Patru liceeni din Galați proiectează laboratorul viitorului: un sistem inteligent care învață să economisească energia

Patru elevi de clasa a XI-a din Galați au realizat prototipul unui laborator inteligent, capabil să monitorizeze condițiile din încăpere și să reacționeze automat: aprinde sau stinge lumina, pornește ventilația și controlează jaluzelele în funcție de informațiile primite de la senzori. Proiectul, denumit HELIO AEGIS, este dezvoltat de o echipă formată din Mihaescu Rares-Andrei, Tocu Maria, Leonte Darius-Andrei și Nicodim David-Teodor, inclusă în campania națională „100 de tineri pentru dezvoltarea României”, derulată de Fundația Dan Voiculescu pentru Dezvoltarea României.

Ideea pornește de la o problemă prezentă în numeroase clădiri: iluminatul, ventilația, jaluzelele și sistemele de siguranță funcționează adesea independent unele de altele. HELIO AEGIS își propune să integreze aceste funcții într-un singur sistem, capabil să ia decizii pe baza informațiilor colectate din încăpere.

Proiectul abordează o temă cu implicații mai largi. Clădirile consumă aproximativ 40% din energia utilizată în Uniunea Europeană, iar Comisia Europeană consideră automatizarea și controlul inteligent printre instrumentele importante pentru reducerea consumului energetic. La nivel european există deja Indicatorul privind gradul de pregătire pentru tehnologii inteligente al clădirilor (Smart Readiness Indicator – SRI), conceput pentru a evalua capacitatea acestora de a detecta schimbările, de a interpreta informațiile și de a-și adapta automat funcționarea.

În această direcție lucrează și cei patru liceeni din Galați.

Prototipul HELIO AEGIS utilizează o placă de dezvoltare ESP32 și senzori de prezență, temperatură, umiditate, lumină și vibrații, alături de componente care permit controlul iluminatului, ventilatoarelor și jaluzelelor. Atunci când încăperea este goală, anumite sisteme pot fi oprite. Dacă lumina naturală este suficientă, iluminatul artificial poate fi dezactivat, iar când temperatura crește, ventilația poate porni automat.

O altă componentă a proiectului vizează gestionarea situațiilor de urgență. Conceptul prevede ca, în cazul unei întreruperi a alimentării cu energie electrică, energia disponibilă într-o baterie de rezervă să fie direcționată către funcțiile considerate esențiale: controlerul, senzorii, iluminatul de urgență sau sistemele de comunicații. Consumatorii care nu sunt necesari în acel moment ar urma să fie opriți, pentru a conserva energia disponibilă.

Una dintre cele mai interesante direcții de dezvoltare ale HELIO AEGIS pornește chiar de la pasiunea membrilor echipei pentru astronomie. Mihaescu Rares-Andrei și Nicodim David-Teodor au participat la Olimpiada Națională de Astronomie și Astrofizică, obținând, de-a lungul participărilor, medalii de bronz, argint și aur.

Într-o versiune viitoare, sistemul ar putea calcula poziția Soarelui în funcție de locație, oră și anotimp și ar putea anticipa momentele în care o fereastră urmează să fie expusă direct radiației solare. Astfel, jaluzelele s-ar putea închide înainte ca încăperea să se supraîncălzească, reducând ulterior energia necesară pentru răcire. În zilele reci, același mecanism ar putea permite valorificarea luminii și a căldurii naturale atunci când acestea sunt utile.

HELIO AEGIS se află în prezent în stadiul de prototip. Panourile fotovoltaice, bateria de capacitate mai mare și sistemul avansat de control predictiv sunt incluse în etapele propuse pentru dezvoltarea proiectului. Arhitectura modulară ar permite adaptarea conceptului la diverse tipuri de spații, de la laboratoare școlare și universitare la sere inteligente, spații medicale și camere tehnice. Echipa ia în calcul inclusiv posibilitatea aplicării principiilor de management energetic în cazul stațiilor de încărcare a vehiculelor electrice.

Cei patru elevi învață la Colegiul Național „Costache Negri” și la Colegiul Național „Vasile Alecsandri” din Galați. În paralel cu dezvoltarea proiectului, au înființat NextGen Science Club, iar Rareș și David predau astronomie, fizică și matematică unor copii cu vârste cuprinse între 8 și 17 ani.

Prin includerea echipei HELIO AEGIS în campania „100 de tineri pentru dezvoltarea României”, inițiativa aduce în atenție un proiect care pornește din mediul școlar, dar abordează o provocare importantă pentru cercetare și industria construcțiilor: cum pot spațiile în care lucrăm să utilizeze energia mai eficient și să își adapteze automat funcționarea atunci când condițiile se schimbă.