Triển khai dự án sản xuất điện bằng động cơ ánh sáng

Bộ Khoa học - công nghệ đã quyết định triển khai dự án nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống phát điện sử dụng năng lượng mặt trời theo nguyên lý tích tản trong năm 2011. Dự án hướng tới một cách khai thác ánh sáng khác với những tấm pin mặt trời quen thuộc, bằng việc dùng động cơ có khả năng biến ánh sáng thành chuyển động. Người phụ trách dự án là TS Nguyễn Thế Hùng, thuộc Viện Vật lý, Viện Khoa học - công nghệ VN, cùng các cộng sự nghiên cứu trong lĩnh vực năng lượng. Mục tiêu chính của dự án là chế tạo một máy phát điện vận hành bằng động cơ ánh sáng, với công suất dự kiến từ 1kW trở lên. Nhóm nghiên cứu có thời gian thực hiện hai năm, cùng nguồn kinh phí được phân bổ ở mức 4 tỉ đồng cho toàn bộ dự án. Nếu đạt yêu cầu, hệ thống sẽ được thử nghiệm lắp đặt trên một số đảo chưa có khả năng kéo lưới điện từ đất liền. Những hòn đảo xa bờ thường gặp khó khăn trong việc tiếp cận nguồn điện ổn định, bởi việc xây dựng đường dây hoặc vận chuyển nhiên liệu luôn đòi hỏi chi phí đáng kể. Một thiết bị phát điện tận dụng trực tiếp ánh sáng mặt trời có thể tạo thêm lựa chọn phù hợp cho những địa điểm biệt lập như vậy. Công nghệ này đặc biệt đáng chú ý khi có thể triển khai với quy mô khác nhau, tùy điều kiện tự nhiên và nhu cầu sử dụng tại từng nơi. Nền tảng của dự án không xuất hiện đột ngột trong năm 2011, bởi từ năm 2008, TS Nguyễn Thế Hùng cùng một nhóm cộng sự đã bắt đầu nghiên cứu và chế tạo loại động cơ này. Các kết quả trước đó tạo cơ sở để nhóm tiếp tục phát triển một hệ thống hoàn chỉnh hơn, hướng tới khả năng phát điện với công suất rõ ràng. Dự án mới vì thế tập trung vào bước thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thiết bị thay vì chỉ dừng ở việc khảo sát nguyên lý. Nguyên lý hoạt động bắt đầu từ việc thu gom và hội tụ ánh sáng mặt trời bằng hệ thống kính gương được bố trí phù hợp. Những tấm gương hoặc kính lõm đón ánh sáng, sau đó phản chiếu và tập trung năng lượng vào vị trí đặt động cơ. Nguồn năng lượng hội tụ này làm động cơ hoạt động, qua đó biến năng lượng ánh sáng thành cơ năng rồi phục vụ quá trình tạo ra điện năng. Theo tính toán của nhóm nghiên cứu, mỗi mét vuông kính lõm có thể thu nhiệt để sản sinh khoảng 1.300W theo tiêu chuẩn được nêu trong dự án. Con số này thể hiện lượng năng lượng mà bề mặt kính có thể tập trung trong điều kiện tính toán, chưa phải sản lượng điện thực tế cuối cùng. Hiệu suất sử dụng ánh sáng thường chỉ đạt khoảng 30%, nên mỗi mét vuông kính dự kiến tạo được khoảng 400W điện. Sự chênh lệch giữa năng lượng thu được và điện năng đầu ra cho thấy hiệu suất là yếu tố quan trọng trong quá trình biến ánh sáng thành điện. Dù vậy, mức công suất nói trên vẫn mở ra khả năng ghép nhiều đơn vị thu nhận ánh sáng để đáp ứng những nhu cầu sử dụng khác nhau. Quy mô hệ thống có thể tăng hoặc giảm tùy địa điểm, diện tích triển khai và công suất mà người dùng cần. Một ưu điểm được nhấn mạnh là công nghệ không tốn nhiều diện tích, trong khi vẫn có thể lắp đặt tại nhiều vị trí thích hợp. Các đảo chưa thể kết nối lưới điện sẽ là nơi thử nghiệm đáng chú ý, bởi nguồn nắng tại đó có thể được chuyển thành điện ngay tại chỗ. Nếu dự án hoàn thành đúng mục tiêu, động cơ ánh sáng sẽ bổ sung một hướng nghiên cứu ứng dụng năng lượng mặt trời, phục vụ những khu vực còn thiếu điều kiện tiếp cận điện năng.