Tư duy thiết kế & Đổi mới sáng tạo báo cáo thuyết minh Đề tài khởi nghiệp trụ sạc năng lượng mặt trời công cộng

Đây là một giải pháp sáng tạo nhằm tận dụng nguồn năng lượng tái tạo để cung cấp điện cho các nhu cầu thiết yếu như sạc thiết bị di động, chiếu sáng công cộng và cung cấp thông tin hữu í

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH

VIỆN ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

TƯ DUY THIẾT KẾ & ĐỔI MỚI SÁNG TẠO

BÁO CÁO THUYẾT MINH ĐỀ TÀI KHỞI NGHIỆP TRỤ SẠC

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CÔNG CỘNG

Nguyễn Ngọc Xuân Tuyền

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 04 năm 2025

BẢNG ĐÁNH GIÁ LÀM VIỆC NHÓM

STT Họ và tên Nhiệm vụ

Tiêu chí đánh giá

Sinh viên tự đánh giá

Nhóm đánh giá

Giảng viên đánh giá

Đóng góp

ý kiến phù hợp

Hoàn thành công việc được phân công

34 Trần Nguyễn

Hồng Ngọc

Đề xuất khắc phục, Tóm tắt nội dung, chỉnh sửa và kết luận bài báo cáo

MỤC LỤC

1 Giới thiệu 1

2 Phân tích việc áp dụng tư duy thiết kế 1

2.1 Đồng cảm 1

2.1.1 Biểu đồ đồng cảm 1

2.1.2 Design thinking 2

2.1.3 Biểu đồ hành trình khách hàng 3

2.2 Xác định vấn đề 4

2.3 Xây dựng ý tưởng 6

2.4 Tạo Nguyên mẫu 8

2.4.1 Công nghệ 8

2.4.2 Thành phần 8

2.4.3 Phương pháp đóng gói nguyên mẫu 9

2.5 Thử nghiệm 11

2.5.1 Chuẩn bị thử nghiệm 11

2.5.2 Tổng kết quá trình khảo sát 15

3 Phân tích ưu điểm, hạn chế và nguyên nhân 17

3.1 Ưu điểm 17

3.2 Hạn chế 17

3.3 Nguyên nhân dẫn đến những hạn chế 17

4 Đề xuất các cách khắc phục hạn chế của trạm sạc năng lượng 18

4.1 Tối ưu thiết kế 18

4.2 Hợp tác đầu tư 18

4.3 Tăng cường nghiên cứu & phát triển (R&D) ………18

5 Kết luận 18

6 Phụ lục 19

1 Giới thiệu – lý do chọn đề tài:

Trong bối cảnh đô thị hóa ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng năng lượng sạch và bền vững trở thành một trong những thách thức quan trọng của xã hội Các khu vực công cộng hiện nay chưa được trang bị đầy đủ nguồn điện tiện ích, gây bất tiện cho người dân khi di chuyển hoặc tham gia các hoạt động ngoài trời Đồng thời, việc sử dụng năng lượng từ lưới điện truyền thống làm gia tăng áp lực lên môi trường và tài nguyên thiên nhiên Chủ yếu đánh vào thị trường: Các khu du lịch, khu dã ngoại, hay các sự kiện ngoài trời (festival, hội nghị, ), sân bay, trung tâm mua sắm, các khu vực công cộng, vùng sâu xa những nơi chưa có điện

Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn này, nhóm chúng em đã áp dụng phương pháp Tư Duy Thiết Kế (Design Thinking) để phát triển ý tưởng Trụ Năng Lượng Mặt Trời Công Cộng Đây là một giải pháp sáng tạo nhằm tận dụng nguồn năng lượng tái tạo để cung cấp điện cho các nhu cầu thiết yếu như sạc thiết bị di động, chiếu sáng công cộng và cung cấp thông tin hữu ích cho người dân Các trạm có thể được thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển hoặc lắp đặt ở những địa điểm đông người Thông qua mô hình này, chúng em mong muốn góp phần thúc đẩy

đô thị thông minh, nâng cao chất lượng cuộc sống và bảo vệ môi trường

Hệ thống Trụ Năng Lượng Mặt Trời Công Cộng không chỉ đơn thuần là một công trình

kỹ thuật mà còn mang ý nghĩa xã hội sâu sắc Mô hình này có thể giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào lưới điện quốc gia, tăng cường tiện ích công cộng và nâng cao nhận thức về sử dụng năng lượng tái tạo trong cộng đồng Việc tích hợp các công nghệ tiên tiến như cảm biến môi trường, Wi-Fi miễn phí, bảng thông tin điện tử sẽ giúp trụ năng lượng mặt trời trở thành một phần quan trọng của đô thị thông minh trong tương lai

