CSDL Ngành điện

Khí cầu năng lượng mặt trời lơ lửng cấp điện trong trường hợp khẩn cấp

13/07/2025 14:28 Số lượt xem: 6

Khí cầu trang bị pin mặt trời có thể phát ra điện nhanh chóng và di động.

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc và Thụy Điển đã tạo ra một hệ thống khí cầu phát điện mặt trời có thể cấp điện khẩn cấp.

Hệ thống quang điện tích hợp khí cầu (BIPVS) có thể thả cuống để cấp điện tạm thời sau thảm họa thiên nhiên, tai nạn hoặc bất kỳ tình huống nào cần điện nhanh chóng. Dù hệ thống này không thể hoạt động trong mọi điều kiện, nhưng ý tưởng này vẫn hứa hẹn trở thành một giải pháp khả thi cho một lưới điện siêu nhỏ dễ triển khai.

Khí cầu trang bị các tấm pin mặt trời có thể giúp ích trong trường hợp khẩn cấp về điện (Ảnh st)

BIPVS hoạt động ra sao

Sự kết hợp giữa không khí nóng và khí heli giúp nâng khí cầu ở độ cao thấp. Bốn sợi cáp nối với cuộn dây giữ cố định khí cầu. Một van xả cho phép người vận hành kiểm soát khí và độ cao của khí cầu. Nửa trên khí cầu làm từ vật liệu mỏng, trong suốt, có tác dụng thu giữ và tập trung bức xạ mặt trời. Phần dưới chứa các pin mặt trời màng mỏng làm bằng cadmium telluride (CdTe), loại vật liệu hấp thụ ánh sáng tốt hơn so với silic và các loại pin quang điện khác. Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng hiệu suất của pin là 19%.

Nửa trên của khí cầu cũng bảo vệ các pin mặt trời khỏi mưa, mưa đá và tuyết. Nếu thời tiết xấu đi, van xả sẽ tự động kích hoạt và làm cho khí cầu xẹp xuống.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành một số thử nghiệm vật lý và sử dụng các mô phỏng để tiên đoán tính năng của BIPVS tại năm thành phố lớn trên toàn thế giới. Sản lượng trung bình hàng tháng là từ 3,5 đến 4GWh điện.

Lợi thế của khí cầu điện

Người vận hành có thể xả khí BIPVS để dễ dàng cất giữ và di chuyển. Nhờ đó, hệ thống này rất phù hợp để sử dụng sau các thảm họa thiên nhiên hoặc ở những vùng xa xôi khi cần nguồn điện khẩn cấp. Khí cầu có thể thả lên độ cao đủ lớn để tránh bóng râm từ các tòa nhà, cây cối hoặc các vật cản khác, đảm bảo khả năng thu năng lượng tối ưu.

Diện tích chiếm chỗ của hệ thống rất nhỏ nên có thể sử dụng trên hầu hết các loại địa hình. Nếu cần, có thể sử dụng nhiều khí cầu cùng nhau để tăng công suất.

Trong một nghiên cứu về Năng lượng, các nhà nghiên cứu đã báo cáo rằng BIPVS có thể phát ra từ 480-700GWh trong suốt vòng đời của nó và giảm 696kg khí nhà kính/kWh điện năng phát ra.

Các thiết bị năng lượng mặt trời khí cầu khác

Các nhà nghiên cứu này không phải là những người đầu tiên đề xuất một hệ thống PV dựa trên khí cầu. Năm 2009, Công ty Cool Earth Solar có trụ sở tại bang California, Mỹ, đã thiết kế những khí cầu phủ kim loại với một pin mặt trời ở giữa. Công ty đã phủ một nửa khí cầu bằng nhôm. Nửa còn lại trong suốt, tạo ra hiệu ứng gương. Các khí cầu có đường kính khoảng 2,4m.

Năm 2013, Cool Earth Solar đã chuyển sang sử dụng một ống nhựa mỏng bơm khí heli (He) hoặc hydro (H₂). Công ty đã hợp tác với Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia (Mỹ) để thử nghiệm hệ thống này. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, các nhà nghiên cứu vẫn chưa nghĩ ra cách truyền điện từ khí cầu đến trạm mặt đất.

Nhu cầu về điện mặt trời di động

Lưới điện siêu nhỏ điện mặt trời có thể cung cấp điện nhanh, theo yêu cầu trong thời gian mất điện kéo dài sau thiên tai. Cơn bão Helene đã khiến người dân bang North Carolina mất điện trong nhiều tuần, nhiều người đã sử dụng các lưới điện siêu nhỏ điện mặt trời khẩn cấp với các tấm pin mặt trời và các bộ nghịch lưu. Nhiều người khác đã sử dụng các hệ thống phát điện năng lượng mặt trời di động lắp trên xe moóc và xe tải.