Posts

Pin Mặt trời tạo ra điện trong bóng tối

/in /by

Các nhà khoa học vừa làm được thứ không tưởng: công nghệ pin Mặt trời ngược, bởi thay vì dùng ánh sáng, chúng sử dụng bóng đêm để tạo điện. Cũng khó có thể gọi nó là pin “Mặt trời” được, chắc phải sớm đổi thành pin Hố đen cho dễ liên tưởng.

Nói một cách đơn giản, dựa vào cơ chế làm mát bức xạ và một số thiết bị điện có tổng trị giá … 700.000 VNĐ, nhóm các nhà nghiên cứu đã tạo ra đủ điện để thắp sáng một bóng đèn LED.


Ảnh minh họa.

“Lượng năng lượng phát ra từ Mặt trời chắc chắn cũng phải xấp xỉ lượng năng lượng phát ra từ Trái đất thông qua hiện tượng bức xạ nhiệt, phải như vậy Trái đất mới giữ được một nhiệt độ gần như bất biến ở mọi lúc, vậy nên lượng năng lượng có thể khai thác được là rất lớn”, tác giả báo cáo nghiên cứu mới, giáo sư kỹ thuật điện Shanhui Fan từ Đại học Stanford nói.

Trong nghiên cứu của mình, nhóm các nhà nghiên cứu chỉ ra thực tại đáng ngẫm: khoảng 1,3 tỷ người đang không biết tới ánh sáng điện. Dù rằng ta đã có công nghệ pin Mặt Trời, những cộng đồng thiếu điện vẫn cần ánh sáng vào ban đêm. Nhưng thay vì tính tới một thiết bị lưu trữ điện tốn kém, nhóm các nhà khoa học lại nghĩ tới một hệ thống có thể tạo được năng lượng từ màn đêm.

Pin Mặt trời tạo điện thông qua cơ chế có tên quang điện trong – ánh sáng chiếu lên một số loại vật liệu nhất định sẽ tạo ra dòng điện, hoặc thông qua cơ chế nhiệt – Mặt trời nóng hơn Trái đất, và sự chênh lệch nhiệt độ này có thể tạo ra năng lượng. Nghiên cứu mới chỉ ra một cách khác nữa, một hệ thống tận dụng nguồn nhiệt phát ra từ chính Trái đất.

Theo báo cáo mô tả, hệ thống phát điện từ bóng đêm này là một đĩa nhôm có đường kính 20 cm được tô màu đen, gắn vào với một máy phát nhiệt điện được bán đại trà. Những địa tô đen này chính là nguồn phát bức xạ, nhiệt độ thấp hơn không khí ngoài trời vài độ. Dòng nhiệt sẽ đi từ nguồn là Trái đất vào không khí, rồi sẽ qua máy phát nhiệt điện rồi truyền tới đĩa; đĩa sẽ tỏa nhiệt ra.


Cơ chế tạo điện của hệ thống mới.

Bài thử nghiệm được thực hiện ở California cho thấy hệ thống tạo ra được 25 miliwatt điện trên mỗi mét vuông đĩa, đủ để thắp sáng một bóng đèn LED. Khi trời trở sáng, hệ thống sẽ hoạt động ngược lại: nó sẽ hấp thụ nhiệt từ ánh sáng Mặt trời để tạo điện.

Tuy nhiên, ở thời điểm hiện tại, hệ thống vẫn mang nặng tính lý thuyết, và những gì các nhà khoa học thử nghiệm thực tế được mới chỉ chứng minh phần nổi của vấn đề, rằng nó có thể hoạt động được. Khi tăng quy mô hệ thống lên, một loạt câu hỏi mới sẽ xuất hiện.

Khả năng “tạo điện từ bóng đêm” hoàn toàn lép vế so với năng lượng Mặt trời, lép khoảng trên dưới 100 lần. Thế nhưng phải công nhận là giá nó rẻ thật, lại còn tạo ra được năng lượng khi không có ánh Mặt trời. Nếu bằng một cách nào đó, khoa học vận dụng được báo cáo khoa học này, biến nó thành một công nghệ gì đó thực sự hữu ích và với quy mô lớn, ngành năng lượng sẽ có đột phá mới.

