Số đông trong chúng ta thường ít quan tâm điện năng từ đâu mà có, mọi người chỉ thấy là điện có sẵn và có nhiều. Điện năng được sản xuất bằng cách đốt các nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ và khí thiên nhiên, làm phát thải carbon dioxide, nitrogen oxide và sulfur oxide – các chất khí mà các nhà khoa học cho là góp phần gây ra sự biến đổi khí hậu. Năng lượng nhiệt mặt trời là một lựa chọn phi carbon, có thể hồi phục cho năng lượng mà chúng ta sản xuất với các nhiên liệu hóa thạch như than đá và khí đốt. Đây chẳng phải là cái gì đó xa vời. Từ năm 1984 đến 1991, chỉ riêng nước Mĩ đã xây dựng chín nhà máy như thế trong sa mạc Mojave ở bang California, và hiện nay chúng cung cấp liên tục 354 megawatt, điện năng đủ dùng cho 500.000 hộ dân California. Đó là một nguồn năng lượng đáng tin cậy. Vào năm 2008, khi xảy ra sự cố 6 ngày nhu cầu điện năng tăng đột biến làm nghẽn mạng lưới điện và gây mất điện ở California, chính các nhà máy nhiệt điện mặt trời đã chạy 110% công suất để góp phần khắc phục sự cố.
Nhà máy nhiệt điện mặt trời Hồ Ivanpah Dry ở California, Mĩ. (Ảnh: Nature.com)
Vào thập niên 1990, khi giá khí thiên nhiên sụt giảm, người ta ít chú ý đến năng lượng nhiệt mặt trời. Tuy nhiên, ngày nay, công nghệ này đang hồi sinh mạnh mẽ. Các nhà máy điện mặt trời đã tăng về số lượng và quy mô vào năm 2013. Một số ước tính dự đoán rằng nguồn năng lượng này sẽ sớm qua mặt năng lượng gió.
Nhà máy Shams 1, công suất 100 MW, cấp điện cho 20.000 hộ gia đình ở UAE, đã đi vào hoạt động từ tháng 3/2013. Shams 1 sẽ cắt giảm lượng khí thải CO2 của UAE khoảng 175.000 tấn mỗi năm, tương đương với việc trồng 1,5 triệu cây xanh, hay cắt giảm 15.000 xe hơi trên đường phố. (Ảnh: Flickr.com)
Các gương phản xạ của nhà máy Shams 1 ở AEU. Shams 1 có diện tích 2,5 km2 với 250.000 tấm gương gắn trên 768 bộ thu hình chão parabol. Các gương parabol tập trung ánh sáng mặt trời lên những cái ống chứa đầy dầu để làm nóng nước và tạo ra hơi nước sau đó làm quay tuabin. Vì nằm ở giữa sa mạc, nên nhà máy có một hệ thống làm lạnh khô để giảm lượng nước tiêu thụ. (Ảnh: Flickr.com)
Hai nhà máy nhiệt điện mặt trời PS20 (trái) và PS10 (phải) ở Tây Ban Nha. PS10 có 624 cái gương phản xạ, sản xuất 11 MW điện năng cấp cho 5.500 hộ gia đình. PS20 có 1.255 kính định nhật, sản xuất 20 MW, và đã đi vào hoạt động hết công suất trong năm 2013. (Ảnh: Flickr.com)
Theo ước tính của Phòng thí nghiệm Năng lượng Có khả năng hồi phục Quốc gia ở Mĩ thì năng lượng nhiệt mặt trời có thể cung cấp hàng trăm giagawatt điện năng, tương đương với hơn 10% nhu cầu điện năng sử dụng ở nước Mĩ.
Có hai phương pháp chính sản xuất điện từ mặt trời: công nghệ quang điện (PV – photovoltaic) và công nghệ tập trung nhiệt mặt trời (CSP – concentrating solar power).
Công nghệ quang điện biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. Những tấm pin mặt trời kiểu này thường dùng để cấp điện cho các dụng cụ như đồng hồ, kính mát và ba lô, hoặc dùng để cấp điện cho các khu vực vùng sâu vùng xa.
Tham khảo ebook: Các tấm pin mặt trời hoạt động như thế nào?
Công nghệ nhiệt mặt trời có quy mô lớn hơn. Một khác biệt lớn với công nghệ quang diện là các nhà máy nhiệt điện mặt trời sản xuất điện năng gián tiếp. Nhiệt thu từ ánh nắng mặt trời được thu gom và dùng để làm nóng một chất lỏng. Hơi nước tạo ra từ chất lỏng nóng đó làm chạy máy phát sản xuất điện. Nghĩa là nhà máy nhiệt điện mặt trời hoạt động na ná như nhà máy nhiệt điện, chỉ khác là hơi nước được tạo ra bởi nhiệt thu gom từ ánh nắng thay vì từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch.
Tổng hợp theo HowStuffWork.com
