Hỏi: Thiết bị để đun nấu bằng năng lượng mặt trời không bị ảnh hưởng bởi hướng chiếu của nắng? Hoàng Minh ( Ninh Thuận )
Đáp: Năng lượng mặt trời được nhiều người quan tâm như là nguồn năng lượng thay thế, nước ta ở vùng nhiệt đới nên có nhiều tiềm năng khai thác nguồn năng lượng này. Sáng chế “Cơ cấu làm nóng bình chứa bằng năng lượng mặt trời” đề xuất một thiết bị đơn giản, dễ dàng chế tạo, dùng để khử khuẩn cho nước sinh hoạt bằng năng lượng mặt trời. Sáng chế này của tác giả Gevitz Lauge B, người Đan Mạch, được cấp bằng sáng chế số: 1-0006592, công bố ngày 25/10/2007 tại Việt Nam, chủ sở hữu sáng chế là công ty Osprey Systems APS. Ưu điểm của thiết bị này là có thể dùng đun nấu mà không bị ảnh hưởng bởi hướng chiếu của tia nắng mặt trời.
Mục tiêu sáng chế này nhằm giải quyết vấn đề thiếu nước sạch trong sinh hoạt, trong những vùng sau khi bị thảm họa, việc cấp nước uống từ các đường ống hay các giếng nước bị phá hủy, làm nước nhiễm bẩn. Tuy nhiên, thiết bị này có thể triển khai sử dụng đun nấu ở những vùng nhiệt đới, năng lượng bức xạ mặt trời cao. Thiết bị được mô tả như sau:
Kết cấu thiết bị (1- hình 1) để làm nóng bình chứa (nước chẳng hạn…) (12- hình 4) bằng năng lượng mặt trời. Thiết bị (1) này bao gồm ít nhất một chi tiết phản xạ (2-hình 1), hai mặt đầu (3, 4 – hình 1) có phương tiện kẹp chặt (10 – hình 6). Chi tiết phản xạ (2) ở giữa hai mặt đầu này, nhờ vậy chi tiết phản xạ (2) được tạo thành hình dạng nhằm tập trung các tia mặt trời vào vùng hội tụ ở một điểm cố định hoặc dải cố định bất kể vị trí của mặt trời (13 – hình 5) trên bầu trời trong suốt ban ngày. Nắp trong suốt (5 – hình 3) có kết cấu để tạo ra phần mái che giữa các mặt đầu (3, 4) và chi tiết phản xạ (2), và cụm xếp đặt (8) có kết cấu để cố định bình chứa (12) vào trong vùng hội tụ. Bình nước (12) có thể thay đổi kích thước. Cụm xếp đặt (8 – hình 6) được bố trí bên trong sao cho bình chứa được đặt ở vùng hội tụ, và các tia mặt trời tập trung sẽ làm nóng nước trong bình chứa, nhờ vậy nhiệt độ đạt đến mức đủ để khử trùng.
Các mặt đầu (3, 4) tháo ra được và chi tiết phản xạ (2) và cụm xếp đặt (8) mềm dẻo và gấp lại được. Vì thế, thiết bị (1) có thể xếp gọn gàng khi không sử dụng.
Thiết bị nung bằng năng lượng mặt trời
Các chi tiết phản xạ (2) có thể được tạo ra bề mặt mềm dẻo bằng: lá phản xạ, giấy phản xạ, lớp sơn phản xạ, hoặc sản phẩm dệt phản xạ.
Nắp trong suốt (5) có kết cấu để tạo ra phần mái che giữa mặt đầu và chi tiết phản xạ đảm bảo năng lượng mặt trời và nhiệt không tiêu tán từ thiết bị vào môi trường trong quá trình sử dụng, nhờ đó nâng cao hiệu suất làm nóng của thiết bị. Nắp trong suốt để các tia mặt trời đi vào cơ cấu.
Các bình chứa (12) có thể là các chai có thể mở và đóng được nhờ nắp (vặn ren chẳng hạn). Có thể tận dụng các chai đựng đồ uống nhẹ nói chung như các chai PET. Do nước trong các bình chứa được làm nóng đến ít nhất 65°C, nên cần có thời gian làm nguội trước khi uống.
Việc làm nóng nước sẽ giết chết một lượng nhất định các vi khuẩn hoặc virut, song cần phải giữ nước ở nhiệt độ cao trong một khoảng thời gian để tiếp tục làm giảm nguy cơ nhiễm khuẩn. Do đó, mỗi bình chứa nước có thể có nhiệt kế với bộ nhớ, sao cho có thể kiểm tra quá trình khử trùng đã đạt đến nhiệt độ mong muốn hay chưa, đồng thời, bình chứa được duy trì trong cơ cấu trong một khoảng thời gian nhất định để đảm bảo khử khuẩn an toàn.
Ở các vùng nhiệt đới có nước, song nước bị nhiễm, sử dụng thiết bị này có thể khử trùng nước dùng cho ít nhất từ 4 đến 6 người trong một ngày. Bình chứa nước được đóng kín trong quá trình khử trùng và sẽ không xảy ra nhiễm bẩn trong quá trình khử trùng hoặc lưu giữ sau đó.
Hiệu suất của thiết bị phụ thuộc vào lượng năng lượng của bức xạ mặt trời. Ở các vùng có đủ năng lượng mặt trời, thiết bị có thể khử trùng hiệu quả cho lượng nước trong bình không đến một giờ. Để sử dụng trong mùa nắng yếu, thiết bị có thể có ít nhất một trong số các thành phần như hai mặt đầu làm bằng vật liệu trong suốt, và phía trong có vật liệu phản xạ.
Thiết bị này có thể được sử dụng ở phạm vi lớn hoặc cho các mục đích công nghiệp bằng cách thay đổi kích thước các chi tiết, có thể khử trùng một lượng lớn nước, theo từng đợt hoặc liên tục. Hay có thể dùng đun nấu ở những vùng có bức xạ mặt trời cao.
Thiết bị nhỏ gọn, nhẹ, có thể tháo rời và gấp lại, thuận tiện vận chuyển. Đồng thời chiếm rất ít không gian khi lưu giữ và vận chuyển. Vì thế, thiết bị có thể được đóng gói, vận chuyển số lượng lớn cùng các bình chứa để đặt ở nơi nhu cầu nước sinh hoạt tăng đột suất hay những nơi sau thảm họa.
Thiết bị đơn giản, chi phí chế tạo thấp, sử dụng được nhiều lần bằng nguồn năng lượng mặt trời nên hiệu quả kinh tế cao.
STINFO Số 4/2013