Liceenii proiectează turbine eco-eoliene pentru iluminatul şoselelor

O nouă idee, pe cât de simplă, pe atât de strălucitoare, a fost pusă în practică de o echipă de adolescenţi entuziaşti din Hunedoara: turbine ecologice, eoliene, pentru autostrăzile din România, dar şi din întreaga lume. Ideea le-a fost sugerată liceenilor de profesorul de fizică Mircea Nistor, iar acum cei trei tineri speră să câştige locul întâi la un concurs naţional de prestigiu.

Mircea Nistor, Alexandra Ferencz şi modulul termoelectric Seebeck

Cei trei elevi de la Colegiul Naţional de Informatică “Traian Lalescu” din Hunedoara, Alexandra Ferencz, Roxana Vremi şi Claudiu Pop, au pornit de la ideea că maşinile care circulă pe autostradă generează curenţi de aer, iar aceştia ar putea fi puşi în slujba participanţilor la trafic. Energia curenţilor de aer ar urma să fie folosită pentru iluminatul şoselelor de mare viteză. Mai mult, ca să nu facă risipă, copiii au inclus în proiectul lor şi o componentă care vizează economisirea energiei. Cum se va putea face acest lucru? Foarte simplu: prin montarea unor senzori de mişcare, ce vor porni sursele de lumină doar atunci când pe autostradă va exista trafic. Astfel, în zonele sau în intervalele orare slab circulate, becurile vor rămâne stinse, sistemul cu senzori reducând mult cosumul inutil de energie electrică. Proiectul lor nu este încă asamblat, hunedorenii reuşind să construiască până acum doar componentele, dar liceenii din Hunedoara spun că, deşi pare de domeniul ştiinţifico-fantasticului, ideea lor inovativă are viitor şi ar putea fi aplicată la scară largă de către constructorii de autostrăzi, în anii care vor urma.

“Să valorificăm energia care se risipeşte!”

Una dintre membrele echipei care va participa la concursul PlayEnergy, organizat de Enel, Alexandra Ferentz, spune că ea şi colegii săi au lucrat în paralel la mai multe proiecte: “Pentru concursul organizat de ENEL am pregătit macheta cu turbine, dar şi alte cinci generatoare de curent electric neconvenţionale. De fapt, proiectul nostru presupune să valorificăm energia care, altfel, s-ar risipi. Macheta asta presupune instalarea unor turbine care vor genera energie electrică pentru autostradă. Proiectul este încă în lucru: mai avem de asamblat piesele, însă este clar că acesta funcţionează. O să vă şi arăt chiar acum că, dacă suflu în această spirală de plastic, care este o componentă a turbinei, se va aprinde led-ul acesta. Ei, în cazul traficului de pe autostradă vă daţi seama cam ce curenţi de aer se creează! Incomparabil mai puternici, în comparaţie cu macheta noastră care presupune folosirea unor maşinuţe de jucărie! Însă ce ne interesează cel mai mult pe noi este să demonstrăm la scară mică funcţionalitatea unei teorii inovative, care ar putea revoluţiona, în anii viitori, sistemul de transport!”, explică Alexandra.

Traficul aprinde becurile pe şosea

Un motoraş montat pe placa de plastic, autostrada “de laborator” a copiilor, va pune maşinuţele în mişcare, iar cinci turbine “tipărite” la imprimanta 3D vor converti curenţii de aer în energie electrică, becurile urmând să se aprindă abia când maşina se apropie de ele, la o distanţă suficient de mare pentru a asigura securitatea în trafic. Pentru a putea să realizeze acest proiect, dar şi alte zeci de inovaţii pe care elevii săi le-au creat în timpul atelierelor care continuă în regim de voluntariat Campania “Descoperă” împotriva abandonului şcolar, profesorul de info-fizică din Hunedoara a comandat imprimanta 3D tocmai în Statele Unite. Mircea Nistor spune că imprimanta aceasta îi era indispensabilă, întrucât numai ea este capabilă să-i “tipărească” cele mai alambicate, contorsionate şi complexe piese de care are nevoie, pentru a pune în practică, împreună cu copiii pe care îi ajută să descopere tainele fizicii şi ale Universului, cele mai ingenioase proiecte.

