Tại sao chúng ta không sử dụng năng lượng mặt trời? - Alexandros George Charalambides

Xem bài học đầy đủ tại: http://ed.ted.com/lessons/why-aren-t-we-only-using-solar-power-alexandros-george-charalambides

Năng lượng mặt trời thì rẻ và bền vững hơn nhà máy năng lượng sử dụng than hiện giờ. Vậy tại sao chúng ta lại không thay đổi? Nguyên nhân thực sự chính là mây, mây làm cho năng lượng mặt trời trở nên khó kiểm soát. Alexandros George Charalambides giải thích cách mà những tháp và tấm năng lượng mặt trời tạo ra điện cũng như giải pháp từ các nhà khoa học để hệ thống có thể hoạt động dưới sự bao trùm của mây.

Bài học bởi Alexandros George Charalambides, hoạt hình bởi Ace & Son Moving Picture Co., LLC.

Chúng ta có vài lý do tốt

để hoàn toàn chuyển sang
dùng năng lượng mặt trời.

Nó rẻ hơn,

và tất nhiên bền vững hơn

những nhà máy năng lượng
truyền thống

sử dụng nguồn tài nguyên
không cải tạo được như than.

Vậy tại sao không thay thế
chúng bằng năng lượng mặt trời?

Vì có một yếu tố khiến

loại năng lượng này
trở nên rất khó đoán:

sự che phủ của mây.

Khi tia nắng mặt trời
chiếu xuống Trái Đất,

một số được khí quyển Trái Đất
hấp thụ

một vài phản xạ lại
ra ngoài không gian,

phần còn lại
đến được bề mặt Trái Đất.

Những tia không bị chệch hướng
được gọi là bức xạ trực tiếp.

Những tia bị mây làm chệch hướng
được gọi là bức xạ phân tán.

Và những tia lúc đầu
bị phản xạ bởi mặt phẳng,

như toà nhà bên cạnh,

trước khi chiếu tới
hệ thống năng lượng mặt trời

được gọi là phản bức xạ.

Nhưng trước khi nghiên cứu

tác động của mây
và sự sản xuất điện,

cùng xem hệ thống năng lượng mặt trời
hoạt động như thế nào.

Đầu tiên là những tháp mặt trời

gồm một tháp trung tâm

được bao quanh bởi
những tấm gương rộng

để lần theo tia nắng
và chỉ tập trung

những tia đi thẳng vào một điểm
duy nhất trên tháp

Sức nóng sinh ra từ đây

mạnh đến nỗi có thể
đun sôi nước

tạo ra hơi nước để vận hành tuabin
truyền thống

cuối cùng là tạo ra điện.

Nhưng khi nhắc đến
hệ thống năng lượng mặt trời,

ta thường nói đến
những tấm quang điện

hay còn gọi là tấm mặt trời,

hệ thống được sử dụng
phổ biến nhất

để tạo ra năng lượng mặt trời.

Photon từ tia nắng
va vào bề mặt tấm năng lượng,

giải phóng electron
để khơi nguồn dòng điện.

Những tấm năng lượng có thể
được sử dụng cho mọi loại bức xạ,

trong khi tháp năng lượng chỉ
có thể thu những bức xạ trực tiếp,

và đó là lí do
mây trở nên quan trọng

vì dựa trên loại hình
và vị trí so với mặt trời,

nó có thể làm tăng hoặc giảm

lượng năng lượng được sinh ra.

Ví dụ như, một vài đám mây tích tụ
trước mặt trời

có thể làm giảm hiệu suất
trong tháp năng lượng

xuống gần 0
do sự phụ thuộc vào tia trực tiếp.

Với tấm năng lượng,
mây cũng có thể làm giảm

lượng năng lượng sinh ra,
nhưng không nhiều đến vậy.

bởi tấm năng lượng có thể
hấp thụ nhiều loại bức xạ.

Tuy nhiên, tất cả đều phụ thuộc
vào vị trí chính xác của mây.

Dựa vào phản xạ
hay hiện tượng được gọi là Mie rải rác,

tia mặt trời có thể
được dồn lên phía trước bởi mây

để tăng thêm 50%
lượng bức xạ mặt trời

đến được tấm năng lượng.

Sự gia tăng này
nếu không được kiểm soát tốt,

có thể sẽ phá hỏng tấm năng lượng.

Tại sao nó lại quan trọng?

Vâng, bạn sẽ không muốn
dừng bài học

chỉ vì đám mây lướt ngang
tấm năng lượng trên mái nhà.

Ở tháp năng lượng, những thùng
muối nóng chảy hoặc dầu

có thể được dùng
để dự trữ lượng nhiệt dư thừa

và sử dụng khi cần thiết,

đó là cách xử lý

bức xạ biến động
để quá trình sản xuất điện

vận hành trơn tru.

Nhưng với
tấm năng lượng,

hiện tại, không có cách nào
hợp túi tiền

để dự trữ năng lượng dư.

Do đó, phải nhờ đến
nhà máy truyền thống

vì để giải quyết
biến động

từ nhà máy
năng lượng mặt trời,

luôn cần có sẵn
điện dư

từ những nguồn truyền thống.

Tại sao những nhà máy này
lại chỉ

được dùng
như dự phòng

thay vì như
nguồn năng lượng chính?

Đó là vì
không thể cho một công nhân

ở nhà máy hạt nhân
hoặc than đốt

vận hành quy trình
sản xuất điện

phụ thuộc vào số đám mây trên trời.

Thời gian phản ứng
có thể bị chậm lại.

Thay vào đó,
để thích ứng với biến động,

những nhà máy năng lượng
luôn sản sinh.

một số điện dư.

Vào những ngày trời quang,

lượng điện dư có thể bị lãng phí,

nhưng khi trời nhiều mây,

đó lại là cách bù lấp thiếu hụt.

Ta đang phụ thuộc
vào điều này

để duy trì nguồn năng lượng.

Thế nên, nhiều nhà nghiên cứu
quan tâm đến dự báo

chuyển động và tụ hợp của mây
từ hình ảnh vệ tinh

hoặc máy ảnh hướng lên trời

để tối đa hoá năng lượng
từ nhà máy

và giảm thiểu
lượng năng lượng lãng phí.

Nếu ta có thể hoàn thiện nó,

bạn có thể thưởng thức video này

nhờ vào duy chỉ ánh mặt trời,

bất kể thời tiết

Dù là mặt trời đang chiếu rọi

bạn vẫn có thể hào hứng
ra ngoài khám phá

và nhìn ngắm mây trôi.