Đề tài: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẠ HÒA
TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ ĐỘNG LÂM

BÁO CÁO
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

ĐỀ TÀI

HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG
ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN
SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Lĩnh vực: 12 – Năng lượng Vật lý
MỤC LỤC
THÔNG TIN CHUNG CỦA ĐỀ TÀI ……………………………….…..………3
Phần NHÓM
thứ nhất:
MỞ ĐẦU........................................................................................4
THỰC
HIỆN:
1. Lý do chọn đề tài...............................…………………………………..………..4
1. Hà
Quốc
Khánh
- Nhóm trưởng
2. Mục tiêu nghiên
cứu
của đề
tài……………….……………………….………...
4
Xuân Tiến
- Thành viên

3. Ý nghĩa của 2.
đềTrình
tài...............................
...………………………………….……..4
Phần thứ hai. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI..............................................5
Phần thứ ba: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI...........................5
1. Công cụ cho nghiên cứu........................................................................................5
2. Cách thức thu thập dữ liệu.....................................................................................6
3. Phương pháp phân tích dữ liệu..............................................................................6
Hạ Hòa, tháng 11 năm 2016


Mục lục
Mục

Nội dung

Trang

I

Phần chung

1

1

Lý do chọn đề tài

1

2

Ý nghĩa của đề tài

5

3

Mục tiêu nghiên cứu đề tài

5

4

Giới hạn phạm vi nghiên cứu đề tài

6

5

Phương pháp nghiên cứu đề tài

6

6

Nội dung nghiên cứu đề tài

7

7

Những điểm mới của đề tài

8

II

Kết quả và thảo luận

9

1

Kết quả

1.1

Cơ sở lý thuyết

9
9

1.2

Các giai đoạn tiến hành nghiên cứu

10

Thảo luận

15

Kết luận và Kiến nghị

15

1

Kết luận

15

2

Kiến nghị

15

2
III

IV

Tài liệu tham khảo

Danh mục các biểu bảng, hình vẽ, tranh ảnh

16

Ký hiệu
H1

Tên hình vẽ, tranh ảnh
Một lượng điện lớn quốc gia dùng cho chiếu sáng công

Trang
1

cộng.
Phong trào “Thắp sáng đường quê” gắn với chương trình
H2

xây dựng nông thôn mới đang được triển khai trên cả

2

nước
Sự lãng phí điện rất lớn khi không sử dụng hệ thống cảm
H3

biến ánh sáng và không sử dụng đèn LED tiết kiệm năng

3

lượng.
H4

Sử dụng nguồn điện 12V sẽ đảm bảo an toàn tránh cháy,

4

nổ, bị điện giật
H5

Hệ thống chiếu sáng dùng năng lượng mặt trời tại một số

8

nước tiên tiến.
H6

Hình ảnh các thiết bị trong hệ thống

10

H7

Sơ đồ khối của hệ thống

10

H8

Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch cảm biến

11

B1

Bảng dự trù vật liệu, kinh phí cho hệ thống
Bảng so sánh ưu nhược giữa sử dụng năng lượng mặt trời

B2

và hệ thống đèn sợ đốt 220V.

12
13


I. PHẦN CHUNG

1. Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, phong trào xây dựng nông thôn mới đang được
triển khai ở khắp mọi miền Tổ quốc. Diện mạo khu vực nông thôn đã đổi thay và
phát triển từng ngày. Cùng với đó là vấn đề bảo vệ môi trường sống, sử dụng nguồn
năng lượng sạch chống biến đổi khí hậu. Thực tế hiện nay các khu vực nông thôn
đang phát triển kéo theo việc sử dụng nguồn điện lưới quốc gia rất lớn dẫn tới thiếu
điện cho sản xuất công nghiệp. Mà trong đó một lượng điện rất lớn dùng cho hệ
thống chiếu sáng công cộng, đèn đường nông thôn. Ở nước ta hiện nay, mức tiêu
thụ điện năng cho chiếu sáng đang chiếm một tỉ phần khá cao trong tổng lượng
điện năng tiêu thụ. Theo số liệu của Tổng Công ty Điện lực (EVN), điện tiêu thụ
cho chiếu sáng trên toàn quốc chiếm khoảng 25,3% tổng lượng điệu tiêu thụ. Tỉ
phần tiêu thụ điện cho chiếu sáng ở Việt Nam: 40% cho chiếu sáng khu dân cư;
35% cho khu vực thương mại, 10% cho khu vực công nghiệp và 1,5% cho các khu
vực khác.

