Ý tưởng thiên tài đến từ những điều nhỏ nhặt

Khu vườn mặt trời

David Amster-Olszewski, 29 tuổi, nghĩ đến việc thành lập SunShare khi một lần ngồi nghe mẹ than phiền về việc bà muốn dùng điện mặt trời nhưng lại không thể lắp pin trên mái nhà được. Từ gợi ý ban đầu này, anh đã lập nên SunShare, một “khu vườn mặt trời” cho các hộ gia đình hoặc doanh nghiệp trong một cộng đồng cùng sử dụng chung các pin năng lượng mặt trời. Điểm khác biệt so với các khu vườn thông thường là “vườn mặt trời” không trồng cây mà chỉ lắp các bảng pin mặt trời. Người sử dụng đăng ký “mua” một số bảng pin trong khu vườn này và mỗi tháng họ sẽ được tính điểm thưởng dựa trên lượng điện năng mà các bảng pin đó tạo ra; số điểm thưởng tích lũy được sẽ dùng để trừ vào hóa đơn tiền điện hàng tháng của người sử dụng. Với chính sách này, người sử dụng vừa có điện dùng lại vừa tiết kiệm được chi phí sinh hoạt hàng tháng. 

SunShare là công ty đi đầu trong trào lưu phát triển vườn mặt trời tại Mỹ và xu hướng này dự kiến sẽ còn tiếp tục phát triển, bởi vì tuy giá thành pin năng lượng mặt trời đang có xu hướng giảm, song không phải hộ gia đình nào cũng có thể lắp đặt pin trên mái nhà. Hiện nay tại Mỹ đã có 89 dự án pin mặt trời cộng đồng tại 25 bang khác nhau.

“Bắt” sóng biển

Khi nói tới năng lượng tái chế, thường người ta sẽ nghĩ ngay đến điện gió và điện mặt trời, ít ai nghĩ đến năng lượng từ sóng biển. Nhưng Inna Braverman, 29 tuổi, lại quan tâm tới điều đó. Cô nhận thấy tiềm năng năng lượng từ sóng biển là rất lớn bởi sóng luôn chuyển động. Và Eco Wave Power ra đời với một công nghệ rất mới được xây dựng dựa trên việc biến chuyển động của sóng biển thành áp suất làm quay máy phát điện để tạo ra điện năng. Trên lý thuyết, một trang trại sóng chiếm chưa đầy nửa dặm vuông diện tích mặt biển cũng có thể tạo ra đủ điện năng dùng cho 20.000 hộ gia đình. Nhưng công nghệ này cũng có nhiều thách thức, bao gồm chi phí thực hiện, những rủi ro về việc các đường truyền năng lượng do sóng biển tạo ra có thể làm hại tới môi trường biển, ngoài ra còn phải thiết kế các loại phao có thể hấp thụ được đầy đủ năng lượng từ chuyển động của sóng.

Sau khi phát triển và thử nghiệm nhiều thiết kế khác nhau trong nhiều năm, Eco Wave Power đã tạo ra được hai thiết bị gọi là “Wave Clapper” và “Power Wing” có thể tự động điều chỉnh theo độ cao ngọn sóng để tạo nguồn năng lượng một cách nhịp nhàng và đồng nhất. Chúng cũng có các bộ cảm biến thực hiện nhiệm vụ phát hiện những cơn bão đang đến và điều chỉnh độ cao của phao chứa để tránh tác động của bão.

Cuối tháng Năm vừa qua, công nghệ bắt sóng đầy sáng tạo trên đã ra mắt công chúng thế giới với địa điểm lắp đặt đầu tiên là trên một cầu tàu nhỏ ở bờ biển Gibraltar, Tây Ban Nha. Đây là nhà máy điện sóng đầu tiên được kết nối với một lưới điện tại châu Âu. Nhà máy tiếp theo của Eco Wave Power có thể sẽ được lắp đặt tại một bờ biển ở Trung Quốc theo kế hoạch hợp tác giữa công ty này với trường Đại học Hàng hải Trung Quốc. 

Hiện Eco Wave Power, một startup Israel, đã vươn lên trở thành công ty đi đầu thế giới định hình công nghệ “thu hoạch” năng lượng từ biển cả.

Cá bơi và năng lượng gió

Khi nhắc đến năng lượng gió, có lẽ nhiều người sẽ hình dung đến những turbine khổng lồ quay tròn. Nhưng nhiều năm qua, giảng viên đại học John Dabiri, 35 tuổi, ở Stanford đã nêu ý tưởng về một phương án thay thế khả thi hơn dựa trên những cụm turbin gió trục đứng. Ý tưởng này xuất hiện khi anh để ý cách cá làm giảm lực kéo khi di chuyển theo đàn thay vì bơi riêng lẻ. Anh băn khoăn không biết liệu hiệu ứng này có xảy ra không nếu các turbine gió cũng được sắp xếp theo cách tương tự.

Rõ ràng, không thể áp dụng giả thiết này với những turbine gió cỡ lớn bởi turbine lớn thì cần phải đặt cách xa nhau và do đó chiếm nhiều diện tích sử dụng. Vì vậy, Dabiri bắt tay vào xây dựng một mô hình dựa trên việc sắp xếp các turbine nhỏ hơn (cao khoảng 9m thay vì 90m như các turbine truyền thống) theo một hình thái giống hình viên kim cương mà đàn cá tạo thành khi di chuyển, qua đó giúp tận dụng diện tích sử dụng hiệu quả hơn rất nhiều.

