Đồng Hồ Máy Năng Lượng Ánh Sáng - Định Nghĩa, Câu Chuyện Lịch Sử & Ưu Khuyết Điểm

Đồng hồ năng lượng ánh sáng là gì? Vì sao nó được coi là một công nghệ đến từ tương lai?

Công nghệ chuyển hóa ánh sáng thành năng lượng là một trong những công nghệ tân tiến, sáng tạo bậc nhất của nhân loại, với ánh sáng được xem là dạng năng lượng sạch, miễn phí và vĩnh cửu, sẽ hứa hẹn dần dần thay thế những dạng năng lượng khác trong một tương lai không xa.

Công nghệ đồng hồ năng lượng ánh sáng Eco-Drive độc quyền của hãng Citizen

Đồng hồ năng lượng ánh sáng là gì?

Đồng hồ năng lượng ánh sáng là một chiếc đồng hồ thạch anh (quartz) có pin được sạc bằng bất kỳ nguồn ánh sáng nào. Tùy vào cường độ ánh sáng mà sẽ cung cấp năng lượng có hiệu suất cao hay thấp, vì thế thời gian sạc pin cho đồng hồ sẽ ngắn hay dài.

Cấu tạo

Cấu tạo của những chiếc đồng hồ sử dụng năng lượng ánh sáng cũng giống như một chiếc đồng hồ sử dụng pin thông thường chỉ có khác là phía dưới mặt số được trang bị tấm pin quang điện chế tác từ chất liệu bán dẫn silicon. Theo đó, khi ánh sáng tiếp xúc với chất bán dẫn sẽ tạo thành dòng điện tích trữ trong pin, đây chính là năng lượng cung cấp để đồng hồ hoạt động. Ngoài ra, viên pin của đồng hồ năng lượng ánh sáng cũng được thiết kế đặc biệt. Đây là một loại pin sạc có thể tái sử dụng nhiều lần, đồng thời thành phần của pin không chứa lưu huỳnh nên không gây ô nhiễm môi trường, vì thế đồng hồ năng lượng ánh sáng là một loại đồng hồ sử dụng công nghệ thân thiện nhất hiện nay.

Cấu tạo bộ máy đồng hồ năng lượng ánh sáng

Đồng hồ năng lượng ánh sáng hoạt động như thế nào?

Cơ chế hoạt động của bộ máy năng lượng ánh sáng thật ra cũng khá đơn giản. Đa số bộ máy của chúng cũng giống bộ máy đồng hồ pin thông thường, chỉ khác là bộ máy chúng được thiết kế thêm tấm bảng pin quang điện (hay còn có thể gọi là bảng pin ánh sáng) bằng chất liệu bán dẫn silicon bên trên.

Cơ chế hấp thụ năng lượng của đồng hồ năng lượng ánh sáng

Khi ánh sáng tiếp xúc với chất bán dẫn tạo ra các điện tử tự do lưu thông trong chất liệu tạo thành dòng chảy năng lượng (đây được gọi là hiệu ứng quang điện). Nguồn năng lượng này sẽ được tích trữ trong bộ máy và cung cấp cho đồng hồ hoạt động.

Đa phần những mẫu đồng hồ năng lượng ánh sáng hiện nay sử dụng loại pin Lithium-ion có thể sạc lại nhiều lần mà không bị suy giảm hiệu suất tích trữ năng lượng sau mỗi lần nạp/xả, nhằm mang lại một chiếc đồng hồ hoạt động bền bỉ với thời gian.

Những mẫu đồng hồ năng lượng ánh sáng khi đã sạc đầy năng lượng có thể hoạt động liên tục trung bình 6 tháng trong bóng tối, và năng lượng từ ánh sáng có thể cung cấp cho đồng hồ thực hiện cùng lúc nhiều chức năng phức tạp như Chronograph, hồi ngược thời gian, tự động cập nhật giờ thế giới GMT, thời gian kép,v.v…