H1. Một lượng điện lớn quốc gia dùng cho chiếu sáng công cộng.
Là những học sinh con em của vùng đất Mẹ Âu Cơ, huyện Hạ Hòa, tỉnh Phú
Thọ, chúng em vô cùng phấn khởi tự hào được lớn lên trên mảnh đất quê hương
1


đang từng ngày thay da đổi thịt. Những đường thôn ngõ xóm tối tăm đã dần được
ánh điện soi sáng, bà con đi lại an toàn, đảm bảo an ninh trật tự. Từ chương trình
triển khai phát triển kinh tế; xây dựng, bảo vệ môi trường sống, xây dựng đường
làng, ngõ xóm... Tới nay, đã có những con đường bê tông sạch đẹp, tới các ngõ
xóm. Vừa qua, Huyện Hạ Hòa quê em đã phát động phong trào: “Thắp sáng đường
quê” với nội dung: Phát động tới các tổ chức, cá nhân, các doanh nghiệp, con em
địa phương thành đạt về đóng góp xây dựng quê hương và huy động nhân dân đóng
góp làm hệ thống điện thắp sáng các trục đường làng, ngõ xóm giúp cho nhân dân
đi lại được an toàn, giúp bảo đảm an ninh trật tự.

H2. Phong trào “Thắp sáng đường quê” gắn với chương trình xây dựng nông
thôn mới đang được triển khai trên cả nước
2


Song mỗi ngày đi trên con đường làng thân thuộc, chúng em lại không khỏi
băn khoăn:
- Có những khu xóm vẫn chưa có điện thắp sáng trên trục đường. Hiện nay
xã Động Lâm có 9 khu, đã có 04 khu triển khai được phong trào này trên một số
trục đường chính, còn lại khó thực hiện vì không có tiền đóng góp để chi trả tiền
điện.
- Có nơi đã thực hiện lắp đèn đường nhưng chỉ một thời gian ngắn lại phải
tắt đi vì chi phí tiền điện hàng tháng quá lớn, lại cộng thêm chi phí tiền công cho
công tác điều khiển, quản lý tính toán thu chi tiền điện nên bà con nông dân không

thể lo được. Đã vậy lại còn có hiện tượng người dân sáng ra quên không tắt điện
gây lãng phí điện đồng thời cũng làm giảm tuổi thọ của bóng đèn. Bởi vì sử dụng
bóng đèn sợi đốt chỉ có giá thành ban đầu rẻ, nhưng độ bền không cao rất tốn điện
khi sử dụng liên tục.

H3. Sự lãng phí điện rất lớn khi không sử dụng hệ thống cảm biến ánh sáng và
không sử dụng đèn LED tiết kiệm năng lượng.
3


- Chúng em cũng nhận thấy hệ thống lưới điện 220V trên các trục đường của
nước ta rất chằng chịt dễ sảy ra cháy, chập mất an toàn. Đồng thời thường xuyên
sảy ra mưa bão gây ra đứt dây, hở điện rơi xuống đường dễ bị điện giật khi qua lại.
Nếu sử dụng hệ thống điện 12V sẽ đảm bảo an toàn, tránh được cháy nổ, bị điện
giật.

H4. Sử dụng nguồn điện 12V sẽ đảm bảo an toàn tránh cháy, nổ, bị điện giật
Với những lý do như vậy, chúng em đã tự đặt câu hỏi: “Tại sao ta không sử
dụng nguồn năng lượng mặt trời (nguồn năng lượng sạch, nguồn năng lượng vô
tận) cho chiếu sáng đèn đường ? Tại sao không cũng dùng các bóng đèn LED
(bóng có độ bền tốt, độ sáng cao, công suất thấp) để tiết kiệm điện và sao không
dùng hệ thống cảm biến ánh sáng để điều khiển tự động ?
Thông qua việc học tập trong nhà trường và đọc một số sách báo chúng em
đã đề xuất ý tưởng và được sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Ngọc Thạch chúng
em đã xây dựng đề tài khoa học để thiết kế ra: “Hệ thống chiếu sáng tự động
đường giao thông nông thôn sử dụng năng lượng mặt trời”. Đề tài này chúng em
muốn đề cập tới giải pháp kết hợp sử dụng năng lượng sạch là nguồn năng lượng
mặt trời để tiết kiệm năng lượng điện gắn với việc tự động hóa bằng cảm biến ánh
sáng và sử dụng đèn LED chiếu sáng góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường, giảm
chi phí cho người tiêu dùng, tiết kiệm cho điện lưới quốc gia, tiện ích cho việc sử

