ĐIỆN MẶT TRỜI NỔI - XU HƯỚNG ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN MẶT NƯỚC MỚI HIỆN NAY

Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành năng lượng tái tạo đặc biệt là năng lượng mặt trời, hiện nay các hệ thống điện mặt trời mái nhà, điện mặt trời mặt đất ngày càng được mở rộng cả về số lượng và quy mô. Bên cạnh đó, một giải pháp khác cũng được khai thác trong thời gian gần đây là điện mặt trời nổi. Đây là hệ thống năng lượng mặt trời nổi trên mặt nước. Với nhiều ưu điểm và lợi thế trong mô hình, điện mặt trời nổi đang ngày càng thu hút nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước.

Điện mặt trời nổi là gì? Chúng hoạt động như thế nào?

Điện mặt trời nổi còn được gọi là quang điện nổi (FPV floating photovoltaic hay floatovoltaics), là bất kỳ loại hệ thống năng lượng mặt trời nào nổi trên mặt nước. Hệ thống tấm pin cần phải được lắp vào một cấu trúc nổi để giữ chúng ở trên bề mặt. Nếu bạn bắt gặp một công trình lắp đặt nổi, rất có thể nó nằm trong một hồ hoặc lưu vực vì mặt nước nói chung tĩnh hơn đại dương. Việc lắp đặt các cấu trúc nổi trên các hồ nước lớn do con người tạo ra, chẳng hạn như các hồ chứa cũng rất phổ biến

Năng lượng mặt trời nổi là một khái niệm tương đối mới. Bằng sáng chế đầu tiên cho loại công nghệ này được đăng ký vào năm 2008. Kể từ đó, năng lượng mặt trời nổi đã được lắp đặt chủ yếu ở các nước như Trung Quốc, Nhật Bản và Vương quốc Anh.

Ưu và nhược điểm của điện mặt trời nổi

Ưu điểm đáng kể nhất của ĐMT nổi là tiêu tốn ít nguồn tài nguyên đất quý giá. Trong khi để có thể xây dựng nhà máy ĐMT với sản lượng 1GW (1GW=1.000 MW) cần diện tích mặt bằng lên tới khoảng 1.300ha (1,3 triệu m2), thì hệ thống ĐMT nổi lại có khả năng khai thác không gian trống của các công trình sẵn có như đập thủy điện hồ xử lý nước thải. So với ĐMT truyền thống , ĐMT nổi tiết kiệm được diện tích lắp đặt dàn pin mặt trời, giảm suất đầu tư. Nó cũng làm tăng hiệu suất phát điện do được hơi nước làm mát. Bên cạnh đó, chi phí vận hành và bảo dưỡng (O&M) giảm. Việc lắp đặt pin quang điện trên nước cũng hạn chế nhu cầu chặt bỏ cây xanh và phát quang rừng. Đồng thời, khối nước bên dưới sẽ làm mát thiết bị nổi phía trên, giúp tăng 15-20% sản lượng điện khi phải liên tục hoạt động dưới nhiệt độ cao.

Nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới kết hợp cùng Viện Nghiên cứu Năng lượng mặt trời Singapore (SERIS) cũng cho thấy các cấu trúc pin mặt trời nổi góp phần giảm 70% lượng nước bốc hơi nhờ hạn chế lưu thông không khí và ánh nắng chiếu xuống mặt nước. Đó cũng là lợi thế quan trọng, vô cùng hữu ích ở những nơi thường xuyên xảy ra hạn hán. Hơn nữa, bóng râm che phủ giúp ngăn sự phát triển của tảo nở hoa gây ô nhiễm nguồn nước ngọt, từ đó hạn chế phát sinh chi phí cải tạo. 

Tuy nhiên, giá thành triển khai đắt đỏ của hệ thống điện mặt trời nổi là rào cản lớn nhất đối với các quốc gia đang phát triển. Công nghệ mới đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và đội ngũ kỹ sư chuyên trách. Hơn nữa, hệ thống điện mặt trời nổi chắc chắn sẽ bị di chuyển theo sóng và gió mạnh. Hệ thống ĐMT cần phải có khả năng chịu đựng được những sức mạnh tác động của thiên nhiên. Hiện tại, thực tế hầu hết các nhà sản xuất tấm pin Mặt Trời vẫn chưa hoàn toàn tự tin để chắc chắn các sản phẩm của họ có thể đảm bảo chống ăn mòn từ nước mặn hay sương muối. Ngoài ra, các nhà đầu tư vào hệ thống này thường triển khai ở vùng nước rộng lớn, chỉ phù hợp nếu lắp đặt hàng trăm đến hàng ngàn tấm pin mặt trời (so với hệ thống năng lượng mặt trời dân dụng thường chỉ khoảng 20 tấm pin). Do đó, việc triển khai hệ thống điện mặt trời nổi cỡ nhỏ gần như bất khả thi.

Tiềm năng phát triển điện mặt trời nổi ở Việt Nam

Việt Nam sở hữu bờ biển dài, nhiều sông hồ, đặc biệt là hệ thống các hồ thủy điện đang vận hành. Đây là điều kiện hết sức thuận lợi cho việc triển khai các nhà máy điện mặt trời nổi. Quan trọng hơn, việc tác động ít tới quỹ đất đồng nghĩa với giảm được chi phí giải phóng mặt bằng để lắp đạt những tấm pin mặt trời. 

Nhận thấy tiềm năng này, Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN) đã có chủ trương đẩy mạnh phát triển công nghệ điện mặt trời nổi. Dự án đầu tiên tại Việt Nam được xây dựng tại hồ Đa Mi (Bình Thuận) đã đi vào hoạt động từ tháng 5/2019. Với công suất 47,5 MW có tổng mức đầu tư khoảng hơn 1.500 tỷ đồng, điện năng sản xuất bình quân dự kiến hơn 69 triệu kWh/năm đầu tiên.

Diện tích đất sử dụng cho Dự án, gồm phần trên mặt hồ khoảng gần 57 ha (lắp đặt panel mặt trời) và phần trên mặt đất khoảng gần 67 ha (xây dựng trạm biến áp, inverter và đường dây tải điện…). Đây là dự án nguồn điện độc lập chưa có tên trong danh mục nguồn điện của Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030. Do vậy, UBND tỉnh Bình Thuận đã đề nghị Tổng cục Năng lượng (Bộ Công Thương) thẩm định và phê duyệt điều chỉnh bổ sung theo đúng quy định hiện hành.

Ngoài ra, còn có Dự án điện mặt trời nổi Hồ Thủy điện Buôn Kuôp, Đắc Lắc, 50MW và Hồ Thủy điện Srê pôk, Đắc Lắc, 50MW, do EVNGENCO 3 làm chủ đầu tư. Tuy nhiên, Việt Nam mới ở giai đoạn đầu của việc nghiên cứu áp dụng công nghệ, nên việc nghiên cứu ảnh hưởng của việc che sáng mặt nước do lắp dàn PMT đến môi trường thủy sinh nói chung và sản lượng thủy sản nuôi trồng như thế nào, cũng như hiệu suất của nguồn ĐMT sẽ bị ảnh hưởng theo hướng nào là những vấn đề cần cân nhắc kỹ lưỡng.