- Các rào cản trong việc thu hoạch năng lượng mặt trời bằng cách thiết lập nhà máy năng lượng mặt trời
- 1. Duy trì độ tin cậy và khả năng thay thế của điện năng lượng mặt trời
- 2. Đối phó với vấn đề về độ loãng và tính gián đoạn của nguồn năng lượng mặt trời
- 3. Những thách thức về cơ sở hạ tầng đi kèm với sự gần gũi của các trang trại năng lượng mặt trời
Gần 4,18 nghìn tỷ kWh điện đã được tạo ra ở Hoa Kỳ tại các cơ sở phát điện quy mô tiện ích vào năm 2018, và khoảng 17% được tạo ra từ các nguồn tái tạo. Số liệu thống kê do Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ công bố gần đây cho biết khoảng 67 tỷ kWh trong tổng số điện năng được sản xuất tại quốc gia này vào năm ngoái là từ năng lượng mặt trời, chỉ chiếm 1,6%. Bức tranh tương tự ở các nước châu Âu, nơi khoảng 17,5% tổng năng lượng tiêu thụ ở Liên minh châu Âu trong năm 2017 là từ các nguồn tái tạo. Tuy nhiên, tỷ trọng năng lượng mặt trời vẫn còn thấp đáng kể.
Nhận thức về lợi ích của năng lượng mặt trời trong việc bù đắp carbon dioxide và các khí thải độc hại khác đang gia tăng nhanh chóng, điều này đang thúc đẩy tiềm năng sinh lời của việc thiết lập trang trại năng lượng mặt trời không chỉ ở Mỹ mà trên toàn thế giới. Tuy nhiên, có một số thách thức thực tế trong việc thương mại hóa việc lắp đặt năng lượng mặt trời và thiết lập trang trại năng lượng mặt trời, chẳng hạn như giá dầu và khí đốt giảm và những khó khăn kỹ thuật trong việc tích hợp lưới điện với năng lượng mặt trời theo cách ít tốn kém hơn.
Cơ hội là rất lớn cho nông dân năng lượng mặt trời mặc dù các vấn đề như vậy; tuy nhiên, một số thách thức quan trọng phải được xem xét trong khi thiết lập một trang trại năng lượng mặt trời và thu hoạch năng lượng mặt trời.
Các rào cản trong việc thu hoạch năng lượng mặt trời bằng cách thiết lập nhà máy năng lượng mặt trời
Xây dựng năng lượng mặt trời, mặc dù ít tốn kém hơn nhiều, đã trở thành một ngành kinh doanh 'tốn kém' về mặt kỹ năng. Mặc dù chi phí thiết lập trang trại năng lượng mặt trời đang giảm mạnh, nhưng những thách thức khác như thiếu hụt lực lượng lao động có kỹ năng và kinh nghiệm phù hợp và đồng bộ với các công nghệ ngày càng phát triển trong bối cảnh theo đuổi năng lượng sạch đang diễn ra khiến việc kinh doanh điện mặt trời giảm chi phí -Có hiệu quả.
Hơn nữa, những thách thức khác như yêu cầu địa điểm khác nhau, các nhà cung cấp thiết bị nhân lên nhanh chóng, thiếu các công cụ đánh giá hiệu suất của nhà máy và mức độ thâm nhập thấp của các công cụ hiệu quả, tiếp tục hạn chế việc sử dụng năng lượng mặt trời như một nguồn tiềm năng để sản xuất điện. Tuy nhiên, có một số hạn chế cơ bản mà bản chất của năng lượng mặt trời sở hữu, mà vẫn là những khối ưu việt cho những người nông dân sử dụng năng lượng mặt trời ngày nay.
Ba thách thức chính đi kèm với năng lượng mặt trời là khả năng chuyển đổi kém, dạng loãng của nó và các vấn đề về sự gần gũi của trang trại năng lượng mặt trời. Các công ty năng lượng mặt trời sẽ phải áp dụng một cách tiếp cận đúng đắn để hiểu những thách thức quan trọng nhất trong khi thiết lập trang trại năng lượng mặt trời để thúc đẩy hiệu suất và năng suất tốt hơn trong tương lai tới.
1. Duy trì độ tin cậy và khả năng thay thế của điện năng lượng mặt trời
Mặc dù thế giới đang hướng tới các nguồn năng lượng xanh và sạch, nhưng mục tiêu hoàn toàn dựa vào năng lượng mặt trời được coi là không thực tế. Nhu cầu và nhu cầu của người tiêu dùng liên quan đến điện đang thay đổi hàng ngày trong mỗi mùa và sự không chắc chắn của nguồn năng lượng mặt trời trên các khu vực khác nhau khiến việc đảm bảo cung cấp năng lượng đáng tin cậy 100% là một thách thức.
Điều quan trọng đối với những người nông dân sử dụng năng lượng mặt trời là đảm bảo cung cấp điện thông qua năng lượng mặt trời phù hợp với nhu cầu của người dùng cuối rất năng động nhằm hạn chế khả năng mất điện. Do khả năng trao đổi điện được tạo ra thông qua năng lượng mặt trời hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ chiếu sáng của mặt trời qua các mùa và khu vực địa lý khác nhau, nên điện mặt trời tiếp tục là loại năng lượng kém tin cậy hơn so với nguồn năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch.