dụng chiếu sáng trong gia đình và chiếu sáng công cộng.
4


Đồng thời thiết bị này cũng có thể sử dụng cho chúng em, cũng như các bạn
học sinh sử dụng cho việc học tập mỗi khi mất điện. Thiết bị này thân thiện với môi
trường, tiết kiệm năng lượng và phần nào tiết kiệm bớt tiền điện cho nhà nước, cho
gia đình, nâng cao đời sống vật chất, tinh thần cho nhân dân.
2. Ý nghĩa của đề tài.
Nếu đề tài này thành công sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát động triển
khai xây dựng nông thôn mới với phong trào “Thắp sáng đường quê”, giúp nhân
dân đi lại an toàn, bảo vệ tài sản của nhân dân không bị mất trộm về đêm.
Hệ thống chiếu sáng sử dụng năng lượng mặt, nguồn 12V nên tiết kiệm được
điện cho quốc gia, an toàn trong sử dụng.
Hệ thống này có thể áp dụng để sử trong các hộ gia đình cũng như các bạn
học sinh có thể chủ động được năng lượng điện dùng để chiếu sáng trong sinh hoạt,
cũng như trong học tập, có được nguồn năng lượng bền vững, góp phần tiết kiệm
năng lượng điện quốc gia. Góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường, giảm sử dụng
các nguồn năng lượng có hạn. Ngoài ra sản phẩm còn mang lại nhiều tiện ích khác
cho các bạn học sinh khi thiết kế làm đèn bàn học mỗi khi mất điện. Sử dụng trong
sinh hoạt của gia đình cũng như việc học tâp của các bạn học sinh ở các gia đình
vùng sâu, vùng xa khi nguồn năng lượng điện còn thiếu. Đồng thời sản phẩm góp
phần bảo vệ môi trường chống biến đổi khí hậu.
3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.
Đề tài này sẽ đưa ra một mô hình sử hệ thống đèn chiếu sáng thông minh sử
dụng nguồn điện ác quy 12V với hệ thống nạp sử dụng nguồn năng lượng mặt trời,
kết hợp nạp bằng nguồn điện 220V (Khi nguồn năng lượng mặt trời yếu) và bộ
phận cảm biến ánh sáng tự động sáng khi trời tối và tắt khi trời sáng đồng thời sử
bóng đèn LED có độ bền cao, độ sáng tốt, tiết kiệm điện .

5


4. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
- Về thời gian nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm: Thực hiện tại trường và tại
nhà thời gian 05 tháng từ tháng 6/2016 kết thúc đầu tháng 11/2016
- Về kiến thức: sử dụng các kiến thức môn Công nghệ lớp 8, 9; Toán,Vật lý
9. tìm hiểu về khiến thức mạch điện tử.
- Phương tiện nghiên cứu: Gồm các mạch điện, nguồn điện 220V, pin mặt
trời, mạch điện sử dụng quang trở, bóng đèn LED, ổ cắm, dây phích cắm, ắc quy và
các linh kiện điện tử.
- Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu tài liệu, quan sát, phân tích dữ liệu,
thực nghiệm tại nhà, trường học.
5. Phương pháp nghiên cứu.
5.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
- Để có cơ sở lí thuyết làm nền tảng cho việc nghiên cứu em đã tiến hành thu
thập tài liệu lí thuyết như: Sách giáo khoa Công nghệ 8,9. Vật lí 8, 9
- Giáo trình: Điện dân dụng và công nghiệp.
- Thiết kế xây dựng mạch điện quanh ta.
- Giáo trình vẽ và thiết kế mạch điện.
* Cách thức thu thập dữ liệu.
Tìm hiểu kiến thức về điện - điện tử trong sách và trong giờ học tại lớp. Tìm
hiểu các thông tin cần thiết cho đề tài trên mạng Internet, tham gia vào diễn đàn để
trao đổi với các bạn trên mạng. Trao đổi thảo luận với các bạn trong và ngoài
trường.
Tìm hiểu kiến thức về thiết kế mạch điện trong sách giáo khoa Công nghệ 8
Sách giáo khoa Vật lí 9. Tìm hiểu cách đấu nối mạch điện thực tế. Quan sát các
mạch điện thực tế.