Theo kết quả nghiên cứu đầu năm 2016 của Dabiri, việc bổ sung các cụm turbine trục đứng nhỏ hơn vào một trang trại gió truyền thống sẽ giúp gia tăng lượng điện gió lên 32%, đồng thời điều này cũng khiến các turbine lớn hoạt động hiệu quả hơn 10%.
Tuy mới dừng ở bước mô phỏng trên máy tính, song nghiên cứu này có thể làm hồi sinh ngành turbine gió nhỏ lẻ vốn từ lâu đã bị “thất sủng” vì hoạt động không hiệu quả. Mô hình sắp xếp turbine mới có thể mang lại một lợi ích tiềm năng khác là với độ cao vừa phải, các turbine sẽ không đe dọa tới chim chóc và đời sống hoang dã.

Năng lượng từ bã cà phê

Arthur Kay, 25 tuổi, nảy ra ý tưởng mới khi quan sát lớp màng mỏng và nhờn xuất hiện trên bề mặt cốc cà phê để qua đêm. Anh tò mò nghiên cứu xem nó xuất hiện từ đâu thì phát hiện ra rằng cà phê có một giá trị calo cao hơn so với củi nên nó có thể giải phóng năng lượng.

Phát hiện này đã khiến Kay chấm dứt sự nghiệp kỹ sư của mình để đứng lên thành lập một công ty mang tên Bio-Bean, một công ty có trụ sở tại London chuyên cung cấp các sản phẩm năng lượng từ bã cà phê thu thập từ các cửa hàng cà phê, văn phòng và ga tàu điện trên khắp nước Anh. Sản phẩm của họ là bã cà phê dạng viên tròn nhỏ, dạng bánh và dạng thanh, có thể đốt lên để sưởi hoặc nấu nướng. Theo ước tính của Kay, năm nay Bio-Bean sẽ có thể chuyển 10% bã cà phê của Anh – khoảng 50.000 tấn – thành các sản phẩm có thể đốt cháy.

Kay nhìn ra rất nhiều tiềm năng trong bã cà phê. Thực ra, Bio-Bean hiện đang phát triển một nhiên liệu diesel sinh học, và anh hình dung rằng một ngày nào đó, những chiếc xe bus ở London sẽ có thể chạy trên đường phố bằng bã cà phê.

Năng lượng từ đất

Ý tưởng về cây phát điện nghe có vẻ “tầm phào”, nhưng đó là những gì đã nảy ra trong đầu ba nữ sinh viên người Chile – Camila Rupcich, Evelyn Aravena và Carolina Guerrero – khi họ đang nghỉ giải lao giữa các phần thi và điện thoại của cả ba cùng… hết pin. Sau một thời gian nghiên cứu, họ nhận thấy rằng ý tưởng này không quá khó thực hiện. Trong quá trình quang hợp, cây chuyển ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học, một phần năng lượng này đi vào đất xung quanh cây. Và đó chính là nơi mà thiết bị của ba sinh viên này – có tên là E-Kaia – lấy năng lượng.

E-Kaia là một vi mạch sinh học với bản điện cực có thể hút được các electron trong đất. Nói một cách ngắn gọn, ta chỉ cần cắm thiết bị này xuống đất là nó sẽ tạo ra điện mà không làm hại tới cây cối. Nguồn điện năng thu về không nhiều – chỉ khoảng 5 volt – nhưng cũng đủ để xạc pin cho một chiếc điện thoại, thắp một bóng đèn LED, hay bật một chiếc quạt trong khoảng 1,5 giờ.

Sản phẩm này hiện đang được Cục Phát triển Kinh tế Chile hỗ trợ và dự kiến sẽ ra mắt thị trường vào cuối năm nay.

Năng lượng từ xe lưu thông trên đường

Một lần, khi đang đứng cạnh một đường đua tại Malaysia, Sanwal Muneer cảm nhận được luồng gió từ những chiếc xe đua đang lao qua tạo ra. Điều đó khiến anh nghĩ rằng có thể tận dụng chuyển động của xe cộ. Chẳng bao lâu, ý nghĩ đó biến thành một startup có tên là Capture Mobility.

Sản phẩm của Capture Mobility là một turbine xoắn ốc đặt ở đường cao tốc để hấp thụ gió và sự chuyển động từ những chiếc xe đang lưu thông trên đường và chuyển chúng thành năng lượng. Trên thiết bị này có gắn những pin mặt trời nhỏ và có những bộ lọc di động giúp lọc bỏ những chất ô nhiễm/ bụi bẩn từ xe cộ trên đường.

Những turbine này có thể không tạo ra nhiều điện, nhưng khi được xạc đầy thì nó có thể chứa 1 kw điện năng, đủ để thắp một chiếc đèn hay bật một chiếc quạt trong 40 giờ.

Muneer cho rằng một ngày nào đó thiết bị này có thể được sử dụng làm một nguồn điện cho các cộng đồng nông thôn tại các quốc gia đang phát triển. Ở khu vực đô thị, những thiết bị này có thể cung cấp năng lượng để bật đèn giao thông hoặc các biển báo trên đường.