Giáo trình Triển vọng của công nghệ năng lượng mặt trời

Nội dung text: Giáo trình Triển vọng của công nghệ năng lượng mặt trời

1. TRIỂN VỌNG CỦA CƠNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
2. I. Thế giới đang quan tâm ngày càng nhiều tới năng lượng Mặt trời (NLMT) Mặt trời là nguồn năng lượng lớn nhất mà con người cĩ thể tận dụng được. Đĩ là một nguồn năng lượng sạch, dồi dào, đáng tin cậy, gần như vơ tận và cĩ ở khắp nơi với mức độ mạnh yếu khác nhau. Việc thu giữ tận dụng NLMT gần như khơng gây ảnh hưởng tiêu cực gì đến mơi trường, khơng thải ra chất độc hại và khí nhà kính, do đĩ vừa đáp ứng được nhu cầu năng lượng của con người, vừa là một cơng nghệ sạch, khơng gĩp phần làm cho Trái đất ấm lên. Hai phương pháp phổ biến dùng để thu nhận và tích trữ năng lượng Mặt trời là phương pháp thụ động và phương pháp chủ động. Phương pháp thụ động sử dụng các nguyên tắc thu giữ nhiệt trong cấu trúc và vật liệu của các cơng trình xây dựng. Phương pháp chủ động sử dụng các thiết bị đặc biệt để thu bức xạ nhiệt và sử dụng các hệ thống quạt và máy bơm để phân phối nhiệt. Phương pháp thụ động cĩ lịch sử phát triển từ lâu, trong khi phương pháp chủ động chỉ mới được phát triển chủ yếu trong thế kỷ 20. Hai ứng dụng chính của NLMT là: Nhiệt Mặt trời: chuyển bức xạ Mặt trời thành nhiệt năng, sử dụng ở các hệ thống sưởi, hoặc để đun nước tạo hơi quay tuabin máy phát điện. Điện Mặt trời (ĐMT): chuyển bức xạ Mặt trời (dưới dạng ánh sáng) trực tiếp thành điện năng nhờ hiệu ứng quang điện (Photovoltaics-PV). Hai dạng hệ thống dân dụng sử dụng NLMT phổ biến nhất hiện nay là hệ thống sưởi nhờ nhiệt Mặt trời và hệ thống quang điện. Tuy cơng suất lắp đặt ĐMT vẫn tương đối thấp so với một số dạng năng lượng mới khác như thủy điện và giĩ, nhưng nhu cầu ĐMT tăng rất nhanh trong vịng 15 năm qua, với tốc độ trung bình là 25% mỗi năm. Riêng năm 2004, tổng cơng suất lắp đặt ĐMT tồn cầu đạt 927 MW, tăng gần gấp đơi so với năm 2003 (574MW) và gấp hơn 40 lần so với 20 năm trước. Các quốc gia phát triển trên thế giới đang thúc đẩy mạnh mẽ các kế hoạch phát triển ĐMT thơng qua cải thiện kỹ thuật cũng như hỗ trợ vốn. Khả năng biến đổi để sản xuất được điện Mặt trời giá rẻ vẫn tiếp tục là hướng chú trọng của nghiên cứu và phát triển (R&D) và ngành chế tạo trên khắp thế giới. Một số nhận định và sự kiện đáng chú ý về tầm quan trọng gia tăng của NLMT: • Viện Hàn lâm Kỹ nghệ Mỹ (NAE), trong Báo cáo đưa ra đầu năm 2008, xác định NLMT là một trong 10 thách thức và cơ hội lớn đặt ra cho kỹ nghệ trong 5 thập niên đầu thế kỷ 21. • Tại Hội nghị của Hiệp hội Hĩa chất Mỹ gần đây, Giáo sư Viện Cơng nghệ California đã nhận xét năng lượng do ánh sáng Mặt trời cung cấp cho trái đất chỉ cần 1 giờ đã lớn hơn năng lượng tiêu thụ của cả thế giới trong vịng 1 năm. Nhưng thách thức lớn nhất để tận dụng năng lượng này là giảm giá thành của ĐMT để nĩ cĩ khả năng cạnh tranh được với các dạng năng lượng truyền thống.
3. • Nhiều lĩnh vực trong xã hội cĩ thể tận dụng được lợi ích của NLMT giá rẻ, như được nêu trong Báo cáo của RAND-một tổ chức nghiên cứu phi lợi nhuận của Mỹ “Cuộc Cách mạng cơng nghệ tồn cầu- GTR2020”: "Các hệ thống NLMT sẽ cĩ giá rẻ để được phổ cập rộng rãi ở các nước đang phát triển và kém phát triển cũng như người dân sinh sống ở vùng sâu, vùng xa". Năng lượng này cĩ thể dùng để bơm nước tưới tiêu hoặc cĩ thể được dùng cho các ngành nghề thủ cơng, học tập từ xa, làm đèn chiếu sáng cho những nơi khơng cĩ mạng lưới điện, làm đơng lạnh thực phẩm và thuốc men nhằm cải thiện dinh dưỡng và y tế. • ĐMT cũng được Cơng ty Tư vấn tài chính Mỹ, Nerrill Lynch, coi là cơng nghệ đi đầu trong số những cơng nghệ sẽ làm nên cuộc Cách mạng cơng nghệ lần thứ sáu, bên cạnh những cơng nghệ khác như phong điện, năng lượng sinh học. • Do giá dầu thế giới tăng cao, việc sử dụng NLMT ngày càng trở nên hấp dẫn. Hội nghị lần thứ 29 về pin Mặt trời (PMT), tổ chức vào tháng 10/2008 ở Valencia, Tây Ban Nha, đã thu hút được 4.000 nhà nghiên cứu và hàng nghìn người đến trưng bày triển lãm cơng nghệ/trang thiết bị. Sự tập hợp đơng đảo như vậy là một chứng minh hùng hồn về một thị trường bùng nổ từ nhiều năm nay - thị trường tiêu thụ điện năng được sản xuất bằng PMT. • Theo Báo cáo của Viện Chính sách Địa cầu Mỹ, các nhà đầu tư đang ngày càng quan tâm tới việc tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế