Công nghệ điện mặt trời nổi: cơ hội và thách thức

 Các dự án điện mặt trời nổi sau khi được một số nước triển khai đã cho thấy những tác động tích cực đến xã hội và môi trường. Chính vì vậy, hệ thống năng lượng mới này ngày càng được nhiều nước tận dụng để phát triển trên thế giới với mong muốn hướng tới một “tương lai xanh”. 

Năng lượng điện mặt trời nổi là hệ thống tấm pin mặt trời gắn vào một cấu trúc nổi để giữ chúng ở trên bề mặt. Người ta cũng thường lắp đặt các cấu trúc năng lượng mặt trời nổi trên các vùng nước có diện tích lớn, chẳng hạn như các hồ chứa. 

NHỮNG DỰ ÁN THÀNH CÔNG TẠI CHÂU Á 

Nhật Bản có thể nói là nước dẫn đầu trong xu thế này. Năm 2007, quốc gia này đã  xây dựng nhà máy quang điện nổi đầu tiên trên thế giới tại Aichi, sau đó thiết lập thêm một số dự án như vậy, bao gồm cả nhà máy 13,7-MW nằm ở đập Yamakura ở Chiba. 

Tại Singapore, SunSeap Group đã khởi công dự án quang điện ngoài khơi 5MW dọc eo biển Johor vào tháng 3/2021. 

Cũng trong năm 2021, Trung Quốc và Thái Lan đã hoàn thành một hệ thống hybrid quang học nổi có tên là Sirindhorn ở tỉnh Ubon Ratchathani, cách Bangkok, Thái Lan khoảng 660 km về phía đông.

Dự án năng lượng mặt trời nổi Sirindhorn tận dụng lợi thế của đập Sirindhorn cho công suất 45MW. Dự án bao gồm lắp đặt bảy bộ tấm pin mặt trời, phao, hệ thống neo dưới nước bằng bê tông và một tòa nhà thiết bị chuyển mạch tại địa điểm ở tỉnh Ubon Ratchathani phía đông bắc.

Harald Link, Chủ tịch Tập đoàn năng lượng BGRIM (một trong hai công ty tham gia dự án) khẳng định dự án hybrid này đang và sẽ hiện thực hóa kế hoạch phát triển năng lượng thân thiện với môi trường mang tính bước ngoặt này giúp tăng cường an ninh mạng lưới điện quốc gia. Ông Link cho biết các tấm pin mặt trời và các thiết bị liên quan được gắn trên phao đều làm từ polyetylen mật độ cao không gây hại cho động vật dưới nước cũng như môi trường. Các tấm pin mặt trời là loại kính kép và có khả năng chống ẩm, có thể chịu được chuyển động của nước trong hồ chứa và lực gió liên tục. 

Theo đó, nhà máy này có diện tích khoảng 700.000 m2 trên hồ chứa của đập. Hệ thống sẽ tạo ra điện từ năng lượng mặt trời vào ban ngày trong khi đập cung cấp năng lượng khi không có ánh sáng mặt trời, hoặc khi nhu cầu năng lượng đạt đỉnh trong đêm. Dự án ước tính sẽ giảm lượng khí thải nhà kính khoảng 47.000 tấn mỗi năm so với phương pháp cũ. 

NHỮNG ƯU VIỆT CỦA CÁC DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI NỔI 

Bằng cách nổi trên bề mặt nước, các tấm quang điện sẽ giải quyết vấn đề gây tranh cãi–lấy đất nông nghiệp để xây các nhà máy năng lượng mặt trời truyền thống. Ngoài ra, các tấm pin mặt trời nổi có thể tạo ra bóng râm và giảm nhiệt độ nước, có khả năng bảo tồn nước ước tính 106 km khối mỗi năm.

Hơn hết, các hệ thống điện mặt trời nổi với các tấm pin mặt trời trên phao làm từ polyetylen mật độ cao (HDPE) không có hại cho động vật thủy sinh và môi trường nước. Tuy nhiên, các hệ thống này cần được tiếp tục cải tiến để phù hợp với mọi loại điều kiện thời tiết, chẳng hạn như những lúc sóng dâng cao và mặt nước đóng bằng vào mùa đông.

Mặc dù có tiềm năng giải quyết các bài toán về xã hội và môi trường, các dự án điện mặt trời nổi đòi hỏi nguồn kinh phí lớn, cao hơn 25% so với việc cài đặt các hệ thống trên đất liền. Để giải quyết vấn đề này, việc triển khai quy mô lớn và tận dụng hiệu quả tiến bộ công nghệ là rất quan trọng để giảm chi phí và tối ưu hóa hiệu quả.

Một xem xét quan trọng khác nằm ở sự an toàn và ổn định cài đặt. Đối với các khu vực dễ bị bão hoặc thời tiết khắc nghiệt, các cấu trúc nổi phải được thiết kế chắc chắn, chỉn chu để đảm bảo độ bền. Ngoài ra, việc tích hợp năng lượng điện mặt trời nổi vào các lưới điện hiện tại cũng đặt ra một thách thức, đòi hỏi các nhà máy phải lập kế hoạch và phối hợp tỉ mỉ với các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng để thiết lập truyền điện liền mạch và hiệu quả.

Tại Việt Nam, tỷ lệ thủy điện hiện nay chiếm khoảng 40% tổng công suất phát điện với rất nhiều hệ thống hồ đập thủy điện lớn tạo cho Việt Nam một tiềm năng rất lớn về phát triển hệ thống điện mặt trời nổi. Ngoài ra, nước ta có lãnh thổ mặt biển rất rộng lớn với bờ biển dài trên 3.400 km. Với những ưu đãi của tự nhiên như vậy, tiềm năng phát triển các nhà máy điện mặt trời nổi ở nước ta là rất lớn.

Khi toàn thế giới đều đang hướng tới phát triển và sử dụng năng lượng sạch, các dự án điện mặt trời nổi được đánh giá là đi đầu trong nỗ lực chuyển đổi năng lượng tái tạo, có tiềm năng mở ra một tương lai bền vững hơn. 

Ngô Huyền - VECO