NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ỨNG DỤNG TO LỚN VÀO ĐỜI SỐNG

Từ thời cổ đại Năng lượng mặt trời đã được con người khám phá và ứng dụng trong đời sống hằng ngày bắt đầu từ việc sử dụng kính lúp để tập trung ánh sáng mặt trời chiếu vào một vài thứ làm chúng bùng cháy trong khoảng thế kỷ 7 trước công nguyên.

Những ghi nhận đầu tiên về sử dụng năng lượng mặt trời có vào khoảng bốn thế kỷ sau đó. Các nhà sử học Hy Lạp và La Mã cổ đại ghi nhận rằng nhà toán học nổi tiếng - kỹ sư - nhà phát minh Archimedes đã chế tạo "tia nhiệt" từ các tháp chiến đấu của thành Syracuse. Thiết bị đó được cho là sử dụng một tập hợp các gương đồng được đánh bóng để tập trung ánh sáng đốt cháy các cánh buồm của tàu chiến địch. Câu chuyện đã được tranh luận hàng thế kỷ qua. Trong năm 2004, chương trình khoa học MythBusters đã thử nghiệm dựng lại thiết bị này của Archimedes nhưng không thành công. Tuy nhiên, chỉ một năm sau đó, một nhóm các nhà khoa học thuộc MIT đã thử nghiệm tái tạo thành công thiết bị dạng này, chế tạo một mô hình “tàu phóng lửa” sử dụng 127 tấm gương phản xạ ánh nắng mặt trời.

1767: Chiếc hộp của Horace De Saussure

Horace Benedict de Saussure là một nhà vật lý và tự nhiên học, chủ yếu được biết đến với những đóng góp cho ngành địa chất (với tác phẩm "Những chuyến du lịch ở dãy Alps"). Ông cũng là người phát minh ra ẩm kế. Tuy nhiên, De Saussure đã đóng góp vào sự phát triển của công nghệ năng lượng mặt trời bằng cách tạo ra thiết bị thu năng lượng mặt trời đầu tiên vào năm 1767 - một cái hộp bao phủ bởi 3 lớp thủy tinh hấp thụ năng lượng nhiệt, đạt nhiệt độ 230°F (nguồn: Văn phòng Tiết kiệm năng lượng và năng lượng tái tạo).

Giới khoa học gia Hoa Kỳ nhận định rằng năng lượng mặt trời là ngành công nghiệp có tương lai tươi sáng ở trên toàn thế giới, trong lúc vấn đề bảo vệ môi trường ngày càng cấp thiết đồng thời với việc giảm sử dụng năng lượng hoá thạch. Nhưng thực ra, trước khi chúng ta nghĩ làm thế nào để bảo vệ môi trường bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời, con người, trong suốt nhiều thế kỷ, đã tận dụng sức mạnh của mặt trời theo những cách khác.

Nấu ăn

Năng lượng mặt trời thu được qua các chảo thu nhiệt hình parabol sẽ được sử dụng để nấu chín thức ăn với nhiệt độ rất cao. Nồi chứa thức ăn được đặt giữa một bán cầu được tráng gương để phản xạ và tập trung tia mặt trời vào nồi chứa. Để duy trì nhiệt độ, người ta đặt một cái bao giữ nhiệt trong suốt bằng nylon bao quanh nồi chứa. Chảo thu nhiệt cần phải thường xuyên điều chỉnh quay theo hướng mặt trời để thu được nhiều nắng nhất. Ứng dụng này được sử dụng để nấu ăn với số lượng lớn và được khai thác ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là Trung Quốc.

Xe điện

Vô trùng nước

Việc vô trùng nước bằng năng lượng mặt trời có thể được thực hiện bằng các hộp thu năng lượng mặt trời gồm một khung gỗ có phủ một lớp màng mỏng được sơn đen để tập trung nhiệt lượng từ ánh nắng mặt trời. Phía trong có một cái bình để đựng nước. Nhiệt lượng thu được từ ánh nắng mặt trời sẽ đun nước tới khoảng 65 độ C sau vài chục phút và sau đó nước sẽ được vô trùng. Một hộp năng lượng mặt trời như vậy có thể vô trùng được khoảng 4 lít nước trong vòng 3 tiếng đồng hồ.
Sản xuất hydro

Hiện tượng điện phân có thể phân tách phân tử nước thành các nguyên tử hydro và oxy, sau đó hydro có thể được sử dụng làm nhiên liệu. Nếu lượng điện cần thiết cho quá trình điện phân được cung cấp từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch thì khí CO2 sẽ bị phát thải ra môi trường, còn nếu hiện tượng điện phân được thực hiện bởi các tế bào năng lượng mặt trời thì sẽ không có ô nhiễm môi trường.
Một số công ty sản xuất ô tô trên thế giới đang thử nghiệm một số động cơ sử dụng nhiên liệu hydro. Hydro được trữ trong một số thùng đặt trong thân xe. Sau đó một hệ thống động lực sẽ chuyển đổi hydro thành điện năng để vận hành chiếc xe.

Sưởi ấm

Ánh nắng mặt trời sẽ làm nóng không khí bên trong lều và sưởi ấm cho những người bên trong lều. Khối không khí lạnh bên ngoài lều và không khí nóng bên trong lều sẽ được lưu thông qua những chiếc cửa sổ.
Máy bay

Chiếc máy bay mang tên The Solar Impulse với 12.000 tế bào quang điện trên cánh là một mẫu thử của máy bay năng lượng mặt trời, chiếc máy bay này đã có chuyến bay vòng quang thế giới vào năm 2012. Trước đó vào tháng 4/2012, The Solar Impulse đã bay trên vùng trời Switzerland trong 87 phút ở độ cao 1.200 mét.

