Một trò chơi trẻ con hầu như ai cũng biết: để ánh sáng mặt trời rọi qua một cái kính lúp, điểm hội tụ ánh sáng xuất hiện trên kính có thể đốt cháy một cái lá, một mảnh giấy hay một mẩu gỗ. Tương tự với cơ chế hoạt động này, một công nghệ mới về điện mặt trời không lâu nữa sẽ được tung ra thị trường.
Các nhà chế tạo kết hợp hàng trăm kính lúp đặc biệt (có khả năng tích tụ và tăng lượng ánh sáng chiếu tới lên gấp 500 lần) với tế bào quang điện thành những module có diện tích lớn rồi lắp chúng trên những thanh dựng đứng hướng về phía mặt trời. Công nghệ được gọi là “quang điện tập trung” này có thể biến 30% ánh sáng mặt trời thành điện năng, cao gấp đôi so với những tấm tế bào quang điện lắp trên mái nhà hiện nay.
Công nghệ quang điện tập trung chủ yếu được phát triển ở Đức, và theo Viện nghiên cứu thị trường IMS Research thì đến năm 2016, giá thành của điện mặt trời theo công nghệ này sẽ thấp hơn 30% so với các công nghệ điện mặt trời khác.
Ở một số khu vực, trong tương lai gần, giá điện mặt trời sẽ rẻ hơn so với nhiệt điện. Ông Russ Kanjorski, Phó Giám đốc phát triển kinh doanh của US-Solarstartup Semprius, cho hay, năm tới giá thành sản xuất điện [mặt trời] của họ ở mức dưới 10 cent/ kWh, và theo lộ trình sẽ xuống còn khoảng 7 cent/kWh.
Tuy nhiên công nghệ quang điện tập trung có một điểm yếu, nó chỉ có thể áp dụng tại những vùng có nhiều ánh sáng trời, vì khi trời âm u thì công suất của module nói trên chỉ bằng không. Những vùng thích hợp nhất với công nghệ mới này là các nước ở châu Phi, Trung Đông và Nam Á, hay một số vùng ở miền nam Trung Quốc và Hoa Kỳ.
Cuộc cách mạng điện mặt trời ở A-rập Xê-út
Với công nghệ quang điện tập trung, nhiều nhà sản xuất đang nuôi ý đồ thâm nhập thị trường A-rập Xê-út. Một công ty con của hãng sản xuất bán dẫn Soitec của Pháp là Soitec Solar ở Freiburg tiết lộ, hãng đã xây dựng thí điểm ở 18 nước các nhà máy điện mặt trời theo công nghệ này với công suất vài, ba Kilowatt.
Soitec Solar cũng cho biết, họ đã nhận được hợp đồng xây dựng một nhà máy điện mặt trời tập trung với công suất 1- Megawatt ở A-rập Xê-út. Quốc gia sa mạc này xưa nay chủ yếu dùng dầu để sản xuất điện. Giờ A-rập Xê-út muốn dành dầu để xuất khẩu và tận dụng nguồn năng lượng mặt trời dồi dào của mình. Một lợi thế đặc biệt quan trọng của nhà máy quang điện tập trung là có thể xây dựng từng bước một, tức là có thể xây dựng module này kế tiếp module khác. Do đó, khi có nhu cầu, nhà máy có thể nhanh chóng được mở rộng. Hansjörg Lerchenmüller, Giám đốc điều hành Soitec Solar, cho biết: “Chúng tôi mỗi tháng có thể lắp đặt thêm hàng trăm Megawatt.”
Theo tính toán của Viện nghiên cứu thị trường Hoa Kỳ SPV, trong năm 2016, nhu cầu thị trường điện mặt trời tập trung sẽ ở mức từ 300 đến 750 Megawatt. Các nhà phân tích thuộc IMS Research thậm chí còn lạc quan hơn: họ cho rằng trong năm 2016 sẽ xây dựng mở rộng thêm các nhà máy điện mặt trời tập trung với công suất 1 - 2 Gigawatt.
Tế bào quang điện hiệu suất cao
Trong công nghệ quang điện tập trung, tế bào quang điện là yếu tố quan trọng nhất. Mới đây, Azur Space, nơi chế tạo tế bào quang điện cho Soitec Solar, đã tạo một kỷ lục thế giới – chế tạo tế bào quang điện đạt hiệu suất 43,3%. Gerhard Strobl, người phụ trách mảng phát triển kinh doanh của Azur Space, cho rằng: “Đến năm 2020 chúng tôi đưa hiệu suất này lên 50 %.” Khi lắp thành module, hiệu suất của các tế bào quang điện vẫn cao hơn 40%.
Loại tế bào quang điện hiệu suất cao xuất hiện trong quá trình nghiên cứu vũ trụ: Khoảng mười năm nay, Azur Space là nhà cung cấp các tế bào quang điện dùng để lắp đặt trên các vệ tinh.
Azur Space sử dụng loại nguyên liệu mới Galliumarsenid thay thế cho nguyên liệu Silizium phổ biến từ trước đến nay, nhờ đó, các tế bào quang điện mới có thể đạt hiệu suất sử dụng cao như trên, điều này có ý nghĩa quyết định đối với ngành du hành vũ trụ cần điện năng cao mà lại tiết kiệm không gian.
Giới chuyên gia cho rằng: “Sự bùng nổ điện mặt trời cho tới nay thực chất mới chỉ là màn dạo đầu, giờ đây năng lượng mặt trời mới bước vào giai đoạn phát triển mạnh mẽ.”
Trong tương lai gần, không phải chỉ có những nước ở khu vực dư thừa ánh sáng trời mới được hưởng lợi từ công nghệ điện mặt trời. Liên minh công nghiệp Desertec Industrial Initiative dự kiến sẽ xây dựng nhiều nhà máy điện mặt trời khổng lồ ở Bắc Phi và chuyển loại năng lượng sạch này về châu Âu qua hệ thống truyền tải điện siêu cao áp.
Thúy Hằng
The future of building design: How energy efficiency is revolutionising the construction industry
Benefits for enterprises participating in the Voluntary Agreement Scheme on Energy Efficiency
Vietnam seeks Europe's support in funding, technology for green transition
The Danish approach: Six ways to accelerate energy efficiency in buildings
Transforming Colombia’s steel industry with Finnish energy efficiency innovation
Schneider Electric Collaborating with NVIDIA on Designs to Increase Energy Efficiency for AI Data Centers
Half of UK households could save £410 off energy bills with solar power
