ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LÀM MÁY NƯỚC NÓNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG ĐẠT HIỆU QUẢ CAO

Cuộc thi sáng tạo Khoa học – Kĩ thuật dành cho học sinh
Trung học

Đề tài
ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LÀM
MÁY NƯỚC NĨNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP
THỦ CƠNG ĐẠT HIỆU QUẢ CAO
Lĩnh vực : Vật lý

1


1. Tên sản phẩm dự thi :
ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LÀM MÁY NƯỚC NĨNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦ CƠNG ĐẠT HIỆU QUẢ CAO.
2. Giải pháp kỹ thuật đã biết :
Những ngày tiết trời lạnh , nhu cầu cần thiết về nước nóng rất nhiều . Mỗi khi cần sử
dụng nước nóng , mẹ em phải đun sơi nước lên . Nhìn mẹ làm việc vất vả em rất
thương . Biết là ngồi thị trường có bán rất nhiều loại sản phẩm về năng lượng mặt
trời nhưng gia đình em không đủ khả năng kinh tế để mua sắm những vật dụng đắt
tiền như thế .
Đọc sách, báo, cả tham khảo các thông tin trên mạng, em đã thiết kế một sản phẩm
để tạo ra nước nóng từ năng lượng mặt trời bằng phương pháp thủ công cho mẹ đỡ
vất vả . Hiện tại chiếc“ máy nước nóng năng lượng mặt trời” đó gia đình em vẫn
cịn sử dụng được . Trong q trình học em nhận thấy mình có thêm nhiều kiến thức
để tự thiết kế được một “ máy nước nóng năng lượng mặt trời” phát huy hiệu quả
hơn .

Hình ảnh sản phẩm kỹ thuật em đã từng thiết kế , hoàn thiện trước đây
( Sản phẩm đầu tay này có sự hỗ trợ của ba em – em cảm ơn ba rất nhiều )

2


Hình 1 : Tấm phin - tiếp nhận năng lượng mặt trời

Hình 2 : Thùng chứa nước ( Trước đây thùng chứa bên trong bằng nhựa , nay được
thiết kế , làm mới thay thế bằng thùng inoc để tăng thời gian ủ nóng)

3


Hình 3 : Bộ khung “ máy nước nóng”

Hình 4 : Các phụ liệu cần thiết để tạo ra sản phẩm

4


Hình 5 : Các loại ống co ,nối…

Hình 6 : Phao tự động điều chỉnh nước ra-vào
5


Hình 7 : Vật liệu được tháo ra để làm sạch và vẫn sử dụng lại được .
( Trong mô hình sản phẩm ,em sẽ thay thế các loại phụ liệu này bằng vật liệu nhựa )

Hình 8 : Đây là chiếc máy nước nóng năng lương mặt trời tự làm hơn 6-7 năm ,
hiện nay vẫn còn sử dụng tốt khơng thua kém các loại máy hiện đại có trên thị
trường.

6


Hình 9 : Chiếc máy năng lượng mặt trời em làm bằng phương pháp thủ công nay
vẫn đang sử dụng hiệu quả.

7


3.
Tóm tắt nội dung đề tài dự thi :
Mục đích : Tạo nước nóng sử dụng trong hộ gia đình thuận lợi mọi lúc mọi
khi … để đảm bảo an tồn khi sử dụng và tiết kiệm năng lượng góp phần bảo vệ mơi
trường , tiết kiệm kinh phí cho người thân .
Bản chất : Sản phẩm được làm từ những vật liệu rất thông dụng trong cuộc
sống , rất dễ tìm , dễ sử dụng , dễ lắp ráp và cũng rất dễ thay thế khi hư hỏng như
thùng sốp để ủ nhiệt , thùng nhựa để chứa nước , các ống co , ống nối , phao tự động
, ống vít …Tất cả các vật liệu sử dụng để làm ra sản phẩm đều rất thân thiện với mơi
trường , bảo đảm an tồn khi sử dụng .
Mơ tả nghiên cứu : Trình bày quá trình hình thành , thực hiện và kết quả
,kèm theo ảnh , sơ đồ , bản vẽ,…
Từ nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống hằng ngày , em đã nảy sinh ý tưởng muốn
làm ra sản phẩm một phần là để tiết kiệm chi tiêu trong các hộ gia đình , một phần lo
sợ gặp nguy hiểm khi sử dụng các sản phẩm bằng thiết bị điện năng như máy nước
nóng trong phịng tắm . Sản phẩm “máy nước nóng năng lượng mặt trời” có thể làm
được bằng các vật liệu thơng dụng , bằng thiết bị đơn giản . Đặc biệt nhất là em có
thể làm ra sản phẩm có cơng dụng khơng thua kém các loại sản phẩm có cùng chức
năng như trên thị trường hiện nay có giá rất cao , vượt qua tầm tay của người nghèo .
Nguyên lý hoạt động của “ máy nước nóng năng lượng mặt trời” rất đơn giản . Sản
phẩm hình thành trên nền tảng kiến thức đang học hiện tại của em trong nhà trường

với những hiểu biết trong thực tế và nhờ sự tham khảo học hỏi ở người thân .
4.