“Aici avem un Savonius un pic modernizat. Turbina Savonius este, practic, o turbină verticală cu pale curbe, inventată prin anii 1920 de un inginer filandez, Sigurd Savonius”, explică profesorul, sub ochii entuziaşti ai copiilor care vin sâmbătă de sâmbătă, de drag, la ateliere. Mai mult, chiar dacă dispozitivul are o eficienţă scăzută comparativ cu alte tipuri de turbine care se bazează pe forţa vântului sau a curenţilor de aer (numai 14 la sută), designul său foarte simplu, dar şi faptul că ea poate funcţiona în zone în care viteza vântului este extrem de redusă, fac ca acesta să fie una dintre soluţiile cele mai potrivite pentru asigurarea energiei electrice necesare pentru iluminatul şoselelor. Fizicienii spun că o asemenea turbină poate funcţiona chiar şi dacă viteza medie anuală a vântului este de numai 3-4 metri pe secundă, în timp ce viteza curenţilor de aer generaţi de autovehiculele circulând în viteză pe autostradă poate fi chiar şi de cel puţin câteva zeci de ori mai mare. În plus, o asemenea turbină nu necesită materiale speciale în componenţă, aşa că poate fi construită chiar şi de nişte liceeni, care nu sunt experţi nici în fizică şi nici în transporturi rutiere.

Fata care dă banii pe module termoelectrice

O idee transpusă într-o machetă: maşinile produc curenţi de aer preluaţi de “mori de vânt” şi transformaţi în energie electrică pentru iluminarea şoselei

Pe lângă acest proiect, Alexandra Ferencz a mai “inventat”, ghidată de profesorul de fizică, informatică şi astrofizică Mircea Nistor, o întreagă serie de generatoare. Despre generatorul de electricitate cu lumânări săptămânalul REPLICA a fost cel care a scris, în premieră, cu un an în urmă. Între timp, hunedoreanca a mai construit un generator cu apă şi unul cu un concentrator parabolic (realizat dintr-o antenă parabolică veche şi un element Peltier). “În cazul concentratorului parabolic, antena am acoperit-o cu foiţă de aluminiu, folie reflectorizantă, iar aceasta concentrează toată lumina pe elementul Peltier”, explică Alexandra. Generatorul de energie electrică pe bază de apă are nevoie de cel puţin un element, două recipiente, apă caldă şi rece şi… sunt foarte fericită că am mai cumpărat şi două module termoelectrice Seebeck!”, exclamă bucuroasă Alexandra.

Cum să… stai şi să profiţi!

Mai lucrase cu ceva timp în urmă cu elemente Peltier, pe care le-a folosit ca să genereze electricitate din lumânări. De data asta, însă, era vorba despre altceva, pentru că modulele Seebeck, deşi foarte asemănătoare cu elementele Peltier, sunt mult mai potrivite pentru ceea ce intenţionează copiii să demonstreze. “Modulele Seebeck le-am cumpărat, jumătate din buzunarul Alexandrei şi jumătate din buzunarul meu, de la o firmă de profil din Germania. Au costat vreo 40 de euro o bucată, dar, pe lângă prima invenţie pe care am făcut-o, acum avem o grămadă de generatoare! Noi «ne jucam» la fracţiuni de waţi, iar acum avem waţi şi putem genera energie cât să foloseşti un laptop. Modulele Peltier erau şi ele bune, dar erau concepute din fabrică să răcească şi nu puteau suporta temperaturi foarte mari pe faţa caldă. La 120 de grade Celsius se distrug, în timp ce modulele Seebeck rezistă până la 250 de grade, iar diferenţa este enormă! Abia când temperaturile cresc, creşte şi randamentul şi conversia în energie electrică. Tocmai de aceea, dacă cu elementele Peltier produceam o jumătate de watt, acum un singur modul Seebeck produce 5 waţi!”, explică profesorul Mircea Nistor. Al doilea dintre proiectele ingenioase cu care hunedorenii vor merge la concursul naţional PlayEnergy este, aşadar, generatorul de energie cu apă caldă. “E nevoie de un recipient cu două compartimente sau două recipiente, fiecare ce are la îndemână. Pui apă fierbinte într-un compartiment, apă rece în celălalt şi… îţi încarci telefonul, poţi aprinde leduri. Ce se întâmplă de fapt: căldura se transferă de la apa fierbinte la apa rece, iar tu stai şi… profiţi! Iar generatorul cu apă fierbinte poate funcţiona zeci de minute în şir…”, adaugă profesorul de fizică de la “Traian Lalescu”.