Cấu tạo bộ máy năng lượng ánh sáng của Citizen

Sơ lược lịch sử của đồng hồ năng lượng ánh sáng

Đồng hồ chạy bằng năng lượng mặt trời đã trở nên phổ biến kể từ khi đồng hồ chạy bằng năng lượng mặt trời được phát minh vào những năm 1970. Trong suốt quá trình thúc đẩy tìm kiếm nguồn năng lượng tái tạo trong thế kỷ 21 cho đến nay, nhiều người đã tìm kiếm những cách thức làm giảm bớt tác động của các cá nhân đến môi trường. Đồng hồ chạy bằng năng lượng mặt trời đã trở thành một lựa chọn ưu tiên hàng đầu cho nhiều người vì chúng sử dụng năng lượng tái tạo, nghĩa là nhu cầu thay pin sẽ giảm đi đáng kể. Những chiếc đồng hồ này cũng được người dùng công nghệ yêu thích do trình độ chuyên môn ấn tượng cần để thiết để ra chúng.

Đồng hồ năng lượng mặt trời là đồng hồ điện hoặc điện tử có nguồn năng lượng bằng cách chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện bằng pin mặt trời. Công nghệ này được phát minh vào những năm 1960 và được cấp bằng sáng chế vào năm 1969 bởi United States Time Corporation. Chiếc đồng hồ chạy bằng năng lượng mặt trời đầu tiên trên thế giới được phát triển bởi một kỹ sư người Mỹ tên là Roger W. Riehl vào năm 1972. Riehl đã tạo ra chiếc đồng hồ này tại nhà riêng của mình và đặt tên cho nó là Synchronar 2100.

Chiếc đồng hồ Synchronar 2100 do Roger W. Riehl phát minh vào năm 1972

Đồng hồ năng lượng mặt trời thạch anh tương tự được phát minh bởi hãng Citizen vào năm 1976, và Seiko theo sau. Ngày nay, công nghệ này đã phổ biến rộng rãi, với các tấm pin mặt trời ẩn trong những chiếc đồng hồ thông thường của Junghans, Citizen, Casio và Seiko.

Năm 1976 khi Citizen tung ra chiếc đồng hồ analog chạy bằng ánh sáng mặt trời đầu tiên - Citizen Quartz Crystron Solar Cell, tiền thân của mọi thứ Citizen Eco–Drive. Chiếc đồng hồ này là một cột mốc quan trọng trong quá trình chế tạo bộ máy đồng hồ năng lượng ánh sáng của thương hiệu Citizen.

Đồng hồ Citizen Quartz Crystron Solar Cell

Đồng hồ analog năng lượng mặt trời đầu tiên của Seiko, sử dụng Cal. 4826, được giới thiệu vào năm 1977. Nó sử dụng 12 pin mặt trời nhỏ hơn được sắp xếp xung quanh mặt số như một vòng chuông. 

Chiếc đồng hồ solar quartz đầu tiên của Seiko

Chiếc đồng hồ analog năng lượng mặt trời đầu tiên của Thụy Sĩ đến từ Sicura vào năm 1978, với các pin năng lượng ở phía bên phải của vỏ và núm vặn ở vị trí 9:00. 

Chiếc đồng hồ năng lượng ánh sáng của Sicura ra đời năm 1978

Junghans đã giới thiệu Solar I của họ vào năm 1988, đồng hồ này có khả năng dự trữ năng lượng trong 100 giờ.

Chiếc đồng hồ của Junghans chạy bằng năng lượng ánh sáng 

Quá trình lịch sử những chiếc đồng hồ năng lượng ánh sáng

- 1972 Synchronar - Đồng hồ năng lượng mặt trời kỹ thuật số LED đầu tiên

- 1975 Uranus Electronics - Đồng hồ kỹ thuật số LED đầu tiên có các tấm năng lượng mặt trời trong mặt số

- 1976 Cristalonic - Đồng hồ năng lượng mặt trời kỹ thuật số LCD đầu tiên

- 1976 Uranus Electronics - Đồng hồ tính năng lượng mặt trời đầu tiên

- 1976 Citizen Crystron Solar Cell - Đồng hồ thạch anh tương tự năng lượng mặt trời đầu tiên

- 1977 Seiko - Đồng hồ thạch anh analog đầu tiên với các tấm năng lượng mặt trời ẩn trong mặt số

- 1978 Sicura - Đồng hồ thạch anh tương tự năng lượng mặt trời đầu tiên của Thụy Sĩ