6

5.2. Phương pháp quan sát.
- Em đã sưu tầm các đồ điện tử cũ về tháo ra và quan sát cách hàn và đấu nối
của các thiết bị. Quan sát cấu tạo của đèn ngủ sử dụng hệ thống cảm biến ánh sáng.
5.3. Phương pháp phân tích dữ liệu.
- Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của bộ phận cảm biến.
- Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của pin mặt trời.
- Tìm hiểu về sự tiết kiệm điện năng của đèn LED.
- Thu thập những thông tin liên quan đến cấu tạo mạch điện.
- Xây dựng kế hoạch thực hiện đề tài.
5.4. Phương pháp thực nghiệm.
- Em đã tiến hành đấu nối thử nghiệm các thiết bị đèn LED, pin mặt trời, bộ
nạp, nguồn pin dự trữ, bộ phận cảm biến ánh sáng .
6. Nội dung nghiên cứu.
Từ bước đầu nghiên cứu đặc điểm sự tạo ra điện từ pin mặt trời, mạch điện
cảm quang ở đèn ngủ. Với ý tưởng thiết kế hệ thống đèn đường thông minh, em đã
tìm hiểu đặc điểm kỹ thuật, sơ đồ mạch điện cảm biến dùng quang trở, bóng đèn
LED, pin mặt trời, mạch nạp dùng diot, pin nguồn ...
- Mạch nạp dùng diot có chức năng nạp điện từ pin mặt trời vào pin nguồn
nuôi và ngăn không cho điện từ Pin nguồn lên Pin mặt trời khi ánh sáng yếu.
- Khối cảm biến có chức năng biến tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện, ở
đây ta dùng quang trở. Khi ánh sáng chiếu vào điện trở của quang trở giảm đi, đèn
lúc này tắt, khi không có ánh sáng chiếu vào thì ngược lại.
- Theo các kết quả nghiên cứu về đèn LED, đèn LED tiết kiệm khoảng 90%
so với đèn sợi đốt và 50% điện năng tiêu thụ so với đèn compact. Đèn LED có thể
đạt được điều này do hệ số công suất của đèn LED đạt 0.97 trong khi các loại đèn
truyền thống chỉ đạt 0.1 - 0.5. Bên cạnh đó, hệ thống tản nhiệt độc đáo của sản
phẩm đèn LED còn giúp giảm công suất điều hòa nhiệt độ. Độ bền, tuổi thọ cao lên
đến 20.000 giờ, gấp 50 lần so với đèn dây vonfram, gấp 10 lần bóng compact.

7


Không có thủy ngân, an toàn và bảo vệ môi trường. Không có tia cực tím, không
nhấp nháy, rất thoải mái cho mắt. Ít toả nhiêt: Nhiệt toả ra của đèn LED hầu như
không đáng kể. Dễ dàng lắp đặt, thay thế và chi phí bảo trì thấp hơn. Chịu được các
va đập nhẹ.
- Nghiên cứu về Pin mặt trời em được biết: Tấm pin năng lượng mặt trời là
hệ thống các tấm vật liệu đặc biệt có khả năng hấp thụ ánh sáng chuyển đổi quang
năng của ánh sáng mặt trời thành điện năng. Tấm pin có cấu tạo là những tế bào
quang điện có hiệu suất cao, công suất từ 10w - 1000w và có tuổi thọ trung bình là
30 năm.
- Tìm hiểu về Ác quy tích nguồn điện nạp : Sử dụng ác quy khô 12V có độ
bền rất cao, nạp lại và sử dụng được lâu dài. Độ bền sử dụng của acquy là trên
dưới 10 năm.
7. Những điểm mới của dự án:
Việc sử dụng hệ thống chiếu sáng công cộng sử dụng năng lượng mặt trời đã
được sử dụng ở một số nước tiên tiến. Mỗi cột đèn là một hệ thống sử dụng năng
lượng mặt trời riêng nên giá thành rất cao. Hệ thống không phù hợp với điều kiện
chiếu sáng cho nông thôn Việt Nam.