Điều này khiến các công ty điện mặt trời bắt buộc phải mua các máy phát điện có thể thay đổi được hơn là có thể khuếch đại hoặc giảm cung cấp điện dựa trên khả năng thu được của năng lượng mặt trời, vốn thường thay đổi hàng ngày. Do đó, người nông dân phải đảm bảo trong khi thiết lập một trang trại năng lượng mặt trời để bổ sung cho nó các máy phát điện năng lượng mặt trời hiệu quả cùng với bộ lưu trữ năng lượng hoặc pin, và đây có thể được coi là một khoản đầu tư bổ sung. Tuy nhiên, với việc giá pin đang giảm mạnh, việc bổ sung trang trại năng lượng mặt trời với máy phát điện bổ sung pin sẽ giúp các công ty điện lực vượt qua thách thức này và đảm bảo độ tin cậy hơn của nguồn cung cấp điện mặt trời.
2. Đối phó với vấn đề về độ loãng và tính gián đoạn của nguồn năng lượng mặt trời
Vào một ngày quang đãng, sáng sủa, gần 1 kW ánh sáng mặt trời chỉ chiếu tới diện tích một mét vuông trên trái đất khi mặt trời chiếu trực tiếp trên đầu và điều này có thể khác nhau rất nhiều về mặt địa lý. Vì pin mặt trời có thể chuyển đổi khoảng 15-20% năng lượng mặt trời truyền đến trái đất thành điện năng, nên tần số ánh sáng mặt trời cản trở hiệu quả sản xuất điện mặt trời. Hơn nữa, cùng với vấn đề về tần số gián đoạn, vấn đề về sự pha loãng của ánh sáng mặt trời đã và sẽ tiếp tục là nút thắt Gordian đối với những người nông dân sử dụng năng lượng mặt trời.
Nhiên liệu hóa thạch là dạng nguồn tập trung nhiều nhất để tạo ra điện, mặt khác, năng lượng mặt trời lại loãng. Mật độ năng lượng của nguồn nhiên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến các khía cạnh khác của việc thiết lập trang trại năng lượng mặt trời, bao gồm cả diện tích đất mà trang trại đó chiếm dụng. Giảm mật độ, diện tích đất lớn hơn để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của người tiêu dùng. Điều này phản ánh nhu cầu ngày càng tăng đối với các nguồn bổ sung để tạo ra một đơn vị điện từ năng lượng mặt trời thay vì nhiên liệu hóa thạch.
Hoàn thành mục tiêu thay thế hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch bằng năng lượng mặt trời làm nguồn cho lưới điện tái tạo 100% chủ yếu thúc đẩy nhu cầu về diện tích đất lớn để thiết lập các trang trại năng lượng mặt trời. Vì năng lượng mặt trời có mật độ năng lượng thấp đáng kể, điều này sẽ có tác động tối quan trọng đến các yêu cầu sử dụng đất đối với các nhà máy điện mặt trời, khiến nó trở thành thách thức chính đối với các công ty điện khi thiết lập một trang trại năng lượng mặt trời quy mô tiện ích.
3. Những thách thức về cơ sở hạ tầng đi kèm với sự gần gũi của các trang trại năng lượng mặt trời
Trong khi các thách thức về hiệu suất, độ tin cậy và đất đai liên quan đến việc thiết lập một trang trại năng lượng mặt trời vẫn rất quan trọng, các công ty điện mặt trời cần lưu ý các rào cản liên quan đến cơ sở hạ tầng và giao thông của doanh nghiệp. Vì các trang trại năng lượng mặt trời chiếm một lượng lớn không gian để tạo ra điện có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng, các trang trại này nằm ở những vùng hẻo lánh, xa nơi năng lượng thực sự được tiêu thụ.
Cuối cùng, các công ty điện mặt trời cần phải đối phó với cơ sở hạ tầng đắt đỏ và đường dây truyền tải cồng kềnh để vận chuyển điện từ các nhà máy phát điện đến người tiêu dùng ở thành thị hoặc nông thôn. Mặc dù các doanh nghiệp nhỏ hoặc người dùng cuối là khu dân cư có đủ đất để thiết lập một trang trại năng lượng mặt trời nhỏ có thể sản xuất điện của riêng họ bằng năng lượng mặt trời, việc cải thiện mức độ gần gũi của các nguồn của họ ở cấp độ công nghiệp hoặc thương mại trở thành một thách thức lớn trong việc thiết lập năng lượng mặt trời quy mô lớn nông trại.
Trong nền kinh tế hiện đại, chủ yếu dựa vào các thiết bị và cơ sở hạ tầng tiêu thụ một lượng lớn điện năng, người nông dân sử dụng năng lượng mặt trời phải áp dụng các chiến lược để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng đất và tận dụng các cách hiệu quả hơn để vận chuyển điện trên một quãng đường dài, nhằm mang lại lợi nhuận kinh doanh.