Năng lượng mặt trời: Triển vọng năng lượng mới

624 tấm gương được đặt cẩn thận phản chiếu sức nóng mặt trời về phía một ngọn tháp trung tâm cao 50m, nơi toàn bộ sức nóng được hội tụ lại và được sử dụng để đun sôi nước thành hơi.

Hơi nước được đung sôi sau đó sẽ được sử dụng để làm quay một tuabin, có thể tạo ra một lượng điện lên đến 11 megawatts - đủ sức cung cấp cho 6000 hộ gia đình - theo Solucar của Tây Ban Nha, công ty đã xây dựng máy điện này.

Trong khi những tấm panel năng lượng mặt trời truyền thống (tế bào quang điện) chuyển đổi sức nóng của mặt trời trực tiếp thành điện năng, CSP tập trung năng lượng từ một khu vực rộng lớn và sử dụng nguồn nhiệt lượng rất lớn được phát ra để sản sinh điện trong một cách tương tự như sản xuất điện từ than đá hay dầu.

Tháp Tây Ban Nha, được biết như PS10, là giai đoạn đầu của một sự phát triển đầy tham vọng. Người ta hy vọng rằng tới năm 2013 sẽ có nhiều ngọn tháp như vậy được xây dựng và sẽ tạo ra một "trang trại năng lượng mặt trời" với sản lượng 300 megawatts, sẽ có đủ điện cung cấp cho 180,000 hộ gia đình, hoặc tương đương với toàn bộ dân số quanh vùng Seville.

Công trình $ 1,5 tỷ này trở thành trạm CSP thương mại lớn nhất trên thế giới.

Tuy nhiên, nhiều người tin tưởng rằng công nghệ này sẽ sớm phát triển trong những vùng có mặt trời chiếu rọi liên tục và có bầu trời quang đãng khác, gợi mở một sự thay đổi hiệu quả hơn và rẻ hơn so với sử dụng tế bào quang điện, và mang lại công ăn việc làm và tiền bạc đến những khu vực khô cằn, kém phát triển.

Liên minh Châu Âu đã đầu tư hơn $ 31 triệu trong nghiên cứu CSP trong mười năm qua. Họ cho biết CSP cũng không sản sinh ra bất cứ khí gì gây hiệu ứng nhà kính và làm ô nhiễm môi trường.

Ít nhất 50 dự án CSP đã được cho phép triển khai xây dựng trên khắp Tây Ban Nha. Tới năm 2015 cả nước có thể sản xuất 2 gigawatts điện từ CSP, và sử dụng hàng ngàn lao động trong ngành công nghiệp này.

Một trong những thế mạnh của CSP là nó cho phép xây dựng nhà máy điện trên một quy mô mà có thể sánh ngang bằng với nhiều nhà máy hoạt động dựa trên nhiên liệu hóa thạch, và việc đầu tư xây dựng CSP ít tốn kém hơn nhiều so với việc lắp đặt hệ thống các tế bào quang điện với công suất tương tự.

Ngoài ra nó còn có khả năng sản xuất liên tục - ngay cả khi mặt trời đã tắt.

Công ty Solucar hiện đang thử nghiệm công nghệ này tại một nhà máy gần Grenada, nhà máy này sẽ hòa 50% lượng điện được tạo ra trong ngày, vào lưới điện quốc gia Tây Ban Nha, và sử dụng 50 phần trăm khác để làm tan muối, muối này sau đó sẽ hoạt động như một loại pin, lưu giữ năng lượng mặt trời. Khi màng đêm buông xuống, hơi nóng được lưu giữ trong muối nấu chảy có thể được sử dụng để tạo ra năng lượng suốt đêm.

Tiến sĩ Jeff Hardy, Giám đốc Mạng tại Hội đồng Nghiên cứu Năng lượng Anh Quốc nói "Những công nghệ này kích thích tôi".

"Một trong những lợi ích thực sự đó là bạn có thể có được một nhà máy điện có qui mô kha khá.

