Hoạt động của con người đang làm bầu khí quyển của Trái đất bị quá tải khí nhà kính carbon dioxide (CO2) và các loại khí thải khác làm nóng lên toàn cầu. Do đó, chúng ta đang đặt cược vào 2 năng lượng tái tạo hàng đầu để dần loại bỏ sự phụ thuộc vào năng lượng nhiên liệu hóa thạch.
Các phương pháp này cho phép chúng ta khai thác sức mạnh của các nguồn năng lượng miễn phí, không bao giờ cạn kiệt như mặt trời và gió mà lại không hề tạo ra khí thải carbon. Vậy sự khác biệt giữa điện gió và điện mặt trời là gì?
Điện năng lượng mặt trời là gì?
Nhà máy điện năng lượng mặt trời nói chung sử dụng mặt trời để tạo ra điện. Cụ thể hơn, năng lượng mặt trời sử dụng bức xạ nhiệt của mặt trời hoặc ánh sáng của mặt trời, tùy thuộc vào công nghệ được sử dụng.
Công nghệ sử dụng bức xạ nhiệt của mặt trời được gọi là Hệ thống nhiệt điện mặt trời tập trung (CSP), sử dụng gương và thấu kính để tập trung năng lượng ánh sáng của mặt trời và chuyển nó thành nhiệt. Nhiệt tạo ra hơi nước sẽ làm quay tuabin và tạo ra năng lượng.
Mặt khác, điện mặt trời cũng có thể sử dụng một công nghệ khác được gọi là công nghệ Quang điện (PV). So với CSP, mô-đun PV được sử dụng để hấp thụ ánh sáng mặt trời, đánh bật các electron và để các electron này “năng động” hơn, có thể nhảy ra khỏi nguyên tử và di chuyển sang nguyên tử bên cạnh, tạo ra một dòng điện được tạo ra và đi vào hệ thống dây điện.
Nhược điểm năng lượng mặt trời
Mặc dù năng lượng mặt trời nhìn chung có nhiều ưu điểm, nhưng nó vẫn có một số nhược điểm như:
- Năng lượng mặt trời không thể được sản xuất vào ban đêm hoặc ở những khu vực có nhiều mây.
- Hiệu quả của các tấm pin mặt trời bị ảnh hưởng bởi hướng lắp đặt.
- Mặc dù giá tấm năng lượng mặt trời đang giảm, chi phí đầu tư vẫn còn đắt.
- Năng lượng mà bạn không sử dụng ngay cần được lưu trữ trong PIN lưu trữ, điều này có thể gây tốn kém.
- Mặc dù có thể sử dụng năng lượng mặt trời khi có ít hoặc không có mặt trời thông qua việc sử dụng hệ thống CSP, hệ thống CSP đắt hơn nhiều so với công nghệ năng lượng mặt trời khác là PV. Vì vậy, CSP là một lựa chọn kém hấp dẫn hơn PV, và không nhiều người sử dụng nó.
- Hầu hết các tấm pin mặt trời chỉ có hiệu suất chuyển đổi trung bình khoảng 14% năng lượng mặt trời thành điện năng, mức cao nhất hiện nay là 22%.
Điện gió là gì?
Trang trại điện gió tạo ra điện bằng cách tận dụng gió làm quay turbin, turbin làm quay máy phát điện và tạo ra điện. Gió được tạo ra bởi sự kết hợp của ba yếu tố đồng thời:
- Mặt trời làm nóng bầu không khí một cách không đồng đều.
- Những bất thường của bề mặt trái đất.
- Sự quay quanh trục của trái đất.
Ưu điểm của điện gió
Đu gió có nhiều ưu điểm được đề cập dưới đây.
- Điện gió có thể được khai thác cả ngày lẫn đêm.
- Điện gió là một nguồn nhiên liệu sạch, có nghĩa là nó không gây ô nhiễm không khí như các nhà máy điện dựa vào quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch.
- Các tuabin gió có thể biến đổi hơn 50% lượng gió đi qua chúng thành năng lượng điện có thể sử dụng được. Một turbin gió lớn nhất hiện nay có thể tạo ra điện cho khoảng 20.000 ngôi nhà.
- Các tuabin gió sẽ hoạt động theo bất kỳ hướng nào vì chúng có thể thay đổi hướng quay.