H5. Hệ thống chiếu sáng dùng năng lượng mặt trời tại một số nước tiên tiến
Đối với chiếu sáng đường nông thôn không nhất thiết phải có độ sáng quá
lớn nên hệ thống sử dụng đèn LED 12V-5W cho một cột đèn là phù hợp. Vì vậy đề
tài này có những điểm mới cải tiến phù hợp với hệ thống chiếu sáng đường nông
thôn đó là:
8


- Một là: Sử dụng nguồn điện một chiều 12V được nạp từ một nguồn năng

lượng mặt trời và một cảm biến tự động “sáng khi trời tối và tắt khi trời sáng” áp
dụng cho cả đoạn đường vùng nông thôn dài 300 - 400m để hưởng ứng phong trào
“Thắp sáng đường quê” xây dựng nông thôn mới. Hệ thống này chưa từng được áp
dụng ở nông thôn nước ta.
- Hai là: Hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời kết hợp hệ thống tự động
đóng ngắt sử dụng bóng đèn LED sẽ tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm chi phí, không
phải đóng góp tiền điện hàng tháng sẽ phù hợp với điều kiện vùng nông thôn.
- Ba là: Hệ thống dùng điện 1 chiều 12V sẽ đảm bảo tuyệt đối an toàn điện,
tránh được bị điện giật, cháy nổ.
- Bốn là: Hệ thống có thể áp dụng cho nhiều mục đích sử dụng khác như: Hệ
thống chiếu sáng vùng sâu vùng xa, khu trang trại không có điện lưới. Tùy vào điều
kiện đầu tư công suất ban đầu có thể chế tạo thành chiếc đèn bàn học thông minh
vừa chiếu sáng vừa quạt mát, đến hệ thống sử dụng có công suất lớn chuyển đổi bộ
kích từ nguồn DC 12V thành nguồn AC 220V để sử dụng rộng rãi.
II. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
1. Kết quả:
1.1. Cơ sở lý thuyết :
Từ những cơ sở nghiên cứu về cấu tạo của động mạch điện cảm biến ánh
sáng, mạch điện sạc, hoạt động của Pin mặt trời, nguồn ắc quy và hoạt động của
bóng đèn LED, chúng em sẽ lắp ráp thành mô hình sử dụng hệ thống chiếu sáng
đường giao thông nông thôn.
Hình ảnh các thiết bị trong hệ thống:

Pin mặt trời

Ac quy khô
9


Bộ điều khiển nạp

Thiết bị cảm biến ánh sáng

Đèn LED 12V- 5W
H6. Hình ảnh các thiết bị trong hệ thống
1.2. Các giai đoạn tiến hành nghiên cứu:

2.1.1 Giai đoạn 1: Tìm hiểu, thiết kế sơ đồ khối, đồ nguyên lí và sơ đồ lắp đặt
mạch điện.
+ Thiết kế sơ đồ khối của mô hình:
Pin mặt
trời

Bộ điều
khiển nạp

Nguồn dự
trữ
Pin, Acqui

Bộ điều khiển
+ tự động
(cảm biến as)
+ bằng tay

Nguồn 220V

H7. Sơ đồ khối của hệ thống
+ Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến đơn giản:
Chức năng linh kiện:

- LDR: Quang trở, có nhiệm vụ cảm biến ánh sáng.
- R1 phân áp cho T1.
-

- R1 phân áp cho T1.

T1, T2 : Transistor (Khóa điện tử)
10

Bộ
đèn LED


H7. Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch cảm biến
* Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch:
Khi có ánh sáng Pin mặt trời tạo ra dòng điện 1 chiều ( tạo ra dòng điện có
HĐT cao hay thấp phụ thuộc vào công suất của pin), dòng điện này qua bộ nạp
được nạp vào Pin Cell hay ắc quy (bộ phận lưu điện). Bộ phận lưu điện cấp nguồn
cho mạch cảm biến quang trở ở mạch này.
- Hoạt động của mạch cảm biến:
Khi trời sáng: Điện trở của quang trở giảm thấp => Điện thế tại chân B 1 của
T1 tăng cao => BBE của T1 tăng cao => Điện áp tại chân C 1 giảm. Vì C1 ghép trực
tiếp với B2 => BBE của T2 giảm thấp => T2 khóa => Không có dòng qua T 2 và đèn
LED => Đèn không sáng.
Khi trời tối: Điện trở của quang trở tăng cao => Điện thế tại chân B 1 của T1
giảm thấp => BBE của T1 giảm thấp => Điện áp tại chân C 1 giảm=> BBE của T2 tăng
cao => T2 mở => Có dòng qua T2 và đèn LED => Đèn sáng.
Tóm tắt lại : Khi trời sáng T1 cho dòng điện đi qua, T2 khóa.
Khi trời tối T1 khóa, T2 cho dòng đi qua => Đèn sáng.