- 1976 Mikado - Đồng hồ LCD kỹ thuật số năng lượng mặt trời đầu tiên có đèn nền

- 1979 Seiko - Đồng hồ bấm giờ LCD kỹ thuật số sử dụng năng lượng mặt trời đầu tiên

- 1993 Junghans Mega Solar - Đồng hồ năng lượng mặt trời điều khiển bằng radio đầu tiên

Thương  hiệu nào sản xuất đồng hồ năng lượng ánh sáng tốt nhất hiện nay

Dòng đồng hồ chạy bằng năng lượng ánh sáng hiện nay ngày càng đa dạng và phong phú. Có rất nhiều thương hiệu khác nhau đã bắt đầu nghiên cứu và sản xuất những chiếc đồng hồ năng lượng ánh sáng từ rất sớm để bắt kịp xu thế. Tuy nhiên, vẫn chưa có hãng nào có thể vượt qua những kỷ lục do công nghệ ánh sáng Eco-Drive của thương hiệu Citizen làm nên.

Công nghệ Eco-drive có khả năng chuyển bất kỳ nguồn sáng nào – tự nhiên hoặc nhân tạo – tạo thành năng lượng cho đồng hồ hoạt động cực kì chính xác và bền bỉ như đồng hồ pin thạch anh– có thể chạy trong tối suốt 8 tháng khi đã được sạc đầy mà độ chính xác vẫn cực cao; nếu biết cách bảo dưỡng tốt, thời gian sử dụng có thể lên tới 10 năm mà không cần phải mang ra tiệm để bảo dưỡng định kỳ.

Citizen đã chọn tên Eco-Drive đồng nghĩa với việc sự hoạt động của đồng hồ gần như không ngừng hoạt đồng cùng với sự thân thiện môi trường. Citizen còn là nhà sản xuất đồng hồ đầu tiên giành được Giải thưởng vàng Eco Mark của JEA (Hiệp hội Môi trường Nhật Bản) vào năm 2014.

Hiện tại, chỉ có một vài nhà sản xuất đồng hồ / thương hiệu sản xuất đồng hồ năng lượng nguồn sáng. Một số thương hiệu nổi tiếng khác ngoài Citizen với dòng đồng hồ năng lượng ánh sáng (chủ yếu là năng lượng nguồn sáng từ Mặt trời) là:

- Citizen Eco-Dive

- Seiko solar

- Casio Tough solar

- Orient Light-Powered

- Junghans (một công ty của Đức)

- Tissot (một trong những hãng đồng hồ danh tiếng của Tập đoàn đồng hồ Thụy Sĩ Swatch).

Citizen Eco-Drive One - Chiếc đồng hồ năng lượng ánh sáng mỏng nhất của hãng Citizen

Cách sử dụng đồng hồ năng lượng ánh sáng

Việc sử dụng đồng hồ năng lượng ánh sáng cũng rất đơn giản giống như một chiếc đồng hồ pin thông thường. Tuy nhiên, để đồng hồ hoạt động tốt trong thời gian dài chúng ta nên để đồng hồ nơi có ánh sáng, tránh để đồng hồ thời gian dài trong bóng tối. Pin của đồng hồ năng lượng ánh sáng sẽ bị giảm tuổi thọ nếu bị cạn năng lượng trong thời gian dài, do đó đồng hồ cần tiếp xúc với ánh sáng thường xuyên để pin đồng hồ xài được lâu hơn.

Nên sạc đồng hồ với ánh sáng mặt trời mỗi tháng 1 lần (4 – 6 tiếng). Do ánh sáng mặt trời là nguồn năng lượng ánh sáng tự nhiên tốt nhất, cung cấp năng lượng đầy đủ nhất cho pin, do đó quý khách nên sạc đồng hồ mỗi tháng 1 lần để pin được hoạt động tốt.

Đồng hồ cần được tiếp xúc với ánh sáng thường xuyên để hoạt động tốt và sử dụng bền lâu

Ưu điểm

- Có thể sạc qua bất kỳ nguồn sáng nào: đồng hồ năng lượng ánh sáng có thể được cung cấp năng lượng bởi bất kỳ nguồn sáng nào, dù ngoài trời hay trong nhà. Vì vậy, ngoài ánh nắng mặt trời, bạn cũng có thể để đồng hồ năng lượng ánh sáng tiếp xúc với bóng đèn sợi đốt hoặc huỳnh quang để sạc lại pin bên dưới mặt số.

