Ứng dụng năng lượng mặt trời đang phát triển thần kỳ
Điện mặt trời đang chứng kiến một tốc độ phát triển nhanh chưa từng có trên thế giới chỉ trong vòng nửa thập kỷ qua. Tính tới hết năm 2016, tổng công suất đặt của điện mặt trời là khoảng 300GWp, chiếm khoảng 2% tổng nhu cầu điện điện năng của thế giới. Đặc biệt, công suất lắp đặt của điện mặt trời không chỉ tăng mạnh ở các quốc gia có nền kinh tế phát triển như Nhật, Mỹ, Đức… mà còn ghi nhận sự tăng trưởng mạnh mẽ ở các quốc gia đang phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan... Trong đó, Ấn Độ được ghi nhận như là một điển hình của việc gia tăng công suất đặt không tưởng từ mức vài chục MWp năm 2010 tới con số khoảng 9GWp năm 2016.
Tại Việt Nam, theo kết quả đánh giá của Ngân hàng Thế giới (WB), tài nguyên điện mặt trời khá dồi dào, với nguồn bức xạ nhiệt vào khoảng 2056 kWh/m2/năm, kéo dài suốt từ dải đất miền Trung đến khu vực ĐBSCL. Điều kiện tự nhiên thuận lợi này cùng với sự phát triển nhanh chóng về công nghệ tấm pin năng lượng mặt trời cho ra những thế hệ tấm pin mới có hiệu suất ngày càng cao và chi phí sản xuất ngày càng thấp làm cho ứng dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam ngày càng phát triển mạnh.
Ngoài ra, hiện Chính phủ cũng đang thực hiện nhiều chính hỗ trợ để đầu tư phát triển điện mặt trời. Điều này được cụ thể hóa trong Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg ngày 11/4/2017 về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam. Một số nội dung nổi bật của Quyết định này như quy định trách nhiệm mua toàn bộ sản lượng điện phát ra với bên mua điện, quy định giá mua ưu đãi, cơ chế bù trừ điện năng cũng như việc miễn thuế nhập khẩu thiết bị đối với các dự án điện mặt trời nối lưới.
Apple's Spaceship HQ - trụ sở của Apple khai thác tối đa năng lượng mặt trời để vận hành toà nhà. Đây là một điển hình của công trình xanh.
Năng lượng mặt trời trong công trình xanh
Hầu hết, các bộ tiêu chí đánh giá, chứng nhận công trình xanh đang được lựa chọn tại Việt Nam hiện nay như LEED (Hội đồng công trình xanh Mỹ), LOTUS (Hội đồng công trình xanh Việt Nam), EDGE (Tổ chức thương mại thế giới) hay Green Mark (Bộ xây dựng Singapore) đều tập trung tiêu chí sử dụng năng lượng hiệu quả trong đó có khuyến khích trang bị hệ thống năng lượng tái tạo. Trang bị hệ thống điện mặt trời là đáp ứng các tiêu chí đánh giá này nhằm tăng khả năng được chứng nhận hoặc gia tăng bậc xếp hạng cho công trình xanh.
Hiện nay, công nghệ tấm pin năng lượng mặt trời phổ biến trên thị trường gồm ba loại: Tế bào quang điện đơn tinh thể (monocrystalline solar cell); tế bào quang điện đa tinh thể (polycrystalline solar cell) và loại màng mỏng (thin-film). Trong đó công nghệ tinh thể chiếm hơn 90% thị trường, tuy nhiên công nghệ màng mỏng lại đang được nghiên cứu phát triển mạnh mẽ và sẽ là xu thế chính trong tương lai, nhờ khả năng có thể lắp ở rất nhiều vị trí và giá thành ngày càng giảm.
Các tấm cũng pin mặt trời đã được các kiến trúc sư trên thế giới kết hợp trong nhiều công trình như là một điểm nhấn kiến trúc ấn tượng, chúng được sử dụng rất hiệu quả cho các mái che, mái lấy sáng, cửa sổ, mái hiên, mái nhà xe, film năng lượng mặt trời được dán trên các bề mặt ngoài của công trình,… Việc kết hợp này cũng làm giảm giảm chi phí đầu tư các vật liệu khác.
Bên cạnh việc lắp đặt các tấm pin trong công trình để phát điện thì các nghiên cứu nhằm thay thế dần các vật liệu truyền thống cho công trình như như cửa sổ năng lượng mặt trời, ngói năng lượng mặt trời, kính năng lượng mặt trời, thủy tinh năng lượng mặt trời, tường năng lượng mặt trời… đang diễn ra mạnh mẽ trên thế giới.
Kiến trúc xây dựng tòa nhà, công trình tích hợp điện mặt trời đang như là xu thế của kiến trúc hiện đại, kiến trúc bền vững.
Kiến trúc xây dựng tòa nhà, công trình tích hợp điện mặt trời đang như là xu thế của kiến trúc hiện đại, kiến trúc bền vững. Có rất nhiều các công trình nổi tiếng trong những năm gần đây đều thể hiện xu thế này như trụ sở Apple, sân vận động ở Đài Loan (Trung Quốc), tổ hợp FPT Complex Đà Nẵng,… Xu thế này cũng thể hiện một trong những tiêu chí, thị hiếu của người dùng là cảm tình hơn với các công trình bền vững, gần với thiên nhiên và là yếu tố gia tăng giá trị công trình.
Để có thể hình dung sơ bộ về bài toán kinh tế trang bị hệ thống điện mặt trời cho tòa nhà, công trình. Ta xét ví dụ đơn giản cho dự án đầu tư hệ thống điện mặt trời công suất 100kWp lắp đặt trên mái tòa nhà. Chi phí đầu tư dự án theo mức trung bình là 2,5 tỷ đồng, điện lượng sản sinh hàng năm 182.500kWh được sử dụng hết. Giá điện kinh doanh trung bình là 2500 VND/kWh thì dự án sẽ cho giá trị tương ứng 456,25 triệu hàng năm.
Bỏ qua các yếu tố lãi vay, chi phí vận hành, bảo trì, biến động giá mua điện,… sẽ cho phép hoàn vốn dự án trong khoảng 5,5 năm. Ví dụ đơn giản này cho thấy hiệu quả đầu tư với dự án có thời gian hoàn vốn thực tế khoảng 8 - 9 năm với một dự án vận hành trong 20 năm.
Việt Nam trong nhóm các quốc gia chịu ảnh hưởng nhiều nhất về hiện tượng ấm lên của trái đất. Nguồn năng lượng tái tạo chưa được phát triển, chiếm tỷ trọng rất nhỏ dưới 1% tổng công suất lắp đặt trong khi nhiệt điện than gây phát thải khí nhà kính cao đang chiếm khoảng 35% tổng công suất đặt của hệ thống điện quốc gia. Việc đầu tư điện mặt trời đang có được các điều kiện để phát triển thuận lợi như trên, góp phần chống biến đổi khí hậu.
Như vậy, có thể thấy việc trang bị hệ thống điện mặt trời trong công trình, tòa nhà là tuân theo các tiêu chí của công trình xanh, có hiệu quả kinh tế, có thể tạo điểm nhấn kiến trúc, bảo vệ môi trường, gia tăng giá trị công trình, giúp phát triển nguồn năng lượng quốc gia cũng như phù hợp với chủ trương, chính sách của Nhà nước./.
