Trong bài đăng này, chúng tôi sẽ đưa ra chi tiết 5 công nghệ Điện Năng lượng Mặt trời sẽ có tác động lớn nhất đến ngành công nghiệp năng lượng sạch trong những năm tới.
Công nghệ Điện Năng lượng Mặt trời Năm 2021: Có gì mới?
Hầu hết mọi người nghe thấy từ “năng lượng mặt trời”, họ ngay lập tức nghĩ đến những tấm pin mặt trời kiểu mẫu trên các mái nhà hoặc các trang trại năng lượng mặt trời trên sa mạc. Điều đó cho thấy rằng từ các dự án nhỏ cho các hộ dân đến các dự án quy mô lớn để kinh doanh bán điện đã thống trị thị trường năng lượng mặt trời cho đến tại thời điểm này.
Nhưng trên thị trường đầy biến động này hiện đã có một số công nghệ Điện Năng lượng Mặt trời rất thú vị và nhiều mới lạ đang trong quá trình triển khai hay thâm chí đã có mặt nhưng chưa quá phổ biến. Có thể nói, những công nghệ mới này hứa hẹn sẽ thành công trong cuộc cách mạng hóa suy nghĩ của chúng ta về năng lượng mặt trời nói riêng, sản xuất năng lượng sạch nói chung. Bên cạnh đó, điện năng lượng mặt trời ở thời hiện đại không còn yêu cầu phải được lắp đặt trên các lô đất lớn hoặc những mái nhà có không gian rộng rãi, cũng không còn quá nhàm chán như lúc trước nữa. Hãy cùng nhau tìm hiểu thêm ở những mục sau đây:
Trang trại Điện Mặt trời nổi (còn gọi là ‘floatovoltaics’)
Ngày qua ngày, giá thành các tấm pin silicon đang trở nên rẻ hơn và chất lượng thì lại tốt hơn rất nhiều. Theo các chuyên gia nghiên cứu trong lĩnh vực, nếu các tấm pin điện mặt trời được đặt trên các hồ chứa và các vùng nước khác, chúng sẽ mang lại hiệu quả cao hơn cũng như mang lại nhiều lợi ích khác.
“Floatovoltaics” là công nghệ điện năng lượng mặt trời được tạo ra để nổi trên các hồ chứa, đập và các vùng nước khác.
Các trang trại điện năng lượng mặt trời nổi có thể tạo ra lượng điện năng khổng lồ mà không cần sử dụng đất đai hoặc bất kỳ bất động sản có giá trị nào. Bên cạnh đó, chi phí thiết kế của các tấm pin nổi ít hơn so với các tấm được lắp đặt thông thường. Ngoài ra, các nghiên cứu còn cho thấy sản lượng điện của các tấm pin điện mặt trời nổi lớn hơn tới 10% do tác dụng làm mát của nước.
Bên cạnh việc sản xuất điện sạch, các trang trại điện năng lượng mặt trời nổi cũng có thể giúp quản lý nguồn nước tại đó. Chính chúng làm giảm sự mất nước do bay hơi vì chúng hạn chế sự lưu thông không khí và cản ánh sáng mặt trời chiếu trên bề mặt nước. Ngoài ra, các trang trại điện năng lượng mặt trời nổi còn ngăn chặn sự sản sinh tảo độc hại, giảm chi phí xử lý nước. Hơn nữa, nước bên dưới giữ cho các tấm pin mặt trời luôn sạch sẽ và giảm thiểu lãng phí năng lượng.
Năm 2008, công nghệ điện mặt trời nổi 175 kWh thương mại đầu tiên được lắp đặt ở California tại nhà máy rượu Far Niente ở Thung lũng Napa.
Công nghệ điện năng lượng mặt trời BIPV (Building-integrated photovoltaics)
Đúng như tên gọi của nó, công nghệ điện mặt trời tích hợp chung cư, toàn nhà lớn, là sự kết hợp hài hòa giữa các tấm pin và mặt tiền của các tòa nhà ở dạng mái, vòm, tường rèm, hệ thống giếng trời . Không giống như các tấm pin điện năng lượng mặt trời truyền thống, BIPV có thể hấp dẫn nhà đầu tư về mặt thẩm mỹ hơn là mô hình lắp đặt truyền thống với thiết kế của tòa nhà.
