Theo các nhà khoa học ước tính, công suất năng lượng mà mặt trời chiến
xuống trái đất là vào khoảng 174 triệu tỷ (174x1015) watt, nhưng trái
đất chỉ hấp thụ được một nửa. Nguồn dự trữ năng lượng mặt trời (có thể
chuyển thành năng lượng hữu dụng) được ước tính tương đương với công
suất khoảng 86 triệu tỷ watt. Đấy là một con số khổng lồ nếu so với công
suất của nhà máy nhiệt điện Phả Lại chỉ khoảng 1 tỷ watt.

Tổng tiêu thụ năng lượng của con người trên thế giới hiện tại (tính tổng
cộng tất cả các loại năng lượng như dầu hỏa, than đá, thủy điện, v.v.)
khoảng 15 nghìn tỷ watt, tức là chỉ bằng khoảng 1/5000 công suất dự trữ
của năng lượng mặt trời cho trái đất. Trong số 15 nghìn tỷ watt công
suất năng lượng mà con người đang dùng, thì có đến 37% là từ dầu hỏa,
25% là than đá, và 23% là khí đốt (tổng cộng ba thứ này đã đến 85%), là
những nguồn năng lượng cạn kiệt nhanh chóng và không phục hồi lại được,
theo thông tin trên Wikipedia.

Với tốc độ khai thác hiện tại, thì các nguồn năng lượng hóa thạch sẽ
gần như hết đi trong thế kỷ 21. Tương lai năng lượng của thế giới không
thể nằm ở những nguồn này, mà phải nằm ở những nguồn năng lượng tái tạo
(renewable energy), ví dụ như năng lượng gió và thủy năng. Nhưng tổng
cộng dự trữ của tất cả các nguồn khác này (trong đó chủ yếu là gió) chỉ
bằng khoảng 1 phần trăm nguồn dự trữ năng lượng mặt trời. Bởi vậy có thể
nói tương lai năng lượng của thế giới chính là năng lượng mặt trời.

Câu kết luận phía trên không có gì là bí mật. Chỉ có điều, cho đến cuối
thế kỷ 20, trình độ công nghệ của thế giới vẫn chưa đủ để chuyển hóa
năng lượng mặt trời thành năng lượng hữu dụng với hiệu quả kinh tế cao,
nếu không kể cách chuyển hóa gián tiếp thông qua nông nghiệp, ví dụ như
trồng các loại cây như cây mía hay củ cải đường để ép ra lấy năng lượng ở
dạng cồn. Tình hình đã hoàn toàn thay đổi, và vào năm 2011 năng lượng
mặt trời đã trở thành loại năng lượng có tính cạnh tranh rất cao về kinh
tế với các loại hình năng lượng khác.

Máy bay sử dụng năng lượng mặt trời


Cơ sở vật lý để khai thác năng lượng mặt trời một cách công nghiệp là
hiệu ứng ánh sáng chuyển thành điện (photovoltaic effect). Hiệu ứng này
được nhà bác học Alexandre-Edmond Becquerel phát hiện từ năm 1839, cách
đây gần 2 thế kỷ. Nhưng công nghệ điện mặt trời phát triển chậm, vì nó
đòi hỏi sự phát triển của công nghệ vật liệu bán dẫn. Tấm điện mặt trời
đầu tiên được lắp đặt để phục vụ Ngọn hải đăng Ogami (Ogami Lighthouse) ở
đảo Ogami của Nhật Bản vào năm 1966, với công suất chỉ có 225 watt
(bằng lượng tiêu thụ điện của vài cái bóng đèn). Từ đó đến nay, công
nghệ điện mặt trời đã trải qua nhiều bước tiến bộ vượt bực. Nếu như vào
quãng năm 1970, để có 1 watt công suất điện mặt trời cần chi phí 50 USD,
thì đến năm 2010 giá thành đã giảm xuống dưới 2 USD cho 1W, và trong
năm 2011 sẽ chỉ còn khoảng 1,20 USD cho 1 W, và còn có khả năng giảm
tiếp trong những năm tới.

