Десятикласниця з Херсона Валерія Тищенко посіла 4-те місце на міжнародному конкурсі Intel ISEF 2017 – цей огляд наукових робіт старшокласників іще називають «олімпіадою геніїв». Цьогоріч у ній брали участь майже 2000 учасників зі 178 країн.
Після спілкування з ученицею фізико-технічного ліцею при Херсонському національному технічному університеті напевно можна сказати одне: якою б не була доля її винаходу, сьогодні вона вже досягла неабияких вершин. 16-річна дівчина, яка почала працювати над проектом «Виробництво електроенергії за допомогою хвиль на поверхні води» ще два роки тому, дотримується наукового підходу до роботи, діє послідовно й цілеспрямовано, мислить логічно, висловлюється ясно, вміє аналізувати та, здається, вже виробила в собі звичку не просто зазирати у майбутнє, а планувати його. Слухаючи Валерію, подумки дивуєшся і радієш: її обдаровання вкупі з розважливістю, наполегливістю та здоровим глуздом складають штрихи до портрета абітурієнта, який має всі шанси стати успішним студентом і амбітним випускником. Розмова з Валерією Тищенко та координатором конкурсу «Intel-Техно Україна» Вікторією Поповою вселяє оптимізм. Тішить і те, що в нас є такі школярі (причому їх немало), і те, що їхні історії раз за разом підтверджують: хто шукає, той таки знайде спосіб досягти бажаного.
– Валерія, як давно ви навчаєтесь у ліцеї?
– До восьмого класу я вчилась у гімназії, фокусувалася здебільшого на конкурсах із філології, зокрема брала участь у конкурсі імені Шевченка. У п’ятому, шостому і сьомому класах посіла відповідно перше, друге та третє місця на всеукраїнському етапі. Та навіть отримувала президентську стипендію. Але напевно не знала, я більше гуманітарій чи «технар». Коли мама почула про фізико-технічний ліцей, батьки спитали, чи не хотіла б я піти в цей заклад, який відкриває інші перспективи. Я вирішила спробувати – насамперед аби дізнатися, що з цього вийде. І от – уже три роки як я там навчаюся. Спочатку не планувала займатись олімпіадами чи ще чимось додатково, але завдяки чудовій кафедрі фізики – вчителям, які дали зрозуміти, що педагог може спілкуватися з учнями на одному рівні, мати почуття гумору, бути цікавим, – я зацікавилася цим предметом.
– Ви сказали про перспективи – про що саме мова?
– Насамперед це можливість набратися досвіду навчання як праці, з яким діти у школах здебільшого не стикаються. Я готуюся до того, як треба буде працювати в університеті й по його закінченні. Крім того, це досвід міжнародних конкурсів. Якщо людина досягла чогось на подібному заході, вона лишається в архівах, про неї вже знають. І, звісно, це враховується при вступі та працевлаштуванні… Така робота виховує силу волі, характер, уміння змусити себе робити щось, коли не хочеться, але треба. Плюс з’являється досвід спілкування з людьми: у наш час важливо не просто знаходити спільну мову, а й проявляти гнучкість, говорити так, щоб це було доступно для конкретного співрозмовника. Іще для мене важливі враження: що більше бачиш, дізнаєшся – то вище ставиш планку. Розумієш, що в цьому світі насправді набагато більше шансів – і ними варто скористатися, розширювати горизонти.
– Конкурс «Intel-Техно», на якому ви вибороли «путівку» на Intel ISEF, був для вас уже не першим, так?
– Так. Уперше я брала в ньому участь, навчаючись у 9 класі: «взяла» перше місце в тій самій секції «Енергетика», але до суперфіналу не пройшла (суперфінал – це «сходинка» між національним етапом і проходженням на міжнародний). Не знаю, чому так, але що не робиться – все на краще. Можливо, цього разу я вже мала більше досвіду – і саме тому посіла призове місце в Лос-Анджелесі.
– Тему взяли нову чи розвивали попередню?
– Тема лишилася та сама, але на наступний конкурс я поїхала з «прогресуючим» проектом. Ідея прийшла до мене влітку напередодні 9 класу: у восьмому я додатково займалася фізикою і раніше, ніж передбачено програмою, дізналася про явище електромагнітної індукції (яке, забігаючи наперед, лежить в основі винаходу). Одного разу, відпочиваючи на дачі, біля Дніпра, я задивилася на воду і подумала: чому люди не використовують таке колосальне джерело енергії? За потужністю енергія води перевищує як сонячну, так і вітрову… Зіставила ті знання, що вже мала, і явище коливання – воно, до речі, стосується не лише хвиль, а й часто трапляється в повсякденному житті, – і вирішила: треба спробувати. Почала «шерстити» інтернет щодо наявних хвильових електростанцій, проаналізувала інформацію і зробила висновок про їхній основний недолік, якого маю позбутися… Я пройшла шлях учасника олімпіад з фізики, спостерігала за тим, як працюють над своїми роботами члени Малої академії наук – мене це все цікавило. Але ідеї не приходять тоді, коли їх шукаєш: треба цікавитися наукою, розвиватися, знайти «свою» сферу і шукати інформацію щодо неї, вчитися чогось нового – а ідея раптом з’явиться сама. А якщо й ні – то все одно робота не буде марною.
