7 phút đọc
Một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành năng lượng tái tạo, đặc biệt là điện mặt trời, chính là sự phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết. Khi mây mù che phủ, hiệu suất của các tấm pin lập tức sụt giảm nghiêm trọng. Để giải quyết bài toán này, startup Meteoric đã đề xuất một hướng tiếp cận độc đáo: sử dụng các phi đội drone tự động bay thẳng vào các đám mây để làm tan chúng, giúp tối ưu hóa lượng ánh sáng chiếu xuống mặt đất.
Giải pháp tăng 30% sản lượng điện mặt trời không dùng hóa chất
Theo kỹ sư Mete Karslioglu từ Đại học Cambridge (Anh), đồng sáng lập kiêm CEO của Meteoric, các đám mây tầng thấp và trung bình khi che phủ có thể làm giảm lượng ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt đất từ 73% đến 82%. Đây là tổn thất rất lớn đối với các trang trại điện mặt trời quy mô lớn. Để khắc phục tình trạng này mà không cần đầu tư xây dựng thêm hạ tầng vật lý mới, Meteoric đã phát triển giải pháp sử dụng drone.
Cụ thể, hệ thống của Meteoric sẽ vận hành những phi đội gồm hàng chục hoặc hàng trăm chiếc drone tự động. Các thiết bị này sẽ bay vào vùng mây ở độ cao từ 1 đến 5 km ngay phía trên các trang trại điện mặt trời. Tại đây, drone sẽ tác động trực tiếp đến các giọt nước bên trong đám mây mà hoàn toàn không sử dụng bất kỳ loại hóa chất nào. Quá trình này giúp làm giảm độ phản xạ của các đám mây, cho phép nhiều ánh sáng mặt trời xuyên qua và chiếu xuống các tấm pin mặt trời bên dưới hơn.
Mô hình ước tính của startup này chỉ ra rằng, phương pháp xua mây bằng drone có thể giúp tăng từ 10% đến 30% sản lượng điện hàng năm đối với các hạ tầng lưới điện hiện có tại những khu vực lớn của Mỹ. Với mức tăng trưởng này, giá trị kinh tế mang lại ước tính dao động khoảng 5.000 đến 28.000 USD cho mỗi megawatt (MW) công suất.
Tối ưu chi phí vận hành so với phương pháp truyền thống
Ý tưởng điều chỉnh thời tiết hay làm tan mây không hoàn toàn mới. Trước đây, giới chuyên gia đã phát triển một số kỹ thuật để làm tan sương mù và các đám mây tầng thấp. Một trong số đó là phương pháp gieo mây bằng cách rải CO2 dạng rắn hoặc lỏng vào bên trong, làm tăng kích thước các giọt nước lơ lửng để chúng nặng hơn và rơi xuống dưới dạng mưa. Một kỹ thuật khác là trộn cơ học, chẳng hạn như điều động trực thăng bay qua vùng không khí bão hòa để trộn lẫn nó với vùng không khí khô hơn xung quanh, thúc đẩy hơi nước bay hơi nhanh hơn.
Tuy nhiên, Meteoric chỉ ra rằng các phương pháp truyền thống này cực kỳ tốn kém. Chi phí vận hành máy bay hoặc trực thăng thực hiện nhiệm vụ có thể lên tới 2.000 USD mỗi giờ hoặc thậm chí cao hơn. Trong khi đó, giải pháp sử dụng drone điện của Meteoric chỉ tiêu tốn khoảng 30 đến 60 USD cho mỗi giờ hoạt động – một mức chi phí cực kỳ tối ưu và dễ tiếp cận đối với các doanh nghiệp vận hành trang trại điện mặt trời.
Hiện tại, Meteoric vẫn chưa công bố chi tiết phương pháp kỹ thuật cụ thể mà họ áp dụng để làm tan mây. Tuy nhiên, startup này tuyên bố đã chế tạo thành công một nguyên mẫu hoạt động được. Trong các thử nghiệm thực tế bên trong buồng mô phỏng mây, thiết bị này đã chứng minh khả năng làm tan khoảng 13% một đám mây nhân tạo.
Những giải pháp thay thế trong cuộc đua “tìm kiếm ánh sáng”
Meteoric không phải là cái tên duy nhất nỗ lực giải quyết bài toán sụt giảm hiệu suất do thời tiết của điện mặt trời. Trang công nghệ Tom’s Hardware đánh giá đây là một trong những thách thức lớn nhất của ngành và nhiều doanh nghiệp khác cũng đang tìm kiếm các giải pháp từ không gian.
- Dự án của Meta: Tập đoàn công nghệ này đang nghiên cứu phương án phóng các vệ tinh thu năng lượng mặt trời lên quỹ đạo địa đồng bộ. Sau đó, các vệ tinh này sẽ truyền năng lượng dưới dạng ánh sáng chiếu xuống bộ thu nhận đặt dưới mặt đất.
- Vệ tinh gương phản chiếu của Reflect Orbital: Startup Mỹ này đề xuất ý tưởng phóng một loạt vệ tinh trang bị gương khổng lồ lên quỹ đạo để phản chiếu ánh sáng mặt trời đến các khu vực khác nhau trên Trái Đất, qua đó kéo dài thời gian ban ngày cho các trang trại điện mặt trời. Vào ngày 9/7 vừa qua, Ủy ban Truyền thông Liên bang Mỹ (FCC) đã chính thức cấp phép cho Reflect Orbital phóng và vận hành vệ tinh thử nghiệm mang tên Earendil-1 trên quỹ đạo Trái Đất thấp. Ánh sáng phản chiếu từ vệ tinh này dự kiến có thể bao phủ một khu vực rộng khoảng 4,8 km trên mặt đất.
Hoài nghi về quy mô và tác động đến hệ sinh thái
Mặc dù giải pháp sử dụng drone của Meteoric được đánh giá là rất triển vọng khi áp dụng ở quy mô cục bộ (như bảo vệ không gian phía trên một trang trại điện mặt trời cụ thể), nhưng tham vọng mở rộng quy mô của công ty nhằm tác động đến các hiện tượng thời tiết lớn như bão hay lốc xoáy lại đang vấp phải nhiều hoài nghi từ giới khoa học.
Theo Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), nguồn năng lượng tích tụ trong các hệ thống thời tiết quy mô lớn là vô cùng khổng lồ, khiến việc con người muốn thay đổi hoặc loại bỏ hoàn toàn các hiện tượng cực đoan này là điều bất khả thi. WMO cũng đưa ra khuyến cáo rằng các bên liên quan cần hết sức thận trọng trước “những công nghệ điều chỉnh thời tiết tuyên bố đạt được hiệu quả ở quy mô lớn”.
Ngay cả ở phạm vi cục bộ, việc can thiệp và điều chỉnh thời tiết cũng tiềm ẩn nguy cơ gây ra những hậu quả không mong muốn đối với hệ sinh thái và môi trường tự nhiên của địa phương.
Người dùng và các doanh nghiệp năng lượng cần tiếp tục theo dõi xem liệu Meteoric có thể thương mại hóa thành công nguyên mẫu drone của mình hay không, cũng như công bố cụ thể phương pháp tác động vật lý lên giọt nước mà không cần hóa chất để kiểm chứng mức độ an toàn lâu dài đối với môi trường.
Nguồn tham khảo: Xem bài gốc
