tiêu quan trọng của nhóm trong thời gian tới là tối ưu hóa hiệu quả truyền dẫn ánh sáng qua dây dẫn sáng, đặc biệt là trong việc cải thiện chất lượng vật liệu sử dụng để giảm thiểu hao hụt năng lượng và tăng cường khả năng truyền dẫn ánh sáng.

Nhóm đang nghiên cứu các vật liệu mới như vật liệu nano hoặc các vật liệu quang học tiên tiến, nhằm tăng cường hiệu quả ánh sáng và độ bền của hệ thống, giúp sản phẩm hoạt động hiệu quả hơn trong các điều kiện ánh sáng yếu”, đại diện nhóm sinh viên chia sẻ.

Ngoài việc cải tiến công nghệ, nhóm cũng đang nghiên cứu cách tích hợp các công nghệ thông minh vào sản phẩm để tự động điều chỉnh lượng ánh sáng tự nhiên vào trong nhà, tùy thuộc vào thời gian trong ngày và điều kiện thời tiết.

Hương cho biết: "Chúng em đang tập trung vào việc sử dụng cảm biến ánh sáng và hệ thống điều khiển tự động, giúp sản phẩm không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn trở nên linh hoạt và dễ sử dụng hơn, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về thẩm mỹ của người dùng”.

Về kế hoạch mở rộng thị trường, nhóm dự định đưa sản phẩm ra thế giới, đặc biệt là vào các quốc gia có nhu cầu cao về năng lượng tái tạo và tiết kiệm năng lượng, như các nước Bắc Âu, Mỹ, và các quốc gia trong khu vực Đông Nam Á. Việc xuất khẩu sản phẩm sẽ giúp nhóm không chỉ mở rộng quy mô sản xuất mà còn tận dụng các cơ hội tài trợ từ các tổ chức quốc tế chuyên hỗ trợ sáng tạo và đổi mới.

Chúng em cũng đang nghiên cứu kết hợp sản phẩm của mình với các hệ thống năng lượng mặt trời hoặc các công nghệ xanh khác, tạo ra một hệ thống tổng thể bền vững. Mục tiêu của nhóm là không chỉ đáp ứng nhu cầu chiếu sáng tự nhiên mà còn phục vụ cho các nhà ở thông minh, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường.

Nhìn lại quá trình tham gia cuộc thi và phát triển dự án Solarlight, Trần Thị Hương cùng các thành viên trong nhóm nhận ra tầm quan trọng của môi trường giáo dục, đặc biệt là sự hỗ trợ nhiệt tình từ phía nhà trường, trong việc hiện thực hóa ý tưởng khởi nghiệp của sinh viên.

"Trường Đại học Phenikaa luôn tạo điều kiện cho sinh viên sáng tạo và thử sức với các ý tưởng mới. Các môn học thiết thực như kỹ năng khởi nghiệp, lãnh đạo và sự đồng hành của các giảng viên đã giúp chúng em không chỉ tiếp thu kiến thức lý thuyết mà còn có cơ hội áp dụng trực tiếp vào các dự án thực tế", nữ sinh bày tỏ.