Biến đường ray thành nhà máy điện mặt trời

Năm ngoái, công ty khởi nghiệp Thụy Sĩ Sun-Ways đưa vào vận hành tuyến đường sắt điện mặt trời đầu tiên trên thế giới tại làng Buttes. Dự án lắp đặt 48 tấm pin quang điện trên đoạn đường ray dài 100 m đang khai thác, với tổng công suất đạt 18 kWp.

Ban đầu, đây chỉ là dự án thử nghiệm kéo dài ba năm nhằm đánh giá tính khả thi của việc tích hợp điện mặt trời vào hạ tầng đường sắt. Tuy nhiên, kết quả thu được sau năm đầu tiên vượt kỳ vọng, mở ra khả năng triển khai hệ thống cố định trên quy mô lớn hơn trong tương lai.

Đoạn đường sắt điện mặt trời do Sun-Ways thử nghiệm tại Thụy Sỹ. (Ảnh: Euronews)

Một trong những thách thức lớn nhất với điện mặt trời trên đường sắt là hiệu suất phát điện. Khác với các hệ thống trên mái nhà vốn được lắp đặt theo góc nghiêng tối ưu để hấp thụ bức xạ mặt trời, các tấm pin đặt giữa đường ray gần như nằm ngang hoàn toàn.

Nghiên cứu trên nền tảng khoa học ScienceDirect chỉ ra rằng góc nghiêng khoảng 34 độ tại bán đảo Iberia giúp giảm tổn thất sản lượng điện xuống dưới 1% mỗi năm. Trong khi đó, Sun-Ways ước tính việc không có độ nghiêng khiến sản lượng điện của hệ thống đường sắt chỉ giảm khoảng 10%.

Dù vậy, sau một năm vận hành, dự án vẫn tạo ra khoảng 16.000 kWh điện. Lượng điện này tương đương mức tiêu thụ hàng năm của một hộ gia đình trung bình tại Anh.

Nếu được mở rộng trên toàn bộ mạng lưới đường sắt dài 5.317 km của Thụy Sĩ, hệ thống điện mặt trời có thể phủ diện tích tương đương khoảng 760 sân bóng đá, lớn gấp hơn 50.000 lần khu thử nghiệm hiện nay.

Sun-Ways ước tính mạng lưới có khả năng tạo ra khoảng một terawatt giờ điện mỗi năm, tương đương khoảng 2% tổng nhu cầu tiêu thụ điện năng của Thụy Sĩ.

Bên cạnh hiệu quả kinh tế, vấn đề an toàn cũng là mối quan tâm lớn đối với mô hình này. International Union of Railways từng cảnh báo nguy cơ xuất hiện các vết nứt siêu nhỏ trên bề mặt pin, nguy cơ cháy nổ hoặc hiện tượng phản chiếu ánh sáng có thể gây mất tập trung cho lái tàu.

Để xử lý những rủi ro, Sun-Ways sử dụng các tấm pin có độ bền cao hơn loại lắp đặt trên mái nhà thông thường và bổ sung lớp phủ chống phản xạ ánh sáng.

Hệ thống cảm biến được tích hợp để giám sát tình trạng hoạt động của các tấm pin theo thời gian thực, trong khi các chổi quét gắn ở cuối đoàn tàu có nhiệm vụ tự động làm sạch bụi bẩn trên bề mặt.

Theo doanh nghiệp, hệ thống hoạt động ổn định trong năm đầu tiên và không phát sinh nhu cầu bảo trì đặc biệt.

Hiện điện năng tạo ra từ dự án được hòa trực tiếp vào lưới điện quốc gia. Trong giai đoạn tiếp theo, công ty đặt mục tiêu cấp điện trực tiếp cho các trạm biến áp đường sắt hoặc thậm chí cho hệ thống kéo của tàu hỏa.

Sau thành công tại Thụy Sĩ, Sun-Ways ký thỏa thuận hợp tác với một đối tác Italy đang làm việc cùng Rete Ferroviaria Italiana để chuẩn bị triển khai dự án thử nghiệm mới trong những tháng tới.

Công ty cũng đã nhận được sự chấp thuận từ chính phủ Hàn Quốc để xây dựng thêm một tuyến đường sắt điện mặt trời, đồng thời đang đàm phán với các đối tác tại Hà Lan, Trung Quốc, Ấn Độ và Singapore.

Trong bối cảnh châu Âu ngày càng thiếu quỹ đất dành cho các dự án năng lượng tái tạo quy mô lớn, việc tận dụng hạ tầng giao thông sẵn có như đường sắt có thể trở thành hướng đi mới nhằm mở rộng nguồn điện sạch mà không làm gia tăng áp lực lên sử dụng đất.

(Nguồn: Euronews)

Hoa Vũ