Tất nhiên, tính thẩm mỹ không thôi là chưa đủ đối với những người kinh doanh điện năng lượng mặt trời; kinh tế cũng chiếm phần quan trọng lớn. Tin tốt là công nghệ điện năng lượng mặt trời BIPV còn có thể giúp chủ doanh nghiệp hay chủ nhà tiết kiệm vật liệu xây dựng và chi phí điện năng. Bằng cách thay thế BIPV cho các vật liệu xây dựng tiêu chuẩn, bạn có thể cắt giảm chi phí bổ sung của hệ thống lắp đặt điện năng lượng mặt trời.
Công nghệ BIPV, khi tận dụng được 4 mặt và mặt mái của tòa nhà, giếng trời, sàn sân thượng và tán cây, nó sẽ mang lại những lợi ích sau:
- Tăng hiệu quả năng lượng
- Cách nhiệt và cách âm cao
- Sản lượng điện sạch và miễn phí khỏi ánh nắng mặt trời
- Giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng
- Không có khí thải carbon
Ngoài ra mặt kính PV của tấm pin phải được làm bằng vật liệu xây dựng vừa có tính chất như một thiết bị tạo ra năng lượng, vừa cho phép ánh sáng tự nhiên bên trong nhà và văn phòng, giống như kính kiến trúc thông thường.
Vào năm 2019, Giải pháp năng lượng sạch U-Solar Pvt. Ltd. đã lắp đặt công nghệ điện năng lượng mặt trời thẳng đứng tích hợp với tòa nhà lớn nhất của Ấn Độ tại một trung tâm dữ liệu ở Mumbai. Hệ thống, với công suất khoảng 1 MW, đã được lắp đặt bằng cách tích hợp các tấm pin mặt trời trên cả bốn bức tường của cơ sở, bao phủ hơn 5000 feet vuông diện tích mặt tiền.
Vỏ tấm pin năng lượng mặt trời (Solar Skins)
Đây là một công nghệ PV mới để tích hợp các thiết kế mái nhà và hệ thống điện năng lượng mặt trời. Công nghệ điện năng lương mặt trời này tương tự như các gói quảng cáo hiển thị trên cửa sổ xe buýt.
Sistine, nhà sản xuất vỏ tấm pin năng lượng mặt trời, đang thử nghiệm công nghệ này tại Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia Hoa Kỳ để tăng hiệu quả của nó. Vỏ màng mỏng sẽ duy trì hiệu quả cao do các tiến bộ của quá trình chọn lọc ánh sáng của nó. Ánh sáng mặt trời chiếu xuống các tấm vỏ này sẽ được sàng lọc trước khi đến các tấm pin bên dưới nó. Kết quả là, nó đồng thời hiển thị hình ảnh tùy chỉnh và cung cấp năng lượng mặt trời.
Những hình ảnh tùy chỉnh được in chìm này, khi bọc vào các tấm pin mặt trời, có thể khớp chính xác với bề mặt lắp đặt.
Các vỏ bọc tấm pin điện năng lượng mặt trời cũng mang lại lợi ích cho các doanh nghiệp hoặc văn phòng chính phủ bằng cách hiển thị logo, quảng cáo doanh nghiệp, cờ của quốc gia, v.v.
Hơn nữa, chúng còn sử dụng hệ thống giá đỡ không có đường ray, chiều cao thấp hơn kiểu dáng thông thường, có mẫy mã đẹp và ẩn các thành phần kim loại, mang lại cho các tấm pin một vẻ ngoài cực kỳ bắt mắt. Nếu tính thẩm mỹ của tấm pin ngăn bạn sử dụng điện năng lượng mặt trời, thì Sistine’s SolarSkins có thể là giải pháp bạn đang tìm kiếm.
Ngoài những lợi ích này, Sistine Solar cho phép bạn theo dõi hiệu suất hệ thống 24/7 trên điện thoại của mình. Nó cũng sẽ cảnh báo trong trường hợp có bất kỳ sự cố nào xảy ra đột ngột với nguồn điện năng lượng mặt trời và đưa ra các biện pháp khắc phục phù hợp vào đúng thời điểm.
Tuy nhiên, nhược điểm của công nghệ tiên tiến này là giá thành đắt hơn khoảng 10% so với giá tấm pin truyền thống.
Vải tích trữ năng lượng mặt trời
Như các bạn đã biết, nguồn năng lượng bức xạ mặt trời trên khắp hành tinh đang bị lãng phí và chưa được tận dụng triệt để, dù ở hiện tại, các quốc gia vẫn đang ra sức phát triển việc sản xuất năng lượng mặt trời bằng các tấm pin được lắp đặt tại một địa điểm cố định. Liệu có một công nghệ điện năng lượng mặt trời tiên tiến nào có thể giúp cho con người sử dụng điện năng mọi lúc mọi nơi, bất cứ khi nào cần thiết không? Câu trả lời là có đấy!