Theo Khánh Ly/Moitruong.com.vn/Trithuctre (19/10/2019)

Mái ngói năng lượng mặt trời – Giải pháp xây dựng của tương lai

/in /by

Mái ngói năng lượng mặt trời còn được gọi là ván lợp mặt trời, về cơ bản là các tấm pin mặt trời cỡ nhỏ có khả năng sản xuất điện từ năng lượng mặt trời. Loại mái ngói này được xem như giải pháp tương lai trong xây dựng của thế hệ vật liệu năng lượng mặt trời.

Sự phát triển của kính năng lượng mặt trời và bây giờ là mái ngói năng lượng mặt trời đồng nghĩa với việc chúng ta sẽ sớm có thể xây dựng các hệ thống quang điện tích hợp năng lượng mặt trời trực tiếp vào kết cấu của công trình xây dựng, thay vì gắn các tấm pin năng lượng lên các vật liệu xây dựng truyền thống.

Điều này mang lại lợi ích lớn về mặt thẩm mỹ bởi các tấm pin năng lượng mặt trời luôn bị đánh giá thấp về mặt thẩm mỹ. Khả năng kết hợp giữa chức năng quang điện với vật liệu lợp mái là một trong những cải tiến hứa hẹn nhất.


Mái ngói năng lượng mặt trời.

Mái ngói năng lượng mặt trời hoạt động tương tự như các tấm pin mặt trời, nhưng chúng đóng vai trò là một thành phần của mái nhà thay vì phải bắt vít lên hệ thống mái như trước đây. Các viên ngói được tạo thành từ các tế bào quang điện và khi ánh sáng mặt trời chiếu vào sẽ tạo ra một điện trường, cung cấp điện năng bền vững để sử dụng trong nhà.

Một hệ thống dây dẫn điện sẽ được kết nối với mái nhà để truyền tải điện năng từ các mái ngói năng lượng vào hệ thống điện trong ngôi nhà. Bên cạnh đó, cần lắp đặt một biến tần nhằm chuyển đổi điện một chiều tạo ra từ gạch ngói thành điện xoay chiều có thể sử dụng để chạy các thiết bị điện trong nhà.

Lượng điện năng được sản xuất ra sẽ phụ thuộc vào lượng ánh sáng mặt trời mà gạch ngói tiếp xúc. Nó sẽ tạo ra nhiều điện hơn vào những ngày mùa hè so với những ngày trời nhiều mây. Việc giữ cho mái ngói luôn sạch sẽ sẽ giúp chúng hoạt động với hiệu suất tối đa.

Thiết kế của mái ngói năng lượng mặt trời cũng ảnh hưởng đến hiệu suất năng lượng mà chúng tạo ra. Đơn cử như gạch ngói được thiết kế nằm cạnh nhau, không chồng chéo sẽ giúp tạo ra nhiều năng lượng hơn do diện tích tiếp xúc với ánh sáng mặt trời rộng hơn.

Mỗi viên ngói có chiều dài khoảng 35cm và chiều rộng khoảng 21cm, sử dụng công nghệ tế bào silicon tinh thể vừa đem lại hiệu quả về năng lượng vừa đảm bảo tính thẩm mỹ cho các ngôi nhà. Đây chính là một trong những giải pháp bền vững cho các công trình xây dựng của tương lai.

Theo VLXD.org/moitruong.com.vn (30/9/2019)

Lá cây nhân tạo hấp thụ ánh sáng mặt trời tạo ra thuốc

/in /by

Các nhà nghiên cứu thuộc Trường đại học Công nghệ Einhoven (Hà Lan) đã tạo ra một loại lá cây nhân tạo có thể hấp thụ ánh sáng mặt trời và tạo ra thuốc dành cho con người và gần như không có trở ngại gì để đưa công nghệ này vào thực tiễn, trừ một điều là chỉ có thể áp dụng nó vào ban ngày khi có ánh sáng mặt trời.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành dự án này được một thời gian và giới thiệu mẫu vật đầu tiên vào năm 2016. Đến nay, công nghệ đã tiến bộ hơn nhiều và các nhà nghiên cứu cho biết chiếc lá nhân tạo có màu sắc đẹp mắt này có thể sử dụng để tạo ra gần như bất kì loại thuốc nào.