Thân chiếc máy bay này được làm từ vật liệu sợi carbon để đạt trọng lượng nhẹ nhất. Thời gian để chế tạo ra chiếc máy bay độc đáo này lên đến 6 năm. Với sải cánh tương đương máy bay Airbus 340 (63,4 mét) và cân nặng khoảng 1,5 tấn, chiếc máy bay này được trang bị 4 động cơ điện để có thể bay được cả ngày lẫn đêm nhờ vào năng lượng mặt trời được chuyển hóa thông qua các tế bào quang điện và tồn trữ trong các bộ pin có hiệu suất rất cao. Tốc độ lớn nhất theo thiết kế vào khoảng 44 km/giờ và độ cao tối đa là 8 km.
Đèn giao thông

Hội đồng thành phố Johor Baru (bang Johor, Malaysia) vừa bắt đầu sử dụng năng lượng mặt trời để chạy một số đèn giao thông, trạm xe buýt và thậm chí cả đèn thắp sáng công viên.

Thành phố Kulai (bang Johor) cũng đã dùng năng lượng mặt trời cho một số trạm xe buýt.

Không chỉ giảm chi phí điện, nguồn năng lượng thay thế này cũng giúp giảm nạn trộm cắp dây cáp điện.

Hiện thành phố Johor Baru có khoảng 25.000 ngọn đèn đường. Ở thành phố này, khoản điện sử dụng cho hệ thống công cộng lên đến hàng triệu RM mỗi năm.
 

Chiếu sáng
 

Việc thay thế đèn đường thông thường bằng đèn Led sử dụng Năng lượng mặt trời là góp phần tiết kiệm năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường. Với sự phát triển của công nghệ, giải pháp đèn đường dùng năng lượng sạch ngày càng phát triển và được ứng dụng rộng rãi với các tính năng ưu việt của nó như tiết kiệm, an toàn, hoạt động ổn định, độ bền cao, dễ lắp đặt, không cần lưới điện, không tốn chi phí tiền điện hàng tháng, hoạt động hoàn toàn tự động, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp
 

Đồng hồ
Đồng hồ mặt trời là ứng dụng cổ xưa nhất của ánh sáng mặt trời rất đa dạng về kiều dáng.

Ngày nay nhiều hãng đồng hồ nổi tiếng thế giới, hai thương hiệu đồng hồ được xem là nổi tiếng nhất hiện nay về công nghệ sản xuất đồng hồ mặt trời là Seiko và Citizen, và trong thế giới đồng hồ cũng đánh giá đây là 2 thương hiệu đã sáng tạo ra công nghệ hiện đại bậc nhất này, nhưng đó có phải là sự thực, cùng tìm hiểu và đánh giá quá trình phát triển cũng như nguồn gốc khai sinh ra công nghệ nguồn năng lượng mới này.
 

Sạc pin
 

Điện thoại, máy nghe nhạc… đều cần được sạc pin và việc sạc pin có thể được thực hiện bởi một thiết bị mới là sạc năng lượng mặt trời. Thiết bị này có gắn một tấm năng lượng mặt trời để tích quang năng thành điện năng. Thiết bị này tương đối rẻ và rất tiện lợi, gọn nhẹ, giúp sạc điện cho các thiết bị cầm tay ở những nơi không có nguồn điện lưới. Thiết bị loại này càng lớn thì công suất càng cao, có thể sạc điện cho máy tính bảng, laptop và các thiết bị di động khác.

Ghế năng lượng Mặt trời – Solar Powered Sun Lounge Chair

Bạn vừa nghỉ ngơi, thư giản, giải trí ngoài trời cùng bạn bè vừa sạc pin các thiết bị điện tử của mình. Thiết kế đầy sáng tạo này được phát triển bởi Giáo sư Sheila Kennedy và nhóm sinh viên kiến trúc tại Đại học MIT (Mỹ) với tên gọi Soft Rocker. Thiết kế được đánh giá cao vì kiểu dáng đẹp, nội thất công cộng hữu ích, tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng. Nó được xem như một trạm sạc năng lượng công cộng trong khuôn viên Đại học MIT.

Thuyền năng lượng mặt trời

Thuyền du lịch có lắp hệ thống tấm thu năng lượng mặt trời ngày càng trở nên phổ biến. Tại Đức một con thuyền có lắp hệ thống pin mặt trời đã đi vòng quanh thế giới với tốc độ vào khoảng 12 km/giờ và chỉ sử dụng động cơ điện hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời. Phía trên con tàu được lắp đặt khoảng 500 mét vuông các tấm quang năng cung cấp năng lượng cho 2 động cơ trong thân tàu.

Túi xách năng lượng mặt trời

Túi xách năng lượng mặt trời có gắn một quả pin nhỏ nhưng mạnh mẽ được cung cấp năng lượng bởi một tấm quang năng công suất khoảng 1,5 Watt. Quả pin vì thế có khả năng sạc điện cho các thiết bị cầm tay như máy nghe nhạc, điện thoại di động… Khi pin hết điện thì tấm quang năng sẽ sạc lại pin nhưng cần từ 4 đến 5 tiếng đồng hồ nắng trực tiếp.

Nhiều hãng sản xuất túi xách đã nhanh nhạy tung ra thị trường các sản phẩm túi xách du lịch gọn nhẹ và tiện dụng.

Sân vận động sử dụng năng lượng mặt trời

Ngày nay một số sân vận động xây dựng mới đã ứng dụng hệ thống pin năng lượng mặt trời để cung cấp năng lượng cho dàn đèn thắp sáng sân vận động thay thế cho hệ thống đèn sử dụng điện truyền thống và xu hướng này sẽ là xu hướng tất yếu trong tương lai.