Khả năng áp dụng :
Máy có thể tự chế bằng phương pháp thủ cơng ở nhiều hồn cảnh , nhiều điều
kiện khác nhau .
Sản phẩm “ máy nước nóng năng lượng mặt trời” có khả năng cung cấp nước
nóng hoặc ấm cho cả gia đình ( 4- 5 người ) trong 1 – đến 2 ngày tùy thuộc vào tỉ lệ
thùng chứa nước và thời tiết . Có thể sử dụng vào bất cứ thời gian nào trong ngày .
Ở vùng địa hình nào cũng có thể làm và sử dụng được máy . Địa hình cao thấp ; Nhà cấp 4 - nhà biệt thự - nhà lầu hai , ba tầng …cũng áp dụng được .
5.
Hiệu quả kinh tế - xã hội :
Sản phẩm “ máy nước nóng năng lượng mặt trời” mang lại hiệu quả kinh tế cho
mỗi hộ gia đình , nhất là các hộ gia đình nghèo , khơng có khả năng để mua sản
phẩm cùng loại . trong khi đó nhu cầu sử dụng nước nóng của mỗi người , mỗi gia
đình là rất nhiều , rất cần thiết như lấy nước nóng để nấu nước sôi , nấu cơm , canh
8


…hoặc pha chế nước ấm sử dụng khi tắm trong thời tiết lạnh về chiều cho người già
hay em nhỏ rất nhanh , thuận lợi vừa tiết kiệm gas đun , điện … Sản phẩm này của
em thiết kế , lắp ráp rất đơn giản . Các bạn khác cùng lứa tuổi , với kiến thức của học
sinh lớp 9 các bạn hồn tồn có thể tự tay mình làm được . Sản phẩm góp phần tiết
kiệm nguồn năng lượng điện , an toàn khi sử dụng . Thời gian hồn thành sản phẩm
ngắn .
Khơng phải tất cả các gia đình ở thành phố đã có điều kiện lắp máy nước nóng hiện
đại như đang có trên thị trường . Do đó em nhận thấy sản phẩm của em vẫn có thể
giúp giải quyết nhu cầu thiết thực của rất nhiều hộ gia đình .
( Điều kiện kinh tế hiện tại đã khá lên nhưng do chiếc máy nước nóng mà em làm
từ trước đến nay vẫn còn sử dụng tốt , hiệu quả nước nóng vẫn đáp ứng nhu cầu sử

dụng nên nhà em quyết định không đổi máy , khơng mua máy mới )

Biên Hịa, ngày 16 tháng 8 năm 2015
Tác giả
Nguyễn Nhật Huy

9


Mục lục :
1. Giới thiệu …………………………………………………………………….
2. Hình thành ý tưởng làm sản
……………………………………………………………………
3. Vẽ phác thảo sản phẩm theo ý tưởng
…………………………………………….........................................
4. Làm mơ hình dự thi
………………………………………………………………..............
4.1 Chọn vật liệu
…………………………………………………………………
4.2 Lắp ráp mơ hình sản phẩm
…………………………………………………………………
5. Thực nghiệm sử dụng sản phẩm
…………………………………………………………………………
6. Điều chỉnh những sai lệch trên sản phẩm
………………………………………………………………………
7. Đánh giá kết quả
………………………………………………………………………
8. Đề xuất , thảo luận rút kinh nghiệm
………………………………………………………………………
9. Cách sử dụng

…………………………………………………………………………
10.Kết luận
…………………………………………………………………………..
11.Lời cảm ơn
…………………………………………………………………………..
12. Báo cáo về tài liệu tham khảo
…………………………………………………………………………..
13.Đề xuất thực tế
…………………………………………………………………………
*************************************************************

10


1. Giới thiệu :
Trái đất nóng lên gây các hiện tượng thời tiết cực đoan như mưa nắng bất thường
không theo quy luật. Ngày càng xuất hiện những trận siêu bão, vịi rồng, động
đất…với cấp độ mạnh chưa từng có trong lịch sử gây thiệt hại lớn về môi trường,
kinh tế và con người. Mà nguyên nhân gây nên những hiện tượng bất thường đó cơ
bản là do con người khai thác và lạm dụng thiên nhiên quá mức và thải vào trong khí
quyển các chất khí như Cacbonic,Metan,…những chất khí này gây nên những hiệu
ứng nhà kính làm trái đất nóng lên
Sử dụng năng lượng mặt trời ( hay còn gọi là năng lượng xanh,năng lượng tái tạo)
là loại năng lượng thân thiện với môi trường là xu hướng sử dụng và ngày càng phổ
biến trong tương lai, góp phần làm giảm thiểu hiện tượng trái đất nóng lên để bảo vệ
cuộc sống của con người.Máy nước nóng này triển khai được ở cả vùng sâu vùng xa
miễn là những nơi có nhiều nắng mà khơng có điều kiện kinh tế để sắm những máy
đắt tiền.Máy nước nóng hoạt động dựa trên hiện tượng đối lưu nhiệt .
Nước ta có nguồn năng lương thiên nhiên thật dồi dào , duy trì hầu như thường
xuyên quanh năm nhất là ở vùng Đơng Nam bộ như Tỉnh Đồng Nai q mình . Để

