Bước tiến dài của công nghệ năng lượng mặt trời Kể từ đầu những năm 60 thế kỷ 19, khi mà kỹ sư, nhà sáng chế Auguste Mouchout người Pháp sử dụng một chiếc nồi kín bằng thuỷ tinh, một chiếc đĩa hình parabôn mài bóng và sức nóng mặt trời để tạo ra hơi nước, cấp cho chiếc động cơ hơi nước đầu tiên chạy bằng năng lượng mặt trời thì đến nay, công nghệ năng lượng nhiệt mặt trời (solar thermal energy - STE) đã có những bước tiến dài. Giờ đây đã có hàngloạtcác hệ công nghệ đang đượchoặc sẵn sàngsử dụng - trong đó phải kể đến mánggươngparabôn, thápnăng lượng, vàhệ thốngđĩa/động cơ - và một số hệ khác đang trongquá trìnhtriển khai. Các thôngbáo liên tiếp xuất hiện trongtháng 10 và 11 vừaqua cho thấy sự đa dạng và mức độ triển khaicủa các côngnghệ này. Công nghệ CSP thế hệ mới Công ty Ausra Inc.đã đưa vào hoạtđộng trạmnăng lượngnhiệt mặt trời (STE) Kimberlina tại Bakersfield (bang California, Mỹ). Đây là trạmnhiệtđiện mặt trời đầu tiênkể từ khi Công ty FPLEnergy xây dựng 9hệ thống phátnăng lượng mặttrời tại sa mạc Mojave vào cuốinhững năm 1980 và đầu những năm1990. TrạmKimberlina công suất 5MW điện sử dụng công nghệ tập trung năng lượng mặttrời (concentratingsolarpower -CSP) “thế hệ mới”, theocáchgọi của Ausra Inc., vàcôngty này nói rằng trạm phát điện này đượcxâydựng theomẫu của trạm nhiệt điện Liddellở bang NewSouth Wales (Ôxtrâylia). Trạm bao gồm các dãy gương dài 1.000 foot (cỡ 300 m),và 150công nhânphảimất 7 tháng mới xây dựng xong (xemẢnh 1). Các tuyến thu năng lượngsẽ phát ra 25MWnhiệtnăng làm quay mộttuabinhơi tại trạm phátđiện năng lượng sạch cạnhđó.Theo công ty Ausra, họ đã giảmđược chi phí nhờ đơngiảnhoá thiết kế và sản xuất gươnghàng loạt tại nhà máy của họ tại LasVegas (bangNevada). Kimberlina chỉ là bướckhởiđầu của nhiệt điện mặt trời tại bang California.Hiện nay côngty Ausrađang triển khai cho công ty Pacific Gas and Electricmột nhàmáy nhiệt điện công suất 177 MWtại CarrizoPlains, ở phía tây Bakersfield.Ngoài nhà máy trên, Ban Năng lượngbangCalifornia đang xét duyệt các đề xuất về năm nhà máy nhiệt điệnmặt trời cỡ lớn, bao gồm dự án SES Solar Two(750MW)của công ty Stirling EnergySystems, thápnăng lượng mặt trời Ivanpah (400MW) củacông ty BrightSource,dự án mángthu năng lượng mặttrời (250MW)của công ty BeaconSolar tại KernCounty và haidự án năng lượng hỗn hợp (hybrid)có sử dụngmáng thu năng lượngmặt trờiđể tạo ra công suấttổng là112 MW.Sáu dự án nói trên cộng lại sẽ bổ sung 1.689 MW cho lướiđiện.VănphòngQuảnlý Đất Liên bangcũng đang nghiên cứuyêu cầu đầu tư 34 nhà máy điệnmặt trời nữatại miền Nam California,với tổng công suất khoảng 24 GW. Tuabinhơi nước tháp mặt trời Theo công ty Siemens Energy, họ sẽ cung cấpmột độngcơ hơi nước công nghiệp cho mộttrong những nhà máy điện thápmặt trời (solartower) vận hành thương mại đầu tiên, đó là dự án SolarTres(19 MW)của côngty Sener,đặtở gần Seville (TâyBan Nha), đã khởi côngcáchđây 7 năm. Để tập trungánh sáng mặt trời, nhà máy điện này sẽ sử dụng hệ thống gương dõi theo mặt trời được bố trí thành hàng xungquanhthápvà phảnxạ ánh sáng trực tiếp vào bộ thu đặt trên đỉnh tháp cao khoảng 400foot (120 m). Ảnh 2: Khôngphải chỉ cứ thuỷ tinh mới phản quang. Mỏngphản quang dài 375 foot (114 m),rộng20 foot (6 m).Theohóng SkyFuel,đây là đơn nguyên máng gương parabôn lớnnhất chođến nay. Các gương dõi theo mặt trời (heliostat) sẽ được bố trí trên diện tích0,32 km2, tức làkhoảng bằng 60 lần diện tích sân bóng đá. Trong dự án này, muối được sử dụng để truyền nhiệt bên trong bộ thu, thay vì dầu nhiệt (thermo oil) theo cách truyền thống. Ánh sáng mặt trời tập trung sẽ tạo ra nhiệt độ trên 900oC tại thiết bị thu. Kết quả là muối khi bị nung nóng lên tới khoảng 