Năng lượng tái tạo sẽ là năng lượng cho tương lai

Chúng ta đang sống trong thế kỷ 21. Một thế kỷ vượt trội về mặt khoa học, công nghệ và kỹ thuật.

Và tất nhiên, để hoạt động và phát triển nền khoa học kỹ thuật tiên tiến đó chúng ta cần đến những nguồn năng lượng từ tài nguyên thiên nhiên như khoáng sản hay dầu mỏ,…Tuy nhiên, tài nguyên thiên nhiên không phải là vô tận.

Người ta đã và đang nghiên cứu đến những nguồn năng lượng mới – năng lượng tái tạo. Năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn. Cùng xem Infographic dưới đây để biết và hiểu rõ hơn về năng lượng tái tạo này nhé.

Năng lượng cho tương lai



Năng lượng cho tương lai

Sản lượng điện mặt trời tăng cao tại Thụy Sĩ

Theo hiệp hội thương mại Swissolar, năm 2013, sản lượng điện từ năng lượng Mặt Trời ở Thụy Sĩ tăng gần gấp đôi cho dù tốc độ tăng trưởng đối với việc lắp đặt tấm pin Mặt Trời giảm.

Trên cả nước, sản lượng điện năng lượng Mặt Trời đã tăng lên 730 MW, tương đương với 1% nguồn năng lượng cần thiết của cả Thụy Sĩ và đủ để cung cấp cho khoảng 200.000 hộ gia đình.

Tuy nhiên, tốc độ tăng trưởng trong việc lắp đặt tấm pin Mặt Trời mới bị giảm với mức gia tăng trong năm 2013 chỉ còn 30%, so với tốc độ tăng 60% trong năm trước đó.

Theo nghị sỹ Roger Nordmann, đồng thời cũng là chủ tịch của Swissolar, điều này có thể là do những thay đổi trong chính sách của chính phủ và sự không chắc chắn của giới đầu tư về việc liệu tấm pin Mặt Trời có thể duy trì được mức chi phí hiệu quả.

Năm ngoái, chính phủ Thụy Sĩ đã thông báo thay đổi giảm khoảng thời gian hỗ trợ tài chính cho các thiết bị năng lượng Mặt Trời từ 25 năm xuống còn 15 năm và cũng giảm bớt một số khoản thanh toán kể từ ngày 1/1/2014.

Tuy nhiên, chủ tịch Nordmann tin rằng chính sách mới hỗ trợ tài chính một lần cho những thiết bị năng lượng Mặt Trời nhỏ mới được lắp đặt cũng sẽ khuyến khích nhiều người dân lắp đặt tấm pin Mặt Trời trong những năm tới.

Theo chiến lược năng lượng mới nhất của chính phủ Thụy Sĩ, năng lượng Mặt Trời phải chiếm 2% tổng lượng điện của đất nước vào năm 2050. Tuy nhiên, Swissolar cho rằng mục tiêu trên có thể đạt được vào năm 2016 và đề xuất tăng mục tiêu từ 2% lên 5% vào năm 2050.

Để thực hiện mục tiêu mới, Swissolar đang kêu gọi đầu tư nhiều hơn cho các cơ sở phát triển năng lượng Mặt Trời, đồng thời muốn nâng giá điện lên 2,3 xu/kWh.

Swissolar hy vọng rằng năng lượng hạt nhân đang gây tranh cãi có thể được thay thế bằng các nguồn năng lượng tái tạo./.

Vật liệu mới giúp giảm giá thành pin mặt trời trong tương lai

Năng lượng mặt trời trong những năm gần đây đã có những bước tiến đáng kể cả về công nghệ chế tạo lẫn hiệu quả hoạt động, khiến giá thành điện được sản xuất từ năng lượng mặt trời hiện nay chỉ đắt hơn nhiệt điện (đốt nhiên liệu hóa thạch) khoảng 1,3 lần. Tuy vậy, một loại vật liệu mới giá rẻ được khám phá gần đây có thể giúp việc giá điện từ năng lượng mặt trời rẻ hơn 3-7 lần so với giá sản xuất hiện nay và có thể dần thay thế được nhiên liệu hóa thạch.

