Pin điện mặt trời kiểu mới có thể tạo ra điện ở cả hai mặt của module

Với một mẹo đơn giản ngành công nghiệp điện mặt trời có thể tăng năng suất các nhà máy điện mặt trời lên tới 25%: mặt sau của các tấm pin năng lượng mặt trời cũng có thể thu hút ánh sáng mặt trời.

Những người từng trượt tuyết biết rõ điều này: vào một ngày chủ nhật nào đó họ không bôi kem chống nắng cẩn thận – thì ngay buổi tối hôm đó đã thấy da bị bỏng vì cháy nắng. Điều này dễ xảy ra vì tuyết trắng phản chiếu ánh nắng mặt trời. Vì thế da phải tiếp nhận một lượng lớn tia cực tím (UV) so với khi ngồi phơi nắng trên ban công trong mùa đông.

Ngành công nghiệp quang điện muốn khai thác hiệu ứng này nhằm tăng năng suất các nhà máy điện mặt trời. Các tấm pin mặt trời thông dụng có một nhược điểm: chúng chỉ có thể tạo ra điện ở phía mặt trời chiếu vào, có nghĩa là ở phía đằng trước của tấm pin không thể tận dụng ánh mặt trời phản chiếu vào.

Vì vậy các viện nghiên cứu cũng như các doanh nghiệp đều đang xem xét về một loại pin năng lượng mặt trời có khả năng biến nguồn năng lượng mặt trời ở phía sau thành điện. Tùy theo vị trí lắp đặt và loại hình của nó mà có thể làm tăng năng suất tới 25% so với các tấm pin mặt trời thông thường.

Nhà máy điện mặt trời của của hãng Ökostrom-Saar.

Các doanh nghiệp lớn trong ngành như SolarWorld, Trina Solar, Yingli hay LG đã tung những mô đun đầu tiên thuộc loại này ra thị trường. Sự khác nhau rõ nhất so với các tấm pin năng lượng thông thường là phía sau các tấm này có một tấm kính mỏng, có nhiệm vụ chống phong hóa, nhưng vẫn cho các tia phản chiếu xuyên qua. Các loại mô đun thông thường phủ một màng mỏng không trong suốt.

Điểm khác nhau thứ hai: điểm tiếp xúc bằng kim loại để dẫn điện – thường được làm bằng Aluminium – phía sau tấm pin mặt trời, không phủ kín toàn bộ diện tích như thông thường. "Thay vào đó, những điểm tiếp xúc [ở loại mô đun mới] bằng Aluminium hoặc bạc chỉ mảnh như sợi tóc, dày không quá 100 micromet. Do đó, các tia ánh sáng được phản chiếu dễ dàng tiếp cận với tấm pin mà không gặp một sự cản trở nào", TS. Thorsten Dullweber, ở Viện Nghiên cứu về điện mặt trời Hameln (ISFH) giải thích.

Năng suất tăng bao nhiêu phụ thuộc chủ yếu vào khả năng phản chiếu ở mặt sau của tấm pin năng lượng mặt trời và không gian ở phía sau của các tấm này rộng hay hẹp. Nếu lắp đặt trên mái nhà hình yên ngựa ngoài mầu tối thì các tấm pin kiểu mới này không mang lại hiệu quả gì. Nhưng nếu lắp đặt trên giá có nền sáng hoặc sỏi mầu trắng rải trên mái bằng thì theo năng suất tăng từ 10% đến 15% so với các tấm pin thông thường, theo TS. Dullweber.

Đối với công viên điện mặt trời trên sa mạc hay ở những nơi có khung cảnh khác nhưng tỷ lệ cát ở trong nền đất cao thì hiệu quả cũng lớn tương đương so với nền sáng hoặc sỏi màu trắng. Gá lắp các tấm pin năng lượng mặt trời trên giá hướng về phía mặt trời thì mức năng suất gia tăng thậm chí lên tới 25%. "Sở dĩ như vậy chủ yếu vì lượng ánh sáng mặt trời tác động vào phía trước các tấm mô đun tăng. Còn ở phía sau các mô đun cũng thu hút được nhiều tia sáng hơn", TS Dullweber cho biết.

Trong khi đó chi phí cho các tấm pin năng lượng mặt trời kiểu mới này không quá cao, chỉ nhỉnh hơn từ 4% đến 7 % so với hệ thống tiêu chuẩn, so với việc tăng được năng suất từ 10% đến 15% thì đã là quá tốt, theo nhận định của các nhà khoa học ở ISFH.

Ngoài ra, phương án sử dụng các tấm pin năng lượng mặt trời kiểu mới này còn hấp dẫn bởi một lý do khác: các mô đun ở đây cho phép tạo ra điện hai lần trong một ngày. Một thí nghiệm nhỏ trên thực địa do Start Up Next2Sun ở Berlin tiến hành trên ở Saarland, Đức, sử dụng cách lắp đặt thẳng đứng theo hướng đông – tây thì mặt trước của các tấm pin năng lượng mặt trời sản xuất điện buổi sáng, mặt sau cung cấp điện vào buổi chiều.

Tuy nhiên so với công viên điện gió hay nhà máy điện mặt trời khác, thì các nhà máy sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời kiểu mới này này tốn nhiều diện tích hơn - các dãy mô đun phải đứng cách xa nhau để không che lẫn nhau. Tuy nhiên đây cũng có thể là một ưu điểm, theo Heiko Hildebrand, CEO của Next2Sun: Do các dãy mô đun đứng cách xa nhau lại ở trạng thái đứng thẳng nên diện tích dành cho các mô đun này không bị mất đi. Mà chúng có thể đảm nhận chức năng sinh thái hay phục vụ sản xuất nông nghiệp. Thí dụ các công viên điện mặt trời này có thể làm bãi thả trâu bò hoặc trồng cây làm thức ăn gia súc.

"Đối với nước Đức, phương án này thực sự rất thích hợp", nhà nghiên cứu Forscher Kopecek của Trung tâm nghiên cứu năng lượng ISC ở Konstanz nói. Next2Sun hiện đang chuẩn bị để tiếp tục xây dựng các công viên điện mặt trời loại này. Đến hè này vùng Saarland sẽ có thêm một nhà máy điện mặt trời 2 Megawatt.

• Pin mặt trời hoạt động như thế nào?
• Những giải pháp cải tiến năng suất pin mặt trời