565oC, sẽ chuyển sang trạng thái lỏng và chảy qua bộ trao đổi nhiệt, tạo ra đủ hơi nước làm quay tổ máy phát điện tuabin. Siemens, hãng chuyên chế tạo tuabin dùng trong các nhà máy nhiệt điện mặt trời dùng gương parabôn, đã chế tạo riêng tuabin SST-600 loại hai xilanh gia nhiệt lại để đáp ứng các yêu cầu công nghệ cho dự án tháp mặt trời Sener. Theo công ty Siemens, việc gianhiệt lạisẽ nâng cao hiệu suấtchung của nhà máy. Siemens cũng kếthợpvớiSener tìmra thiếtkế bảo vệ để tuabin hơi không bị nguộiquámứcvào ban đêm. Gương parabôn không có thuỷ tinh Phần lớn cácmáng gươngparabôn đều làm bằng thuỷ tinh uốncong rất nặng. Thế nhưng hãng SkyFuel Inc. mới thành lập và các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia mới đây tiết lộ rằng SkyTrough lại được chế tạo bằng vật liệu riêng của hãng SkyFuel mang tên ReflecTech, loại màng mỏng polyme mạ bạc cótính phản quang cao, khó vỡ, đượcgắnvàocác tấm nhômmỏng (Ảnh 2). Màng mỏng này có nhiều ưu điểm: cho phép chế tạo các tấm phân đoạn lớn hơn, và do vậy số lượng yêu cầu ít hơn so với các thiết kế máng gương trước đây, và theo hãng SkyFuel, nhờ đó giảm được chi phí chománg parabôn tập trung ánh sáng tới35%; và có thể chế tạo với khốilượng lớn. Khác với các đối thủ cạnh tranh khác trong lĩnh vực năng lượng mặt trời như Ausra và BrightSource, trong các buổi đàm phán với nhiều công ty có ý định xây dựng nhà máy nhiệt điện mặt trời tại miền Tây Nam nước Mỹ, hãng SkyFuel nói rằng họ không muốn xây dựng các nhà máy điện của riêng họ theo công nghệ này. SkyFuel cũngđangnghiêncứuphương áncủa riênghọ về côngnghệ Fresnel tuyến tính, trongđó sử dụng muối nóng chảy làmchấtlỏngtruyềnnhiệt. Ảnh 3: Tháp điện mặt trời ở TâyBan Nha Công nghệ hỗn hợp năng lượngnhiệt mặt trời Tháng 10/2008, Viện nghiên cứu Điện lực Mỹ (EPRI) bắt đầu chương trình nghiên cứu tại hai nhà máy chu trình hỗn hợp đốt khí tự nhiên - nhà máy Griffith Energy củacôngty Dynegy Inc.tạiKingman(bang Arizona) và nhàmáy điệnChuckLenzie của công ty NV Energy, gần Las Vegas (bang Nevada) - nhằm giúp các công ty điện lực bổ sung năng lượng mặt trời cho các nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu hoá thạch.Trong khuônkhổ mộtcôngtrìnhnghiên cứu lớnhơn,trongnăm 2009,EPRI thực hiện công trình nghiên cứu song song tại các nhà máy nhiệt điện than, tuy nhiênđịa điểm tiến hành còn chưađượcxác định. Theolậpluận củaEPRI thì27 bang củaMỹ đã cóchínhsáchvề mứcchuẩn ápdụng năng lượng tái tạo, trong đó một số bang đề ra tỉ lệ bắt buộc về năng lượng mặt trời. Tuy nhiên hiện nay đa số các ứng dụng năng lượng mặt trời còn chưa đủ sức cạnh tranh về chi phí so với các phương án phát điện khác. Theo EPRI, sử dụng năng lượng mặt trời để hỗ trợ than hoặc khí tự nhiên có thể “là phương án có chi phí thấp nhất để bổ sung năng lượng mặt trời cho nguồn điện bởi vì phương án này sử dụng các công trình điện hiện có. Và bởi vì cường độ năng lượng mặt trời mạnhnhấtnói chunglạirơivàothời điểmphụ tảiđỉnhmùa hè,điềunàykhiếncho chu kỳ hơi được năng lượng mặt trời hỗ trợ trở thành phương án năng lượng tái tạo thựcsự hấp dẫn”. . nhiệt điệnmặt trời cỡ lớn, bao gồm dự án SES Solar Two(750MW )của công ty Stirling EnergySystems, thápnăng lượng mặt trời Ivanpah (400MW) củacông ty BrightSource,dự án mángthu năng lượng mặttrời (250MW )của. nóng mặt trời để tạo ra hơi nước, cấp cho chiếc động cơ hơi nước đầu tiên chạy bằng năng lượng mặt trời thì đến nay, công nghệ năng lượng nhiệt mặt trời (solar thermal energy - STE) đã có những bước. thì27 bang củaMỹ đã cóchínhsáchvề mứcchuẩn ápdụng năng lượng tái tạo, trong đó một số bang đề ra tỉ lệ bắt buộc về năng lượng mặt trời. Tuy nhiên hiện nay đa số các ứng dụng năng lượng mặt trời còn