– Розкажіть, будь ласка, про свій винахід.
– Це куб, корпус якого виготовлений із будь-якого міцного, але легкого матеріалу (прототип, який я тримаю в руках, зроблений із пластмаси). Вгорі й унизу на ньому зсередини закріплені дві електромагнітні котушки з намотаним на них дротом і два виводи, якими струм передається на акумулятор. Між котушками – стрижень, закріплений за принципом карданового підвісу. Коли корпус рухається, стрижень «шукає» вертикальну рівновагу і рухається відносно котушок, при цьому вони перетинають силові лінії магнітного поля магнітів на кінцях стрижня – і в цей час виникає електрорушійна сила. Перетворюючи її, ми отримаємо струм.
Такий принцип роботи може бути втілений у двох варіантах. Перший – коли багато генераторів будуть об’єднані паралельним послідовним з’єднанням у велику мережу, яку можна класти на поверхню води і використовувати коливання, завдяки яким у котушках генеруватиметься струм. Такий варіант можна використовувати для коливань невеликої амплітуди, щоб отриманим струмом заряджати акумулятор – і згодом використовувати на поблизьких опріснювальних установках, буйках тощо. Зауважу, що йдеться про використання винаходу не лише на воді, а й на інших поверхнях, які коливаються, приміром, на інженерних спорудах, де коливання спостерігаються завжди, на транспорті…
У другому варіанті установки збережеться той самий принцип дії, але виглядатиме вона як велика рама-поплавець завбільшки від кількох метрів до кількох десятків метрів, що прикріплюватиметься до якоря в морі або океані. В такому разі використовуватимуться коливання більшої амплітуди – відповідно, потужність буде більшою… Отже, однією з переваг установки є її універсальність.
– Якщо, приміром, мережа генераторів буде розміщена на Дніпрі – якої потужності можна очікувати? На що вистачить енергії хвиль?
– Ми робили розрахунок на отримання одного кіловата потужності від встановлення полотна: якщо воно буде квадратним, то сторона квадрата має бути 126 метрів. Відповідно, площа такого квадрата – 16 тисяч метрів квадратних – відносно невелика. Але треба зважати, що розрахунок ми проводили для прототипу – а коли створимо «справжній» генератор, він матиме більші характеристики. Отже, для отримання такої потужності буде достатньо меншої площі.
Крім того, вирахували для нашої установки LEC-фактор (Levelized Energy Cost), що використовується для порівняння різних джерел електроенергії, – це співвідношення витрат на будівництво й обслуговування електростанції та отриманої енергії. Для нашого генератора ця цифра – 70 доларів на кіловат-годину. Для порівняння: для сонячних електростанцій вона становить $243. Електроенергія, отримана завдяки нашому приладу, має бути дещо дешевшою за ту, що дають ядерні й вітрові установки, і значно дешевшою за сонячну.
Повертаючись до питання, на що вистачить отриманої електроенергії: теоретично квадрат зі стороною 126 метрів даватиме достатньо енергії для повсякденного користування побутовими приладами, приміром, дачного будиночка, розташованого біля води. Але, можливо, там буде доречнішим уже другий варіант – рама на поплавці, оскільки він потужніший. Прототип такої установки теж уже є, він зберігається у мене вдома. На конкурси ми його не транспортували, бо прилад є досить громіздким. Окрім того, перший прототип, «куб», набагато ближчий до реального варіанту генератора, ніж прототип рами: велика установка може мати розміри до кількох десятків метрів, а сторона нашого прототипу – лише 40 сантиметрів. А зміна розмірів у бік збільшення істотно впливатиме на покращення результатів: при збільшенні розміру котушок (тобто збільшенні площі поперечного перерізу) їхній опір зменшуватиметься.
– Ви вже думали, як розвиватимете проект далі?
– Щоби створити нормальний прототип рами, потрібні фінансування і лабораторія або щось таке, тобто серйозніші умови. Тому поки ми лишаємо це на майбутнє. У найближчих планах – зробити ще кілька прототипів першого варіанту генератора, з’єднати їх у мережу і спробувати загерметизувати, щоб випробувати на воді. Поки ми не мали можливості протестувати на воді ні перший, ні другий прототип – саме тому, що це потребує ретельної герметизації. Лише імітували коливання вручну й за допомогою низькооборотного двигуна… Ще маю ідею, як удосконалити саму конструкцію. Є чого прагнути, є плани – а це найважливіше. Головне – не здаватися і не зупинятися.
– Усе, що стосується виробництва енергії, сьогодні на вагу золота. Ви думаєте доводити установку до тієї стадії, на якій вона зможе приносити прибуток?