"Thách thức to lớn với công nghệ này chính là sự làm việc với nhiệt độ cực nóng, tuy nhiên nhiều công đoạn sau đó lại rất giống với cách vận hành của các nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch truyền thống, xét cho cùng thì các bạn luôn phải làm việc với nước được đung nóng để tạo hơi nước và làm một tuabin quay ".

Tập trung thúc đẩy phát triển CSP trên toàn thế giới

Chính phủ Mỹ đang xem xét việc gia tăng sự đóng góp của các nguồn năng lượng tái tạo vào toàn bộ hệ thống năng lượng quốc gia – đây cũng là một phần quan trọng trong kế hoạch của Tổng thống Obama. Điều này buộc chính phủ phải bơm tiền tài trợ cho các dự án hạ tầng "sạch" nhiều hơn và tiềm năng của công nghệ CSP là rõ ràng.

Hiện nay đã có một trạm CSP thuộc hệ thống phát điện dùng năng lượng mặt trời khổng lồ tại sa mạc Mojave, California; Công ty Acciona Tây Ban Nha cũng đã xây dựng một nhà máy gần Las Vegas. Nhiều cái khác nữa chắc chắn sẽ tiếp tục được dựng lên.

Một đề án táo bạo ước tính rằng nếu từng nhà máy đơn lẻ cách nhau mỗi 100 dặm một cái đặt ở Tây Nam nước Mỹ thì có thể tạo ra đủ lượng điện cho cả nước.

Đây rõ ràng là một nhiệm vụ rất vĩ đại về mặt: chính trị, tài chính và khoa học.

CSP có thể mang đến những khoản thu nhập nước ngoài hấp dẫn cho các quốc gia nghèo nàn luôn bị hạn hán khô cằn kéo dài thuộc khu vực Châu Phi, trong khi đó có thể giúp Châu Âu có được nguồn năng lượng sạch mà họ cần.

"CSP được chứng minh là hoạt động tốt ở các quốc gia như Tây Ban Nha nơi luôn có các chính sách thuận lợi và khí hậu hợp lý" Tiến sĩ Hardy nói.

"Tôi chắc chắn có thể nhìn thấy tiềm năng của việc mở rộng các mạng lưới liên kết với nhau, và ý tưởng về một mạng lưới điện liên kết các nguồn năng lượng tái tạo Bắc Phi là một khả năng thực sự."

Cung cấp năng lượng, công ăn việc làm và tiền bạc

Sahara, sa mạc lớn nhất thế giới, được bao quanh bởi một số quốc gia nghèo nhất trên thế giới và môi trường khắc nghiệt luôn luôn được coi là một vấn nạn, với phần đất rộng lớn và không có nước của nó, nhiệt độ thường xuyên đạt tới trên 45 độ C.

Nhưng, với các dự án CSP quy mô lớn, đột nhiên tất cả các không gian trống rỗng, quanh năm bầu trời trong vắt và mặt trời nóng bỏng này, sẽ trở nên có một giá trị có thể chuyển đổi nền kinh tế khu vực.

Châu Phi có thể trở thành nhà xuất khẩu năng lượng chính cho Châu Âu, nơi đang rất đói điện, và thậm chí có thể cung cấp cho các quốc gia khác ở Nam Phi, khu vực chủ yếu dựa vào dầu như Saudi Arabia.

Tuy nhiên, chúng ta vẫn còn một chặn đường dài phía trước để biến Sahara trở thành nguồn năng lượng tái tạo lớn nhất thế giới, và miền Tây Nam nước Mỹ sẽ được bao phủ bởi những tắm gương chiếu sáng và cung cấp năng lương cho các thành phố khắp châu lục.

Có rất nhiều vấn đề lớn vẫn chưa được giải quyết, nhưng từng bước nhỏ, chúng ta có thể sẽ đạt đến mục tiêu trong tương lai không xa.

H.T. (Theo Reuters)