Vào trung tuần tháng 10 năm nay, sinh viên đại học trên khắp nước Mỹ sẽ đến thủ đô Washington để tham gia một cuộc tranh tài ứng dụng khoa học được mệnh danh là “Cuộc Thi Mười Môn về Năng Lượng Mặt Trời.” Đây là một cuộc thi được Bộ Năng lượng Hoa Kỳ bảo trợ nhằm thử tài của sinh viên trong việc thiết kế, xây dựng và điều hành một ngôi nhà hoàn toàn sử dụng năng lượng mặt trời. Trong câu chuyện 'Khoa học và Đời Sống' hôm nay, Nguyễn Lê sẽ giới thiệu với quý thính giả các công việc chuẩn bị của một nhóm sinh viên thuộc Đại học Maryland để tham gia cuộc thi này.
Trong khu đất phủ đầy cỏ xanh của Trường Kiến trúc Thuộc Đại học Maryland, ngay bên ngoài Thủ đô Washington, một căn nhà mới đang được xây dựng để làm công trình dự thi “Cuộc Thi 10 Môn Về Năng Lượng Mặt Trời.”
Chính các sinh viên của Trường Kiến trúc cung cấp lao động và quản lý công trường xây dựng.
Sinh viên John Kucia, đội trưởng đội xây dựng, giới thiệu công trình của anh và đồng bạn như sau:
“Đây là cửa chính để vào nhà. Xin hoan nghênh quý vị đến thăm công trình xây dựng được đặt tên là ’Ngôi Nhà Lá Cây’ của chúng tôi. Ngôi nhà này vẫn còn đang được thi công. Chúng tôi đang trong quá trình hoàn tất việc xây dựng cái sườn của ngôi nhà.”
Đội trưởng John Kucia phụ trách hướng dẫn chúng tôi tham quan công trình dự thi của anh. Là một sinh viên năm thứ 3 của ngành kiến trúc, anh Kucia tham gia dự án “Ngôi Nhà Lá Cây”khoảng 1 năm trước đây trong một lớp học về thiết kế. Từ đó đến nay đã có 250 sinh viên, thành viên ban giảng huấn, và những người đỡ đầu trong giới xây dựng thương mại đã góp phần vào việc phát triển nhiều hệ thống điều hành sử dụng năng lượng mặt trời của ngôi nhà. Anh Kucia giải thích:
“Một trong những chi tiết đầu tiên mà quý vị nhìn thấy khi quý vị bước vào ngôi nhà này là việc chúng tôi có một hệ thống sàn nhà có tác dụng tỏa nhiệt. Nội dung chính của hệ thống này là chúng tôi bơm nước nóng được lấy từ mái nhà xuống. Chúng tôi có một pa-nen đặc biệt để chuyển ánh nắng thành sức nóng để hâm nóng nước. Chúng tôi bơm số nước nóng này vào khắp hệ thống sàn nhà để sưởi ấm ngôi nhà.”
Các tấm pa-nen năng lượng mặt trời chưa được thiết đặt. Anh Kucia lấy tay chỉ lên mái nhà, nơi mà các tấm pa-nen sẽ được lắp đặt. Anh giải thích rằng hệ thống pa-nen này sẽ cung cấp đủ năng lượng để sưởi ấm hay làm mát ngôi nhà, để thắp sáng các bóng đèn, và điều hành tất các sinh hoạt phối hợp của ngôi nhà. Anh Kucia giới thiệu tiếp:
“Chúng tôi có một hệ thống điều khiển có thể gọi là thông minh để phục vụ nhu cầu sinh hoạt của ngôi nhà này. Hệ thống điện toán thông minh của ngôi nhà sẽ kiểm soát tất cả các bộ phận cơ khí và điện cũng như các cửa sổ và cửa lớn, kiểm soát môi trường bên trong và bên ngoài ngôi nhà, và điều tiết mọi sinh hoạt của ngôi nhà.”
Điều đó có nghĩa là hệ thống điều khiển này có thể làm cho các bóng đèn mờ xuống một chút, hoặc dùng mạng Internet để tắt máy điều hòa không khí.
