Năng lượng Mặt trời: Nguồn năng lượng vô tận của tương lai

20/07/2011

Với chi phí lắp đặt ngày một giảm, năng lượng Mặt Trời ngày càng được ưa chuộng trên thế giới, trở nên phổ biến hơn và thậm chí còn hơn cả năng lượng gió nhờ khả năng dễ khai thác sản xuất.

Với chi phí lắp đặt ngày một giảm, năng lượng Mặt Trời ngày càng được ưa chuộng trên thế giới, trở nên phổ biến hơn và thậm chí còn hơn cả năng lượng gió nhờ khả năng dễ khai thác sản xuất.

Năng lượng Mặt Trời bao gồm cả quang năng (PV) lẫn nhiệt năng. Quang năng chuyển trực tiếp ánh nắng Mặt Trời thành điện. Tổng sản lượng điện từ năng lượng Mặt Trời tăng từ 38% năm 2006 đến 89% năm 2008, trước khi thụt lùi xuống còn 51% năm 2009. Riêng sản xuất điện từ quang năng trên thế giới cứ sau 2 năm là tăng gần gấp đôi kể từ năm 2001 và có tổng công suất đã vượt ngưỡng 20.000 MW trong năm 2010.

Xét về mặt sản xuất, những nước tiên phong như Mỹ, Nhật, Đức đã bị Trung Quốc vượt mặt, với công suất của các tấm pin Mặt Trời được sản xuất hàng năm ở Trung Quốc đã gấp đôi Nhật Bản.

Xét về mặt lịch sử, các cơ sở quang điện vốn có quy mô nhỏ - hầu như lắp đặt trên mái nhà dân. Hiện nay, thì điều đó đang thay đổi khi các dự án quang điện quy mô lớn đang được đề xuất ở một vài quốc gia. Mỹ đang xúc tiến khoảng 77 dự án quang điện qui mô lớn và nâng tổng công suất quang điện lên tới 13.200 MW. Nhóm công nghiệp năng lượng của Italia đang có dự án lắp đặt các nhà máy phát điện bằng quang năng có tổng công suất 15.000 MW vào năm 2020. Còn Nhật Bản đang lên kế hoạch nâng tổng công suất phát điện bằng quang năng lên 28.000 MW vào năm 2020. Bang California (Mỹ) đặt mục tiêu là nâng tổng công suất quang điện lên 3.000 MW vào năm 2017. Marocco hiện đang lên kế hoạch tiến hành 5 dự án sản xuất năng lượng quy mô lớn (trong đó có cả quang năng lẫn nhiệt năng hoặc kết hợp cả hai) với công suất phát điện của mỗi dự án từ 100- 500 MW.

Saudi Arabia - đất nước giàu năng lượng Mặt Trời - đã thông báo kế hoạch chuyển dần sang sử dụng năng lượng mặt trời cho các nhà máy khử muối, biến nước biển thành nước ngọt cung cấp đủ nước canh tác và sinh hoạt cho nhân dân. Đất nước này đang phải tiêu tốn tới 15 triệu thùng dầu để cung cấp năng lượng cho khoảng 30 nhà máy khử muối hoạt động.

Tính đến cuối năm 2009, tổng công suất quang điện trên toàn thế giới lên tới 23.000 MW, tương đương với công suất phát điện của 23 nhà máy điện hạt nhân. Với một nhà máy có công suất quang điện gần 10.000 MW đã được lắp đặt, Đức đã bỏ xa nước đứng đầu thế giới khác về công suất phát điện của các nhà máy quan điện đơn lẻ.

Đến năm 2020, tổng công suất của các nhà máy quang điện trên toàn thế giới có thể lên tới 1,5 triệu MW. Mặc dù đây là một mục tiêu xem ra quá tham vọng, nhưng trên thực tế điều đó có thể đạt được bởi nếu gần 1,5 tỷ người đang thiếu điện hàng ngày mà lại có đủ điện dùng vào năm 2020 thì chắc chắn là họ cần lắp đặt các hệ thống năng lượng Mặt Trời tại nhà. Nhiều trường hợp, việc lắp đặt các thiết bị năng lượng Mặt Trời cho các hộ gia đình rẻ hơn là phải xây dựng cả một mạng lưới cung cấp điện từ một nhà máy phát điện trung tâm.

