Điện mặt trời – xu hướng tất yếu của tương lai

Dưới áp lực của tốc độ phát triển kinh tế xã hội và sự gia tăng dân số nhanh, nhu cầu năng lượng của con người cũng ngày một tăng lên. Mỗi năm, nhu cầu điện năng ở Việt Nam tăng khoảng 15%, trong khi đó các nguồn năng lượng hóa thạch như than, dầu mỏ, vv.. đang giảm nhanh chóng và sẽ cạn kiệt trong tương lai. Công suất thủy điện cũng giảm dần do tác động của biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến lượng nước tại các hồ thủy điện, cộng với những tác động về mặt môi trường. Do vậy, phát triển năng lượng tái tạo, trong đó có năng lượng mặt trời (NLMT) đang trở thành một xu thế cho tương lai.

Theo Giáo sư Đặng Đình Thông, thuộc Viện Vật Lý Kỹ Thuật – Đại học Bách khoa Hà Nội, xu hướng hiện nay trên thế giới là phân tán các nguồn cung năng lượng, và nhờ đó, điện mặt trời có chỗ đứng với công suất 1 nhà máy ngày càng tăng.

Mỗi ngày mặt trời chiếu xuống trái đất đã cung cấp 1 lượng năng lượng gấp 15 nghìn lần năng lượng hoá thạch và năng lượng nguyên tử cộng lại. Đo vậy, phát triển NLMT sẽ đem lại nhiều lợi ích như giúp bảo vệ môi trường do không gây phát thải khí, không tiêu tốn nhiên liệu, lắp đặt và vận hành đơn giản ở mọi nơi.

Tính cho tới thời điểm đầu năm 2011, thế giới đã có tới gần 40GW điện sản xuất từ NLMT.Trong đó, công suất lắp đặt mới năm 2010 là 16.6GW, nước Đức đóng góp gần 50%. Lượng điện sản xuất ra từ năng lượng mặt trời năm 2011 bằng 1 nửa nhu cầu điện năng của cả nước ta.

Trong vòng 5 năm qua, công suất lắp đặt điện mặt trời (ĐMT) đã tăng nhanh nhờ những nỗ lực về chính sách nghiên cứu phát triển, hỗ trợ công nghiệp và đặc biệt là chính sách biểu giá FIT, hỗ trợ điện từ năng lượng tái tạo (NLTT). Bình quân mỗi năm công suất lắp đặt tăng 50%, trong vòng 5 năm trở lại đây.

Năm 2008, tổng công suất lắp đặt ĐMT đạt 16GW trên toàn thế giới, chỉ 1 năm sau đã tăng lên tới 22GW và năm 2011 đạt xấp xỉ 60GW. Trong đó Châu Âu chiếm tới 75% sản lượng điện từ NLMT. Trung Quốc cũng là 1 thị trường mới nổi nhờ sự đầu tư lớn vào ngành công nghiệp sản xuất pin MT cũng như chính sách trợ giá cho người tiêu dùng. Năm 2011 đánh dấu 1GW công suấtlắp đặt đầu tiên của nước này.

GS Thông cho biết, ở Việt Nam, tiềm năng năng lượng mặt trời được phân tán trên cả nước, trong đó, khu vực từ Đà Nẵng trở vào Nam Bộ có tiềm năng năng lượng mặt trời rất lớn, khoảng từ 14-175 kcal/cm2/năm.

Ông David Huang – người tiên phong phát triển năng lượng tái tạo của trung tâm SAMTRIX – một tổ chức phát triển NLTT cho biết, Đức là nước đứng đầu thế giới về công suất lắp đặt pin mặt trời. Đức cũng là nước đầu tiên đưa ra luật năng lượng tái tạo (EEG) và luật này đã chứng minh hiệu quả của nó khi thúc đẩy các ngành công nghiệp NLTT phát triển.

Công suất lắp đặt mới của Đức mỗi năm tăng gấp đôi, từ 1.8GW năm 2008 lên 3.8GW năm 2009 và lên 7.4GW năm 2010.

Đức vừa thông qua Biểu giá mới cho điện mặt trời nói riêng và điện từ các nguồn NLTT nói chung, có hiệu lực từ Tháng 1 năm 2012. Mỗi năm giảm mức giá này đi 9%.

