Nhờ chi phí tấm pin giảm hơn 90% trong thập kỷ qua, điện mặt trời hiện là nguồn năng lượng tái tạo rẻ thứ hai, chỉ sau điện gió ngoài khơi.
Theo các dự báo mới nhất, tổng công suất lắp đặt mô-đun năng lượng mặt trời toàn cầu sẽ vượt 4 TW từ nay đến năm 2030, cao hơn 67% so với ước tính cách đây chưa đầy hai năm.
Năm 2024, điện mặt trời chiếm tới 81% công suất năng lượng tái tạo mới được bổ sung trên toàn cầu, song vẫn chỉ đóng góp khoảng 7% vào tổng sản lượng điện toàn thế giới.
Hiện pin mặt trời sử dụng silicon có hiệu suất tối đa khoảng 26%. Để vượt qua giới hạn này, giới nghiên cứu đang phát triển công nghệ pin lai giữa silicon và perovskite, giúp thu nhận dải ánh sáng rộng hơn và nâng cao hiệu suất.
Ngoài ra, các vật liệu bán dẫn phức tạp như gallium arsenide, cadmium telluride (CdTe) và copper indium gallium selenide cũng được nghiên cứu để tạo ra các tấm pin linh hoạt, nhẹ và hiệu quả hơn, mở ra tiềm năng mới trong ứng dụng quy mô lớn và đặc thù.
Điện mặt trời bùng nổ. Ảnh: PV
Để hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động hiệu quả, các tấm pin mặt trời cần được tích hợp vào hệ thống hoàn chỉnh bao gồm bộ biến tần, máy biến áp, hạ tầng kết nối với lưới điện và hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin.
Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất với điện mặt trời là tính không ổn định về thời gian phát điện. Nguồn điện đạt đỉnh vào buổi trưa, trong khi nhu cầu tiêu dùng lại tăng vào buổi tối nên việc lưu trữ điện là yếu tố then chốt giúp tối ưu hóa sử dụng năng lượng và giảm phụ thuộc vào lưới điện vào giờ cao điểm.
Tự động hóa đóng vai trò quan trọng trong các dự án quy mô lớn. Những trang trại năng lượng mặt trời ở vùng xa xôi, như sa mạc hoặc hồ nước lớn, có thể cần lắp đặt hàng triệu tấm pin, đòi hỏi công nghệ hiện đại để giảm chi phí và nhân lực.
Tại Singapore, công ty công nghệ sâu Quantified Energy đang sử dụng máy bay không người lái để kiểm tra tấm pin bằng kỹ thuật phát quang điện, giúp phát hiện sự xuống cấp nhanh chóng và chính xác.
Một thách thức mới nổi là xử lý rác thải từ các tấm pin hết hạn sử dụng. Trong khi ngày càng nhiều chủ đầu tư thay thế tấm pin cũ bằng mẫu mới hiệu quả hơn, chi phí tái chế vẫn còn cao gấp ba lần so với việc chôn lấp, khiến nhiều tấm pin bị thải bỏ không đúng cách, tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường.
Các dự án điện mặt trời quy mô lớn có thể tạo ra nguồn điện khổng lồ, nhưng việc truyền tải đến người dùng cuối vẫn phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng lưới điện, đây là yếu tố vừa tốn kém vừa mang tính chính trị.
Mô hình năng lượng mặt trời phân tán như lắp đặt tại hộ gia đình hoặc doanh nghiệp nhỏ, cần được thúc đẩy mạnh mẽ hơn. Tại Đông Nam Á, các công ty cung cấp giải pháp cho thuê hoặc vay mua thiết bị năng lượng mặt trời đang giúp nhiều hộ dân tiếp cận với nguồn điện sạch.
Thách thức và cơ hội toàn cầu
Tình hình chính trị toàn cầu, đặc biệt là tại Mỹ, đang tạo ra những biến động cho ngành năng lượng mặt trời. Các chính sách thuế không ổn định, cùng việc cắt giảm ưu đãi tài chính, khiến thị trường thiếu định hướng trong ngắn hạn.
Tuy nhiên, các yếu tố dài hạn vẫn rất tích cực. Nhu cầu điện tại Mỹ được dự đoán sẽ tăng mạnh, thúc đẩy bởi sự phát triển của trung tâm dữ liệu AI và xu hướng tái công nghiệp hóa. Trong bối cảnh chuỗi cung ứng nhiên liệu hóa thạch bị gián đoạn, năng lượng mặt trời trở thành giải pháp thay thế cạnh tranh và bền vững.
Năm 2024, Mỹ chỉ chiếm 12% công suất lắp đặt toàn cầu và 15% sản lượng tiêu thụ. Trong khi đó, các dự án khổng lồ đang mọc lên tại Úc (SunCable 6 GW), Trung Quốc (Midong 8 GW) và Ấn Độ (Khavda 30 GW).
Khu vực Trung Đông và Bắc Phi cũng không đứng ngoài cuộc chơi. Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE) đang dẫn đầu với mục tiêu 75% năng lượng tái tạo vào năm 2050, cùng dự án Al Dhafra 2 GW.
Bất chấp thách thức ngắn hạn, niềm tin vào năng lượng mặt trời chưa bao giờ mạnh mẽ hơn. Những thay đổi trong công nghệ, mô hình kinh doanh và chính sách có thể mở ra một kỷ nguyên mới. Điện mặt trời không chỉ là một giải pháp bền vững, mà còn là một phần thiết yếu trong hệ sinh thái năng lượng toàn cầu.
Duy Anh - Theo Vietnamnet