Tận dụng những thành tố có sẵn trong tự nhiên, những chiếc lá nhỏ xíu này vận dụng những kênh phức tạp có đường dẫn giống như mao mạch trong các chiếc lá thật.

Ánh sáng mặt trời chiếu vào những dòng dung dịch chảy trong lá nhân tạo sẽ tạo thành những phản ứng hóa học.


Chiếc lá “kháng điện” tí hon.

Thông thường quá trình này cần phải sử dụng năng lượng điện, hóa chất thô hoặc cả hai thứ, nhưng bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời làm năng lượng để sản xuất thuốc.

Các nhà khoa học cho rằng những hệ thống như vậy sẽ được sử dụng ở những nơi khan hiếm thuốc và không có đủ điều kiện sản xuất thuốc. Sản xuất thuốc chữa bệnh sốt rét trong rừng, nơi không có điện lưới sẽ trở nên dễ dàng hơn nhiều nhờ những tiến bộ khoa học này.

Ông Timothy Noel, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết gần như không có trở ngại gì để đưa công nghệ này vào thực tiễn, trừ một điều là chỉ có thể áp dụng nó vào ban ngày khi có ánh sáng mặt trời. Những chiếc lá nhân tạo hoàn toàn có thể nhân rộng, bất cứ nơi nào có mặt trời là chúng hoạt động được.

Việc nhân rộng rất dễ dàng và do tính chất tự cung cấp năng lượng và giá thành không hề đắt, chúng rất phù hợp để dùng trong quá trình sản xuất hóa chất cần tiết kiệm chi phí.

Theo Khánh Ly/moitruong.com.vn/Dantri (16/9/2019)

Sử dụng năng lượng mặt trời có nhược điểm không?

/in /by

Năng lượng mặt trời mang lại rất nhiều lợi ích cho sinh hoạt, cũng như hoạt động sản xuất kinh doanh, song không ít người vẫn đặt câu hỏi: năng lượng mặt trời có nhược điểm không?

Trên thực tế, năng lượng mặt trời cũng có những nhược điểm đang cần được khắc phục.

  1. Sử dụng năng lượng mặt trời: Chi phí cao

Đây có lẽ là vấn đề gây tranh cãi nhất trong việc sử dụng nguồn năng lượng mặt trời. Việc lưu trữ năng lượng mặt trời tại các hộ gia đình đòi hỏi khoản chi phí khá cao ở giai đoạn ban đầu. Vì vậy, trên thế giới nhiều quốc gia đã khuyến khích việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch bằng cách cho vay tín dụng để thực hiện hoặc cho thuê pin mặt trời với những điều khoản có lợi cho người thuê.

Bên cạnh đó, hiện giá của ắc quy tích trữ điện mặt trời còn khá cao so với khả năng chi trả của đại đa số người dân. Do đó, ở thời điểm hiện tại, năng lượng mặt trời chưa có khả năng trở thành nguồn điện duy nhất của các hộ gia đình mà chỉ có thể là nguồn bổ sung cho điện lưới và các nguồn năng lượng khác.

  1. Năng lượng mặt trời không ổn định

Vào ban đêm hay những ngày nhiều mây và mưa, khi không có ánh sáng mặt trời, nguồn năng lượng mặt trời sẽ không được ổn định. Song, so với điện gió, năng lượng mặt trời vẫn là một lựa chọn có nhiều ưu thế.

  1. Điện mặt trời vẫn gây ảnh hưởng tới môi trường

So với các loại năng lượng khác, năng lượng mặt trời vẫn thân thiện với môi trường hơn, nhưng một số quy trình công nghệ để chế tạo các tấm pin mặt trời vẫn phát thải các loại khí nhà kính, hexaflorua lưu huỳnh và nitơ trifluoride. Ở quy mô lớn, việc lắp đặt những cánh đồng pin mặt trời cũng cần những diện tích đất nhẽ ra được dành cho cây cối và thảm thực vật nói chung.