dầu mỏ. Nguồn tài nguyên NLMT là vơ tận: "Nĩ cĩ thể cung cấp hơn 10.000 lần số lượng điện tiêu thụ đang được sản xuất ra trên tồn thế giới", bản Báo cáo nhận xét. Ước tính đến năm 2012, cơng suất một nhà máy ĐMT cĩ thể đạt 6.400 kW, gấp 14 lần cơng suất hiện nay. Các nhà máy điện qui mơ lớn cũng khơng dừng lại ở việc sử dụng các loại PMT mà sẽ sử dụng các tấm gương khổng lồ để thu NLMT. • Cuốn sách nổi tiếng The Sun, the Genome, and the Internet (1999) (Mặt trời, Hệ gen và Internet) của nhà tương lai học người Mỹ, Freeman J. Dyson, đưa ra tầm nhìn, trong đĩ 3 bộ phận sẽ đĩng vai trị hết sức quan trọng trong tương lai: Mặt trời dùng để cung cấp năng lượng cho những nơi cần thiết, hệ gen giúp cung cấp những thực vật để biến ánh sáng thành năng lượng rẻ và hiệu quả, Internet giúp phá bỏ sự ngăn cách về trí tuệ và kinh tế của các cộng đồng nơng dân. Khi cả 3 bộ phận đĩ đều được phát triển đầy đủ, thì các vùng nơng thơn, kể cả ở châu Phi nghèo đĩi, sẽ được hưởng mọi thành quả của nền văn minh. • Theo ước tính của một số nhà khoa học, cơng nghệ năng lượng Mặt trời sẽ đạt được hiệu quả kinh tế để cĩ thể cạnh tranh với các loại năng lượng khác về giá thành vào năm 2012 hoặc 2013. Điều lạc quan này khiến cho Ira Ehrenpreis, Tổng Giám đốc Technology Parners, một cơng ty sản xuất tế bào photovoltaic hàng đầu, nhận định: “Năng lượng Mặt trời là một lĩnh vực đầy hứa hẹn hiện tại và sẽ là một yếu tố quan trọng để đẩy mạnh nền kinh tế quốc gia trong tương lai”. • Hiện nay, các thiết bị thu năng lượng Mặt trời được lắp đặt gia tăng 40%/năm trên thế giới. Những nhà phân tích tài chính cho rằng thị trường này sẽ vượt
4. quá 5.000 MW trong năm 2008, 7.000 trong năm 2010 và đạt đến 20.000 trong năm 2012. Thị trường PMT tập trung phần lớn ở 5 quốc gia: Đức, Mỹ, Tây Ban Nha, Nhật Bản và Italia. • Mỹ và Tây Ban Nha là 2 nước cĩ tham vọng nhất trong việc phát triển NLMT. Với dự án sản xuất khoảng 5.600 MW điện, hệ thống nhà máy ĐMT tương lai ở miền Tây nước Mỹ cĩ khả năng cung cấp năng lượng cho khoảng 1,7 triệu hộ gia đình. Tổ hợp ĐMT lớn nhất của Mỹ trên sa mạc Mojave, bang California, từ năm 1980 đến nay đã và đang cung cấp điện cho gần 100.000 hộ gia đình trong vùng. Tây Ban Nha hiện đã triển khai khoảng hơn 60 dự án xây dựng nhà máy ĐMT và mới đây đã khánh thành sản xuất quang nhiệt điện đầu tiên ở Sanlucar, gần Seville. • Sự phát triển năng lượng Mặt trời cũng kéo theo mức phát triển của kỹ nghệ sản xuất hố chất dự phần vào việc thiết lập tế bào quang điện. Đức là quốc gia hàng đầu trong việc đầu tư vào cơng nghệ này cũng như cải tiến kỹ thuật sản xuất ra những lớp silic đa tinh thể cĩ hiệu năng hấp thụ ánh sáng Mặt trời cao hơn cơng nghệ lớp màng mỏng (Thin Film) hiện tại 14%. • Tính đến năm 2007, Đức đã vượt qua Nhật Bản để thống trị ngành sản xuất năng lượng quang điện trên thế giới. Chỉ tính riêng năm 2007, Đức đã sản xuất 1.063 MW ĐMT. Đức vẫn là nhà lắp đặt hệ thống năng lượng quang điện hàng đầu thế giới, với bằng chứng là sản lượng năng lượng của Đức chiếm gần một nửa sản lượng tồn cầu. Năng lượng quang điện hiện nay đã đạt ngưỡng 1% nhu cầu tiêu thụ điện của Đức và được các nhà phân tích dự báo rằng cĩ thể sẽ đạt mức 25% vào năm 2050. Theo Hans-Josef Fell, Nghị sĩ Quốc hội Đức, thì "nguồn năng lượng từ PMT cĩ khả năng sẽ thay thế năng lượng nguyên tử của Đức trong vài thập kỷ tới". • Trong khi đĩ, Nhật Bản tiếp tục là quốc gia sản xuất tấm hấp thụ năng lượng Mặt trời nhiều hơn bất kỳ quốc gia nào khác với tổng cơng suất năng lượng sản xuất đạt được trong năm 2007 là 920 MW. • Ở Pháp, trung bình một mét vuơng đất cĩ thể thu nhận mỗi năm 1 MWh ĐMT. Nếu thu được 10% số năng lượng ấy thì sẽ đảm bảo được tồn bộ lượng điện tiêu thụ của cả nước". EDF (Tổng Cơng ty Điện lực Pháp) đã đạt được những thành cơng lớn: Mỗi tháng, EDF nối 800 điểm sản xuất điện từ PMT vào lưới điện. • Trung Quốc là nước cĩ tiềm năng lớn nhất cĩ thể tiêu thụ các sản phẩm tấm PMT, trong vài năm qua cũng trở thành một trong những nước đi đầu trong lĩnh vực này nhưng lượng tiêu thụ rất nhỏ, khoảng 100MW trong năm 2007. • Hội nghị Thượng đỉnh thành lập Liên minh Địa Trung Hải đầu tháng 7/2008 khẳng định, sẽ cho xây dựng một nhà máy điện mặt trời lớn trên sa mạc Sahara, nhằm cung cấp điện cho châu Âu và châu Phi. Dự kiến, năm 2050, nhà máy này sẽ đạt cơng suất 100.000 MW.