11


2.1.2. Giai đoạn 2: Lập được dự trù vật liệu, dụng cụ và dự trù kinh phí
thiết bị cần cho hệ thống sử dụng thực tế.
Qua nghiên cứu các thiết bị, vật liệu sử dụng cho một hệ thống với bộ công
suất sử dụng phù hợp cho một đoạn đường 300 m sử dụng 15 bóng chiếu sáng trên
mỗi cột đèn cách nhau 20 m. Giá các thiết bị được tìm hiểu trên mạng Internet tại
thời điểm thực hiện đề tài.
STT Tên thiết bị, vật liệu, dụng cụ

Số lượng

1

Pin mặt trời- 12V- 30W

1

2

Ắc quy khô 12V - 100Ah

1

3

Đèn LED 12V- 5W vỏ nhựa

4

Bộ điều khiển nạp năng lượng
mặt trời 20A-250W

1

5

Bộ cảm biến ánh sáng công
suất lớn 25A

1

6

Đui đèn

15x5000

7

Dây dẫn

350mx4000

15x50.000

Tổng

Thành tiền

Ghi chú

540.000
1.760.000
750.000
650.000
220.00
75.000
1.400.000
5.395.000

B1. Bảng dự trù vật liệu, kinh phí cho hệ thống
* So sánh ưu điểm với sử dụng hệ thống điện lưới sử dụng bóng đèn sợi đốt, chi phí
giá điện.
Thiết

Hệ thống chiếu sáng dùng Năng Hệ thống chiếu sáng đèn sợi đốt

bị

lượng mặt trời

220V

Nguồn Pin mặt trời. Nguồn năng lượng tự - Sử dụng điện lưới quốc gia. Mất
điện

nhiên, không mất chi phí điện sử chi phí sử dụng điện hàng ngày.
dụng hàng ngày. Hoạt động liên Khi gặp sự cố mất điện lưới không

tục. Giúp bảo vệ môi trường. Sử hoạt động được. Hao phí nguồn
12


dụng an toàn không có nguy cơ bị điện quốc gia cho chiếu sáng công
giật, cháy nổ.
Hệ
thống
đóng
ngắt

cộng lớn

Sử dụng hệ thống cảm biến ánh Phải mất công đóng, ngắt bằng
sáng: tự động sáng khi trời tối và tay. Có khi quên gây lãng phí điện
tắt khi trời sáng.

và giảm tuổi thọ của đèn.

Sử dụng bóng đèn LED có độ sáng Tốn nhiều năng lượng điện, tuổi
cao, tốn ít năng lượng điện. tuổi thọ thọ của bóng thấp,Chi phí công
Đèn

của bóng cao. Không có tia cực thay thế bóng bóng và hao phí
tím, hầu như không tỏa nhiệt, thân hàng tháng trên đường dây và tỏa
thiện với môi trường

nhiệt ra môi trường
Chi phí ban đầu thấp, nhưng chi

Chi phí ban đầu cao, nhưng chi phí

phí hàng tháng, hàng năm sau rất

Cả Hệ hàng tháng, hàng năm sau rất thấp.

cao

thống

Chi phí ban đầu: 5.400.000 đ

Chi phí ban đầu: 2.000.000 đ

Chi phí 1 năm sau: 200.000 đ

Chi phí 1 năm sử dụng: 0,8 kWh x

(Thay thế bóng, dùng điện nạp bổ

(365x12h)x1.800 đ = 6.307.000 đ

xung-Nếu có)

+ Hao phí đường dây, thay thế,

đèn
đường
20
bóng

bảo trì đường dây, bóng thường
xuyên, giá điện leo thang hàng
năm.

So
sánh

Tổng chi phí ước tính: 7.000.000đ

trong

Tổng chi phí ước tính:
70.000.000đ

Chi phí sau 10 năm gấp 10 lần.

