Bụi Sahara ảnh hưởng thế nào đến năng lượng mặt trời?

Nghiên cứu cho thấy các sự kiện bụi Sahara có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản lượng năng lượng mặt trời. Vậy có thể làm gì để quản lý vấn đề này tốt hơn?

Tháng này, Climate Now có mặt tại miền nam Tây Ban Nha để báo cáo về vấn đề ngày càng tăng của bụi Sahara ảnh hưởng đến sản xuất năng lượng mặt trời.

Dữ liệu từ Dịch vụ Biến đổi khí hậu Copernicus cho thấy tháng 5 năm 2024 là tháng nóng nhất trong lịch sử, với nhiệt độ cao hơn 0,65 độ C so với mức trung bình 1991-2020.

Đây là tháng thứ 12 liên tiếp ghi nhận nhiệt độ cao nhất cho tháng tương ứng.

Tháng 5 năm 2024, chúng ta đã chứng kiến thời tiết cực đoan ở nhiều khu vực. Lũ lụt ở Brazil đã làm hơn nửa triệu người phải di dời, khu vực Delhi của Ấn Độ ghi nhận mức nhiệt mới là 49,9 độ C, và Phần Lan đưa ra cảnh báo sóng nhiệt khi nhiệt độ lên tới 27 độ C.

Tại châu Âu, mưa lớn gây ra lũ lụt ở tây nam Đức, Bỉ và miền bắc Ý.

Mất mát năng lượng mặt trời do bụi Sahara

Bụi Sahara nổi tiếng ở châu Âu không chỉ làm bầu trời chuyển màu cam, làm giảm chất lượng không khí mà còn để lại một lớp bụi mịn trên mái nhà và xe cộ. Tuy nhiên, bụi Sahara cũng là nguyên nhân gây ra vấn đề ngày càng nghiêm trọng, được gọi là hiện tượng “bám bẩn” trên các tế bào quang điện.

Tại Đại học Jaén ở Andalucía, chúng tôi đã gặp Tiến sĩ Eduardo F Fernández và Giáo sư Florencia Almonacid, những tác giả của một nghiên cứu gần đây cho thấy một sự kiện bám bẩn mạnh vào tháng 3 năm 2022 đã làm giảm công suất sản xuất năng lượng mặt trời lên đến 80%.

Tiến sĩ Fernández cho biết: “Môi trường trông giống như sao Hỏa, vì mọi thứ đều chuyển sang màu đỏ.”

Tháng 3 năm 2022 là một sự kiện cực đoan, nhưng ngay cả một lượng bụi nhỏ cũng có thể làm giảm ánh sáng mặt trời chiếu vào các tế bào quang điện lên tới 15%, và với sự phát triển nhanh chóng của năng lượng mặt trời ở châu Âu, tổn thất do bám bẩn có thể lên đến hàng tỷ euro mỗi năm.

Vì vậy, nhóm nghiên cứu tại Jaén đang sử dụng các phòng thí nghiệm quang học của mình để tìm giải pháp. Một số nhà khoa học tập trung vào phát triển các lớp phủ chống bụi, trong khi những người khác nghiên cứu cách bụi phản ứng với điều kiện thời tiết nóng hay lạnh, khô hay ẩm.

Có rất nhiều yếu tố cần xem xét. Ví dụ, các hạt bụi có thể có kích thước hoặc màu sắc khác nhau, và điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của các hệ thống năng lượng mặt trời.

Ngay cả các yếu tố thiết kế cũng có sự khác biệt, chẳng hạn như liệu một tấm pin có không có khung hay có một mép cứng xung quanh viền hay không.

Giáo sư Almonacid cho biết bụi Sahara đặc biệt khó xử lý: “Các hạt bụi từ Sahara rất mịn. Và chúng đặc biệt khó để làm sạch.”

Vấn đề chi phí-lợi ích khi làm sạch tấm pin mặt trời

Công ty năng lượng tái tạo Sonnedix đối mặt với thử thách bám bụi mỗi ngày, theo dõi sản lượng của từng cơ sở năng lượng mặt trời và tính toán cẩn thận khi nào việc làm sạch các tấm pin quang điện là khả thi về mặt thương mại. Việc làm sạch là tốn kém – khoảng 400-500 euro mỗi megawatt – vì vậy cần phải cân nhắc giữa chi phí và lợi ích tùy theo giá điện của nhà máy.

Giám đốc Vận hành của công ty, Juan Fernandez, chia sẻ với Euronews: “Khi bạn đang sản xuất và mỗi kilowatt giờ bạn tạo ra đều quan trọng đối với doanh thu của nhà máy, những sự kiện bụi lớn này thực sự có tác động.”

Anh hiện làm việc với các dự báo thời tiết để lên kế hoạch các phiên làm sạch theo các sự kiện bụi và loại mưa, vì mưa phùn có thể làm cho các tấm pin bẩn hơn, còn mưa lớn có thể tự làm sạch cho chúng.

“Một sự kiện bụi Sahara nghiêm trọng có thể thực sự gây ra sự sụt giảm đáng kể trong sản xuất của lưới điện, và điều đó, đối với các nhà điều hành lưới điện, có thể trở thành một vấn đề,” anh giải thích.

“Vì vậy, dự đoán, dự báo và khả năng quản lý chủ động vấn đề này là rất quan trọng,” anh nói.

Liệu có phải là biến đổi khí hậu làm gia tăng các sự kiện bụi Sahara?

Sự gia tăng gần đây của các sự kiện bụi Sahara có thể là một phần của sự biến động khí hậu tự nhiên, hoặc có thể là một nguyên nhân khác.

Phát ngôn viên của Dịch vụ Giám sát Bầu khí quyển Copernicus cho biết với Euronews: “Mặc dù không phải là điều bất thường khi các đợt bụi Sahara đến châu Âu, nhưng gần đây có sự gia tăng về cường độ và tần suất của các sự kiện như vậy, điều này có thể liên quan đến sự thay đổi trong các mô hình lưu thông khí quyển.”

Có một số giả thuyết cho rằng những thay đổi trong lưu thông khí quyển có thể liên quan đến biến đổi khí hậu.

“Khoa học luôn thận trọng khi rút ra kết luận, và điều đó là đúng,” Tiến sĩ Eduardo Fernández, chuyên gia về bụi cho biết. “Nhưng những gì chúng ta đang thấy là ngày càng nhiều sự kiện cực đoan – không chỉ là bám bẩn, mà còn cả mưa và gió.”

“Chúng ta đang thấy nhiều sự kiện Sahara hơn, và chúng thậm chí đang xâm nhập vào Bắc Âu, và nghi ngờ là điều này có thể do hiện tượng nóng lên toàn cầu,” ông kết luận.