“Năng lượng mặt trời trở thành vua điện năng,” Cơ quan Năng lượng Quốc tế tuyên bố trong báo cáo năm 2020.Các chuyên gia IEA dự đoán rằng thế giới sẽ tạo ra lượng năng lượng mặt trời gấp 8-13 lần trong 20 năm tới so với hiện nay.Các công nghệ tấm pin mặt trời mới sẽ chỉ đẩy nhanh sự phát triển của ngành năng lượng mặt trời.Vậy những đổi mới này là gì?Chúng ta hãy xem các công nghệ năng lượng mặt trời tiên tiến sẽ định hình tương lai của chúng ta.
1. Trang trại năng lượng mặt trời nổi mang lại hiệu quả cao hơn mà không tốn đất
Cái gọi là quang điện nổi đã tương đối cũ: Các trang trại năng lượng mặt trời nổi đầu tiên xuất hiện vào cuối những năm 2000.Kể từ đó, nguyên tắc xây dựng đã được cải tiến và hiện nay công nghệ tấm pin mặt trời mới này đang đạt được thành công lớn – cho đến nay, chủ yếu ở các nước châu Á.
Ưu điểm chính của trang trại năng lượng mặt trời nổi là chúng có thể được lắp đặt trên hầu hết mọi vùng nước.Chi phí của một tấm PV nổi có thể so sánh với việc lắp đặt trên đất liền có kích thước tương tự.Hơn nữa, nước bên dưới các mô-đun PV làm mát chúng, do đó mang lại hiệu quả cao hơn cho toàn bộ hệ thống và giảm thiểu lãng phí năng lượng.Các tấm pin mặt trời nổi thường hoạt động tốt hơn 5-10% so với lắp đặt trên mặt đất.
Trung Quốc, Ấn Độ và Hàn Quốc có các trang trại năng lượng mặt trời nổi lớn, nhưng trang trại lớn nhất hiện đang được xây dựng ở Singapore.Điều này thực sự có ý nghĩa đối với đất nước này: nó có quá ít không gian nên chính phủ sẽ tận dụng mọi cơ hội để sử dụng tài nguyên nước của mình.
Floatovoltaics thậm chí còn bắt đầu gây xôn xao ở Hoa Kỳ.Quân đội Hoa Kỳ đã khai trương một trang trại nổi trên Hồ Big Muddy ở Fort Bragg, Bắc Carolina vào tháng 6 năm 2022. Trang trại năng lượng mặt trời nổi 1,1 megawatt này có công suất lưu trữ năng lượng là 2 megawatt giờ.Những cục pin này sẽ cung cấp năng lượng cho Trại McCall khi mất điện.
2. Công nghệ năng lượng mặt trời BIPV giúp các tòa nhà có khả năng tự duy trì
Trong tương lai, chúng ta sẽ không lắp đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà để cung cấp năng lượng cho các tòa nhà – chúng sẽ tự trở thành máy phát năng lượng.Công nghệ quang điện tích hợp tòa nhà (BIPV) nhằm mục đích sử dụng các thành phần năng lượng mặt trời làm thành phần xây dựng sẽ trở thành nhà cung cấp điện cho văn phòng hoặc ngôi nhà trong tương lai.Nói tóm lại, công nghệ BIPV cho phép chủ nhà tiết kiệm chi phí điện và sau đó là chi phí lắp đặt hệ thống lắp đặt tấm pin mặt trời.
Tuy nhiên, đây không phải là việc thay thế các bức tường và cửa sổ bằng các tấm bảng và tạo ra các “hộp công việc”.Các yếu tố năng lượng mặt trời phải hòa quyện một cách tự nhiên và không can thiệp vào cách con người làm việc và sinh sống.Ví dụ, kính quang điện trông giống như kính thông thường nhưng đồng thời nó thu toàn bộ năng lượng từ mặt trời.
Mặc dù công nghệ BIPV đã có từ những năm 1970 nhưng mãi đến gần đây nó mới bùng nổ: các bộ phận năng lượng mặt trời đã trở nên dễ tiếp cận hơn, hiệu quả hơn và phổ biến rộng rãi hơn.Theo xu hướng này, một số chủ sở hữu tòa nhà văn phòng đã bắt đầu tích hợp các yếu tố quang điện vào các tòa nhà hiện có của họ.Điều này được gọi là xây dựng ứng dụng PV.Việc xây dựng các tòa nhà với hệ thống pin mặt trời BIPV mạnh nhất thậm chí còn trở thành cuộc cạnh tranh giữa các doanh nhân.Rõ ràng, doanh nghiệp của bạn càng xanh thì hình ảnh của nó sẽ càng tốt.Có vẻ như Asia Clean Capital (ACC) đã giành được cúp với công suất lắp đặt 19MW tại một nhà máy đóng tàu ở miền đông Trung Quốc.
