Trên cơ sở là một Nhà thầu cơ điện, Galaxy M&E nhận thức rõ vai trò và trọng trách của mình trong việc giúp khách hàng có được cái nhìn tổng quan, đầy đủ nên hay không sử dụng điện năng lượng mặt trời.

Việc tìm nhiên liệu mới để tạo ra điện trở thành mối quan tâm đặc biệt ở những quốc gia đang phát triển. Với nguồn ánh sáng dường như bất tận, mặt trời là mỏ nhiên liệu giúp con người tiếp tục duy trì mọi hoạt động trong cuộc sống hằng ngày. Điện mặt trời đã trở thành xu thế tất yếu, được áp dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia tiên tiến trên thế giới. Nhật Bản, Đức, Pháp, Hoa Kỳ là những nước sử dụng điện mặt trời nhiều nhất hiện nay.

Thủy điện Hố Hô - Nỗi khiếp đảm của bà con sống hai bên lòng hồ.

1. Cùng nhà thầu cơ điện đi tìm nguyên nhân khiến điện mặt trời trở thành xu thế

Không phải ngẫu nhiên các nguồn năng lượng sạch lại được nhiều nước chú trọng phát triển. Cái giá của việc khai thác kiệt quệ tài nguyên thiên nhiên vẫn còn nguyên giá trị. Ngay tại đất nước chúng ta, chỉ sau 1 đêm, nhà cửa, ruộng vườn đã bị cuốn trôi. Nguyên nhân trực tiếp khiến bao người màn trời chiếu đất chẳng phải do thiên tai địch họa, nó xuất phát từ thủy điện. Còn nhớ năm 2016, sự cố bục hầm dẫn dòng ở thủy điện Sông Bung 2 tỉnh Quảng Nam đã xóa sổ một ngôi làng chỉ trong tích tắc. Những cái tên khác như thủy điện Đakrông 3 (Quảng Trị), Hố Hô (Hà Tĩnh), Sử Pán 1 (Lào Cai)… đã trở thành nỗi khiếp đám của bà con sống hai bên lòng hồ. Trong bài “Người dân run rẩy dưới bom nước thủy điện Hố Hô” của báo Tuổi Trẻ, ông Phạm Văn Thân, 61 tuổi, thôn Phú Lễ, xã Hương Trạch chia sẻ: “Từ ngày có thủy điện Hố Hô, người dân chúng tôi luôn luôn lo lắng. Nhiều trận lũ nước về rất nhanh, người dân không kịp trở tay là do thủy điện xả lũ”.

Thủy điện đã vậy, nhiệt điện thì sao? Khói bụi, khí cacbon đioxit bủa vây các làng mạc xung quanh nhà máy nhiệt điện. Nhiệt điện, thủy điện đã và đang gây ra bao tai họa cho chúng ta. Nếu còn tiếp tục với các dự án ngăn sông, kè đấp, tiếp tục xây dựng các dự án nhiệt điện thì một ngày không xa, tôi, các bạn và con cháu chúng ta dắt tay nhau vào cửa tận thế.

Hệ thống điện mặt trời hòa lưới 274,4 kWp tại Vietfarm - Ninh Thuận.

2. Cánh cửa “mặt trời” hé mở tại Việt Nam

Điện mặt trời bắt đầu phổ biến tại Việt Nam, đặc biệt tại khu vực Miền Nam khoảng 3 năm trở lại đây. Với ưu thế về khí hậu, các tỉnh từ Nam Trung Bộ trở vào đang là miền đất hứa cho các doanh nghiệp sản xuất, kinh doanh hệ thống điện mặt trời. Tuy nhiên, có một câu hỏi đặt ra là tại sao Miền Bắc lại chưa hoặc không phát triển điện mặt trời. Phải chăng mây mù lạnh giá mùa Đông đã vô hiệu hóa hệ thống điện mặt trời Miền Bắc? Nếu thừa nhận đó là nguyên nhân chính thì tự ta đã bỏ qua thực tế tại các nước ôn đới và hàn đới. Nhật Bản và một số nước châu Âu đang coi điện mặt trời là nguồn sức mạnh giúp họ phát triển bền vững. Vậy nguyên nhân nào khiến điện mặt trời chưa được ưa chuộng ở Miền Bắc? Nội dung tiếp theo sẽ mang tới câu trả lời.

