Mô hình phân loại rác thải sử dụng năng lượng điện mặt trời: Có tính thực tiễn cao
Với mong muốn tìm giải pháp góp phần bảo vệ môi trường bền vững, hai em Huỳnh Nguyễn Lê Anh Thư và Đào Nguyễn Đức Anh, lớp 11 Lý, Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn (TP. Nha Trang) đã thực hiện đề tài “Mô hình phân loại rác thải sử dụng năng lượng điện mặt trời”. Đề tài đã đoạt giải nhất tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học cấp tỉnh năm học 2024 - 2025.
Hai em Anh Thư và Đức Anh tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học cấp tỉnh.
Theo em Anh Thư, rác thải và ô nhiễm môi trường đang là vấn đề cấp bách; phân loại rác là một bước thiết yếu trong quy trình quản lý chất thải, giúp giảm thiểu lượng rác phải xử lý và thúc đẩy tái chế. Thông qua việc thực hiện đề tài, nhóm mong muốn có thể giúp nâng cao hiệu quả phân loại rác thải như nhựa, kim loại, rác hữu cơ… ngay tại nguồn. Điểm mới của đề tài là kết hợp công nghệ năng lượng tái tạo và phân loại rác; kết hợp nhiều công nghệ hiện đại như: Năng lượng mặt trời, camera AI, cảm biến điện từ, cảm biến quang, thiết bị điều khiển lập trình trong một hệ thống hoàn chỉnh. Ngoài ra, hệ thống phân loại rác sử dụng năng lượng mặt trời và điều khiển tự động hóa đang là một xu hướng mới, phù hợp với nhu cầu phát triển các thành phố thông minh và nền kinh tế tuần hoàn.
Hai em Anh Thư và Đức Anh.
Để thực hiện mô hình, Anh Thư và Đức Anh đã áp dụng các nguyên lý vật lý, kỹ thuật điện, tự động hóa, năng lượng tái tạo để nghiên cứu, tiến hành các thử nghiệm nhằm kiểm tra hiệu suất của các tấm pin năng lượng mặt trời, độ chính xác của camera AI trong việc phân loại rác, đánh giá tính ổn định và hiệu quả của mạch điều khiển. Các kết quả được đo lường, phân tích, so sánh dựa trên các tiêu chuẩn khoa học. Đức Anh cho biết, nhóm đã thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời, tính toán dung lượng bình dự trữ cho hệ thống phân loại, ép lon kim loại. Hệ thống chạy toàn tải 5 giờ vào ban ngày và dự trữ năng lượng để hoạt động thêm 2 giờ vào ban đêm; có khả năng phân loại vật liệu bằng camera AI với độ phân giải cao, tích hợp mô hình AI để nhận diện vật liệu theo màu sắc, hình dạng, kích thước, loại vật liệu. Sau khi xử lý hình ảnh, AI sẽ gắn nhãn theo từng loại rác thải nhựa, lon kim loại, rác thải hữu cơ, từ đó băng chuyền tự động di chuyển vật liệu vào các thùng rác. Với rác thải là lon kim loại, hệ thống sẽ nhận diện và tiến hành ép lon trước khi lăn xuống.
Anh Thư cho biết, quá trình thử nghiệm hệ thống phân loại rác thải sử dụng năng lượng điện mặt trời cho thấy tính tối ưu, hiệu quả về vận hành và bảo vệ môi trường. Thời gian tới, nhóm sẽ nghiên cứu phát triển đề tài bằng việc sử dụng khí nén để điều khiển nhằm linh hoạt về tốc độ và khả năng điều chỉnh; nâng cấp hệ thống để có thể phân loại, xử lý nhiều loại rác thải hơn, xử lý đồng thời nhiều loại rác thải.
Cô Lê Thị Ngọc Hạnh - giáo viên Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn, người hướng dẫn hai học sinh thực hiện dự án cho biết: Hai em đã có sự hợp tác tốt, phân chia công việc theo thế mạnh từng người, có sự tương trợ, phản biện trên tinh thần xây dựng để tìm ra phương án tối ưu. Đề tài có tính thực tiễn cao nhờ khả năng ứng dụng rộng rãi, tính bền vững, tiết kiệm năng lượng và chi phí, cùng khả năng nâng cao hiệu quả quản lý rác thải và thúc đẩy quá trình tái chế. Nó không chỉ giải quyết các vấn đề hiện tại về môi trường, năng lượng, mà còn phù hợp với xu hướng phát triển công nghệ xanh và tự động hóa trong tương lai.