  1. Sử dụng nhiều nguyên liệu quý hiếm và đắt tiền

Ngày nay, việc sản xuất các tấm pin mặt trời đòi hỏi phải sử dụng cadmium telluride (CdTe) hoặc gallium selenide indi (CIGS) – những nguyên liệu rất quý hiếm và đắt tiền, điều này dẫn đến sự gia tăng chi phí.

  1. Mật độ năng lượng không cao

Một trong những thông số quan trọng của nguồn điện mặt trời là mật độ công suất trung bình, được đo bằng W/m2 và được mô tả bằng lượng điện năng có thể thu được từ một đơn vị diện tích nguồn năng lượng. Chỉ số này đối với điện mặt trời là 170 W/m2 – nhiều hơn các nguồn năng lượng tái tạo khác, nhưng thấp hơn dầu, khí, than và điện hạt nhân. Vì lý do này, để tạo ra 1kW điện từ nhiệt năng mặt trời đòi hỏi một diện tích khá lớn của các tấm pin mặt trời.

VNCPC

Năng lượng mặt trời: Những điều cần biết

/in /by

Năng lượng mặt trời cung cấp nguồn điện sạch phục vụ nhu cầu sản xuất và tiêu dùng trong thế kỷ 21, khi nguồn nhiên liệu hóa thạch và dầu mỏ ngày càng cạn kiệt. Dưới đây chính là những điều cần biết về năng lượng mặt trời.

Ưu điểm của năng lượng mặt trời

  1. Có khả năng tái tạo

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo. Theo tính toán của NASA, mặt trời còn có thể cung cấp năng lượng cho chúng ta trong khoảng 6,5 tỉ năm nữa.

  1. Luôn dồi dào

Tiềm năng của năng lượng mặt trời là rất lớn – mỗi ngày, bề mặt trái đất được hưởng 120.000 terawatts (TW) của ánh sáng mặt trời, cao gấp 20.000 lần so với nhu cầu của con người trên toàn thế giới (1TW = 1.000 tỉ W).

  1. Nguồn cung bền vững và vô tận

Năng lượng mặt trời là vô tận, dư thừa để đáp ứng nhu cầu về năng lượng của nhân loại, đủ dùng cho rất nhiều thế hệ về sau.

  1. Tính khả dụng cao

Năng lượng mặt trời có thể được tiếp nhận và sử dụng ở mọi nơi trên thế giới – không chỉ ở vùng gần xích đạo mà còn ở các nơi có vĩ độ cao thuộc phía bắc và phía nam bán cầu. Hiện nay, Đức là quốc gia chiếm vị trí hàng đầu thế giới về việc sử dụng năng lượng mặt trời và đang có kế hoạch tận dụng tối đa nguồn năng lượng dồi dào này.

  1. Bảo vệ môi trường

Việc sản xuất, vận chuyển, lắp đặt và vận hành các nhà máy điện mặt trời về cơ bản không phát thải các loại khí độc hại vào khí quyển. Ngay cả khi có phát thải một lượng nhỏ thì so sánh với các nguồn năng lượng truyền thống, lượng khí này là không đáng kể.

  1. Không gây tiếng ồn

Khi sản xuất năng lượng mặt trời không sử dụng các loại động cơ như trong máy phát điện, vì vậy việc tạo ra điện không làm phát sinh tiếng ồn.

  1. Hiệu quả cao, chi phí hoạt động thấp

Chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời, các hộ gia đình sẽ có được một khoản tiết kiệm đáng kể. Việc bảo trì, duy tu hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời cho hộ gia đình trong một năm cần chi phí rất thấp. Theo đó, bạn chỉ cần một vài lần lau chùi sạch các tấm pin năng lượng mặt trời và chúng luôn được các nhà sản xuất bảo hành trong khoảng thời gian lên tới 20-25 năm.