Ngoài quang điện, một phương pháp khác là biến nhiệt năng của Mặt Trời thành điện năng. Đây chính là phương pháp giúp xây dựng các nhà máy điện Mặt Trời công suất lớn (CSP). Phương pháp này sử dụng những tấm gương parabol tập trung nhiệt lượng Mặt Trời làm nóng chảy muối, sản xuất ra hơi nước để vận hành quạt gió và sản xuất điện năng. Nhiệt lượng thu được từ Mặt Trời có thể được lưu giữ trong muối nóng chảy ở nhiệt độ trên 1.000 độ F. Sau đó, số nhiệt lượng được lưu giữ này lại biến nước thành hơi nước quay turbin phát điện trong khoảng thời gian từ 8-10 tiếng đồng hồ sau khi Mặt Trời lặn.

CSP đầu tiên được xây dựng trong năm 1991 cùng với việc xây dựng khu nhà máy liên hợp nhiệt năng 350 MW ở California. Mỹ đã có hơn 40 nhà máy nhiệt năng đang hoạt động và hiện đang trong quá trình xây dựng và phát triển một loạt các nhà máy tương tự có công suất từ 10 đến 1.200 MW. Tây Ban Nha có 60 nhà máy phát điện CSP và mỗi nhà máy có công suất 50 MW. Theo Hội Năng lượng Mặt Trời Mỹ, nguồn nhiệt năng Mặt Trời ở miền Tây Nam nước Mỹ có thể đáp ứng gấp 4 lần nhu cầu điện năng hiện nay của người Mỹ.

Tháng 7 năm 2009, một nhóm 11 doanh nghiệp Châu Âu hàng đầu và một doanh nghiệp Algeria (do hãng tái bảo hiểm Munich Re cầm đầu) thông báo sẽ phát triển sản xuất điện Mặt Trời ở Bắc Phi và Trung Đông. Dự án điện Mặt Trời khổng lồ này có thể thỏa mãn nhu cầu điện các quốc gia sản xuất và cung cấp một phần điện năng cho Châu Âu thông qua cáp dẫn điện ngầm dưới biển.

Thậm chí trước dự án này, Algeria – một nước xuất khẩu dầu - đang lên kế hoạch xây dựng nhà máy sản xuất điện Mặt Trời có công suất 6.000 MW để xuất khẩu điện sang Châu Âu thông qua cáp ngầm dưới biển. Algeria có đủ năng lượng Mặt Trời có thể đáp ứng nhu cầu điện của kinh tế thế giới. Phía Đức đã nhanh chóng đáp ứng và có kế hoạch xây dựng một hệ thống vận chuyển điện dài 1.900 dặm từ Adrar (Algeria) đến Aachen, một thành phố ở biên giới giữa Đức với Hà Lan.

Ở mức độ toàn cầu, Greenpeace, Hiệp hội năng lượng điện nhiệt năng và chương trình Solar PACES của Cơ quan Năng lượng Quốc tế đã thảo ra một kế hoạch nâng công suất điện Mặt Trời lên 1,5 triệu MW vào năm 2050.

Nhịp độ phát triển nhiệt năng đang tăng lên cũng như việc lắp đặt các máy làm nóng nước bằng năng lượng Mặt Trời trên mái nhà đang cất cánh nhờ những thiết bị thu nhiệt năng đa dạng. Thiết bị này đang lan sang Trung Quốc đủ để cung cấp nước nóng cho 120 triệu hộ gia đình.

Ở Châu Âu, khoảng 2 triệu người Đức đang sử dụng các hệ thống năng lượng trên mái nhà để làm nóng nước và sưởi ấm.

Việc giá các tấm panel pin Mặt Trời giảm khoảng 10% trong năm nay sẽ thúc đẩy nhiều quốc gia khác tham gia như Israel, Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha tận dụng khai thác nguồn năng lượng Mặt Trời.

Tố Uyên (theo Reuters, IPS)

Năng lượng Mặt trời: Nguồn năng lượng vô tận của tương lai

Daikin ứng dụng AI để tiết kiệm điện cho hệ thống điều hòa

National Energy Efficiency Programme - Ministry of Industry and Trade