5. II. Cơng nghệ và thị trường pin Mặt trời Các PMT sử dụng hệ thống quang điện (PV) là các vật liệu để biến ánh sáng mặt trời thành dịng điện. Các tấm PMT chuyển đổi trực tiếp ánh sáng thành điện năng, như thường được thấy trong các máy tính cầm tay hay đồng hồ đeo tay. Chúng được làm từ các vật liệu bán dẫn tương tự như trong các con chip máy tính. Một khi ánh sáng Mặt trời được hấp thụ bởi các vật liệu này, năng lượng Mặt trời sẽ đánh bật các hạt điện tư (electron) năng lượng thấp trong nguyên tử của vật liệu bán dẫn, cho phép các hạt tích điện này di chuyển trong vật liệu và tạo thành điện. Quá trình chuyển đổi photon thành điện này gọi là hiệu ứng quang điện. Cho dù được phát hiện từ hơn 200 năm trước, kỹ thuật quang điện chỉ phát triển rộng rãi trong ứng dụng dân sự kể từ cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973. Các PMT thơng thường được lắp thành một mođun khoảng 40 phiến pin, và 10 mođun được lắp gộp lại thành chuỗi dài vài mét. Các chuỗi PMT dạng phẳng này được lắp ở một gĩc cố định hướng về phía Nam, hoặc được lắp trên một hệ thống hiệu chỉnh hướng nắng để luơn bắt được nắng theo sự thay đổi quĩ đạo của Mặt trời. Qui mơ hệ thống quang điện cĩ thể từ mức 10-20 chuỗi quang điện cho các ứng dụng dân sự, cho đến hệ thống lớn bao gồm hàng trăm chuỗi quang điện kết nối với nhau để cung cấp cho các cơ sở sản xuất điện hay trong các ứng dụng cơng nghiệp Một số dạng PMT được thiết kế để vận hành trong điều kiện ánh sáng Mặt trời hội tụ nhờ các lăng kính. Phương pháp này cĩ mặt ưu điểm và nhược điểm so với mạng PMT dạng phẳng (Flat-plate PV). Mặt ưu điểm là nĩ sử dụng rất ít các vật liệu bán dẫn đắt tiền trong khi đĩ lại hấp thu tối đa ánh sáng Mặt trời. Mặt nhược điểm là các lăng kính hội tụ phải được hướng thẳng đến Mặt trời, do đĩ việc sử dụng các hệ hấp thu tập trung chỉ khai triển ở những khu vực cĩ nắng nhiều nhất, đa số địi hỏi việc sử dụng các thiết bị hiệu chỉnh hướng nắng kỹ thuật cao, phức tạp. Hiệu quả của PMT phụ thuộc trực tiếp vào hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành điện năng của phiến quang điện. Chỉ cĩ ánh sáng Mặt trời với mức năng lượng nhất định mới cĩ thể chuyển đổi một cách hiệu quả thành điện năng, chưa kể đến một phần lớn lượng ánh sáng bị phản chiếu lại hoặc hấp thu bởi vật liệu cấu thành phiến. Do đĩ, hiệu suất tiêu biểu cho các loại PMT thương mại hiện nay vẫn tương đối thấp, khoảng 15% (tương đương với 1/6 bức xạ Mặt trời chiếu đến pin được chuyển thành điện). Hiệu suất thấp dẫn đến việc địi hỏi tăng diện tích lắp đặt để đạt được cơng suất đưa ra, tức là tăng giá thành sản xuất. Do đĩ, mục tiêu hành đầu hiện nay của ngành cơng nghiệp ĐMT là tăng hiệu quả pin và giảm giá thành trên đơn vị phiến pin. Cơng nghệ PV cho đến nay gồm 3 loại chủ yếu như sau: - Thế hệ 1 dựa vào silic và các phương pháp chế tạo của ngành cơng nghiệp bán dẫn; - Thế hệ 2 dựa vào những vật liệu màng mỏng và những phương pháp được phát triển trong các ngành chế tạo màng và chất phủ.
6. - Thế hệ 3 là một loạt các cơng nghệ và các cách tiếp cận chế tạo mới, hứa hẹn nâng cao hiệu suất biến đổi năng lượng, giảm chi phí chế tạo. Nhiều chuyên gia tin rằng chiến lược tốt nhất để tận dụng tiềm năng to lớn của ánh sáng mặt trời là thơng qua các cơng nghệ thế hệ 2 và 3. Việc phân định cơng nghệ PV thành 3 thế hệ là dựa vào: (1) những vật liệu và quy trình chế tạo được sử dụng và (2) hiệu năng biến đổi cực đại mà về lý thuyết chúng cĩ thể nhận được. Ranh giới giữa thế hệ 2 và 3 đơi khi khơng rõ rệt. Ba thế hệ cơng nghệ và những cơng nghệ nằm trong đĩ cạnh tranh nhau để tăng hiệu năng, giảm giá thành vật liệu và chi phí chế tạo. Năm 2006, những cơng nghệ thế hệ 1 chiếm 90% doanh số. Nhìn chung, chúng cĩ hiệu năng cao nhất, nhưng giá thành vật liệu và chi phí chế tạo cao. Giá những mođun PV dựa vào vật liệu cơng nghệ thế hệ 1 ước tính khoảng 3-4 USD/W. Khi kể cả những thiết bị cân bằng hệ thống khác, chẳng hạn như bộ biến đổi điện một chiều thành xoay chiều, các bộ acquy, thì giá thành tăng lên 6-8 USD/W. Nghĩa là giá điện của các hệ thống PV sản xuất ra là vào khoảng 0,25-0,65 USD/kWh, lớn hơn một bậc so với giá điện sản xuất từ than đốt hiện nay. Những cơng nghệ thế hệ 2 - thường gọi là PV màng mỏng, vì chúng được chế tạo từ các vật liệu màng mỏng - cĩ doanh số năm 2006 chiếm từ 7%, năm 2007 tăng lên 11%, một phần do giá silic tăng. Mặc dù vật liệu màng mỏng thường cĩ hiệu năng biến đổi thấp, nhưng giá thành vật liệu lại thấp hơn vì: (1) giảm hoặc loại bỏ được lượng silic hoặc vật liệu cần thiết khác, và (2) sử dụng những phương pháp chế tạo cĩ chi phí thấp. Vì vậy, những cơng nghệ màng mỏng được hưởng lợi từ giá thành cao của silic. Các cơng nghệ cĩ phạm vi rất đa dạng của thế hệ 3 chủ yếu đang ở pha nghiên cứu nhưng hứa hẹn sẽ đem lại hiệu năng cao hơn, đồng thời chi phí cũng thấp hơn. Những cơng nghệ đĩ tìm cách biến đổi một tỷ lệ lớn của phổ ánh sáng mặt trời thành điện thơng qua một loạt các vật liệu, cơng nghệ và phương pháp chế tạo mới. Mặc dù giá thành của các cơng nghệ thế hệ 1 là cao, song cả chi phí lẫn hiệu năng của chúng đều được cải thiện rất nhiều trong vài thập kỷ qua. Hiệu suất của những pin PV thương mại đã tăng từ 6% lên hơn 15%. Giá thành của chúng cũng giảm từ 20 USD/W trong thập kỷ 70 xuống 2,7 USD/W năm 2004, trước khi giá silic tăng buộc giá PV phải tăng theo. Ở phịng thí nghiệm và những ứng dụng trên vũ trụ, những vật liệu và kỹ thuật tiên tiến đã đạt tới hiệu năng là 35-45%. Cơng nghệ thế hệ 1 Trong số hơn 90% pin PV sản xuất ra năm 2006 dựa vào cơng nghệ thế hệ 1, cĩ 52,3% là từ silic đa tinh thể, cịn 38,3% là từ silic đơn tinh thể. Những vật liệu này được sản xuất ra nhờ những phương pháp chế tạo rất tốn kém được phát triển bởi ngành cơng nghiệp bán dẫn. Nhiều hãng hiện đang tìm cách cải tiến những phương pháp này hoặc tìm kiếm những phương pháp mới. Schott Solar, nhà chế tạo pin và tấm đa tinh thể, tiếp tục
7. đổi mới bằng cách tinh chế các sản phẩm của mình. Tháng 12/2007, cơng ty thơng báo đã phát triển được một cấu trúc bề mặt mới, cĩ khả năng biến đổi nhiều ánh sáng chiếu vào thành điện năng. Bởi vậy, những pin đĩ giảm được lượng silic cần thiết cho 1W điện. Những cơng ty khác đang chú trọng vào cải tiến việc cung cấp silic ở thượng nguồn. SunPower, một cơng ty phần lớn được sở hữu bởi Cypress Semiconductor, đang tìm cách áp dụng những đổi mới gần đây nhất vào xí nghiệp chế tạo pin PV 25 MW đầu tiên của mình tại Philippin. Tương tự, Solaicx đã phát triển một quy trình liên tục để cấy các tấm silic đơn tinh thể, với năng suất cao hơn 5,5 lần những nhà sản xuất theo từng lơ. Solaicx đã bắt đầu sản xuất vào tháng 11/2007, với xí nghiệp cĩ tổng cơng suất 40 MW, sau tăng lên 160 MW vào cuối năm 2008. Các cơng ty khác đang theo đuổi cách tiếp cận tầng sơi để tạo silic. AE Polysilicon ở Mỹ đang sử dụng lị phản ứng tầng sơi chu trình khép kín, thân thiện với mơi trường để sản xuất silic hạt, tại xí nghiệp sản lượng 1800 tấn/năm, khai trương vào năm 2009. Nếu thành cơng, cơng ty sẽ tăng sản lượng lên 12.000 tấn/năm vào năm 2010. Wacker Chemie của Đức cũng phát triển một xí nghiệp sản xuất polysilic mới (sản lượng 650 tấn/năm), sử dụng quy trình tầng sơi liên tục, khai trương năm 2008. Ngồi ra, một số cơng ty lớn nhất đang tích cực đổi mới hoặc tăng cường sản xuất và hạ chi phí thơng qua học hỏi và tiết kiệm nhờ quy mơ. Q-tells của Đức cĩ Phịng R&D 300 nhân viên đang tích cực theo đuổi các cơng nghệ thế hệ 1 lẫn thế hệ 2, tương tự như hơn 160 tổ chức khác ở Đức. Tháng 3/2007, hãng thơng báo đã xây dựng một xí nghiệp 300 MW/năm tại Tây Ban Nha. Hãng cũng lập liên doanh với Tata của Ấn Độ để sản xuất ĐMT tổng cơng suất 300 MW/năm trong năm 2010. Một số doanh nghiệp nhỏ ở Mỹ (chẳng hạn như Blue Square Energy và CaliSolar) đang chú trọng phát triển những phương pháp để biến silic chất lượng thấp thành nguyên liệu dùng cho pin PV cĩ khả năng cạnh tranh. Cơng nghệ thế hệ 2 Các cơng nghệ pin màng mỏng phổ biến nhất được chế tạo từ silic vơ định hình. Những hãng như Sharp, United Solar Ovonic và Mitsubishi sử dụng cơng nghệ này. Vì cơng nghệ dựa vào silic nên nĩ cũng bị tác động bởi sự tăng giá của silic, nhưng dẫu sao nĩ vẫn sử dụng silic ít hơn nhiều so với cơng nghệ thế hệ 1. Theo Manufacturing and Technology News 2008, First Solar là hãng PV đang tăng trưởng nhanh nhất thế giới. Sự tăng trưởng của hãng được tạo động lực một phần là bởi hãng dựa vào vật liệu cadmium telluride (CdFe), và sự cạnh tranh từ phía các hãng khác đang gia tăng. Ví dụ, tháng 9/2007, AVA Solar thơng báo sẽ xây dựng một xí nghiệp sản lượng 200 MW cho các mơđun màng mỏng CdFe, dự kiến sẽ đi vào sản xuất vào cuối năm 2008. Những cơng ty nhỏ khác đang tiến hành nghiên cứu trong lĩnh vực này gồm PrimeStar Solar. SoloPower, Miasole, Nanosolar, Heliovolt và Ascent Solar đang phát triển những tấm màng mỏng từ đồng indium gallicum selenide (CIGS). Solopower cĩ năng lực chế tạo là 20 MW (sử dụng phương pháp kết tủa điện hĩa) vào năm 2008 và hy vọng nâng lên 120 MW vào cuối năm 2010. Miasole cũng đang dự định bắt đầu chế tạo, trên cơ sở sử dụng cách tiếp