Anh Tyler Sines, một sinh viên khoa công trình điện, nói rằng hệ thống máy lạnh mà anh góp phần thiết kế giúp cho đội dự thi của anh được lợi thế. Hệ thống này dùng dạng lỏng của một vật liệu thường được đựng trong những túi nhỏ đóng gói chung với những đôi giày mới để giữ cho những đôi giày này không bị ẩm. Anh cho biết đây là lần đầu tiên một chất làm khô được sử dụng trong một hệ thống máy lạnh gia đình để hút khí ẩm ra khỏi không khí.
Chủ nhân tương lai của cấu trúc được gọi là “Ngôi Nhà Lá Cây” này có thể thật sự nhìn thấy chất làm khô không khí di chuyển trong một khung kính được xây dính vào tường nhà. Anh Sines nói rằng khung kính này gây ấn tượng như một thác nước này vừa có mục đích làm vật trang hoàng vừa có mục đích thực tiễn. Anh cho biết:
“Quý vị sẽ thật sự được thấy khí ẩm thoát ra từ ngôi nhà. Quý vị sẽ thấy chất làm khô được phun ra. Chúng tôi sẽ phun ra một luồng khí để hút hết mọi khí ẩm.”
Đội trưởng John Kucia bước ra khỏi nhà và giải thích cho chúng tôi nghe vì sao một phần của tường nhà quay mặt về hướng nam sẽ giúp bảo toàn nước và giảm bớt sự xói mòn của đất đai chung quanh ngôi nhà. Anh nói:
“Cách hay nhất để giải thích điều này là chúng tôi đang treo một số chậu trồng cây cảnh trên bức tướng, và lúc số cây cảnh này phát triển đầy đủ, bức tường sẽ phủ đầy cây cối. Hệ thống máng xối trên nóc nhà sẽ tưới nước cho số cây này.
Chị Brittany Williams, sinh viên cao học kiến trúc, cho biết là cũng giống như sự kết hợp và vận hành có hiệu quả cao của các hệ thống điều hành tổng hợp của ngôi nhà, các sinh viên trong đội dự thi có trách nhiệm thiết kế và xây dựng cấu trúc này đã làm việc rất ăn ý với nhau. Chị nói:
“Chúng tôi thật sự muốn thay đổi phương cách hoạt động của ngành nghề của chúng tôi và cho phép các kiến trúc sư và kỹ sư thường xuyên làm việc với nhau. Điều này thực sự giúp chúng tôi xây dựng được một ngôi nhà đẹp hơn cũng như có hiệu quả hơn.”
Chị Williams tin rằng những điều mà chị đã học hỏi được trong quá trình chuẩn bị cho “Cuộc Thi 10 Môn Về Năng Lượng Mặt Trời”sẽ giúp chi dễ tìm việc làm hơn trong tương lai. Bà Julie Gabrielli, cố vấn ban giảng huấn Trường Kiến trúc thuộc Đại học Maryland, nhận xét rằng các sinh viên này đã tiếp thu được những kỹ năng sau này sẽ giúp họ giải quyết những vấn đề của thế kỷ 21. Bà nói:
“Tôi hy vọng rằng nhờ kinh nghiệm này họ sẽ biết đánh giá cao tính chất phức tạp của vấn đề, đồng thời có thêm sự tự tin rằng vấn đề này sẽ được giải quyết khi chúng ta cùng làm việc với những người có những kiến thức và vấn đề khác với chúng ta.
Vào trung tuần tháng 10 "Ngôi Nhà Lá Cây" sẽ được đưa bằng xe tải từ vị trí hiện nay của nó trong khu Đại học College Park của Tiểu bang Maryland đến Quảng trường Quốc gia ở thủ đô Washington ở cách đó không xa. Tại đây, ngôi nhà này sẽ là một trong số 20 công trình dự thi của các đại học được đánh giá bởi ban giám khảo “Cuộc thi 10 Môn về Năng Lượng Mặt Trời” do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ bảo trợ.