Hiệu ứng quang điện còn được gọi là Hiệu ứng Hertz, do nhà khoa học Heinrich Hertz tìm ra.

3. Tổng quan về nguyên lý hoạt động hệ thống điện mặt trời

3.1. Dòng điện sinh ra dựa theo nguyên lý nào?

Dòng điện sinh ra từ năng lượng mặt trời dựa theo nguyên lý của hiệu ứng quang điện. Hiệu ứng quang điện là khả năng phát ra điện tử (electron) khi được ánh sáng chiếu vào vật hấp thụ. Hiệu ứng quang điện được phát hiện lần đầu tiên năm 1839. Đến 1883 pin năng lượng mặt trời mới được tạo thành bởi Charles Fritts. Ông phủ lên mạch bán dẫn Selen một lớp vàng cực mỏng để tạo nên mạch nối. Thiết bị do Charles Fritts tạo ra chỉ có hiệu suất 1%. Trải qua thời gian dài cùng với nỗ lực của các nhà nghiên cứu, cuối cùng đến năm 1946, Russell Ohl là người đầu tiên đã tạo ra tấm pin năng lượng mặt trời hoàn chỉnh.

Pin mặt trời có cấu tào lần lượt từ ngoài vào trong: Lớp kim loại mỏng láng bề mặt, màng film trong suốt, chip điện tử, màng film, màng lưng, khung hợp kim nhôm.

3.2. Tại sao gọi là pin năng lượng mặt trời?

Pin năng lượng mặt trời (solar panel/pin mặt trời/pin quang điện) là thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) thành năng lượng điện (điện năng) dựa trên hiệu ứng quang điện.

Pin năng lượng mặt trời được cấu tạo bởi Silicon. Đây là chất bán dẫn, là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ phòng. 

3.3. Pin năng lượng mặt trời hoạt động thế nào?

Ánh sáng mặt trời bao gồm các hạt rất nhỏ gọi là photon được tỏa ra từ mặt trời. Khi va chạm với các nguyên tử silicon của pin năng lượng mặt trời, những hạt photon truyền năng lượng của chúng tới các electron rời rạc, kích thích làm cho electron bị bật ra khỏi nguyên tử, đồng thời ở nguyên tử xuất hiện chỗ trống vì thiếu electron.

Tuy nhiên việc giải phóng các electron mới chỉ là một nửa công việc của pin năng lượng mặt trời. Sau khi các hạt electron dịch chuyển, việc cần làm là phải dồn các electron vào một dòng chảy nhất định. Điều này liên quan đến việc tạo ra một sự mất cân bằng điện tích trong pin năng lượng mặt trời.

Sự mất cân bằng điện tích có thể được tạo ra bởi tổ chức bên trong của silicon. Để tăng độ dẫn điện của silicon, các nhà khoa học đã tạp chất hóa bằng cách kết hợp nó với các vật liệu khác. Quá trình này giúp tạo ra nhiều electron tự do và lỗ trống. Một chất bán dẫn silicon có hai phần, mỗi phần được pha tạp với một loại vật liệu khác nhau. Phần đầu tiên được pha với Photpho. Photpho cần 5 electron để trung hòa điện tích. Khi kết hợp với silicon, một electron sẽ bị dư ra. Electron đặc trưng cho điện tích âm (Negative) nên phần này sẽ được gọi là silicon loại N (điện cực N). Để tạo ra silicon loại P (điện tích dương hay còn gọi là điện cực P – Positive), các nhà khoa học kết hợp silicon với Boron. Boron chỉ cần 3 electron để trung hòa điện tích và khi kết hợp với silicon sẽ tạo ra những lỗ trống cần được lấp đầy bởi electron.