8. cận khuếch tán kết tủa chân khơng. Tuy nhiên, ngay từ tháng 12/2007, Báo cáo của hãng cho biết đã thất bại trong bước đầu sản xuất thương mại tại xí nghiệp 50 MW của mình, do hiệu suất quá thấp. Cũng vào tháng 12/2007, Nanosolar chuẩn bị thương mại hĩa PV màng mỏng CIGS, với hiệu suất của mođun đạt hơn 10%. Cách tiếp cận của hãng là dựa vào kỹ thuật in mực hạt nano năng suất cao lên dải kim loại. Hãng bắt đầu sản xuất hết cơng suất, với sản lượng 430 MW vào năm 2008. Heliovolt sử dụng kỹ thuật in nhanh để phủ vật liệu CIGS lên nền kính. Các tấm PV của hãng đạt hiệu suất 10-12% tại nhà máy chế thử được khai trương vào năm 2006. Tháng 10/2008, hãng khai trương thêm 1 xí nghiệp rộng 122.400 ft2 tại Austin, Texas. Ascent Solar đang phát triển cơng nghệ màng mỏng CIGS với chất nền là chất dẻo. Sản phẩm đưa ra cĩ trọng lượng nhẹ, mềm dẻo và cĩ thể kết hợp với vật liệu xây dựng. Gần đây, Ascent đã đạt được thỏa thuận với Gisosa Sociedad của Tây Ban Nha để kết hợp cơng nghệ này với các sản phẩm mái cao su, được phân phối rộng khắp trên tồn châu Âu. Cơng nghệ thế hệ 3 Một số cách tiếp cận được dùng ở các cơng nghệ như sau: - Pin PV nhạy cảm với chất nhuộm; - Chấm và giếng lượng tử; - Pin PV hữu cơ; - Các cơng nghệ dựa vào kỹ thuật nano khác. - Các pin PV tập trung (sử dụng những vật liệu của cả 3 thế hệ). Nhiều cơng nghệ kết hợp 2 hoặc nhiều hơn các cách tiếp cận này cùng một lúc, cho thấy sự tinh xảo của ngành chế tạo PV. Thị trường Ngành cơng nghiệp pin PV đã tăng trưởng 55% vào năm 2007 và cĩ tốc độ tăng trưởng trung bình trong 5 năm qua là 44%. Hãng nghiên cứu thị trường BCC Research đã ước tính giá trị thị trường của các hệ thống PV năm 2007 là gần 13 tỷ USD, và cĩ thể tiếp tục tăng trưởng 15% mỗi năm, đến năm 2012 sẽ đạt 32 tỷ USD. Tốc độ tăng trưởng ngoạn mục này đã được tạo động lực bởi những khuyến khích và trợ cấp của Chính phủ để phát triển năng lượng tái tạo. Mặc dù Nhật Bản đã ngừng ưu đãi giá cho ĐMT, nhưng châu Âu, đặc biệt là Đức vẫn cĩ những chính sách thúc đẩy mạnh mẽ và tạo động lực cho thị trường này. Năm 2007, Đức trở thành quốc gia đầu tiên lắp đặt hơn 1 GW ĐMT trong 1 năm. 6 tháng đầu năm 2007, 10 nhà chế tạo các tấm PV thương mại lớn nhất chủ yếu là ở Nhật Bản và Đức. Hãng Suntech ở Trung Quốc gần đây đã trở thành nhà chế tạo PV lớn thứ ba thế giới. Do nhu cầu gia tăng, đặc biệt là ở châu Âu, nên Đức đã mua 90% sản lượng của Suntech. Sự tăng trưởng nhanh về cầu đã đẩy giá thành của silic từ 25 USD/kg năm 2003 lên 400
9. USD/kg vào tháng 4/2008. Nhưng những nhà máy sản xuất silic tiếp tục ra đời và năng lực sản xuất silic cĩ thể tăng gấp đơi vào năm 2010. Điều này cĩ thể làm cho giá thành của các cơng nghệ thế hệ 1 và 2 dựa vào silic sẽ tụt xuống cịn 2 USD/W đối với các cơng nghệ thế hệ 1 và 1 USD/W đối với một số cơng nghệ thế hệ 2. Nếu như vậy, những cơng nghệ này sẽ cạnh tranh được về giá cả với những cơng nghệ sản xuất điện truyền thống (chẳng hạn như các nhà máy nhiệt điện dùng than đốt), thậm chí khơng cần trợ cấp của Chính phủ. Một thách thức đối với những hãng sản xuất các cơng nghệ thế hệ 2 mà khơng dựa vào silic và những hãng sản xuất cơng nghệ thế hệ 3 là giá thành hoặc nâng cao hiệu năng để cĩ thể cạnh tranh được với những cơng nghệ dựa vào silic, thậm chí cả khi giá silic tụt xuống. III. Cơng nghệ nhiệt Mặt trời Kể từ đầu những năm 60 thế kỷ 19, khi nhà sáng chế Auguste Mouchout người Pháp sử dụng một chiếc nồi kín bằng thuỷ tinh, một chiếc đĩa hình parabơn mài bĩng và sức nĩng mặt trời để tạo ra hơi nước, cấp cho chiếc động cơ hơi nước đầu tiên chạy bằng NLMT thì đến nay, cơng nghệ nhiệt mặt trời đã cĩ những bước tiến dài. Giờ đây đã cĩ hàng loạt các thế hệ cơng nghệ đang hoặc sẵn sàng được sử dụng - trong đĩ phải kể đến máng gương parabơn, tháp năng lượng, và hệ thống đĩa/động cơ - và một số hệ thống khác đang trong quá trình triển khai. Cơng nghệ tập trung nhiệt Mặt trời thế hệ mới Cơng ty Ausra Inc. đã đưa vào hoạt động trạm năng lượng nhiệt Mặt trời Kimberlina tại Bakersfield (California, Mỹ). Đây là trạm nhiệt điện Mặt trời đầu tiên kể từ khi Cơng ty FPL Energy xây dựng 9 hệ thống sản xuất NLMT tại sa mạc Mojave vào cuối thập kỷ 80 và đầu thập kỷ 90. Trạm Kimberlina cơng suất 5 MW điện sử dụng cơng nghệ tập trung năng lượng Mặt trời (concentrating solar power - CSP) “thế hệ mới”, theo cách gọi của Ausra Inc., và cơng ty này nĩi rằng trạm phát điện này được xây dựng theo mẫu của trạm nhiệt điện Liddell ở bang New South Wales (Ơxtrâylia). Trạm bao gồm các dãy gương dài cỡ 300m. Các tuyến thu năng lượng sẽ phát ra 25MW nhiệt năng làm quay một tuabin hơi tại trạm phát điện năng lượng sạch cạnh đĩ. Theo cơng ty Ausra, họ đã giảm được chi phí nhờ đơn giản hố thiết kế và sản xuất gương hàng loạt tại nhà máy của họ tại Las Vegas (bang Nevada). Kimberlina chỉ là bước khởi đầu của nhà máy nhiệt điện Mặt trời tại bang California. Hiện nay Ausra đang triển khai một nhà máy nhiệt điện cơng suất 177 MW tại Carrizo Plains, ở phía Tây Bakersfield. Ngồi nhà máy trên, Ban Năng lượng bang California đang xét duyệt các đề xuất về 5 nhà máy nhiệt ĐMT cỡ lớn, bao gồm SES Solar Two (750MW) của cơng ty Stirling Energy Systems, tháp NLMT Ivanpah (400MW) của cơng ty BrightSource, dự án máng thu NLMT (250MW) của cơng ty Beacon Solar tại Kern County và 2 dự án năng lượng hỗn hợp (hybrid) cĩ sử dụng máng thu NLMT để tạo ra cơng suất tổng là 112 MW. Sáu dự án nĩi trên cộng lại sẽ bổ sung 1.689 MW cho lưới điện. Văn phịng Quản lý Đất đai cũng đang nghiên cứu yêu cầu đầu tư 34 nhà máy ĐMT nữa tại miền Nam California, với tổng cơng suất khoảng 24 GW.
