Hiệu suất phát điện cao

Xu thế phát triển điện mặt trời (ĐMT) trên thế giới hiện nay đồng nghĩa với xu thế quy mô dự án ĐMT ngày càng lớn hơn. Nếu như công suất trung bình của một nhà máy ĐMT hiện nay chỉ trong khoảng 200 - 300MW, thì tới đây, công suất trung bình này sẽ phải lên tới hàng nghìn MW hay nhiều GW. Mà như ta biết, do mật độ năng lượng mặt trời ở mặt đất thấp, cực đại chỉ 1kWpm2 nên để có thể lắp một dàn pin công suất 1MW cần một diện tích mặt bằng khoảng 1,3ha (hay 13.000m2). Như vậy, để có thể xây dựng các nhà máy ĐMT cỡ 1GW (1GW = 1.000MW) thì cần một diện tích mặt bằng rất lớn, 1300ha (1,3 triệu m2). Ở Việt Nam, do lãnh thổ nhỏ, mật độ dân cư lại cao, rất khó có điều kiện diện tích mặt bằng để phát triển ĐMT, chưa kể đến chi phí đầu tư đối với tiền thuê hay mua đất cũng rất lớn.

Lời giải là tận dụng các mặt nước lâu nay vẫn bỏ không để lắp đặt dàn pin mặt trời như mặt sông, mặt hồ tự nhiên và nhân tạo, các hồ xử lý nước thải, các diện tích các vùng đất ngập nước và đặc biệt là mặt nước các vùng biển gần bờ có diện tích vô cùng lớn. Các hệ nguồn ĐMT có dàn pin lắp trên các mặt nước được gọi là hệ nguồn ĐMT nổi (Floating solar power systems). Cách làm này tận dụng được nhiều diện tích mặt nước hoang hóa, làm tăng giá trị kinh tế của các diện tích mặt nước mà lâu nay vẫn bị “bỏ hoang”. Suất đầu tư các dự án ĐMT nổi thấp hơn do chi phí mặt nước thấp, thậm chí không mất tiền mua; chi phí lắp đặt cũng như vận hành, bảo dưỡng đối với các hệ ĐMT nổi cho thấy nói chung cũng thấp hơn. Một kết quả khác rất có giá trị là do có hơi nước làm mát các module pin mặt trời, nên hiệu suất phát điện đối với các dàn pin lắp trên mặt nước tăng lên trung bình khoảng 11 - 12%.

Khi lắp dàn pin ngoài trời, nhiệt độ các pin thường cao hơn nhiệt độ môi trường khoảng 25 độ C. Nếu nhiệt độ môi trường là 40 độ C thì nhiệt độ pin sẽ là 65 độ C. Đối với pin mặt trời tinh thể Si, khi nhiệt độ tăng lên 10 độ C (tính từ nhiệt độ chuẩn là 25 độ C) thì hiệu suất phát điện giảm 0,5%. Do đó, nếu nhiệt độ pin là 65 độ C thì hiệu suất phát điện sẽ giảm khoảng (65 - 25) x 0,5% = 20%. Còn khi lắp dàn pin trên mặt nước, nhiệt độ của pin chỉ khoảng bằng nhiệt độ môi trường, 40 độ C (thậm chí còn có thể thấp hơn nhiệt độ môi trường) nên hiệu suất phát điện chỉ giảm (40 - 25) x 0,5% = 7,5%.

Có lợi cho cả ao hồ, mặt nước

Việc xây dựng các hệ thống tự động hướng mặt dàn pin theo mặt trời (Suntracker) cũng dễ dàng hơn do dàn pin nổi trên mặt nước rất linh động. Các hệ nguồn ĐMT có thể tự động định hướng theo Mặt Trời làm tăng hiệu suất phát điện lên (20 – 25)% so với dàn pin lắp cố định. Giảm được quá trình bốc hơi nước. Điều này rất quan trọng đối với các hồ thủy lợi, thủy điện, hồ nuôi trồng thủy sản… trong mùa khô.

Hạn chế được sự phát triển của nhiều loại tảo dưới mặt nước, làm tăng lượng oxy trong nước, có lợi cho các loài thủy sản như tôm, cá... phát triển; Ngoài ra, để phát triển công nghệ hệ nguồn ĐMT nổi, một số ngành nghề mới cũng được hình thành và phát triển, tạo thêm nhiều công ăn việc làm mới cho người lao động như là: Thiết kế, chế tạo các loại module pin mặt trời chống chịu ăn mòn đối với hơi nước, đặc biệt đối với hơi nước muối mặn. Thiết kế, chế tạo các cơ cấu phao, neo, dây chằng… chống gió bão cho các dàn pin. Các dây, cáp, phụ kiện điện chịu ăn mòn. Công nghệ lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng cho các hệ ĐMT nổi.

Việt Nam là một nước có mật độ dân số khá cao, trung bình là 274 người/km2, gấp 5,2 lần mật độ dân số trung bình của thế giới và cao thứ ba trong khu vực Đông Nam Á. Với tỷ lệ thủy điện hiện nay chiếm khoảng 40% tổng công suất phát điện, Việt Nam đang có một hệ thống hồ đập thủy điện rất lớn. Hơn nữa, là một nước nông nghiệp, chúng ta còn có hệ thống hồ đập thủy lợi phân bố khắp nơi trên lãnh thổ. Hệ thống hồ đập thủy điện và thủy lợi này cùng với tình trạng “đất chật, người đông” tạo cho Việt Nam một tiềm năng rất lớn về phát triển hệ nguồn ĐMT nổi.

PGS.TS Đặng Đình Thống (Hiệp hội Năng lượng Sạch Việt Nam)