- Dễ dàng sạc: bạn có thể sạc đồng hồ năng lượng ánh sáng một cách dễ dàng. Đồng hồ chạy bằng năng lượng ánh sáng được thiết kế để chuyển đổi ánh sáng tự nhiên và nhân tạo thành năng lượng. Tất cả những gì bạn phải làm là để đồng hồ tiếp xúc với bất kỳ nguồn sáng nào và nó sẽ bắt đầu sạc. Bạn có thể nói rằng đồng hồ năng lượng ánh sáng luôn sạc (trừ khi bạn bảo quản nó trong bóng tối hoàn toàn).

- Mức độ bảo trì thấp: đồng hồ năng lượng ánh sáng không đòi hỏi nhiều nỗ lực để duy trì hoạt động của đồng hồ. Không giống như đồng hồ lên cót thủ công (cần lên dây cót thường xuyên), đồng hồ tự động (cần sự chuyển động cổ tay), hay đồng hồ máy Quartz (cần thay pin định kỳ) đồng hồ chạy bằng năng lượng ánh sáng chỉ cần ánh sáng để hoạt động. Nó không yêu cầu bất kỳ bảo trì đặc biệt. Miễn là nó được tiếp xúc với ánh sáng, nó sẽ hoạt động theo thời gian.

- Dự trữ năng lượng dài: dự trữ năng lượng có thể khác nhau tùy thuộc vào thương hiệu hoặc mẫu đồng hồ. Một chiếc đồng hồ năng lượng ánh sáng Citizen Eco-Drive có khả năng dự trữ năng lượng lên đến 6 tháng. Điều này có nghĩa là nó sẽ vẫn chạy trong vòng sáu tháng ngay cả khi bạn không để nó tiếp xúc với ánh sáng hoặc nếu bạn bảo quản nó trong bóng tối hoàn toàn trong khoảng thời gian đó.

- Thân thiện với môi trường: đồng hồ năng lượng ánh sáng giảm nhu cầu thay pin cứ sau vài năm hoặc lâu hơn. Bên cạnh việc tiết kiệm tiền, bạn cũng giúp bảo vệ môi trường bằng cách giảm sử dụng pin dùng một lần. Pin cũ, bỏ đi góp phần gây ô nhiễm môi trường. Chọn đồng hồ chạy bằng năng lượng ánh sáng làm đồng hồ đeo tay của bạn có nghĩa là sẽ có ít pin cũ hơn có thể lọc hóa chất và gây ô nhiễm bãi rác.

- Pin lâu dài: không giống như đồng hồ thạch anh thông thường có pin chỉ có thể sử dụng đến 2 năm, bạn không phải lo lắng về việc thay pin đồng hồ năng lượng ánh sáng lên đến 10 năm (thậm chí có thể lâu hơn). Đó là khoản tiết kiệm đáng kể trong thời gian dài.

- Thiết kế mỏng nhẹ: nhờ vào cấu tạo tối ưu của mình, dòng đồng hồ năng lượng ánh sáng đã tạo nên những thiết kế mỏng nhẹ. Trong đó chiếc đồng hồ Citizen Eco-Drive One có độ dày chỉ 2.98mm.

Khuyết điểm

- Đắt hơn so với đồng hồ thạch anh: Do công nghệ đằng sau đồng hồ năng lượng ánh sáng, có thể hiểu tại sao giá cao hơn so với đồng hồ thạch anh thông thường. Nhưng bạn có thể tiết kiệm chi phí và thời gian cao hơn vì bạn không phải thay pin định kỳ như những chiếc đồng hồ thạch anh.

Đồng hồ năng lượng ánh sáng hiện nay vẫn trong quá trình liên tục cải tiến về công nghệ. Nhờ tính chất thân thiện với người dùng và môi trường, đồng hồ năng lượng ánh sáng hứa hẹn sẽ thay thế dòng đồng hồ pin trong tương lai.