Mẫu quặng Perovskite đầu tiên được tìm thấy

Loại vật liệu mới đó là perovskite, một loại khoáng vật đã được tìm thấy và biết đến cách đây hơn 1 thế kỷ tại dãy Ural của Nga. Tuy nhiên đến tận năm 2009, các nhà khoa học mới phát hiện ra khả năng hấp thụ năng lượng từ ánh sáng cực tốt của loại khoáng vật này và tìm cách thương mại hóa công nghệ năng lượng mặt trời sử dụng perovskite. Tuy vậy, các nhà khoa học cũng chưa giải thích được tại saoperovskite lại có đặc tính đặc biệt đó, do vậy hiệu suất chuyển hóa năng lượng từ ánh sáng mặt trời sang điện năng chỉ đạt 3,5% vào năm 2009. Mới đây, 3 nhà khoa học tại trường Đại học Nanyang (Singapore) bằng cách sử dụng thiết bị laser tốc độ siêu nhanh đã giải thích được tính chất vật lý đặc biệt của loại khoáng vật này và tìm ra cách để nâng hiệu suất chuyển hóa năng lượng lên thành 15%, và hoàn toàn có thể đạt đến hiệu suất 20% của các thiết bị sử dụng công nghệ bản mỏng dùng silicon hiện nay. Bài báo khoa học trên được đăng trên tạp chí Science, số ngày 18 tháng 10 năm 2013.

Trong quá khứ, các nhà khoa học nghiên cứu về năng lượng mặt trời theo đuổi 2 hướng đi khác nhau về căn bản : một hướng hướng đến việc sản xuất hàng loạt những thiết bị mà giá thành sản xuất rất rẻ, nhưng hiệu suất chuyển hóa năng lượng không cao. Hướng còn lại, mà nhiều nhà khoa học đang ngả theo thời gian gần đây, là sản xuất các tấm pin mặt trời có hiệu suất cực cao, mặc dù giá thành sản xuất là tương đối đắt. Pin mặt trời bản mỏng dùng silicon hiện đang là công nghệ tốt nhất, với giá thành để tạo ra 1 watt điện (chỉ tính chi phí thiết bị) khoảng 0,75 $. Nếu chuyển sang sử dụng tấm pin mặt trời dùngperovskite, vốn là một loại khoáng vật tương đối phổ biến và giá thành cực rẻ so với silicon, giá thành để tạo ra 1 watt điện từ pin mặt trời trong tương lai chỉ khoảng 0,1-0,2$. Theo Bộ năng lượng Mỹ thì với giá 0,5$/1 watt, năng lượng mặt trời đã hoàn toàn có thể cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch. (Hiện tại, giá điện tại Việt Nam đang là 6-10 cent/1 số điện, gần tương đương với giá của Mỹ 8-15 cent/1 số điện).

Perovskite là 1 loại vật liệu có những đặc tính vô cùng đặc biệt. Chỉ với một lớp vật liệu perovskite có độ dày 1 micromet cũng có khả năng hấp thụ lượng năng lượng tương đương so với các tấm pin bản mỏng silicon có độ dày 180 micromet. Thêm nữa, trong khi giá thành để sản xuất ra siicon là tương đối đắt, và công nghệ chế tạo pin bản mỏng silicon là rất phức tạp, do đó các tấm pin mặt trời bản mòng dùng silicon được chế tạo hàng loạt trên thị trường thường khó đạt được đến hiệu suất lý tưởng 20%. Trong khi đó với giá thành siêu rẻ, trọng lượng nhẹ cộng với cách thức chế tạo đơn giản (có thể chỉ cần đặt tấm pin mặt trời dùng perovskite lên 1 tấm nhựa), chi phí và cả hiệu suất hoạt động của pin mặt trời dùngperovskite đều có thể được đảm bảo. Mong muốn của các nhà khoa học về một tấm pin mặt trời vừa có hiệu suất cao, giá thành vừa rẻ đang dần trở thành hiện thực.

Theo Michael Grätzel, người nổi tiếng trong ngành năng lượng với 1 loại pin mặt trời mang tên của mình, cho rằng công nghệ pin mặt trời mới sử dụng perovskite có thể biến ý tưởng chỉ có trong các truyện khoa học viễn tưởng : biến mọi bề mặt bất kỳ nào thành một tấm pin mặt trời không còn là chuyện quá xa vời. Henry Snaith, một nhà vật lý tại Đại học Oxford cũng đồng ý với ý tưởng cho rằng trong tương lai không xa, việc lắp đặt một tấm pin mặt trời cũng dễ như việc quét sơn lên một bề mặt phẳng vậy.