10. Tuabin hơi nước tháp Mặt trời Theo cơng ty Siemens Energy, họ sẽ cung cấp động cơ hơi nước cơng nghiệp cho một trong những nhà máy điện tháp Mặt trời (Solar Tower) vận hành thương mại đầu tiên, đĩ là dự án Solar Tres (19 MW) của cơng ty Sener, đặt ở gần Seville (Tây Ban Nha), đã khởi cơng cách đây 7 năm. Để tập trung ánh sáng Mặt trời, nhà máy điện này sẽ sử dụng hệ thống gương dõi theo Mặt trời được bố trí thành hàng xung quanh tháp và phản xạ ánh sáng trực tiếp vào bộ thu đặt trên đỉnh tháp cao khoảng 400 foot (120 m). Các gương dõi theo Mặt trời (Heliostat) sẽ được bố trí trên diện tích 0,32 km2, tức là khoảng bằng 60 lần diện tích sân bĩng đá. Trong dự án này, muối được sử dụng để truyền nhiệt bên trong bộ thu, thay cho dầu nhiệt (Thermo Oil) theo cách truyền thống. Ánh sáng Mặt trời tập trung sẽ tạo ra nhiệt độ trên 900oC tại thiết bị thu. Kết quả là muối khi bị nung nĩng lên tới khoảng 565oC, sẽ chuyển sang trạng thái lỏng và chảy qua bộ trao đổi nhiệt, tạo ra đủ hơi nước làm quay tổ máy phát điện tuabin. Siemens, hãng chuyên chế tạo tuabin dùng trong các nhà máy nhiệt điện Mặt trời dùng gương parabơn, đã chế tạo tuabin SST-600 loại 2 xilanh gia nhiệt lại để đáp ứng các yêu cầu cơng nghệ cho dự án tháp Mặt trời Sener. Theo cơng ty Siemens, việc gia nhiệt lại sẽ nâng cao hiệu suất chung của nhà máy. Siemens cũng kết hợp với Sener tìm ra thiết kế bảo vệ để tuabin hơi khơng bị nguội quá mức vào ban đêm. Gương parabơn khơng cĩ thuỷ tinh Phần lớn các máng gương parabơn đều làm bằng thuỷ tinh uốn cong rất nặng. Tuy nhiên, SkyFuel Inc., một cơng ty mới khởi sự đã chế tạo ra vật liệu mang tên ReflecTech, loại màng mỏng polyme mạ bạc cĩ tính phản quang cao, khĩ vỡ, được gắn vào các tấm nhơm mỏng. Màng mỏng này cĩ nhiều ưu điểm: cho phép chế tạo các tấm phân đoạn lớn hơn, và do vậy số lượng yêu cầu ít hơn so với các thiết kế máng gương trước đây, và theo SkyFuel, cĩ thể giảm được chi phí cho máng parabơn tập trung ánh sáng tới 35% và chế tạo với khối lượng lớn. Cơng nghệ hỗn hợp năng lượng nhiệt Mặt trời Tháng 10/2008, Viện Nghiên cứu Điện lực Mỹ (EPRI) bắt đầu chương trình nghiên cứu tại 2 nhà máy chu trình hỗn hợp đốt khí tự nhiên - nhà máy Griffith Energy của cơng ty Dynegy Inc. tại Kingman (bang Arizona) và nhà máy điện Chuck Lenzie của cơng ty NV Energy, gần Las Vegas (bang Nevada) - nhằm giúp các cơng ty điện lực bổ sung NLMT cho các nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu hố thạch. Trong khuơn khổ một cơng trình nghiên cứu lớn hơn vào năm 2009, EPRI thực hiện cơng trình nghiên cứu song song tại các nhà máy nhiệt điện than. Các dự án bao gồm việc bổ sung hơi tạo ra nhờ nhiệt Mặt trời cho nhà máy chu trình hỗn hợp chạy bằng nhiên liệu hố thạch truyền thống, nhằm tiết kiệm một phần than hoặc khí tự nhiên hoặc tăng sản lượng điện chung của nhà máy.
11. Theo lập luận của EPRI thì 27 bang của Mỹ đã cĩ chính sách về mức chuẩn áp dụng năng lượng tái tạo, trong đĩ một số bang đề ra tỉ lệ bắt buộc về NLMT. Tuy nhiên, hiện nay đa số các ứng dụng NLMT cịn chưa đủ sức cạnh tranh về chi phí so với các phương án phát điện khác. Theo EPRI, sử dụng NLMT để hỗ trợ than hoặc khí tự nhiên cĩ thể “là phương án cĩ chi phí thấp nhất để bổ sung cho nguồn điện, vì phương án này sử dụng các cơng trình điện hiện cĩ, ngồi ra vì cường độ NLMT mạnh nhất thường rơi vào thời điểm phụ tải đỉnh mùa hè, điều này khiến cho chu kỳ hơi được NLMT hỗ trợ trở thành phương án thực sự hấp dẫn”. Tuy nhiên, CSP cịn cĩ nhiều trở ngại phải vượt qua. Trở ngại lớn nhất đối với các cơng ty điện lực là giá thành vẫn cịn cao. Mặc dầu hiện nay điện năng từ NLMT tập trung rẻ hơn so với các tấm PMT, nhưng nĩi chung vẫn ở vào khoảng 15 - 20 cent/kWh, cao hơn nhiều so với điện năng từ nhiên liệu hĩa thạch và giĩ (mặc dầu năng lượng giĩ “thất thường” hơn so với nhà máy CSP cĩ vị trí tốt, và nĩi chung thời điểm phát cơng suất đỉnh của phong điện khơng trùng với đỉnh phụ tải). Tuy vậy, giá của CSP đang giảm, đồng thời mức gia tăng dự kiến về xây dựng mới các nhà máy sẽ giúp giá thành của chúng tiếp tục hạ xuống. Ít nhất, đã cĩ một cơng ty nĩi rằng họ đã giải quyết được vấn đề về chi phí. Cơng ty Mỹ-Australia Ausra cĩ bản quyền thiết kế mới mà theo họ nĩi là cĩ thể sản xuất điện năng với giá 10 cent/kWh. Khơng chỉ vì thiết kế của Ausra rẻ hơn mà cơng ty này cịn tiết kiệm tiền bằng cách chế