  1. Áp dụng rộng rãi

Năng lượng mặt trời có thể cung cấp điện tại các khu vực không có kết nối với lưới điện quốc gia (ngay cả ở những quốc gia đã phát triển như Mỹ, Nga, Pháp… hiện cũng vẫn có những nơi được gọi là “điểm mù về điện” ở vùng sâu, vùng xa). Năng lượng mặt trời còn được dùng để khử muối trong nước biển ở nhiều quốc gia châu Phi khan hiếm nước ngọt. Thậm chí, các vệ tinh trên quỹ đạo trái đất cũng được sử dụng bằng nguồn năng lượng mặt trời.

Gần đây, điện mặt trời còn được gọi là “năng lượng toàn dân” nhờ sự đơn giản của việc tích hợp điện mặt trời vào hệ thống cung cấp điện dân dụng, song song với điện lưới hoặc điện từ các nguồn cung khác.

  1. Công nghệ liên tục được cải tiến

Công nghệ sản xuất pin mặt trời mỗi ngày một tiến bộ hơn – mô-đun màng mỏng được đưa trực tiếp vào vật liệu ngay từ giai đoạn sơ chế ban đầu. Một tập đoàn lớn của Nhật Bản cũng là một nhà sản xuất pin mặt trời, vừa giới thiệu một hệ thống sáng tạo các yếu tố lưu trữ năng lượng cho kính cửa sổ. Những thành tựu mới nhất trong lĩnh vực công nghệ nano và vật lý lượng tử cũng cho phép chúng ta kỳ vọng về khả năng tăng công suất của các tấm pin mặt trời lên gấp 3 lần so với hiện nay.

VNCPC

Kinh nghiệm của Nhật Bản về phát triển điện mặt trời áp mái

/in /by

Với việc đề cao tính thực tiễn và hiệu quả, Nhật Bản đã có nhiều cơ chế để khuyến khích tư nhân tham gia phát triển điện mặt trời áp mái.

Câu chuyện về cơ cấu lại nguồn năng lượng của Nhật Bản đầu thế kỷ 21 gắn liền với sự cố tháng 3/2011, Nhà máy Điện hạt nhân Fukushima Daiichi gặp thảm họa kép về động đất và sóng thần. Sau sự cố này, Chính phủ Nhật Bản đã quyết định thay đổi cơ cấu nguồn điện: Dừng vận hành một số nhà máy điện hạt nhân, tạm thời không phát triển điện hạt nhân mới, tập trung phát triển nhiệt điện và năng lượng tái tạo.

Đến nay, những tấm pin mặt trời áp mái ở Nhật Bản ngày càng phổ biến. Thậm chí, đã có ngày càng nhiều khu vực dân cư tự chủ về nguồn năng lượng nhờ tận dụng rất tốt nguồn năng lượng mặt trời.

Có chính sách hấp dẫn, thu hút được đầu tư

Ngay từ năm 2008, Chính phủ Nhật Bản đã thực hiện chính sách hỗ trợ cho vay mua nhà sử dụng năng lượng tái tạo với thời gian trả nợ tối đa là 10 năm, trong đó, cho những gia đình cải tạo nhà, chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời được vay số tiền tối đa lên đến 5 triệu Yen, tương đương gần 5.000 USD. Ngoài ra, Chính phủ Nhật Bản còn mua điện sản xuất từ năng lượng mặt trời với giá cao hơn giá thị trường và giảm giá bán các tấm pin năng lượng mặt trời.

Thị trấn xanh Fujisawa, nơi có số dân sử dụng điện mặt trời áp mái cao nhất Nhật Bản.

Tháng 8/2011, Nhật Bản đã ban hành Luật Trợ giá (FiT) mua năng lượng tái tạo, khuyến khích người dân tự sản xuất điện mặt trời tại nhà và từ đó xây dựng các trung tâm điện mặt trời lớn, tập trung. Luật FiT cho phép hỗ trợ giá điện sản xuất từ năng lượng mặt trời khi các doanh nghiệp tư nhân muốn đầu tư.

Cụ thể, Chính phủ mua điện sản xuất từ năng lượng mặt trời với giá cao hơn giá thị trường, khoảng 40 Yen/kWp (0.50 USD/kWh) cho các dự án có công suất 10 kW trở lên. Đối với các dự án công suất <10 kW, giá mua là khoảng 42 yen/kWp (0.53 USD/kWh).