Mặc dù mới được sử dụng làm vật liệu trong pin mặt trời từ năm 2009, nhưng perovskite đang dành được sự quan tâm rất nhiều. Theo Snaith, từ 2009 đến 2012, chỉ có 1 bài báo khoa học được đăng về đề tài này, tuy nhiên từ hè 2012, con số này đã có sự tăng đột biến. Hiện tại, Snaith đang tiếp tục phát triển công nghệ này qua 1 startup có tên Oxford Photovoltaics, và đã gọi được 4,4 triệu $ đầu tư. Trong khi đó, Grätzel đã bắt đầu tích hợp công nghệ của mình vào các sản phẩm tiêu dùng như balo hay cover cho iPad và đang tìm cách để đưa pin mặt trời dùng perovskite vào những tấm pin mặt trời quy mô lớn dành cho sản xuất công nghiệp.

Tương lai của năng lượng mặt trời

Tuy vậy, cũng giống như mọi loại công nghệ khác, pin mặt trời dùng perovskite cũng cần thời gian khoảng 1 thập kỷ để có thể hoàn thiện và được bán rộng rãi trên thị trường. Trong thời gian đó, công nghệ pin mặt trời dùng silicon cũng đã có những tiến đáng kể, giá sản xuất 1 watt điện có thể xuống đến mốc 0,25$ và làm mất lợi thế cạnh tranh về giá và động lực để các nhà đầu tư mạo hiểm đầu tư vào công nghệ mới. Thêm một vấn đề nữa pin mặt trời dùng perovskite cần phải giải quyết đó là khoáng vật này có chứa một lượng nhỏ chì, một kim loại nặng độc hại. Quy trình khai thác và chế tạo perovskite sẽ cần phải tìm cách loại bỏ và thu giữ được chì, không để nó thất thoát ra ngoài môi trường.Mặc dù chưa phải công nghệ hoàn hảo ở thời điểm hiện tại, nhưng với những ưu điểm riêng của mình như giá thành rẻ, mỏng, nhẹ, dễ sản xuất và cài đặt chỉ cần bằng cách sơn lên các bề mặt phẳng, pin mặt trời dùng perovskite sẽ tìm được chỗ đứng nhất định của mình trong ngành công nghiệp năng lượng tái tạo và hỗ trợ cho công nghệ pin mặt trời bản mỏng dùng silicon hiện tại trong một số tình huống nhất định; tạo ra một nguồn năng lượng phong phú, sạch và rẻ trong tương lai không xa.

Ford giới thiệu xe hơi chạy bằng năng lượng mặt trời

Với nhiều người việc thường xuyên phải lưu ý để cắm sạc điện cho xe hơi không phải là điều thích thú, thậm chí có thể quên. Ford đưa ra giải pháp là mẫu concept C-Max Solar Energi chạy bằng năng lượng mặt trời.

bilde-6026-1388655543.jpg

Xe hấp thụ năng lượng mặt trời thông qua một bộ thu hoạt động như một chiếc kính lúp chiếu thẳng những tia nắng vào những tấm pin trên nóc xe. Nghiên cứu của Ford chỉ ra rằng mặt trời có thể cung cấp đủ năng lượng để thực hiện 75% quãng đường của một lái xe trung bình.

Với công nghệ mới này, người lái hoàn toàn có thể tự tin thực hiện những hành trình qua những vùng nhiều nắng như sa mạc, nơi không có sẵn trạm sạc điện. Mẫu xe mới cho khả năng vận hành như mẫu xe điện plug-in (sạc điện) C-Max Energi.

Theo số liệu của Cục bảo vệ môi trường Mỹ, C-Max Energi có mức tiêu thụ nhiên liệu 2,18 lít/100 km đường đô thị và 2,56 lít/100 km đường quốc lộ.

Ford đặt ra mục tiêu bán 85.000 xe xanh bao ồm hybrid, plug-in hybrid và all-electric trong năm 2013.

C-Max Solar Energi Concept sẽ ra mắt tại triển lãm Consumer Electronics Show 2014 tại Las Vegas.

Năm 2014, Samsung sẽ sản xuất pin năng lượng mặt trời cho smartphone

Thời lượng pin cho smartphone vẫn làm nhiều nhà nghiên cứu phải đau đầu vì vậy Samsung dường như sẽ giúp thời lượng pin kéo dài lâu hơn bằng cách dùng pin năng lượng mặt trời cho smartphone của mình.

Samsung sẽ ra mắt pin mặt trời cho smartphone năm sau

Truyền thông Hàn Quốc cho biết, Samsung sẽ tập trung nghiên cứu công nghệ pin mặt trời cho điện thoại vào năm 2014? Vì sao vậy? Đây chính là xu hướng tất yếu nhằm cải thiện thời lượng pin và ngoài ra, Apple cũng đang có kế hoạch tương tự.