– Думала і думаю про це. Складне питання спонсорства сьогодні актуальне. На жаль, в Україні до альтернативної енергетики ставляться дуже обережно: бояться інвестувати в неї, вважаючи, що окупаються такі установки довго, а отже, це невигідно. Тому нині годі сподіватися на те, що спонсор знайдеться в Україні. Можливо, це реальніше зробити на міжнародних конкурсах: за кордоном альтернативній енергетиці приділяють більше уваги…
– Уже маєте на прикметі інші конкурси, в яких могли би взяти участь із цим проектом?
– Про «Intel-Техно» я дізналася від свого наукового керівника, нашого вчителя фізики Михайла Растьогіна – до мене він уже супроводжував учнів на національний етап конкурсу. Коли я побувала у Київському політехнічному інституті імені Ігоря Сікорського – почала мріяти стати його студенткою. Задумалася про те, що, може, їхати за кордон одразу після школи не варто – краще здобути ступінь бакалавра вдома, а вже за магістром вирушати кудись далі…
Не так давно думала лишити 11-й клас суто для підготовки до ЗНО і вступу до вишу. Але після поїздки на Intel ISEF – де була фантастична атмосфера і нас були справді дуже раді бачити, – я зрозуміла, що хотіла б ще раз це «скуштувати». Побувати на міжнародному етапі й, можливо, досягти більшого. Тепер маю натхнення займатися не лише підготовкою до вступу! Я можу знову брати участь в «Intel-Техно» – але для цього маю кардинально оновити роботу, показати помітний прогрес. Окрім того, шукаю інформацію про інші міжнародні конкурси. Я вже брала участь у конкурсі «Всеукраїнський юнацький водний приз» – це національний етап одного з найпрестижніших міжнародних конкурсів, Stockholm Junior Water Prize. Тоді пройшла до фіналу, але на міжнародний етап не потрапила. Але так само було вперше на «Intel-Техно»! Тож чому б не спробувати ще раз?.. Можливостей багато – і я налаштована ними користатися. Такі конкурси – це інвестиція у власне майбутнє, фундамент, від якого я могла би відштовхуватися. Важливою є і фінансова складова: призи і гранти, що виділяються на подібних заходах, могли би стати у пригоді як у розвитку проекту, так і в продовженні навчання. На таких конкурсах навіть можуть запросити здобувати вищу освіту за кордоном.
– До речі, до міжнародного конкурсу треба було якимось особливим чином готуватися? Напевно, винайти щось – лише половина справи, свій проект потрібно вміти «подати»?
– Звісно! Я дуже хвилювалася щодо своєї англійської мови: я займаюся з репетитором уже понад сім років, але все одно практики було замало, я боялася стикнутися з «американською англійською». Але після приїзду до Лос-Анджелеса цей бар’єр швидко зник… Натомість із тим, як «подавати» себе, проблем не було. Мені всі радили бути собою, і дуже допомогли мамині слова – вона сказала: «Не намагайся вдавати із себе когось іншого, поводься як зазвичай». Я довірилася їй і намагалася бути щирою, зустрічати всіх із посмішкою. Захист робіт на Intel ISEF тривав два дні: ми спочатку представляли роботи професійному журі, а потім, у день відкритих дверей, – усім охочим. На конкурс приїхали й учителі, й учні каліфорнійських шкіл: дітям було дуже цікаво взяти установку до рук, потрясти її – і побачити на екрані ноутбука, підключеного до неї, осцилограму (криву залежності напруги від часу). Вони були у захваті, коли я казала: «Ось, бачите, це ви генеруєте електроенергію!».
До міжнародного етапу я підготувала «мультик», щоб за його допомогою наочніше пояснити принцип роботи генератора. До того ми з подругами у вільний час уже знімали відео, тож досвід монтажу я мала. Але треба було розібратися з анімацією. У ліцеї я знайшла хлопця з паралельного класу, який на цьому знається. Дмитро Марецький допоміг мені впоратися швидше, ніж я могла б зробити це сама. Для мене ніколи не було проблемою розібратися з програмним забезпеченням, але цього разу треба було зробити все швидко – тож я дуже вдячна йому за поради.
До речі, принагідно хочу подякувати своєму керівникові Михайлу Растьогіну та моїй родині, особливо братові: він дуже допоміг мені у створенні установки, підказував, де купити або замовити матеріали, як поєднати деталі конструкції! Бо як би там не було, я все-таки дівчина – і коли вперше взяла до рук окремі елементи, подумала: в теорії все класно, але як їх зібрати докупи?! І, звісно, я дуже вдячна мамі й татові за підтримку. Їдучи на міжнародний конкурс, насамперед боялася розчарувати людей, які в мене вірили. Але мама сказала: «Не смій думати, що не переможеш! Переможеш. І все – закриваємо тему». Ніби такі прості слова – але мені після цього дуже полегшало… Батьки багато зробили для мене, тому головне – бути їм вдячною. Я намагаюся не дозволяти підлітковим «началам» брати гору наді мною. Треба стримуватись і давати батькам привід пишатися мною. Якби не люди довкола – у мене нічого б не вийшло. Всі історії про успіх «із нічого» – чудові, але насправді таке трапляється рідко. Щоб досягти успіху, нам потрібні підтримка і допомога.
Валентина Сорока, газета «Освіта України» №24, 2017р.
