Ngày nay, năng lượng điện mặt trời được đánh giá là một trong những nguồn điện được ứng dụng phổ biến với vai trò không chỉ đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng bền vững mà còn ảnh hưởng tích đến sự phát triển của môi trường và nền kinh tế trước bối cảnh các nguồn năng lượng hoá thạch đang khiến thế giới bị tàn phá và dần cạn kiệt. Vậy điện mặt trời là gì, hãy cùng GREEN IN tìm hiểu vấn đề này thông qua bài viết dưới đây nhé!
1. Điện mặt trời là gì?
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), điện năng lượng mặt trời là điện được tạo ra từ việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thông qua các tấm pin quang điện (PV) hoặc các công nghệ nhiệt điện mặt trời. Mục đích của việc phát minh ra dòng điện này chính là giúp góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Chính vì vậy, điện mặt trời được coi là nguồn năng lượng bền vững, an toàn hơn rất nhiều so với nguồn năng lượng truyền thống khác được sản xuất từ nguyên liệu là than đá, dầu mỏ.
2. Các loại điện mặt trời được ứng dụng phổ biến hiện nay
2.1. Pin năng lượng mặt trời
Pin mặt trời hay còn được biết đến vớ tên gọi khác là tế bào quang điện (Photovoltaic - PV). Đây là thiết bị chuyên dụng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện, một nguồn năng lượng sạch được gọi phổ biến là điện mặt trời. Cơ chế hoạt động của pin mặt trời dựa trên hiệu ứng quang điện - một hiện tượng vật lý quan trọng.
Pin mặt trời lần đầu tiên được phát minh vào những năm 1880. Đến năm 1954, các nhà nghiên cứu người Mỹ Gerald Pearson, Calvin Fuller và Daryl Chapin đã tạo ra tế bào quang điện từ silicon, mở ra kỷ nguyên mới cho ngành công nghiệp năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, pin mặt trời có giá thành lên tới 286 USD/watt với hiệu suất chuyển đổi chỉ đạt từ 4,5% đến 6%.
Từ đó đến nay, công nghệ pin mặt trời silicon đã có những bước tiến vượt bậc. Các tập đoàn lớn như Canadian Solar, Sharp, hay Q-Cell đã cải tiến để đạt hiệu suất từ 16% đến 25%, và thậm chí gần 40% trong điều kiện thí nghiệm. Trong tương lai, công nghệ này dự kiến sẽ tiếp tục phát triển, mang lại những giải pháp hiệu quả hơn cả về chi phí lẫn ứng dụng.
2.2. Hệ thống điện mặt trời tập trung (CSP)
Hệ thống điện mặt trời tập trung (Concentrated Solar Power - CSP) hoạt động bằng cách sử dụng gương, ống kính và các thiết bị theo dõi để hội tụ ánh sáng mặt trời từ diện tích lớn thành một chùm nhỏ. Chùm sáng này tạo ra nhiệt lượng cực lớn, đủ để làm nóng chảy muối ở nhiệt độ lên đến 566°C. Muối nóng chảy sau đó được dẫn đi làm sôi nước, tạo ra hơi nước áp suất cao để vận hành tua-bin phát điện.
Trong lịch sử, kỹ thuật tập trung ánh sáng này đã được Archimedes - nhà bác học vĩ đại người Hy Lạp, áp dụng. Ông sử dụng gương đồng để hội tụ ánh sáng mặt trời, đốt cháy các chiến thuyền La Mã trong chiến tranh.
Hệ thống CSP có nhiều ưu điểm: nguyên liệu sản xuất phổ biến, chi phí đầu tư thấp, hiệu suất cao, và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, loại hình này phù hợp nhất cho các nhà máy điện mặt trời quy mô lớn và đòi hỏi diện tích lắp đặt đáng kể.
3. Vai trò quan trọng của điện mặt trời
Điện mặt trời được coi là một trong những nguồn năng lượng vô giá khi đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực đa dạng khác nhau như môi trường, kinh tế, xã hội.
3.1. Là nguồn năng lượng sạch, bền vững
Điện mặt trời là nguồn năng lượng có thể tái tạo bởi sử dụng ánh sáng mặt trời tự nhiên để chuyển hoá thành điện năng phục vụ các hoạt động trong cuộc sống. Đây cũng được xếp vào nhóm nguồn năng lượng sạch bởi quá trình khai thác hoàn toàn không gây phát thải khí nhà kính, không khiến bất cứ tài nguyên nào bị cạn kiệt. Khai thác và sử dụng nguồn năng lượng điện mặt trời được coi là giải pháp hoàn hảo để hạn chế tình trạng ô nhiễn không khí, biến đổi khí hậu.