Samsung sẽ ra mắt pin mặt trời cho smartphone năm sau

Tăng thời lượng sử dụng

Báo cáo cũng cho biết Samsung cũng sẽ cải thiện thêm về công nghệ màn hình và một phần năng lượng dùng cho màn hình sẽ được nạp từ pin năng lượng mặt trời.

Samsung sẽ ra mắt pin mặt trời cho smartphone năm sau

Một điện thoại sử dụng pin năng lượng mặt trời

Hiện tại, Samsung đã có những kinh nghiệm trong công nghệ năng lượng mặt trời và cuối cùng thì công nghệ này đã sẵn sàng áp dụng cho điện thoại thông minh. Như vậy, cả Samsung và Apple đều bắt đầu chạy đua trên một lĩnh vực mới, đây có thể sẽ trở thành công nghệ tương lai của smartphone.

Cuba xây dựng nhiều công viên điện năng lượng mặt trời

Chính phủ Cuba đang triển khai xây dựng một loạt các dự án công viên năng lượng mặt trời trong khuôn khổ chiến lược thúc đẩy sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo nhằm đáp ứng nhu cầu điện năng của đất nước

Cuba xây dựng nhiều công viên năng lượng mặt trời

Ngoài ra, chính phủ Cuba cũng đã thông qua một dự án đầu tư xây dựng hệ thống kết nối các công viên năng lượng này với hệ thống điện lưới quốc gia với công suất tối đa là 11MW. Ông Valdes nhấn mạnh, dự án này sau khi hoàn thành sẽ giúp quá trình sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng hoạt động một cách hiệu quả hơn.

Hiện nay Cuba mới chỉ có một số hệ thống năng lượng mặt trời được lắp đặt tại các vùng sâu, hẻo lánh, cùng với hai công viên điện mặt trời qui mô lớn. Với vị trí địa lý thuận lợi, lượng bức xạ Mặt Trời mà Cuba tiếp nhận đủ để cung cấp điện năng nhiều gấp 1.800 lần so với tổng lượng dầu được sử dụng trong ngành công nghiệp và đời sống người dân.

Cuba cũng đặt mục tiêu nâng tỷ trọng tiêu thụ điện năng từ năng lượng tái tạo như thủy điện, nhiên liệu sinh học và năng lượng gió lên 10% vào năm 2030.

Trạm sạc năng lượng mặt trời cho xe điện

Trụ sở Michigan của hãng sản xuất xe máy điện Current Motor đã trình làng một giải pháp di động cho các mẫu xe scooter điện với tên gọi trạm sạc Super Scooter Fleet.

Thành phần trạm sạc bao gồm: 4 chiếc scooter chạy điện với 3 chiếc tiêu chuẩn và một chiếc hiệu suất cao, tất cả được kết nối với một trạm sạc đặc biệt vận hành bằng năng lượng mặt trời để sạc đầy 100% lượng điện năng với lượng khí thải bằng không cũng như chi phí tốn kém bằng 0.

Trạm sạc năng lượng mặt trời cho xe điện trị giá bằng ôtô hạng sang

Trạm thu phí năng lượng mặt trời có thể bố trí phù hợp trong một chỗ đậu xe tiêu chuẩn và không cần phải tốn kém chi phí xây dựng, được biết để 4 chiếc scooter sạc đầy và có thể cùng cắm sạc một lúc thì cần 6 tiếng để làm được việc trên.

Với loại pin ác quy 22 kWh trang bị trên xe điện cần 8 giờ nạp năng lượng mặt trời để sạc đầy, với những tính năng nổi bật trên các trạm sạc năng lượng mặt trời được xem là một ý tưởng tuyệt vời nhất hiện nay.

Theo báo cáo từ Electric Cars, “Các thiết bị viễn thông được tích hợp trên bộ scooter mới này bao gồm việc được kết nối dữ liệu 3G, bản đồ GPS cùng màn hình hiển thị biểu đồ và báo cáo các chỉ số theo dõi tiết kiệm carbon, giảm khí thải và dữ liệu vận hành”. Ngoài ra, được biết những mẫu xe scootẻ có thể đi được tối đa 80 km trong một lần sạc và tốc độ tối đa đạt hơn 104 km/h.

Tuy nhiên một vấn đề đang nảy sinh là chi phí xây dựng ban đầu cho trạm sạc năng lượng mặt trời đang rất cao, vào khoảng 99.950 USD.

Phạm Trung Đức
Theo AutoEvolution