Energie electrică de la centrala pe gaz

Un alt modul Seebeck copiii îl vor folosi pentru a genera energie electrică folosind flacăra de la aragaz. “Tu faci o ciorbă, de exemplu. Pui oala să fiarbă şi adaugi elementul ăsta care, în paralel, îţi furnizează energie electrică”, sare să explice, încântată, Alexandra. Profesorul Mircea Nistor spune că modulele Seebeck, odată montate pe o centrală termică, de exemplu, sunt capabile să furnizeze energia necesară unui apartament întreg. O idee de milioane, la care nimeni nu s-a gândit sau pe care nimeni nu a pus-o, încă, în practică, dar care ar putea economisi sume considerabile şi ar oferi independenţă energetică electrică apartamentelor: “După socotelile noastre, ar costa 3.000 de lei să modifici centrala şi să ai kilowaţi putere dar, din acea clipă, eşti independent din punctul de vedere al energiei electrice. Adică, gazul oricum îl consumi ca să încălzeşti casa şi apa caldă, aşa că îl poţi folosi şi pentru a genera energie electrică. Noi vom încerca şi asta: să facem rost de o centrală, să o modificăm şi să montăm câteva module Seebeck ca mostre. Se pot obţine până la doi kilowaţi, energie în permanenţă. Frigiderul consumă doar 20 de waţi, televizorul – 50, laptopul, 30 de waţi. Doar când pui un aspirator în priză, se consumă un kilowat şi ceva. Dar şi aşa, doi kilowaţi ajung pentru un apartament întreg!”.

Căutăm investitori pentru patentarea inovaţiilor de milioane!

Profesorul de fizică, Mircea Nistor, adaugă că, în cazul în care echipa Colegiului Naţional de Informatică „Traian Lalescu” din Hunedoara se va clasa pe unul dintre cele trei locuri în competiţie, şcoala la care învaţă copiii va primi şi un premiu în bani, în valoare de câteva mii de lei. „Dacă îmi amintesc bine, echipa care se va clasa pe locul întâi va primi 6.000 de lei, o sumă considerabilă pentru şcoala noastră. Anul trecut la concursul ăsta noi am luat menţiune, dar… din păcate… regula este că menţiunea nu primeşte nimic. Pentru ca, de data asta, să luăm şi noi un premiu, am lucrat la un proiect complex şi cu adevărat inovator”, adaugă, conştient de valoarea copiilor pe care îi pregăteşte, profesorul. Mircea Nistor mărturiseşte că extraordinar ar fi dacă şcoala sau asociaţia şcolii la care lucrează el, şi unde învaţă copiii pe care îi coordonează, ar reuşi să patenteze ideile şi proiectele. Astfel, cei care ar decide să se folosească de munca elevilor, care înseamnă zeci de ore în laborator, ar trebui să plătească o taxă de patent, iar şcoala ar avea bani să cumpere tehnologia de ultimă oră şi materialul didactic de care are nevoie ca de aer: „Ar fi ceva de vis dacă o companie sau o persoană pentru care banii nu sunt o problemă ar fi dispuse să investească în jur de 6.000 de lei, pentru patentarea acestor idei. Este destul de probabil că, în anii următori, investitorul nu doar că şi-ar recupera investiţia, ci ar avea de câştigat din această „afacere”, iar copiii noştri ar beneficia şi ei. Ar fi un sprijin şi un avantaj reciproc şi un câştig extraordinar pentru Colegiul „Traian Lalescu” şi pentru Hunedoara. Iar ca dovadă că proiectele noastre sunt funcţionale… până acum am câştigat zeci de concursuri de profil! Şi… mai avem cel puţin alte câteva zeci de alte idei!”.