tạo các tổ máy càng gần nơi lắp đặt càng tốt, để giảm chi phí vận chuyển. Ausra hiện đang xây dựng một nhà máy chế tạo thiết bị CSP “lớn nhất thế giới” ở Nevada, cĩ khả năng sản xuất thiết bị lắp đặt 700 MW cơng suất mỗi năm cho các hệ thống mới để cung cấp điện cho thị trường “nĩng” miền Tây Nam nước Mỹ. Các cơng ty khác cũng cắt giảm giá thành tổ máy bằng cách sử dụng vật liệu nhẹ hơn, ít chi tiết chuyển động hơn cùng nhiều cải tiến khác. Một nhân tố sẽ cho phép CSP cạnh tranh sớm hơn với nhiên liệu hĩa thạch trên một sân chơi bình đẳng là giá than. Theo một bài viết mới đây trên tạp chí EnergyBiz, ơng David Crane, Giám đốc điều hành của NRG Energy Inc. đã nĩi: “Mọi người đều nghĩ rằng sắp tới giá than sẽ tăng. Điều đĩ cĩ thể sẽ khiến giá thành điện sản xuất từ than tăng lên đáng kể”. Một thách thức lớn nữa đối với CSP là khả năng sản xuất năng lượng “24/7”, giống như các nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu hĩa thạch. Các nhà máy CSP cĩ thể phải tích trữ trong 16 giờ để cĩ thể phát điện cả ngày. Ausra nĩi rằng các nhà máy nguyên mẫu của họ cĩ thể tích trữ năng lượng trong 20 giờ - một bước đột phá mà nếu thực hiện được, khơng những chỉ ở giai đoạn chạy thử, thì sẽ đưa Ausra lên vị trí dẫn đầu. Bộ thu gom năng lượng mặt trời của Ausra sử dụng một hệ thống tích trữ năng lượng đã đăng ký bản quyền, nhưng ý tưởng cơ bản là tập trung ánh sáng vào các ống chứa đầy nước, như vậy sẽ trực tiếp sinh ra hơi. Tích trữ nhiệt hiệu quả hơn tích trữ điện: chỉ cĩ 2 - 7% năng lượng bị tổn thất trong hệ thống trữ nhiệt, so với tổn thất ít nhất là 15% khi năng lượng được trữ trong ắcqui, theo đánh giá của MIT Technology Review. Ausra đã khởi cơng xây dựng một nhà máy thương mại cơng suất 175 MW ở California vào cuối năm 2008.
12. Khai thác NLMT ở các sa mạc Tiềm năng về NLMT rất to lớn đối với các quốc gia cĩ khí hậu nĩng và khơ. Hai trong số những quốc gia sử dụng năng lượng cĩ mức tăng trưởng cao nhất là Trung Quốc và Ấn Độ được thiên nhiên ưu đãi về nguồn NLMT ở sa mạc để cấp điện cần thiết phục vụ cho cơng cuộc phát triển kinh tế. Mehico cũng cĩ trữ lượng khổng lồ NLMT gần các thành phố lớn. Và khơng thể khơng đề cập đến sa mạc Sahara, một nguồn tài nguyên NLMT đầy tiềm năng. Năm 2008, các kỹ sư châu Âu đã tiết lộ kế hoạch xây dựng các nhà máy CSP cơng suất hàng ngàn MW để đấu nối qua đường cáp cao thế đặt ngầm dưới biển tới Bắc Âu - đủ để đáp ứng tới 1/6 nhu cầu điện của châu Âu. Theo đài BBC thì các kỹ sư tại Trung tâm Hàng khơng vũ trụ Đức là cơ quan tiến hành nghiên cứu khả thi, coi dự án này “như một kịch bản cĩ lợi cho tất cả các bên để sản xuất ra điện, nước, đem lại thu nhập cho vùng Trung Đơng và Bắc Phi”. Một bài viết trên Tạp chí Guardian của Anh Quốc khẳng định: “Dự án NLMT ở sa mạc vạch ra một vành đai gồm hàng ngàn các nhà máy như vậy sẽ được xây dựng dọc theo bờ biển Bắc Phi và bao quanh bờ Địa Trung Hải vùng Trung Đơng. Bằng cách như vậy, cĩ thể cung cấp tới 100 GW điện năng: 2/3 số này sẽ dành cho các nhu cầu địa phương, phần cịn lại - khoảng 30 GW - sẽ được xuất khẩu sang châu Âu”. Hơi quá nhiệt của các nhà máy này sẽ được sử dụng để khử muối trong nước. Với số tiền đầu tư 400 tỷ euro, một tập đồn ở Đức dự kiến biến sa mạc Sahara tại Bắc Phi thành nguồn cung cấp năng lượng khổng lồ khơng bao giờ cạn cho châu Âu. Dự án mang tên DESERTEC của họ sẽ chứng minh cho thế giới thấy rằng cĩ thể sản xuất điện từ NLMT với sản lượng gần như vơ tận và hiệu quả kinh tế cao. Dự án đầy tham vọng do Đức lãnh đạo này sẽ cung cấp cho châu Âu ĐMT thu được từ các vùng sa mạc Bắc Phi, được bắt đầu bằng một Hội nghị vào ngày 13/07/2009. Dự án liên quan đến một tập đồn gồm khoảng 20 cơng ty - trong đĩ cĩ Siemens, Deutsche Bank và các cơng ty năng lượng như RWE - và chi phí đầu tư là 400 tỉ euro (tức khoảng 555,3 tỉ USD), theo quan chức Torsten Jeworrek của Munich Re cho biết. Dự án cĩ tên gọi "Desertec" hướng đến năng lượng nhiệt mặt trời cơng nghệ tương đối thấp - bằng việc sử dụng những chiếc gương khổng lồ đặt trong sa mạc để đun sơi nước làm chạy những tuabin trong một nhà máy năng lượng địa phương. Tham gia vào dự án cĩ Bộ Kinh tế Đức và Câu lạc bộ Rome, một tổ chức phi chính phủ đặt tại thành phố Zurich. Dự kiến 10 -15 năm nữa Desertec sẽ cung cấp khoảng 100 gigawatt và được truyền tải đến châu Âu theo dây dẫn cao áp dưới đáy biển Địa Trung Hải.