Chi phí ngày càng phù hợp với người dân VN

Theo GS Thông, ở các nước phương Tây, chi phí để lắp đặt hệ thống NLMT lên tới 8.000USD-10.000 USD/1kWp, mô đun PMT4000-5000 USD/kWp. Đây là chi phí ban đầu khá cao so với mức đầu tư cho các nguồn năng lượng khác như than, dầu khí và thủy điện.

Trong khi đó tại VN, SAMTRIX đã làm chủ được công nghệ với các phòng R&D chuyên nghiên cứu và ứng dụng điện NLMT tại VN, toàn bộ các thiết bị đều được nhập khẩu hoặc đặt hàng gia công tại các nước tiên tiến như Mỹ, Đức, Hàn Quốc, Trung Quốc…do vậy chi phí chỉ bằng 1/4 so với chi phí nhập khẩu từ  nước ngoài nhưng vẫn đảm bảo chất lượng.

Ông Huang cho biết, lý do nước Đức vẫn phát triển NLMT rất nhanh là do họ có lộ trình phát triển rõ ràng, với định hướng theo từng giai đoạn cụ thể. Chính phủ Đức cũng có chính sách hỗ trợ đầu tư ban đầu cho người dân và có cam kết lâu dài.

“Họ khuyến khích người dân phát triển NLTT, trong đó có điện mặt trời và đấu nối lên hệ thống quốc gia. Nếu hộ gia đình đó sử dụng điện ít hơn số điện năng họ đấu nối lên hệ thống thì chính phủ sẽ trả tiền cho họ với mức giá cao hơn giá điện bình qua của quốc gia. Ngược lại, nếu họ dùng nhiều hơn số điện năng họ đấu nối lên hệ thống thì họ sẽ phải trả tiền, nhưng chính phủ có hỗ trợ giá,” ông Huang tiết lộ.

Cũng theo GS Thông, ở nước ta, tổng công suất lắp đặt cho đến nay mới đạt khoảng 1,6 – 1,8 MWp, trong đó, 25-30% cho hộ gia đình; ngành thông tin viễn thông, 35%; và giao thông đường sông, đường biển: 35.

Một vài hệ nguồn pin mặt trời được phát triển tại các hộ miền núi, vùng sâu, vùng xa. Một số làng, xã đã lắp hệ nguồn lai ghép (PMT + diesel ; PMT + thủy điện, PMT + động cơ gió, … + ắc qui) phát triển ở các làng, xã chủ yếu do đầu tư của chính phủ hoặc tài trợ của nước ngoài. Ngànhnh viễn thông và ngành giao thông đường thủy cũng đã có những ứng dụng hệ nguồn lai ghép.

Hiện nay nước ta đã phát triển một hệ nguồn điện mặt trời nối lưới ở Bộ Công thương. Ngoài ra cũng có hai hệ nguồn điện NLMT hỗ hợp tại Gia Lai với sự tài trợ của Đức và tại Cù Lao Chàm, Quảng Nam với sự tài trợ của Thụy Điển.

Các ứng dụng độc đáo từ năng lượng mặt trời

Trong cuộc chạy đua tìm kiếm những nguồn năng lượng mới nhằm thay thế cho nguồn năng lượng đang dần cạn kiệt trên trái đất, giới khoa học đã tìm mọi cách tận dụng nguồn năng lượng vô tận từ vũ trụ, mà đặc biệt là năng lượng mặt trời. Nguồn năng lượng đó đã giúp các nhà khoa học ứng dụng và vận hành thành công nhiều phát minh khoa học độc đáo, đồng thời mở ra những cơ hội khai thác năng lượng mới cho toàn nhân loại.

Trong tương lai, đây có thể sẽ là nguồn năng lượng của nhiều thiết bị di động chẳng hạn như: máy tính xách tay, điện thoại di động, camera, ipod hay thậm chí cả người máy. Những thiết bị này có thể được đem đi khắp nơi mà người sử dụng không cần phải lo lắng đến việc chúng bị hết pin hay phải tìm cách sạc năng lượng thường xuyên để duy trì hoạt động, bởi năng lượng mặt trời luôn được tìm thấy ở khắp mọi nơi.

Phát minh máy bay sử dụng năng lượng mặt trời

Máy bay sử dụng năng lượng mặt trời từ lâu đã được một số quốc gia như Anh, Mỹ, Nhật Bản… tìm cách phát triển và đã thu được thành công lớn. Chiếc máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời hiện đại nhất hiện nay của Mỹ là loại máy bay với sải cánh dài 70 m, trọng lượng khoảng 1,6 tấn đã thực hiện thành công nhiều chuyến bay không cần đến bất kỳ một nhiên liệu nào khác.