3.2. Đảm bảo yếu tố an ninh của nguồn năng lượng quốc gia
Hiện nay, năng lượng tái tạo được coi là lĩnh vực được Nhà nước, doanh nghiệp đặc biệt quan tâm bởi khả năng thúc đẩy phát triển bền vững. Đặc biệt, điện mặt trời được coi là phương thức sản xuất năng lượng có đóng góp to lớn vào an ninh năng lượng tại Việt Nam. Thậm chí tại nhiều quốc gia phát triển, điện mặt trời được coi là nguồn điện chủ yếu khi việc phát triển nguồn năng lượng này sẽ giúp giảm thiểu tối đa sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hoá thạch, đẩy lùi tình trạng ô nhiễm môi trường.
Không chỉ vậy, sản xuất điện mặt trời là cách để duy trì an ninh năng lượng quốc gia khi giúp hạn chế tỷ lệ biến động nền kinh tế trong bối cảnh giá nhiên liệu có nhiều biến đổi.
3.3. Phát triển nền kinh tế
Với khả năng hướng đến sự phát triển bền vững, ngành công nghiệp sản xuất điện mặt trời nhận được sự chú ý của nhiều nhà đầu tư, doanh nghiệp. Các dự án khai thác nguồn năng lượng điện mặt trời sẽ càng phát triển trong tương lai, từ đó giúp mang đến nhiều cơ hội việc làm cho người dân bao gồm khâu sản xuất, vận chuyển, lắp đặt, vận hành, bảo trì.
3.4. Đa dạng hoá nguồn năng lượng
Việc tập trung khai thác và phát triển duy nhất một nguồn năng lượng hoá thạch sẽ khiến đất nước đối mặt với nhiều rủi ro lớn bởi khi xuất hiện bất cứ sự biến đổi nào cũng có thể ảnh hưởng đến an ninh năng lượng quốc gia. Chính vì vậy, sự đa dạng các nguồn năng lượng được coi là giải pháp hoàn hảo cho vấn đề này. Hệ thống năng lượng tự nhiên bao gồm điện mẳ trời, năng lượng gió, thuỷ điện và vô vàn nguồn năng lượng tái tạo khác, từ đó còn có thể giúp giảm thiểu tình trạng thiếu điện, khiến mất điện tại nhiều khu vực.
3.5. Tiết kiệm tối đa chi phí, phát triển xã hội
Tuy chi phí đầu tư ban đầu có thể hơi cao so với khi sử dụng nguồn năng lượng hoá thạch nhưng với thời gian sử dụng lâu dài lại mang tính bền vững, điện mặt trời thực sự là nguồn năng lượng có thể tiết kiện chi phí. Các doanh nghiệp, hộ gia đình có thể lựa chọn phương án “tự sản - tự tiêu”. Do đó, phần lớn các dự án điện mặt trời thường được xây dựng tại những khu vực hạn chế dân cư với mong muốn phát triển nền kinh tế khu vực, cung cấp điện cho những vùng miền xa xôi.
4. Một số ứng dụng phổ biến từ điện mặt trời
- Máy nước nóng tận dụng điện mặt trời được sử dụng phổ biến trong các hoạt động sinh hoạt, bể bơi bốn mùa…
- Hệ thống sưởi ấm sử dụng năng lượng mặt trời được lắp đặt trong nhiều công trình xây dựng.
- Hệ thống xử lý nguồn nước khi sử dụng điện mặt trời để khử mặn, khử khuẩn.
- Bếp năng lượng mặt trời được sử dụng trong nhiều nhà hàng lớn.
- Điện mặt trời được sử dụng là nguồn năng lượng thay thế cho xăng vận hành các phương tiện giao thông như xe hơi, xe máy, máy bay, khinh khí cầu, tàu thuỷ…
5. Lời kết
Bài viết trên đã giúp các bạn tìm hiểu về điện mặt trời. Hy vọng những thông tin của chúng tôi sẽ giúp ích phần nào đó dành cho bạn cũng như đóp góp vào việc bảo vệ môi trường xanh - sạch - đẹp. Đừng quên theo dõi những bài viết tiếp theo tại GREEN IN để có thêm nhiều thông tin được cập nhật mới nhất nhé!