Bằng cách áp dụng phương pháp Tư Duy Thiết Kế, chúng em không chỉ tập trung vào khía cạnh kỹ thuật mà còn chú trọng đến trải nghiệm người dùng và tính khả thi của dự án Quá trình phát triển dự án bao gồm nhiều bước từ khảo sát nhu cầu thực tế, lên ý tưởng, thử nghiệm

mô hình, đến hoàn thiện sản phẩm và triển khai rộng rãi Thông qua đó, chúng em mong muốn mang đến một giải pháp bền vững, hiệu quả và có khả năng mở rộng trong nhiều khu vực khác nhau

2 Phân tích việc áp dụng tư duy thiết kế:

- Nếu được hướng dẫn cách sử dụng đúng, hợp lý tôi sẽ thường xuyên sử dụng dịch vụ

THINKS:

- Ý tưởng này có vẻ an toàn và tiện lợi, nhưng liệu hiệu quả có tương đương với sạc dự phòng nhỏ gọn?

- Nếu có thêm nghiên cứu và thông tin minh bạch về sản phẩm, tôi nghĩ mọi người sẽ tin tưởng

và muốn trải nghiệm hơn

DOES:

- Khách hàng tìm hiểu thông tin sản phẩm trên mạng và xem các đánh giá từ người dùng khác

- Họ thử đăng ký dịch vụ để sử dụng nhưng thường phải tham khảo thêm hướng dẫn từ sách hướng dẫn

- Một số người liên hệ bộ phận chăm sóc khách hàng khi gặp thắc mắc về cách sử dụng và thao tác

FEELS:

- Tôi cảm thấy tiện lợi khi ra ngoài mà không cần theo dây sạc, sạc dự phòng

- Dù còn nghi ngại, tôi nghĩ sản phẩm này sẽ là một bước tiến lớn trong xu hướng hiện nay

2.1.2 Design thinking

 Empathize (thấu hiểu)

- Tiến hành khảo sát, phỏng vấn người dùng tiềm năng để hiểu rõ nhu cầu, mong muốn và khó khăn của họ

- Quan sát hành vi của người dùng tại các trạm sạc hiện có

- Tìm hiểu các xu hướng và công nghệ mới trong lĩnh vực xe điện và năng lượng mặt trời

 Define

+ Xác định vấn đề:

- Hiện nay hầu như không trạm sạc công cộng, đặc biệt là trạm sạc sử dụng năng lượng sạch

- Trải nghiệm người dùng chưa được tối ưu hóa

- Chi phí đầu tư và vận hành cao

+ Xác định mục tiêu:

- Xây dựng mạng lưới trạm sạc rộng khắp, đáp ứng nhu cầu của người dùng

Cung cấp dịch vụ sạc nhanh chóng, tiện lợi, an toàn

- Tối ưu hóa chi phí và đảm bảo lợi nhuận

 Ideate (Phát triển ý tưởng)

- Thiết kế trạm sạc thông minh, tích hợp công nghệ IoT để theo dõi và quản lý từ xa

- Phát triển ứng dụng di động cho phép người dùng tìm kiếm, đặt chỗ và thanh toán dịch vụ

- Hợp tác với các doanh nghiệp, tổ chức, hộ dân để xây dựng trạm sạc tại các địa điểm công cộng

- Sử dụng các loại pin lưu trữ điện năng, để đảm bảo việc sạc điện diễn ra thông suốt ngay cả khi trời không có nắng

 Prototype (Tạo mẫu thử)

+ Xây dựng mô hình trạm sạc:

- Thiết kế mô hình 3D, bản vẽ kỹ thuật của trạm sạc

- Xây dựng trạm sạc mẫu để thử nghiệm và đánh giá

+ Phát triển ứng dụng di động:

- Thiết kế giao diện người dùng và trải nghiệm người dùng của ứng dụng

- Phát triển các tính năng cơ bản của ứng dụng

 Test (thử nghiệm)

+ Thử nghiệm trạm sạc mẫu:

- Thu thập phản hồi từ người dùng về thiết kế, tính năng và hiệu suất của trạm sạc

- Điều chỉnh và cải tiến trạm sạc dựa trên phản hồi

+ Kiểm tra ứng dụng di động:

- Thử nghiệm ứng dụng trên nhiều thiết bị và hệ điều hành khác nhau

- Thu thập phản hồi từ người dùng về tính năng, độ ổn định và dễ sử dụng của ứng dụng