Hiện nay, để phát triển công nghệ tiên tiến này, các nhà khoa học đang ra sức nghiên cứu và sáng tạo sợi vải đặc biệt này dưới dạng những dải đồng mỏng, mềm dẻo và nhẹ. Một mặt của của chúng chứa pin Mặt trời, mặt còn lại được phủ vật liệu tích trữ năng lượng. Tiếp theo, họ dùng một máy dệt nhỏ để dệt các dải đồng thành ô vải. Sản phẩm nguyên mẫu này cho thấy các sợi tơ có thể được đan vào áo khoác hoặc các trang phục khác để trưng thu và tích trữ năng lượng.
Ưu điểm của công nghệ mới là loại bỏ được trở ngại lớn nhất của pin quang năng: năng lượng Mặt trời phải hòa vào lưới điện hoặc được tích trữ trong bộ pin vốn không thích hợp mang theo bên mình.
Vì vậy, loại vải mới này được cho là sở hữu nhiều ứng dụng tiềm năng như cung cấp năng lượng cho các cảm biến sức khỏe cá nhân, sạc điện thoại thông minh (chỉ cần cho điện thoại vào túi áo), thậm chí giúp xe điện sản xuất và tích trữ năng lượng bất cứ khi nào hoạt động dưới ánh nắng. Ngoài ra, chúng còn giúp cho quần áo trở nên ấm hơn trong những ngày mùa đông
Dưới đây bao gồm một số lĩnh vực mà các nhà nghiên cứu đã và đang cố gắng kết hợp công nghệ điện năng lượng mặt trời tiên tiến này với tấm pin năng lượng mặt trời:
- Mặt tiền của tòa nhà, vừa cho bóng râm, vừa cho năng lượng
- Đèn đường dạng mái hiên
- Các loại rèm cửa
Với công nghệ tiên tiến này, bạn có thể tiết kiệm được chi phí và thời gian lắp đặt hệ thống điện mặt trời rất nhiều đó!
Năng lượng mặt trời từ những tấm rào cản tiếng ồn (PVNB)
Tiếng ồn giao thông trên đường cao tốc ở Mỹ luôn là nỗi lo của tất cả mọi người. Để khắc phục vấn đề này, 48 bang ở đất nước này đã xây dựng được gần 3.000 dặm tấm chắn âm thanh. Mục đích duy nhất ban đầu của những tấm rào cản âm thanh chính là thiết kế mang tính hiệu quả chi phí về việc thực hiện các chức năng giảm thiểu tiếng ồn một cách tốt nhất. Tuy nhiên, hiện nay, mục tiêu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ hiện đã phát triển để hợp nhất việc giảm thiểu tiếng ồn Với sản xuất điện bền vững.
Với việc sử dụng rộng rãi các rào cản tiếng ồn ở Mỹ, tiềm năng sản xuất năng lượng mặt trời từ các rào cản này có thể vào khoảng 400 gigawatt giờ (GWh) hàng năm. Con số này xấp xỉ với mức sử dụng điện hàng năm của 37.000 ngôi nhà.
Tương lai tươi sáng của ngành năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời trước đó chỉ được tạo ra bằng các tấm pin gắn trên mặt đất hoặc trên mái nhà. Nhưng như tất cả những công nghệ tiên tiến được đề cập ở trên, năng lượng mặt trời được cải tiến để trở nên nhẹ hơn, linh hoạt hơn và có thể sử dụng ở mọi nơi.
Hãy tưởng tượng tất cả công nghệ điện năng lượng mặt trời này đều đã được phát triển trên khắp các nước trên thế giới. Bạn có thể mua đồ ăn tại xe đẩy sử dụng năng lượng mặt trời, ăn khi đi trên đường cao tốc chạy bằng năng lượng mặt trời và sạc điện thoại từ quần áo sử dụng năng lượng mặt trời. Đây là những gì sẽ xuất hiện trong tương lai gần của chúng ta.
Và thực tế có rất nhiều công nghệ năng lượng mặt trời dân dụng sáng tạo khác đang được phát triển hoặc hiện đang được triển khai vào năm 2021. Có lẽ công nghệ mới hứa hẹn nhất là pin mặt trời Perovskite, có thể sớm được sử dụng để tạo ra nước sơn kết hợp năng lượng mặt trời.