10 năm

Tiết kiệm trên 60.000.000 đ chi phí/ 10 năm
B2. Bảng so sánh ưu nhược giữa sử dụng năng lượng mặt trời và hệ

thống đèn sợ đốt 220V.
13


2.2.3. Giai đoạn 3: Thực nghiệm : Kết quả các bước như sau :
- Tiến hành lắp ráp mạch điện theo sơ đồ lắp đặt.
Bước 1: Chọn vị trí lắp đặt các thiết bị trên hộp bảng điện.
Bước 2: Lắp đặt các thiết bị

Lắp đặt ắc quy, Pin (Nguồn dự trữ)
- Lắp mạch sạc, cả mạch sạc bằng nguồn 220V
- Lắp bộ phận cảm biến ánh sáng
- Lắp chiết áp (công tắc đèn), Công tắc ngắt bằng tay khi không dùng hệ thống tự
động và công tắc điều khiển bằng tay.
- Lắp đặt Pin mặt trời
- Lắp đặt bộ đèn LED. (Với mô hình sử dụng cột đèn).
Bước 3: Đấu dây dẫn điện theo sơ đồ nguyên lý
- Hàn thiếc mối nối
Bước 4: Kiểm tra

2.1.4. Giai đoạn 4: Hoàn thiện, trang trí sản phẩm, xét kết quả đạt được
- Sản phẩm hoàn chỉnh.

14


- Mạch điện hoạt động ổn định trong nhiều giờ và đạt mục tiêu đề ra: Khi có
ánh sáng, Pin mặt trời tạo ra điện, điện được nạp vào ắc quy, ắc quy cấp điện cho
đèn LED. Khi trời tối bật công tắc đèn sáng để sử dụng thì đồng thòi một phần ánh
sáng của đèn chiếu vào tấm năng lượng lại nạp điện cho ắc quy.
Tính toán dự trù kinh phí lắp ráp hệ thống sử dụng trong thực tế. So sánh
mức độ hiệu quả so với sử dụng bằng nguồn điện 220V
2. Thảo luận.
Sau khi nghiên cứu đề tài và thử nghiệm đạt kết quả tốt em đã tổ chức thảo
luận và lấy ý kiến đánh giá của các thầy cô giáo là giáo viên của trường và một số
bạn học sinh có khả năng nghiên cứu khoa học. Kết quả thảo luận đều đánh giá đề
tài đạt mục tiêu đề ra.

III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận:
Qua việc nghiên cứu lý thuyết được học trong chương trình THCS, qua thực
tế và qua các tài liệu tham khảo, các phương tiện thông tin đại chúng và mạng
Internet. Qua nghiên cứu em đã thực hiện thành công đề tài “Hệ thống chiếu sáng
tự động đường giao thông nông thôn sử dụng năng lượng mặt trời”. Đề tài này
sẽ mang lại hiệu quả thiết thực trong cuộc sống. Nếu được áp dụng rộng rãi trên cả
nước sẽ góp phần tiết kiệm một lượng lớn nguồn năng lượng điện cho quốc gia để
dành cho sản xuất công nghiệp. Hệ thống này cũng có thể sử dụng thắp sáng cho
các vùng núi vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo chưa có điện lưới; cũng có thể
sử dụng cho các khu trang trại, hộ gia đình; làm những chiếc đèn học cho học sinh
khi bị mất điện lưới. Tùy vào việc đầu tư công suất ban đầu của pin mặt trời và ác
qui dự trữ điện mà sử dụng hệ thống với công suất phù hợp.
Đã bước đầu mang lại kết quả thành công trên mô hình.

15


2. Kiến nghị.
Với kết quả đạt được, chúng em mong công trình nghiên cứu sẽ được mọi
người quan tâm, đầu tư và sử dụng chiếu sáng rộng rãi trong đời sống góp phần tiết
kiệm nguồn năng lượng điện đang thiếu hụt ở nước ta. Đồng thời góp phần bảo vệ
môi trường, chống biến đổi khí hậu, góp phần quan trọng trong thực hiện hưởng
ứng phong trào “Thắp sáng đường quê” đang được triển khai trong chương trình
xây dựng Nông thôn mới.

16


IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. SGK công nghệ 8, 9. sách vật lí 9

2. Thiết kế xây dựng mạch điện quanh ta . NXB: Khoa học và kĩ thuật
3. />4. />5. />6. />7. />8. />9. />
17