Theo dự tính của các nhà khoa học Mỹ, đến năm 2011, nước này sẽ hoàn tất việc chế tạo máy bay sử dụng năng lượng mặt trời và thực hiện chuyến bay vòng quanh thế giới.

Điện thoại di động sử dụng năng lượng mặt trời

Thành công đầu tiên trong ứng dụng năng lượng mặt trời vào việc cung cấp năng lượng cho điện thoại di động thuộc về nhà cung cấp điện thoại di động Samsung, sau khi hãng này cho ra đời loại điện thoại di động thân thiện với môi trường được chế tạo từ nhựa tái chế, và đặc biệt là có thể gọi, hoặc nghe liên tục mà không cần sạc pin.

Thay vào đó, người sử dụng chỉ việc để mặt sau chiếc điện thoại tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, và nó sẽ tự nạp năng lượng thông qua pin năng lượng mặt trời. Chiếc điện thoại này của Samsung được đánh giá là điểm nhấn của khoa học công nghệ trong thế kỷ XXI.

Năng lượng sạch trong sinh hoạt của con người

Tại một số nơi trên thế giới, năng lượng mặt trời đã bắt đầu được sử dụng để cung cấp điện năng cho các khu dân cư sinh sống. Ở Mỹ, Anh và Pháp… người ta đã lắp đặt những tấm pin thu năng lượng mặt trời trên những diện tích rộng hàng trăm hécta và chính “những cánh đồng pin” năng lượng mặt trời này đã cung cấp đủ năng lượng cho sinh hoạt của hơn 78.000 hộ gia đình. Mô hình này hiện đã phát huy hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu và đang được nhân rộng trên khắp thế giới.

Trạm xe buýt chiếu sáng tự động

Ý tưởng này bắt đầu được đưa ra thực hiện tại Florence – Italia. Vào ban đêm, những trạm xe buýt này trở thành những công trình chiếu sáng công cộng hết sức thu hút và sang trọng. Ngoài ra, trong trạm xe buýt, còn cài đặt thêm hệ thống cho phép người đợi xe kết nối wifi và sử dụng điện thoại truy cập Internet miễn phí trong lúc chờ đợi.

Những ngôi nhà tí hon ứng dụng công nghệ tích trữ năng lượng mặt trời

Thực chất đó là những chiếc lều phục vụ những người đi picnic với hình dáng giống như quả cam. Đây là sản phẩm của Tập đoàn Kaleidoscope – Mỹ, được dùng cho những người yêu thích hoạt động du lịch và cắm trại. Khi đó, những chiếc lều với thiết bị chiếu sáng và thiết bị sưởi ấm sử dụng năng lượng mặt trời này sẽ là nơi để các vị khách du lịch dừng chân nghỉ ngơi. Ngoài ra, căn lều còn được trang bị nhiều tiện nghi độc đáo khác.

Trong hội trại đêm hè diễn ra nhân dịp Festival âm nhạc được tổ chức tại Mỹ, người chủ sở hữu căn lều này không thể tìm được trại của mình trong đám đông, ông đã tận dụng tính năng vô cùng độc đáo của chiếc lều ứng dụng năng lượng mặt trời, đó là gửi một tin nhắn kích hoạt bằng điện thoại di động đến số điện thoại gắn trong lều để bật hệ thống đèn chiếu sáng tự động của căn lều. Nhờ đó, người chủ này đã dễ dàng tìm ra vị trí căn lều đặc biệt của mình trước sự ngạc nhiên của những người chứng kiến.

Siêu ôtô chạy bằng năng lượng mặt trời

Là sản phẩm của các nhà sản xuất ôtô Thụy Sĩ từng được trưng bày trong triển lãm xe ôtô tại Geneva. Chiếc ôtô này được phủ bởi một lớp film quang điện mỏng cho phép hấp thụ năng lượng từ mặt trời và có thể giúp nó vận hành liên tục trong 20 phút.

Tuy chỉ có thể tích trữ và cung cấp năng lượng trong một thời gian ngắn, song loại xe được đánh giá là thân thiện với môi trường này đang được các nhà khoa học tại nhiều quốc gia trên thế giới nghiên cứu phát triển.