- Các tuabin gió có thể được xây dựng ở cả trên đất liền (onshore) và ngoài khơi (offshore).
- Điện gió tiết kiệm chi phí đầu tư.
- Các tuabin gió có thể được xây dựng tại các trang trại và trại chăn nuôi, vì vậy việc cho thuê đất có sẵn có thể trở thành một nguồn thu nhập ở các vùng nông thôn trong khi chủ sở hữu vẫn có thể sử dụng đất cho các mục đích khác.
Nhược điểm của điện gió
- Gió là một nguồn năng lượng không liên tục có nghĩa là không phải lúc nào cũng có gió hoặc gió chuyển động đủ mạnh để làm quay tuabin, hoặc cũng có thể thổi quá nhanh tới mức không thể sử dụng tuabin.
- Các tuabin gió cần phải được bảo dưỡng thường xuyên, khá tốn kém vì các bộ phận chuyển động và chỉ có thể được thực hiện bởi những người có chuyên môn.
- Các tuabin gió dễ bị hư hại do sét và bão.
- Tua bin có thể gây hại hoặc giết chết động vật hoang dã biết bay, bao gồm cả chim và dơi.
- Các tuabin gió gây ra tiếng ồn.
- Do các trang trại điện gió thường nằm ở các vùng sâu vùng xa, nên các đường dây tải điện phải được xây dựng rất nhiều để đưa điện đến các khu vực đông dân cư.
So sánh năng lượng điện mặt trời và điện gió
Có một số yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn giữa năng lượng mặt trời và điện gió. Những yếu tố này được giải thích dưới đây.
1. Hiệu quả
Hiệu quả của các tấm pin mặt trời phụ thuộc vào mức độ chúng có thể chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng sử dụng được. Các tấm pin mặt trời hiệu quả nhất mà bạn có thể mua sẽ có thể chuyển đổi khoảng 22% năng lượng mặt trời thành năng lượng điện thực tế, có vẻ không nhiều.
Tuy nhiên, tuabin gió có thể chuyển đổi tới 60% năng lượng mà chúng khai thác từ gió thành năng lượng điện có thể sử dụng được. Để cho điều này một số góc nhìn, một tuabin gió duy nhất tạo ra lượng điện tương đương với hàng trăm, thậm chí hàng nghìn tấm pin mặt trời.
2. Bảo trì
Các tấm pin mặt trời tiêu chuẩn ít khi cần bảo trì, đơn giản là làm sạch các tấm PIN và siết chặt một vài bu lông, chu kỳ bảo dưỡng là hàng năm.
Tua bin gió có các bộ phận chuyển động là quạt tạo ra dòng điện. Đó là lý do tại sao tuabin gió cần bảo trì thường xuyên.
3. Lắp đặt
Các tấm pin mặt trời có thể được lắp đặt ở hầu hết mọi nơi. Một số lựa chọn lắp đặt trên mặt đất hoặc trên mái nhà, bất cứ nơi nào có mặt trời chiếu sáng đều có thể lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời.
Tua bin gió kém linh hoạt hơn nhiều. Chúng thường phải lắp tránh xa khu vực đông dân cư và cần nhiều không gian để lắp đặt.
4. Sản lượng điện sản xuất
Có thể ước lượng sản lượng điện sản xuất được từ năng lượng mặt trời vì năng lượng mặt trời dễ phân tích hơn năng lượng gió.
5. Ô nhiễm tiếng ồn
Các tấm pin mặt trời không tạo ra bất kỳ tiếng ồn nào trong quá trình sản xuất điện, ngược lại turbin gió tạo ra tiếng ồn đủ lớn vì nó có trục quay, khi quay sẽ tạo ra âm thanh cỡ máy cắt cỏ.
6. Chi phí đầu tư vận hành
Mỗi kWh điện sản xuất được từ tấm pin mặt trời nhìn chung sẽ rẻ hơn so với tuabin gió. Điện năng lượng mặt trời có chi phí đầu tư rẻ hơn, chi phí vận hành và bảo dưỡng cũng ít hơn so với turbin gió.
Kết luận
Cả điện năng lượng mặt trời và điện gió đều là những nguồn năng lượng tái tạo cần thiết đối với nhân loại, chúng có những điểm mạnh và điểm yếu riêng tùy thuộc vào cách chúng ta tối đa hóa tiềm năng của chúng.
