ThienNhien.Net – Điện Mặt trời vẫn là một trong những nguồn điện tái tạo quan trọng “nhất, nhì, ba” trên Trái đất, bên cạnh thủy điện, điện gió.
Từ tia Mặt trời đến dòng điện
Nguồn ánh sáng và nguồn nhiệt hay nguồn năng lượng tái tạo, nói chung, phát ra từ Mặt Trời gần như vô tận. Nguồn này sinh ra do phản ứng tổng hợp nhiệt hạch xảy ra trong Mặt Trời và tính đến lúc cháy hết “nhiên liệu” cũng còn khoảng dăm tỷ năm nữa! Trái Đất, chỉ nhận được một phần vô cùng nhỏ bé trong tổng năng lượng Mặt Trời phát ra. Tiếp theo, khoảng 30% phần năng lượng mặt trời đến được quả đất lại bị phản xạ ngược lại vào không gian vũ trụ, phần khác bị hấp thụ bởi các đám mây trên khí quyển, bởi nước ở các đại dương và các lớp đất bề mặt địa cầu.
Tuy vậy, cái “phần vô cùng nhỏ bé” còn lại đối với nhu cầu của cả loài người cũng là con số vô cùng lớn. Và bây giờ điện Mặt trời vẫn là một trong những nguồn điện tái tạo quan trọng “nhất, nhì, ba” trên Trái đất, bên cạnh thủy điện, điện gió. Trước đây, con người sử dụng năng lượng mặt trời nhiều cách phi điện năng khác nhau rất đa dạng và phong phú, đơn giản như đun nấu, sưởi ấm và làm mát và phức tạp như làm bong bóng bay, lưu trữ nhiệt lượng bằng muối thường hay muối nóng chảy v.v… Ước tính tổng năng lượng khai thác phi điện năng trung bình trong một năm; chẳng hạn năm 2007 đạt đến con số 150 – 200 Gigawatt (GW) tức 200 tỷ watt.
Song ứng dụng quan trọng nhất hiện nay và trong tương lai vẫn là sản xuất điện năng. Ở đây, hai loại công nghệ sản xuất điện mặt trời được phát triển rộng rãi, đó là: Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời CSP (concentrated solar power) và Công nghệ quang điện SPV (Solar Photovoltaic).
Trong Công nghệ CSP; còn gọi là Công nghệ nhiệt năng mặt trời STE (Solar thermal energy), sử dụng một hệ thống nhiều ống kính, gương phản chiếu và các hệ thống theo dõi nhằm tập trung ánh sáng mặt trời từ một khu vực rộng lớn vào một diện tích nhỏ. Ở đây, nước hoặc chất lỏng đặc biệt khác chứa trong các bể chứa hay ống dẫn được làm nóng lên đến từ nhiệt độ vài chục độ (sử dụng, như sưởi ấm bể bơi, cung cấp nước ấm cho các hộ gia đình, lưu trữ năng lượng phòng khi không có mặt trời chiếu sáng), đến vài trăm độ (tạo thành những dòng hơi nước mạnh làm quay tuôc-bin để sản xuất điện).
Trong Công nghệ SPV, năng lượng ánh sáng mặt trời được chuyển thành dòng điện, nhờ hiệu ứng quang điện, qua các tế bào quang điện hay các Pin mặt trời bé nhỏ. Các pin nhỏ ghép lại thành tấm Pin Mặt trời lớn. Các tấm pin lớn này ghép lại với nhau thành mô đun hay dãy. Ban đầu, các tấm Pin mặt trời được dùng cho vệ tinh nhân tạo hay phi thuyền không gian, nhưng giờ đây ở nhiều nước đã sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng. Các nhà máy điện mặt trời sử dụng công nghệ hội tụ CSP hay công nghệ quang điện SPV, hoặc kết hợp cả hai công nghệ đã xuất hiện ở nhiều quốc gia.
Top 10 các quốc gia điện mặt trời
Số nước trên thế giới tham gia khai thác năng lượng mặt trời, đặc biệt để sán xuất điện tăng thêm hàng năm. Và tổng công suất điện năng ở một số nước tăng nhanh chóng, chen nhau những vị thứ cao, những top 5; top 10… Bảng số liệu đưa trong bài viết này là Bảng xếp hạng các nước thuộc tốp 10 mới nhất, căn cứ vào số liệu về tổng điện năng sản xuất theo công nghệ SPV của các nước tập hợp đến tận cuối năm 2013. Đối chiếu với bảng xếp hạng năm 2010, chỉ có 1 trong 10 nước bị thay thế, cụ thể Úc đã nhảy được vào danh sách mới và đẩy Ấn độ (nằm vị trí cuối cùng trong bảng xếp hạng năm 2010) ra khỏi TOP TEN lần này.
Nước Đức vẫn đứng ở vị trí số 1 và giữ tỷ lệ tổng công suất điện mặt trời lớn gấp 3 lần nước đứng thứ 2. Và với bảng xếp hạng 2013, các nước lớn Đức, Ý, Trung quốc, Nhật và Mỹ nay đã có mặt trong tốp 5. Các nước trong tốp 5 đều có mức tăng trưởng tuyệt đối của tổng sản lượng điện mặt trời, 2013 so với 2010, rất cao. Nước Ý tăng những 17 lần, Mỹ – 7 lần, Trung quốc – 6 lần, Nhật – 4,5 lần và Đức – 3,6 lần.
Về đà tăng trưởng điện năng mặt trời của thế giới, trên đồ thị thứ nhất kèm theo giới thiệu sự tăng trưởng của tổng sản lượng điện mặt trời theo từng năm, từ 1995 đến 2013. Rõ ràng, trong 5 năm cuối gần đây, đà tăng trưởng diễn ra rất nhanh, gần đến 15 lần. Trên đồ thị thứ hai cho thấy vai trò của điện mặt trời trong nền công nghiệp điện năng ở các nước.
Tình hình thế giới thúc đẩy Việt Nam có chính sách đầu tư phát triển toàn diện nền công nghiệp điện năng của đất nước. Bên cạnh sự phát triển nhiệt điện khí, điện hạt nhân, không thể không có chính sách hợp lý đối với sử dụng năng lượng tái tạo, trước hết là điện gió và điện mặt trời.