tiết kiệm nguồn nhiên liệu điện ,tiết kiệm chi phí hàng tháng , nâng cao chất lượng
đời sống, sinh hoạt gia đình , em đã hình thành ý tưởng làm sản phẩm “ máy nước
nóng năng lượng mặt trời” tự tạo bằng phương pháp thủ công với nguyên lý rất đơn
giản nhưng hiệu quả sử dụng không thua kém những sản phẩm cùng loại khác và có
thể ứng rộng rộng rãi.
Để thực hiện được ý tưởng này , em đã nhờ bác Hai là một kỹ sư Lý- Hóa
hướng dẫn kỹ thuật lắp ráp , chọn vật liệu …kết hợp tham khảo trên mạng
Internet…tìm hiểu nguyên lý hoạt động cũng như sự vận hành của máy để tạo ra sản
phẩm có ích phục vụ con người.
2. Hình thành ý tưởng làm sản phẩm :
Ý tưởng làm sản phẩm dự thi “ máy nước nóng năng lượng mặt trời” bằng
phương pháp thủ cơng được hình thành từ một lần ba em chở em đi chơi ở vùng
ngoại ô thành phố là Huyện Vĩnh Cửu . Em thấy cuộc sống của bà con ở vùng này
11


cịn nhiều khó khăn , vất vả q . “ Cái khó ló cái khơn”. Nhận thấy xung quanh
cuộc sống có rất nhiều điều kiện thuận lợi để giúp ta cải thiện nhu cầu sinh hoạt của
gia đình . Em muốn thực hiện một sản phẩm vừa thân thiện với môi trường , vừa
thiết thực với cuộc sống của gia đình em , với cả người dân nghèo quanh năm lam lũ
với ruộng đồng . Em đã thành công trong việc chế tạo ra mơ hình “ máy nước nóng
năng lượng mặt trời”- sản phẩm để em đi dự thi với mục đích nhận được những
nhận xét đánh giá chính xác từ BTC để em rút kinh nghiệm cho những sản phẩm em
sẽ làm tiếp sau này .
3. Vẽ phác thảo sản phẩm theo ý tưởng :
- dàn ống

- Khung thùng chứa

12

4. Làm mơ hình dự thi :
4.1Chọn vật liệu :
Làm chiếc máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời này em tận dụng những vật
liệu rẻ tiền như ống nước, thùng nhựa xốp cách nhiệt …có sẵn trên thị trường .
Những loại vật liệu này phù hợp với những gia đình kinh tế bình thường dễ làm dễ
sử dụng có độ bền khá cao .
Để tiết kiệm chi phí , em quyết định chọn vật liệu làm sản phẩm là chất liệu bằng
nhựa vì nhận thấy loại chất liệu này có rất nhiều ưu điểm , Khơng chỉ tiết kiệm
được chi phí mà chất liệu nhựa cũng có khả năng hấp thu nhiệt không kém so với
một số chất liệu khác , lại vừa thông dụng dễ kiếm , dễ thay thế .
- Chọn loại nhựa Bình Minh vì loại sản phẩm này có độ bền khá tốt ,được
người tiêu dùng hiện nay sử dụng một cách phổ biến . Vật liệu bao gồm là :


Các ống co , ống nối … là chất liệu bằng nhựa để kết nối dễ dàng hơn .

13




Sử dụng ống nhựa làm đường dẫn nước vào – ra cho hệ thống nước
nóng năng lượng mặt trời .

 Thùng xốp ủ nóng .
 Phao tự động mở-ngắt nước
 Sơn đen ( phủ mặt ngoài ống nhựa )


Thùng nhựa chứa nước .



Giá đỡ máy ( bằng khung sắt hoặc thép không gỉ , khung nhôm … )

4.2Lắp ráp mô hình sản phẩm :
Bước 1:
Từ bản vẽ phác thảo , đo kích thước các loại ống co nối , ống thu nhiệt . Định vị và
khoan cắt các lỗ để ráp ống vào .

Bước 2: Đo kích thước và cưa các ống truyền nước

14


- Chuẩn bị các loại keo dán
15


Bước 3: Gắn keo các ống nhiệt

16


Hoàn thành dàn hấp thu năng lượng .
Bước 4: Làm ống nối giữa dàn máy và thùng chứa
17

Khoan lỗ ở thùng chứa để gắn ống truyền nước vào- ra
18


19


Nghiên cứu phần sơn dàn ống ?
20