Giai đoạn 1: Nhận biết sản phẩm, dịch vụ

Khách hàng bắt đầu nhận biết về trạm sạc thông qua trang web của công ty, báo, tạp chí, bản tin thời sự,

Giai đoạn 2: Cân nhắc

Khách hàng cân nhắc về tính an toàn, của trạm sạc, chi phí khi sạc, thời gian sạc có

Giai đoạn 3: Mua hàng

Khách hàng quyết định sử dụng, mua dịch vụ

Giai đoạn 4: Chăm sóc

Khách hàng đánh giá dịch vụ trạm sạc trên các trang mạng xã hội

Giai đoạn 5: Trung thành

Khách hàng cảm thấy hài lòng về trạm sạc và tiếp tục sử dụng dịch vụ

2.2 Xác định vấn đề (Define)

Vấn Đề Chính: Tại sao cần xây dựng các trạm sạc năng lượng mặt trời công cộng trong khi mọi người đã có sạc dự phòng và thường xuyên sử dụng các trạm sạc bằng điện?

Phân Tích Bằng Công Cụ 5 Whys:

Why 1: Tại sao cần xây dựng trạm sạc năng lượng mặt trời?

Lý do: Sạc dự phòng có giới hạn về dung lượng và không thể đáp ứng nhu cầu sạc cho nhiều thiết bị cùng lúc, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp hoặc khi di chuyển xa

Why 2: Tại sao sạc dự phòng không đủ?

Lý do: Dung lượng pin của sạc dự phòng thường chỉ đủ cho một hoặc hai thiết bị, và không thể sạc nhiều thiết bị cùng lúc, đặc biệt trong các sự kiện lớn hoặc khi đi du lịch

Why 3: Tại sao cần sạc nhiều thiết bị?

Lý do: Ngày càng nhiều thiết bị điện tử (như điện thoại, máy tính bảng, xe điện) cần được sạc,

và nhu cầu sử dụng các thiết bị này ngày càng tăng trong cuộc sống hàng ngày

Why 4: Tại sao lại có nhu cầu cao như vậy?

Lý do: Sự phát triển của công nghệ và nhu cầu kết nối liên tục trong cuộc sống hàng ngày dẫn đến việc cần có nguồn năng lượng ổn định và bền vững

Why 5: Tại sao cần khuyến khích sử dụng năng lượng sạch?

Lý do: Việc sử dụng năng lượng tái tạo giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và giảm phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch, đồng thời góp phần vào mục tiêu phát triển bền vững

Phân Tích Bằng Công Cụ 6M

Man (Con người): Người dùng có nhận thức đầy đủ về lợi ích của việc sử dụng năng lượng mặt trời không? Cần có chiến dịch giáo dục để nâng cao nhận thức về năng lượng tái tạo

và lợi ích của việc sử dụng trạm sạc năng lượng mặt trời

Giải pháp: Tổ chức các buổi hội thảo, sự kiện cộng đồng để giới thiệu về năng lượng mặt trời

và trạm sạc

Machine (Máy móc): Các trạm sạc năng lượng mặt trời có đủ công suất để đáp ứng nhu cầu không? Cần đảm bảo rằng thiết bị sạc có khả năng sạc nhanh và hiệu quả

Giải pháp: Lựa chọn công nghệ sạc tiên tiến và đảm bảo bảo trì định kỳ để duy trì hiệu suất

Material (Vật liệu): Các tấm pin mặt trời có chất lượng tốt và bền bỉ không? Cần lựa chọn nhà cung cấp uy tín để đảm bảo hiệu suất lâu dài

Giải pháp: Thực hiện kiểm tra chất lượng và bảo trì định kỳ cho các tấm pin mặt trời

Method (Phương pháp): Quy trình lắp đặt và bảo trì trạm sạc có hiệu quả không? Cần xây dựng quy trình rõ ràng và hiệu quả cho việc lắp đặt và bảo trì

Giải pháp: Đào tạo nhân viên về quy trình lắp đặt và bảo trì để đảm bảo hiệu quả

Measurement (Đo lường): Có hệ thống theo dõi hiệu suất của trạm sạc không? Cần thiết lập các chỉ số đo lường hiệu suất để theo dõi mức độ sử dụng và hiệu quả của trạm sạc

Giải pháp: Sử dụng công nghệ IoT để theo dõi và phân tích dữ liệu sử dụng

Mother Nature (Thiên nhiên): Thời tiết có ảnh hưởng đến hiệu suất của trạm sạc không? Cần xem xét các yếu tố thời tiết và có kế hoạch ứng phó với các điều kiện thời tiết khắc nghiệt Giải pháp: Thiết kế trạm sạc có khả năng chống chịu với các điều kiện

