Hai công ty ở Nhật Bản mới được công bố gần đây họ sẽ bắt đầu xây dựng hai hòn đảo năng lượng mặt trời khổng lồ sẽ nổi trên các hồ chứa. Điều này theo nhà máy năng lượng mặt trời Kagoshima, lớn nhất của đất nước, được khai trương vào cuối 2013 và được tìm thấy lênh đênh trên biển ngay ngoài khơi miền nam Nhật Bản.
Những động thái này được đưa ra trong bối cảnh Nhật Bản đang cố gắng thoát khỏi thảm họa Fukushima năm 2011 và đáp ứng nhu cầu năng lượng của 127 triệu người mà không cần dựa vào năng lượng hạt nhân. Trước khi sự cố xảy ra, khoảng 30% điện năng của đất nước được sản xuất từ hạt nhân, với kế hoạch đẩy con số này lên 40%. Nhưng Fukushima phá hủy niềm tin của công chúng trong năng lượng hạt nhân, và với động đất ở các khu vực có nhiều lò phản ứng, Nhật Bản hiện đang tìm kiếm giải pháp thay thế.
Điện mặt trời là một giải pháp rõ ràng cho các quốc gia tương đối nghèo tài nguyên. Nó sạch, có chi phí cạnh tranh, không có hạn chế về nơi có thể sử dụng và có khả năng bù đắp sự thiếu hụt năng lượng. Một thực tế nhỏ mà các nhà nghiên cứu năng lượng mặt trời thích thử nghiệm là đủ ánh sáng mặt trời chiếu xuống đất đai của trái đất khoảng 40 phút một lần để cung cấp năng lượng cho hành tinh trong một năm. Nói cách khác, nếu chúng ta bao phủ một phần sa mạc Sahara trong các tấm pin mặt trời, chúng ta có thể cung cấp năng lượng cho thế giới nhiều lần.
Công nghệ đã tồn tại, vì vậy việc sản xuất đủ năng lượng mặt trời chủ yếu phụ thuộc vào một thứ: không gian. Đối với các quốc gia như Hoa Kỳ với nhiều đất thưa thớt, đây không phải là vấn đề, và đã có một số lượng lớn các “trang trại năng lượng mặt trời” được lắp đặt trên khắp đất nước.
Năng lượng mặt trời ở California - chúc may mắn tìm được không gian cho điều này ở Nhật Bản.
USFWS, CC BỞI
Ở những nơi như Nhật Bản, nơi không gian hạn chế, cần có nhiều giải pháp sáng tạo hơn. Đây là lý do chính đằng sau quyết định chuyển sản xuất điện mặt trời của họ ra nước ngoài. Trong khi đất đai bị tắc nghẽn cao, và do đó đắt đỏ, biển phần lớn không được sử dụng. Do đó, rất hợp lý khi sử dụng không gian này cho các nhà máy điện nổi.
Bằng cách nào đó, mặc dù khái niệm về các nhà máy năng lượng mặt trời nổi ban đầu có vẻ khá chói tai. Nước cộng với điện? Tất cả chúng ta đều được nuôi dưỡng bởi những bộ phim văn hóa và an toàn công cộng nổi tiếng để biết rằng hai thứ đó thực sự không hòa hợp.
Nhưng đây không phải là một thách thức công nghệ to lớn mà nhân loại sẽ phải vật lộn để vượt qua. Các tấm được thiết kế chống thấm nước và một số loại cây này đã được xây dựng ở Nhật Bản, bao gồm cả việc lắp đặt lớn trong Kagoshima.
Một phần vẻ đẹp của năng lượng mặt trời là cách sử dụng đơn giản. Ở cấp độ cơ bản, khi bạn mua mô-đun quang điện bán sẵn, nó chỉ đơn giản là cắm nó vào. Thách thức về kỹ thuật nguyên tắc của việc nuôi trồng bằng năng lượng mặt trời ngoài khơi không bao gồm việc xây dựng một bến tàu và bao phủ nó trong các tấm pin mặt trời.
Đây có thể là một sự đơn giản hóa một chút, nhưng hãy xem xét những khó khăn tương đối so với việc xây dựng một dàn khoan dầu ngoài khơi. Những điều này đại diện cho một thách thức kỹ thuật thực sự và một rủi ro thực sự khi thách thức đó không thành công, như chúng ta đã thấy tất cả quá rõ ràng với sự cố tràn Deepwater Horizon ở Vịnh Mexico vào năm 2010. Những rủi ro và khó khăn liên quan đến năng lượng mặt trời ngoài khơi là rất nhỏ nếu so sánh .
Nước vào, điện ra. Hitesh Vip, CC BY-SA
Năng lượng mặt trời nổi cũng có một số lợi ích ngoài lề thú vị. Các mô-đun năng lượng mặt trời hoạt động tốt hơn nhiều khi mát hơn, vì vậy việc đặt chúng gần nước thực sự giúp ích cho hiệu suất. Ở Ấn Độ, chúng cũng đã được sử dụng như một giải pháp mục đích kép thú vị. Ở bang Gujarat, các tấm pin mặt trời đã được lắp đặt trên đỉnh kênh Narmada, phục vụ cả việc tạo ra năng lượng và ngăn nước bay hơi từ bên dưới.
Cũng không có lý do tại sao thiết kế cần phải có chức năng như vậy. Cho đến nay, ứng dụng độc đáo nhất là khái niệm về năng lượng của vịt vịt khổng lồ nổi bảng điều khiển năng lượng mặt trời nổi đã được đề xuất ngồi ở cảng Copenhagen đóng vai trò là điểm thu hút khách du lịch và nguồn năng lượng trung hòa carbon. Điều này có thể không bao giờ xảy ra một cách đáng tiếc, nhưng nó là một minh chứng khá tuyệt vời về cách năng lượng mặt trời có thể được áp dụng theo nhiều cách khác nhau.
Vịt năng lượng, được đề xuất cho bến cảng Copenhagen của các nghệ sĩ Hareth Pochee, Adam Khan, Louis Leger và Patrick Fowder. Sáng kiến máy phát điện nghệ thuật đất 2014
Đảo mặt trời chắc chắn có thể là một giải pháp cho các quốc gia khác, nơi không gian là một vấn đề - có thể một ngày nào đó, một phần đáng kể năng lượng của châu Âu có thể được tạo ra bởi các phao năng lượng mặt trời khổng lồ trên đại dương. Công nghệ tồn tại và những thách thức kỹ thuật không có gì là không thể vượt qua. Các câu hỏi duy nhất bây giờ là liệu ý chí có để đẩy các đảo mặt trời như một giải pháp và quan trọng hơn là chúng ta có biến chúng thành hình con vịt hay không?
Jon Major nhận được tài trợ từ Hội đồng nghiên cứu khoa học vật lý và kỹ thuật (EPSRC).
Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation
Đọc ban đầu bài viết.
Giới thiệu về Tác giả
Jon Major là thành viên nghiên cứu tại Đại học Liverpool. Sở thích nghiên cứu của ông bao gồm màng mỏng, quang điện, chất bán dẫn và dây dẫn trong suốt