3. Tấm pin năng lượng mặt trời biến tấm pin thành không gian quảng cáo
Da năng lượng mặt trời về cơ bản là lớp bọc xung quanh tấm pin mặt trời cho phép mô-đun duy trì hiệu suất và hiển thị mọi thứ trên đó.Nếu bạn không thích hình thức của các tấm pin mặt trời trên mái nhà hoặc tường của mình, công nghệ RV mới này cho phép bạn ẩn các tấm pin mặt trời – chỉ cần chọn hình ảnh tùy chỉnh phù hợp, chẳng hạn như mái ngói hoặc bãi cỏ.
Công nghệ mới không chỉ mang tính thẩm mỹ mà còn mang lại lợi nhuận: doanh nghiệp có thể biến hệ thống tấm pin mặt trời của mình thành biểu ngữ quảng cáo.Giao diện có thể được tùy chỉnh để hiển thị, chẳng hạn như logo công ty hoặc sản phẩm mới trên thị trường.Hơn nữa, tấm pin năng lượng mặt trời còn cung cấp cho bạn tùy chọn giám sát hiệu suất của các mô-đun.Nhược điểm là chi phí: đối với da màng mỏng năng lượng mặt trời, bạn phải trả thêm 10% so với giá tấm pin mặt trời.Tuy nhiên, khi công nghệ da mặt trời phát triển hơn nữa, chúng ta càng có thể kỳ vọng giá sẽ giảm.
4. Vải năng lượng mặt trời cho phép áo phông sạc điện thoại
Hầu hết những cải tiến năng lượng mặt trời mới nhất đều đến từ châu Á.Vì vậy không có gì ngạc nhiên khi các kỹ sư Nhật Bản chịu trách nhiệm phát triển loại vải sử dụng năng lượng mặt trời.Bây giờ chúng ta đã tích hợp pin mặt trời vào các tòa nhà, tại sao không làm điều tương tự với vải?Vải năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để làm quần áo, lều, rèm: giống như các tấm pin, nó thu bức xạ mặt trời và tạo ra điện từ đó.
Khả năng sử dụng vải năng lượng mặt trời là vô tận.Các sợi năng lượng mặt trời được dệt thành vải nên bạn có thể dễ dàng gấp và quấn chúng quanh bất cứ thứ gì.Hãy tưởng tượng bạn có một chiếc vỏ điện thoại thông minh làm bằng vải năng lượng mặt trời.Sau đó, chỉ cần nằm trên bàn dưới ánh nắng và điện thoại thông minh của bạn sẽ được sạc.Về lý thuyết, bạn có thể chỉ cần bọc mái nhà bằng vải năng lượng mặt trời.Loại vải này sẽ tạo ra năng lượng mặt trời giống như các tấm pin nhưng bạn sẽ không phải tốn tiền lắp đặt.Tất nhiên, công suất đầu ra của tấm pin năng lượng mặt trời tiêu chuẩn trên mái nhà vẫn cao hơn so với tấm vải năng lượng mặt trời.
5. Rào chắn tiếng ồn mặt trời biến tiếng gầm của đường cao tốc thành năng lượng xanh
Rào cản tiếng ồn sử dụng năng lượng mặt trời (PVNB) đã được sử dụng rộng rãi ở châu Âu và cũng đang bắt đầu xuất hiện ở Hoa Kỳ.Ý tưởng rất đơn giản: xây dựng các rào cản tiếng ồn để bảo vệ người dân ở các thị trấn và làng mạc khỏi tiếng ồn giao thông trên đường cao tốc.Chúng cung cấp một diện tích bề mặt lớn và để tận dụng lợi thế đó, các kỹ sư đã nảy ra ý tưởng thêm một bộ phận năng lượng mặt trời vào chúng.PVNB đầu tiên xuất hiện ở Thụy Sĩ vào năm 1989, và hiện nay đường cao tốc có số lượng PVNB cao nhất là ở Đức, nơi kỷ lục 18 rào chắn đã được lắp đặt vào năm 2017. Tại Hoa Kỳ, việc xây dựng những rào chắn như vậy phải đến vài năm mới bắt đầu trước đây, nhưng bây giờ chúng tôi mong đợi được nhìn thấy chúng ở mọi tiểu bang.
Hiệu quả chi phí của các rào cản tiếng ồn quang điện hiện đang bị nghi ngờ, phần lớn phụ thuộc vào loại thành phần năng lượng mặt trời được bổ sung, giá điện trong khu vực và các ưu đãi của chính phủ đối với năng lượng tái tạo.Hiệu suất của các mô-đun quang điện ngày càng tăng trong khi giá thành ngày càng giảm.Đây chính là điều khiến các rào cản tiếng ồn giao thông chạy bằng năng lượng mặt trời ngày càng trở nên hấp dẫn.