Dựa trên phân tích từ công cụ 5 Whys và 6M, dưới đây là các yếu tố chính đang gây ra vấn đề và dẫn đến ý tưởng khởi nghiệp về việc xây dựng các trạm sạc năng lượng mặt trời công cộng

1.Nhu Cầu Sạc Năng Lượng Tăng Cao

2 Giới Hạn Của Sạc Dự Phòng

3 Phụ Thuộc Vào Nguồn Năng Lượng Hóa Thạch

4 Thiếu Nhận Thức Về Năng Lượng Sạch

Các yếu tố trên cho thấy rằng có một nhu cầu rõ ràng về việc xây dựng các trạm sạc năng lượng mặt trời công cộng để đáp ứng nhu cầu sạc ngày càng tăng, giảm thiểu ô nhiễm môi

trường, và khuyến khích sử dụng năng lượng sạch Ý tưởng khởi nghiệp này không chỉ giải quyết các vấn đề hiện tại mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững trong tương lai

 Adapt (Điều chỉnh)

Ở những nơi đông dân cư, khu du lịch có thể thiết kế trạm sạc với nhiều cổng hơn; còn

ở nông thôn sẽ có mái che điều theo hướng mặt trời Thêm pin lưu trữ lớn hơn (20-50 kWh) và cổng sạc đa năng để phục vụ có thể phục vụ hộ gia đình nhỏ

Thích nghi với các nhu cầu sử dụng khác nhau như sạc xe đạp điện, xe máy điện, điện thoại, laptop

 Modify (Biến đổi)

Cải tiến trạm sạc năng lượng bằng dung lượng pin dự trữ cao hơn Cho phép người dùng đặt trước cổng sạc qua ứng dụng để tránh tình trạng quá tải Người dùng có thể chọn chế độ sạc nhanh hoặc sạc tiết kiệm qua ứng dụng di động

 Put to Another Use (Sử dụng cho mục đích khác)

Sử dụng trạm sạc như một điểm thu thập dữ liệu môi trường Trang bị cảm biến đo chất lượng không khí, nhiệt độ, độ ẩm, kết nối với ứng dụng để người dùng theo dõi Dữ liệu có thể bán cho các tổ chức nghiên cứu hoặc chính quyền địa phương

 Eliminate (Loại bỏ)

Loại bỏ các cổng sạc có dây, thay bằng sạc không dây hoàn toàn Bề mặt trạm (ghế, bàn) tích hợp tấm sạc không dây cho điện thoại, tai nghe, hoặc xe điện nhỏ

 Rearrange (Sắp xếp lại)

Sản xuất các trạm sạc phù hợp với vị trí công cộng, tích hợp nhiều phương tiện tiện ích cho người dân Thay vì chỉ đặt tại công viên, có thể bố trí tại bến xe buýt, trường học, trung tâm thương mại để tiếp cận nhiều người hơn Có thể đặt chỗ trước qua ứng dụng

*Sắp xếp ý tưởng

Theo mức độ liên quan đến mục tiêu (khởi nghiệp trạm sạc năng lượng mặt trời công cộng):

a Rất phù hợp (Trực tiếp nâng cao hiệu quả của trạm sạc năng lượng mặt trời công cộng)

Modify (Biến đổi) – Tăng dung lượng pin, sạc nhanh, đặt chỗ qua ứng dụng Adapt (Điều chỉnh) – Thiết kế linh hoạt theo nhu cầu khu vực, tăng cổng sạc, thêm pin lưu trữ lớn

Combine (Kết hợp) – Tích hợp với xe đạp điện, ô tô điện, Wi-Fi miễn phí để nâng cao tiện ích Rearrange (Sắp xếp lại) – Bố trí trạm tại các vị trí công cộng hợp lý hơn để tối ưu hóa khả năng tiếp cận

b Hợp lý (Bổ sung giá trị nhưng không phải trọng tâm chính)

Substitute (Thay thế) – Sử dụng vật liệu thân thiện môi trường, pin hiệu suất cao (quan trọng nhưng không ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm sử dụng) Put to Another Use (Sử dụng cho mục đích khác) – Kết hợp trạm sạc với cảm biến môi trường, cung cấp dữ liệu cho nghiên cứu

c Không liên quan (Không tác động lớn đến mục tiêu chính của trạm sạc)