Ở mức giá 1,20 USD cho 1 W, điện mặt trời đã đạt được đến mức mà các
chuyên gia gọi là «grid parity», tức là hiệu quả về mặt kinh tế không
kém gì là đầu tư vào thủy điện, nhiệt điện. Trong tương lai gần, khi giá
thành giảm đi thêm và hiệu quả chuyển ánh sáng thành điện tăng lên
(hiện tại mới chỉ chuyển được khoảng 1/4 năng lượng ánh sáng thành
điện), thì hiệu quả kinh tế của điện mặt trời sẽ còn vượt lên trên các
loại năng lượng khác. Không những thế, điện mặt trời còn có những điểm
ưu việt hơn hẳn các loại nhà máy điện khác: sạch, an toàn, không làm ô
nhiễm môi trường như nhà máy nhiệt điện, không có nguy cơ gây thảm họa
như là vỡ đập thủy điện hay nổ nhà máy điện nguyên tử; có thể được lắp
đặt mọi nơi, mọi kích thước, từ một cái mái nhà nhỏ cũng có thể phủ các
tấm điện mặt trời để cung cấp điện cho nhà, cho đến khu trạm điện mặt
trời lớn với công suất hàng chục triệu watt trở lên, đủ cung cấp điện
cho cả một thành phố.

Từ những năm trước, khi mà giá thành của việc đầu tư điện mặt trời còn
cao, chưa có hiệu quả kinh tế rõ rệt, nhiều nước tiên tiến trên thế giới
như Pháp, Đức, Mỹ, Tây Ban Nha, v.v. đã khuyến khích đầu tư vào điện
mặt trời bằng các trợ cấp của chính phủ. Chẳng hạn như nhà nước cam kết
mua lại điện của những nhà dân lắp đặt hệ thống điện mặt trời với giá
cao gấp mấy lần giá bán điện trong vòng nhiều năm, để người dân có thể
thu hồi được vốn đầu tư vào điện mặt trời với tốc độc tương đương so với
các đầu tư khác. Nhà nước bù lỗ để đổi lấy môi trường sạch sẽ, và
khuyến khích đầu tư phát triển công nghệ điện mặt trời. Trong năm qua và
những năm tới, các nước đang và sẽ cắt giảm dần trợ cấp chính phủ cho
những người đầu tư vào điện mặt trời, nhưng bù lại giá thành đã rẻ đến
mức không cần trợ cấp của chính phủ vẫn có lãi về kinh tế.

Nhà máy điện mặt trời ở Finsterwalde, Đức, hiện có công suất lớn nhất thế giới, 80.7 MW

Hiện tại, nước Đức đang đi đầu thế giới về công suất điện mặt trời.
Riêng năm 2009, nước Đức đã lắp khoảng 3,7 tỷ watt công suất điện mặt
trời, chiếm đến một nửa toàn bộ thị trường thế giới, và năm 2010 đã lắp
thêm khoảng 7 tỷ watt điện mặt trời nữa (tức là bằng 7 lần nhà máy nhiệt
điện Phả Lại). Các nước lớn khác như Mỹ, Nhật Bản, Pháp, Ý cũng có thị
trường lắp lặt điện mặt trời trên 1 tỷ watt công suất mới một năm. Một
trong những nước mạnh nhất trên thế giới hiện tại về sản suất các tấm
điện mặt trời chính là Trung Quốc, với nhiều hãng lớn, xuất khẩu lắp đặt
ra toàn thế giới, với tổng doanh thu hàng năm lên đến hàng chục tỷ đô
la. Một ví dụ tiêu biểu là hãng LDK Solar, đóng đô ở thành phố Sinyu
(Trung Quốc), với hơn 13 nghìn nhân viên, hiện được coi là hãng hiệu quả
cao và có giá thành các tấm điện mặt trời vào loại rẻ nhất, với doanh
thu dự kiến năm 2011 vào khoảng 3,6 tỷ USD, phần lớn trong số đó là xuất
khẩu.

Ngay ở những nước có ít nắng như là Phần Lan, chính phủ cũng đang khyến
khích nhân dân lắp đặt điện mặt trời trên mái nhà. Đối với những nước
nắng nóng nhiều như Việt Nam, thì điện mặt trời lại càng trở nên hấp
dẫn. Cùng một bảng điện mặt trời, đặt ở Việt Nam có thể cho một lượng
điện trong năm nhiều gấp đến 5-7 lần so với nếu đặt ở Phần Lan. Hơn thế
nữa, các bảng điện mặt trời đặt trên mái nhà còn có tác dụng làm cho nhà
đỡ bị hun nóng, đỡ tốn điện cho quạt gió hay điều hòa nhiệt độ. Những
vùng hoang vu, sỏi đá, khô cằn, không tốt cho nông lâm nghiệp hay khu
công nghiệp, cũng có thể biến thành các nhà máy điện mặt trời với hiệu
quả kinh tế cao. Điện mặt trời có thể trở thành cơ hội cho Việt Nam giải
quyết vấn đề năng lượng trong những năm tới nếu chúng ta có chương
trình phát triển năng lượng hợp lý...

theo tia sáng
nhìn nước người ta vậy cũng thấy thèm khi mà nước mình nhiều nắng nhưng
lại không tận dụng, vẫn cúp điện luân phiên trong những ngày nắng