Chỉ riêng năm 2016, Chính phủ Nhật Bản dành khoảng 2,3 nghìn tỉ Yen (tương đương 20,5 tỉ USD) hỗ trợ việc mua lại điện mặt trời với giá cao.

Nhật Bản cũng khuyến khích chính quyền các địa phương cùng tham gia các dự án điện mặt trời. Theo báo cáo của Tổ chức phi lợi nhuận “Mạng lưới chủ sở hữu điện mặt trời ở Nhật Bản”, tính đến tháng 7/2013 đã có 277 cơ quan hành chính các cấp ở Nhật Bản (chiếm 15% số lượng cơ quan hành chính của quốc gia này) thực hiện hoặc đồng ý “cho thuê mái nhà” các công trình công cộng, lắp đặt hệ thống pin mặt trời.

Tháng 4/2017, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) giới thiệu đạo luật FiT mới (sửa đổi), trong đó, giảm thuế từ 21 đến 30 Yên/kWp điện tái tạo, tùy thuộc vào quy mô hệ thống. Điều này đã khuyến khích đầu tư từ DN tư nhân vào lĩnh vực năng lượng tái tạo.

Những kết quả khả quan

Chính sách hấp dẫn của Chính phủ Nhật Bản đã thu hút một số lượng lớn các dự án đầu tư vào năng lượng tái tạo, trong đó phổ biến nhất là năng lượng mặt trời. Từ năm 2011 đến năm 2014, công suất lắp đặt điện mặt trời tại Nhật Bản tăng mạnh từ 5.000 MW lên 25.000 MW. Đến nay, đã có khoảng 2,4 triệu khách hàng (bao gồm hộ gia đình, doanh nghiệp…) lắp đặt điện mặt trời áp mái ở Nhật Bản.

Trong số các dự án điện mặt trời, 80% là quy mô nhỏ, chủ yếu là công trình lắp đặt trên mái nhà. Hệ thống điện mặt trời áp mái có nhiều ưu điểm như, giảm được tiền thuê đất, không cần thiết phải kí hợp đồng tiêu thụ điện với các công ty điện lực địa phương… Những khách hàng lắp đặt điện mặt trời áp mái khi không sử dụng hết số lượng điện sản xuất ra, có thể bán cho các công ty điện với mức giá ưu đãi.

Còn các dự án điện mặt trời ở Nhật Bản có quy mô lớn chỉ chiếm 20% vì gặp nhiều khó khăn về giải phóng mặt bằng, chuyển đổi đất nông nghiệp, khó khăn trong việc hòa lưới điện mặt trời vào lưới điện quốc gia…

Tháng 7/2018, Nhật Bản thông qua kế hoạch chiến lược phát triển năng lượng lần thứ 5 tầm nhìn 2030 và đến 2050. Theo đó, Nhật Bản đã định hướng phát triển năng lượng dựa trên nguyên lí 3 E+S, (Viết tắt của Safety – an toàn, Energy Sercurity – an ninh năng lượng, Enviroment – môi trường, Economic Effeciency – hiệu quả kinh tế). Nguyên lý này cho thấy, Nhật Bản đang hướng đến xác lập cơ cấu cung cầu năng lượng bền vững, giảm gánh nặng kinh tế và thân thiện với môi trường.

Theo kế hoạch, Nhật Bản tiếp tục duy trì mục tiêu sử dụng đa dạng các nguồn năng lượng. Cụ thể, đến năm 2030, trong cơ cấu nguồn điện, năng lượng tái tạo chiếm từ 22-24%, nhiên liệu hóa thạch 56% và năng lượng hạt nhân từ 20-22%.

Để thực hiện được mục tiêu đề ra, việc tiếp tục đẩy mạnh phát triển điện mặt trời, trong đó có các công trình điện mặt trời áp mái là không thể thiếu trong Chiến lược phát triển năng lượng của chính phủ Nhật Bản.

Theo Tietkiemnangluong.vn