Eliminate (Loại bỏ) – Loại bỏ cổng sạc có dây, thay bằng sạc không dây hoàn toàn (công nghệ này chưa phổ biến và không phù hợp với mọi thiết bị)

*Kết luận

- Ý tưởng tốt nhất để khởi nghiệp: Combine (kết hợp với xe đạp/wifi) và Rearrange

(mô-đun ghép nối) – vừa phù hợp mục tiêu công cộng, vừa thú vị và khả thi về kinh tế

- Đề xuất hành động: Bắt đầu với một nguyên mẫu kết hợp trạm sạc và điểm xe đạp công

cộng, sử dụng thiết kế mô-đun để thử nghiệm ở đô thị Sau đó, mở rộng dựa trên phản hồi

Lựa chọn Ý tưởng (3 Phương pháp)

Open Multi-Voting (Bình chọn mở):

Nhóm nghiên cứu bình chọn các ý tưởng "Trạm sạc năng lượng mặt trời công cộng" nhận được nhiều phiếu nhất và được ưu tiên phát triển

Pro/Con or Benefit/Effort List (Danh sách ưu nhược điểm):

Ưu điểm: Tiện lợi, phù hợp xu hướng ngày nay, dễ sử dụng, môi trường xanh

Nhược điểm: Chi phí nghiên cứu ban đầu cao, cần thử nghiệm để chứng minh

Group Consensus (Đồng thuận nhóm):

Nhóm thống nhất rằng trạm sạc năng lượng mặt trời công cộng là ý tưởng ưu tiên nhưng cần nghiên cứu tối ưu chi phí sản xuất

Cân nhắc hợp tác với các doanh nghiệp lớn về điện năng lượng mặt trời để triển khai thực tế

2.4.Tạo nguyên mẫu

2.4.1 Công nghệ:

Trạm sạc năng lượng mặt trời sử dụng tấm pin để tạo ra điện năng, sau đó được lưu trữ trong các pin lưu trữ Khi người dùng cần sạc các thiết bị điện tử như điện thoại, máy tính bảng, laptop, hoặc các thiết bị di động khác, trạm sạc sẽ cung cấp điện năng từ pin lưu trữ hoặc trực tiếp từ tấm pin năng lượng mặt trời nếu có ánh sáng mặt trời

- Hệ thống làm mát (Cooling System): Một số trạm sạc năng lượng mặt trời, đặc biệt là những

hệ thống có công suất lớn, có thể có hệ thống làm mát để giữ cho các thành phần như pin lưu trữ và bộ điều khiển sạc không bị quá nhiệt giúp tăng tuổi thọ và hiệu suất của hệ thống

2.4.3 Phương pháp đóng gói nguyên mẫu

500 Wh (khoảng 30 lần sạc đầy điện thoại và 10 lần sạc đầy laptop)

- Tốc độ sạc: Đối với trạm sạc công cộng thấp với cổng sạc USB-A tiêu chuẩn nếu sạc đầy 1 chiếc điện thoại mất khoảng 2-4 giờ

- Số lượng cổng: ít nhất có 4 cổng USB (phù hợp trong khu vực chờ xe bus, trường học, bệnh viện, )

- Yếu tố thẩm mỹ: Trụ sạc có thiết kế khá hiện đại và gọn gàng với tông màu xám chủ đạo và các chi tiết màu xanh lá tạo điểm nhấn, liên tưởng đến năng lượng sạch

- Tính linh hoạt: Với các cổng sạc khác nhau, trụ sạc có thể phục vụ nhiều loại thiết bị điện tử cá nhân, tăng tính hữu ích cho người sử dụng ở các địa điểm công cộng

 Xây dựng ý tưởng trụ sạc công cộng cao: xây dựng ở công viên, những địa điểm đông người, những nơi có nhu cầu sử dụng điện nhưng chưa có điện,

Trụ sạc công cộng cao có thêm mái che rộng là những tấm pin mặt trời, vừa có thể tích trữ được nhiều điện hơn vừa có thể che mát hoặc che mưa cho người sử dụng, bên cạnh đó có thể thiết kế thêm ghế ngồi cho người sử dụng ngồi chờ trong lúc sạc

- Dung lượng lưu trữ pin: Có thể lưu trữ pin trong khoảng 3kWh (khoảng 150 lần sạc đầy điện thoại và 45 lần sạc đầy laptop)

- Tốc độ sạc: Có cả cổng sạc USB-A và USB-C (công suất lớn hơn) tùy theo mục đích sử dụng (đối với USB-C sạc điện thoại trong vòng 1-2 giờ)

- Số lượng cổng: có ít nhất 4 cổng USB-A và 4 cổng USB-C