Khi hai loại bán dẫn này được đặt cạnh nhau trong một pin năng lượng mặt trời, electron của loại N sẽ nhảy qua để lấp đầy những khoảng trống của loại P. Vì silicon là một chất bán dẫn nên có thể hoạt động như một chất cách điện và duy trì sự mất cân bằng. Nguyên liệu chính và cần thiết giúp duy trì sự mất cân bằng chính là các hạt photon có được từ ánh sáng mặt trời. Photon trong ánh sáng mặt trời khiến electron di chuyển từ điện cực N sang điện cực P. Sự di chuyển này đã tạo nên dòng điện một chiều. Dòng điện một chiều (DC) qua thiết bị biến tần được chuyển đổi thành dòng xoay chiều (AC) giúp cung cấp điện năng cho các thiết bị phụ tải.

Lượng bức xạ tại Miền Bắc ít hơn Miền Nam và Miền Trung từ 10% đến 20%.

4. Tại sao tại miền Bắc phải cân nhắc giữa nên hay không sử dụng điện năng lượng mặt trời

Dựa theo nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời đã nói tại phần 3, chúng ta thấy rằng ánh sáng mặt trời là yếu tố đầu tiên và cần thiết giúp tạo ra dòng điện. Nếu so sánh số giờ nắng, khu vực miền Nam và miền Trung nhiều hơn miền Bắc từ 10 đến 20%. Điều này đồng nghĩa với hiệu suất đầu tư điện mặt trời tại miền Bắc sẽ ít hơn hai miền còn lại. Tuy nhiên, nếu so sánh miền Bắc với các nước châu Âu thì Việt Nam nói chung vẫn là mảnh đất lý tưởng để sử dụng điện mặt trời.

Ngoài nguyên nhân về hiệu suất đầu tư kém hơn, tâm lý cũng là một trong các yếu tố ảnh hưởng đến quyết định có hay không đầu tư vào hệ thống điện mặt trời của người Bắc. Đặc tính người Bắc xưa nay vốn quen “ăn chắc mặc bền”, do vậy trước bất cứ cái mới nào, việc xem xét và nghe ngóng sẽ diễn ra lâu hơn người miền Nam.

Nguyên nhân thứ 3 khiến điện mặt trời chưa phát triển tại miền Bắc, cũng là nguyên nhân nói chung khiến tạo ra tâm lý e ngại của nhiều hộ sử dụng điện, đó chính là chất lượng của các bộ phận hợp thành hệ thống điện mặt trời. Một trong những bộ phận quan trọng nhất của hệ thống chính là các tấm pin mặt trời, sau đó là ắc quy và bộ chuyển đổi (biến tần hay còn gọi là inverter). Hầu hết các thiết bị này hiện nay có xuất xứ mập mờ và không rõ ràng. Nếu cơ quan Nhà nước có thể định danh và giúp người dân phân định rạch ròi giữa hàng trôi nổi, không rõ nguồn gốc với hàng có xuất xứ Nhật, Đức hoặc các nước phát triển, câu chuyện về điện mặt trời tại Việt Nam nói chung và Miền Bắc nói riêng sẽ là đề tài thu hút rất nhiều quốc gia đang khát khao nguồn năng lượng sạch.

Trên cơ sở là một đơn vị chuyên tư vấn, thiết kế, thi công và xây lắp cơ điện, Galaxy M&E nhận thức rõ vai trò và trọng trách của mình trong việc giúp khách hàng có được cái nhìn tổng quan cũng như ưu nhược điểm của hệ thống điện mặt trời. Ngoài ra cũng giúp khách hàng lý giải được một phần nguyên nhân tại sao điện mặt trời vẫn là một sự lựa chọn đáng phải cân nhắc. Bên cạnh sự ủng hộ nhiệt thành để phát triển nguồn năng lượng sạch, hiệu quả đầu tư của khách hàng vẫn là ưu tiên số một, cũng là động lực duy nhất để Cơ - Điện Galaxy tư vấn, cung cấp các giải pháp cơ điện tổng thể, mang lại hiệu quả thiết thực cho chủ đầu tư.

BBT Galaxy M&E