13. Tuy nhiên, dự án cũng cĩ thể đối mặt với một số nguy hiểm như là tổn hại do bão cát gây ra hay sự bất ổn chính trị trong khu vực. Nếu dự án Desertec trở thành hiện thực thì nĩ sẽ là một tiêu chuẩn cho năng lượng tái tạo trong tương lai. Với dự án Desertec, châu Âu muốn xây dựng một nhà máy năng lượng Mặt trời khổng lồ để chuyển đổi nhiệt năng Mặt trời vơ tận trong sa mạc Sahara thành điện năng khơng phát thải CO2. Phần hấp dẫn nhất của dự án Desertec là sự tương đối đơn giản của cơng nghệ áp dụng. Theo nhận xét của tờ Nhật báo Tài chính Handelsblatt, mặc dù những vấn đề về kỹ thuật đã giải quyết ổn thỏa, song vẫn cịn những rào cản chính trị. EU cần phải tăng cường hơn nữa trong quan hệ với các quốc gia Bắc Phi. Trước mắt, người ta khĩ tin vào chuyện chỉ trong vài năm nữa năng lượng xanh này sẽ đến châu Âu từ sa mạc Sahara. Mặc dù vậy, phải thừa nhận điện năng khai thác từ sa mạc cĩ thể trở thành một yếu tố quan trọng đối với kế hoạch sản xuất ra nguồn năng lượng thân thiện với mơi trường. Cịn tờ Financial Times Deutschland cho rằng, dự án Desertec đang gửi đi một tín hiệu mạnh mẽ về sự đầu tư phát triển những năng lượng tái tạo cĩ ý nghĩa về mặt sinh thái lẫn kinh tế. Với “siêu dự án” DESERTEC, trong vịng 10 năm, một loạt nhà máy phát điện sử dụng năng lượng Mặt trời sẽ mọc lên ở Bắc Phi. Trong vịng 10-15 năm sau khi bước vào hoạt động, các nhà máy của DESERTEC sẽ thu được lợi nhuận với giá điện cĩ tính cạnh tranh cao. Giá điện của DESERTEC khi ấy sẽ được bán ổn định ở mức 0,06 euro/kWh. (Giá điện rẻ nhất ở châu Âu hiện nay dao động từ 0,025 đến 0,05 euro/kWh, nhưng theo giới chuyên gia thì trong vịng 30 năm nữa, mức giá này sẽ tăng cao hơn nhiều). Phương án cơng suất nhỏ Khơng cĩ gì đáng ngạc nhiên nếu như một quốc gia nhỏ bé với nhu cầu về năng lượng tương đối thấp như Botswana lại cảm thấy do dự trước các khoản chi lớn phải bỏ ra để xây dựng các nhà máy CSP quy mơ lớn và mở rộng lưới điện. Nhưng cĩ một phương án khác cĩ thể thích hợp cho những vùng mà việc mở rộng lưới điện là khơng khả thi. Trạm CSP nhỏ là một phiên bản thích hợp, cĩ thể dễ dàng lắp đặt và vận chuyển đến từ xa một cách hiệu quả về chi phí. Ít nhất, cơng ty Sopogy ở Hawaii, hiện đã triển khai một tổ máy đặt trên mái nhà cĩ thể phát điện cung cấp cho một tịa nhà đơn lẻ hoặc một tổ hợp cơng nghiệp. Khác với các nhà máy CSP chuẩn, tổ máy của Sopogy được triển khai cho các vùng khí hậu ẩm hơn, và hiện nay cơng ty này đang bắt đầu tiếp thị khắp nơi trên thị trường thế giới cho mục đích sử dụng cơng nghiệp lớn và những tổ hợp dân cư/khách sạn. Cơng suất các hệ thống này nằm trong phạm vi từ 500 kW đến 10 MW.
14. Ơng Al Yuen của Cơng ty Sopogy nĩi: “Tơi tin rằng các trạm CSP nhỏ cĩ tiềm năng lớn tạo ra sự khác biệt ở những nước đang phát triển. Điều này là đặc biệt đúng khi áp dụng cho cơng nghệ xử lý nhiệt, hiệu suất đạt tới 60 - 70%, và cĩ thể sẽ là giải pháp NLMT với chi phí thấp nhất”. Rõ ràng, CSP là phương án rất hiện thực với tiềm năng khổng lồ. Tuy nhiên, cũng giống như các dạng năng lượng tái tạo khác, nĩ chỉ là một phần của giải pháp. Phát triển ĐMT ở Việt Nam Việt Nam cĩ bức xạ Mặt Trời vào loại cao trên thế giới, với số giờ nắng dao động từ 1.600-2.600 giờ/năm, đặc biệt là ở khu vực phía Nam. Việt Nam hiện cĩ trên 100 trạm quan trắc tồn quốc để theo dõi dữ liệu về NLMT. Tính trung bình tồn quốc thì bức xạ Mặt Trời dao động từ 3,8-5,2 kWh/m2/ngày. Tiềm năng ĐMT là cao nhất ở các vùng từ Thừa Thiên Huế trở vào miền Nam (cĩ bức xạ dao động từ 4,0-5,9 kWh/m2/ngày). Tại miền Bắc, bức xạ Mặt Trời dao động khá lớn, từ 2,4-5,6 kWh/m2/ngày, riêng vùng Đơng Bắc trong đĩ cĩ đồng bằng sơng Hồng tiềm năng là thấp nhất, với thời tiết thay đổi đáng kể theo mùa. Theo các tính tốn gần đây, tiềm năng kỹ thuật cho các hệ hấp thu nhiệt Mặt Trời để đun nước là 42,2 PJ, tiềm năng hệ ĐMT tập trung/hịa mạng (intergrated PV system) là 1.799 MW và tiềm năng lắp đặt các thiết bị ĐMT cho các hộ gia đình là 300.000, tương đương với cơng suất là 20 MW (Nguyễn Q. Khánh, 2005). Việc khai triển ĐMT bắt nguồn từ "Chương trình Nhà nước về Năng lượng tái tạo" trong giai đoạn 1980-1990, với các đề tài về pin Mặt trời, sấy, làm lạnh, chưng cất nước và đun nước nĩng. Tuy nhiên, do hạn chế về kinh phí, phần lớn các đề tài chỉ dừng ở mẫu thí nghiệm hoặc sản xuất quy mơ nhỏ, chưa được chuyển giao vào các ứng dụng quy mơ cơng nghiệp. Cho đến nay, các hoạt động nghiên cứu phát triển trong lĩnh vực năng lượng Mặt trời vẫn tương đối chậm, khơng cĩ tính đột phá do thiếu nguồn vốn đầu tư và đề tài. Do đĩ việc sử dụng năng lượng Mặt trời để đun nước nĩng và làm nguồn điện sinh hoạt hiện chỉ dừng lại ở quy mơ nhỏ. Xử lý: Kiều Gia Như TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. New and Renewable Energy, Opportunities for Electricity Generation in Vietnam, Report of EC-ASEAN Energy Facility Programme, 2004. 2. Solar Energy Topics, US Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy Program Webpage, 3. World Energy Council, 2009, Survey of Enery Resources - Solar Energy 4. Global Technology Revolution China, RAND, 2009.