Trong bối cảnh khan hiếm nước và thiếu hụt năng lượng điện, để góp phần tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường, nhóm tác giả Nguyễn Trung Thoại, Phạm Duy Phượng (Khoa Điện và Tự động hóa, Trường cao đẳng Công Thương Miền Trung) đã có giải pháp Mô hình hệ thống bơm nước tự động không dây, sử dụng điện năng lượng mặt trời.

Giải pháp hữu ích

Theo tác giả Phạm Duy Phượng, hiện nay trên thị trường có hai hệ thống bơm nước tự động sử dụng điện năng lượng mặt trời, trong đó, cả hệ thống bơm nước độc lập (chỉ sử dụng điện năng lượng mặt trời không có ắc quy lưu trữ) và hệ thống bơm nước sử dụng điện năng lượng mặt trời kết hợp với lưới điện quốc gia đều có những ưu nhược điểm nhất định.

Kế thừa và phát triển ý tưởng từ các hệ thống bơm sẵn có, nhóm tác giả đã xây dựng được mô hình hệ thống bơm nước tự động không dây, sử dụng điện năng lượng mặt trời có khả năng bơm nước cả ngày lẫn đêm mà chỉ dùng điện từ năng lượng mặt trời; có chế độ tự động bơm nước (khi nước trong hồ cạn) và tự động ngừng bơm (khi nước đầy); hoàn toàn chủ động được nguồn điện cung cấp. Ngoài ra, hệ thống còn có những tính năng ưu việt như: không sử dụng phao điện, phao cơ; phát và thu tín hiệu không dây làm việc lâu dài và ổn định, sử dụng sóng FM tần số 315MHz; tránh được tình trạng cháy động cơ bơm nước khi bị hụt nước…

Mô hình hệ thống bơm nước tự động không dây, sử dụng điện năng lượng mặt trời gồm 2 phần chính: hệ thống bơm nước tự động không dây và hệ thống tạo ra điện từ năng lượng mặt trời. Về cơ chế hoạt động, khi pin mặt trời nhận bức xạ mặt trời sẽ chuyển hóa thành điện DC (thông qua hiệu ứng quang điện). Dòng điện này được đưa tới bộ điều khiển sạc để sạc vào ắc quy đồng thời cung cấp cho tải (hệ thống bơm nước tự động không dây). Trong hệ thống này, ắc quy có chức năng lưu trữ điện để sử dụng vào ban đêm hoặc lúc trời không có nắng hoặc không đủ nắng. So với phương án dùng phao điện, nếu khoảng cách giữa hai bể nước càng xa thì việc áp dụng giải pháp này hiệu quả kinh tế càng lớn. Trung bình nếu khoảng cách giữa hai bể là 50m sẽ lợi hơn 160.000 đồng/lần áp dụng. Sử dụng điện năng lượng mặt trời sẽ không tốn chi phí nhiên liệu (chỉ tốn chi phí lắp đặt ban đầu) và có thời gian sử dụng trên 20 năm.

Ứng dụng tốt vào thực tiễn

Giải pháp này đã áp dụng thành công trong việc phục vụ tưới tiêu cho các hộ ở Sơn Thành Đông (huyện Tây Hòa), An Mỹ (huyện Tuy An), đồng thời áp dụng có hiệu quả vào việc giảng dạy các môn lý thuyết điều khiển tự động, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho học sinh, sinh viên Trường cao đẳng Công Thương Miền Trung.

Ông Nguyễn Văn Thông ở xã Sơn Thành Đông có 3.000m² đất trồng tiêu. Năm 2017, khi được người quen giới thiệu, ông Thông đã làm việc với nhóm tác giả Nguyễn Trung Thoại, Phạm Duy Phượng để lắp đặt hệ thống máy bơm nước tự động không dây tưới nước cho cây tiêu. “Trước đây, khu vực tôi trồng tiêu ở khá xa nên việc đưa điện vào tốn rất nhiều chi phí, nhất là chi phí đường dây. Vì những khó khăn đó nên tôi quyết định lắp hệ thống máy bơm nước tự động không dây, dùng năng lượng mặt trời. Dù đã sử dụng 3 năm nhưng máy bơm vẫn chạy rất ổn định”, ông Thông cho biết.

Năm 2018, bà Nguyễn Thị Thanh Bình ở thôn Hòa Đa, xã An Mỹ cũng lắp một hệ thống bơm nước tự động không dây sử dụng năng lượng mặt trời để tưới cho 2,5ha đất canh tác cây lâu năm, cây ăn quả và rau quả. Mặc dù chi phí ban đầu bỏ ra đầu tư là khá lớn nhưng bà Bình cho biết rất hài lòng với sản phẩm này. “Đất canh tác của gia đình tôi ở gần lưới điện, tuy vậy tôi vẫn quyết định sắm một chiếc máy bơm nước sử dụng năng lượng mặt trời. Sau hơn 2 năm sử dụng máy vẫn chạy tốt, ngoài khoản đầu tư ban đầu, hàng tháng, tôi không phải chi khoản tiền nào khác. Thấy hiệu quả, nhiều người xung quanh cũng dự định đầu tư phục vụ tưới tiêu”, bà Bình chia sẻ.

Theo tác giả Nguyễn Trung Thoại, ngoài việc ứng dụng để phục vụ sản xuất nông nghiệp, mô hình còn giúp học sinh, sinh viên có cái nhìn tường minh hơn khi học lý thuyết, đồng thời góp phần giáo dục các em có ý thức hơn trong mục tiêu phát triển năng lượng mới, năng lượng tái tạo.

THÁI HÀ