Nhà máy nhiệt điện mặt trời cao nhất thế giới hoạt động

Tổ máy đầu tiên của nhà máy nhiệt điện mặt trời nằm ở độ cao 4.300 m kết nối với lưới điện quốc gia Trung Quốc hôm 6/11.

Interesting Engineering đưa tin Trung Quốc hòa lưới điện quốc gia tổ máy 25 MW đầu tiên của dự án điện mặt trời thí điểm tại Tây Tạng, đánh dấu cột mốc quan trọng trong phát triển năng lượng tái tạo ở những vùng có độ cao cực lớn. Dự án nằm ở huyện Gar, khu tự trị Ngari, với độ cao trung bình 4.300 m, kết hợp các tấm pin quang điện với nhiệt mặt trời và lưu trữ năng lượng để cung cấp điện ngay cả khi không có nắng.

Được phát triển bởi Tập đoàn Điện hạt nhân Trung Quốc (CGN), cơ sở có tổng công suất lắp đặt 150 megawatt (MW), bao gồm nhà máy quang điện 100 MW và nhà máy điện nhiệt mặt trời 50 MW trang bị hai tổ máy. Dự kiến cơ sở phức hợp này sẽ tạo ra khoảng 270 triệu kilowatt-giờ điện và giảm 168.200 tấn khí carbon dioxide mỗi năm khi hoạt động đầy đủ, theo China Daily .

Dự án được mô tả là nhà máy điện nhiệt mặt trời kết nối lưới điện ở độ cao lớn nhất thế giới. Tầm quan trọng của nó không chỉ nằm ở vị trí mà còn ở khả năng lưu trữ năng lượng mặt trời dưới dạng nhiệt và sử dụng để phát điện lúc trời tối.

Khác với các hệ thống quang điện thông thường, chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện, năng lượng mặt trời tập trung (CSP) sử dụng nhiệt năng làm bước trung gian. Những tấm gương tập trung ánh sáng mặt trời vào bộ thu, làm nóng chất lỏng hoặc phương tiện lưu trữ khác. Nhiệt thu được có thể tạo ra hơi nước để vận hành tuabin và phát điện.

Khả năng lưu trữ nhiệt cho phép quá trình này tiếp tục khi ánh sáng mặt trời yếu đi hoặc biến mất. Trong dự án ở huyện Gar, CGN sử dụng phương pháp kết hợp điện mặt trời với hệ thống sưởi điện muối nóng chảy. Điện tạo ra từ tấm pin mặt trời có thể dùng để làm nóng muối, lưu trữ năng lượng đến khi cần. Muối nóng chảy có thể cấp nhiệt cho hệ thống tạo hơi nước để chạy tuabin.

Sắp xếp như vậy mang lại cho dự án giải pháp linh hoạt để sử dụng điện mặt trời dư thừa ban ngày thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào nhu cầu lưới điện tại một thời điểm. Dự án cũng giải quyết một trong những hạn chế lớn nhất của năng lượng mặt trời: sản xuất không phải lúc nào cũng khớp với nhu cầu điện. Theo chương trình SolarPACES của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), lưu trữ nhiệt làm cho năng lượng mặt trời tập trung dễ điều chỉnh, tạo điều kiện cho nhà máy phát điện trong giai đoạn nhiều mây và sau khi Mặt Trời lặn.

Độ cao 4.300 m đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật và hậu cần vượt xa cơ sở điện mặt trời thông thường như mật độ không khí thấp, bức xạ mạnh, gió lớn, chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm cũng như điều kiện mùa đông khắc nghiệt. CGN cho biết quá trình thi công đòi hỏi thiết bị và phương pháp phù hợp môi trường thiếu oxy, nhiệt độ thấp, và thời gian xây dựng hiệu quả ngắn. Những điều kiện đó có thể khiến công tác lắp đặt thiết bị, bảo trì và vận hành hệ thống nhiệt thêm phức tạp.

Dự án ở huyện Gar không phải là nỗ lực lớn duy nhất của Trung Quốc để phát triển sản xuất điện nhiệt mặt trời trên cao nguyên Tây Tạng. Tập đoàn Đầu tư Phát triển Tây Tạng đang phát triển một nhà máy điện mặt trời tập trung kiểu tháp 100 MW ở huyện Amdo tại độ cao trên 4.650 m. Cơ sở này đã lắp đặt 15.927 gương định nhật trên diện tích hơn 800.000 m2. Các gương hướng ánh sáng mặt trời về phía tháp thu trung tâm, nơi muối nóng chảy được làm nóng tới 560 độ C. Hệ thống bao gồm 8 giờ lưu trữ năng lượng nhiệt, dự kiến tạo ra khoảng 260 triệu kilowatt-giờ/năm khi bắt đầu hoạt động.

Hai cơ sở sử dụng cấu hình khác nhau. Nhà máy ở Gar kết hợp sản xuất điện mặt trời với sưởi điện và lưu trữ muối nóng chảy, trong khi cơ sở Amdo sử dụng tháp trung tâm và gương định nhật để tập trung ánh sáng mặt trời trực tiếp.

Các dự án trên phản ánh nỗ lực lớn hơn nhằm giúp nguồn điện tái tạo hoạt động ổn định hơn tại khu vực có cơ sở hạ tầng thiếu thốn hoặc nguồn cung cấp truyền thống bị hạn chế. Pin mặt trời có thể tạo ra nhiều điện khi trời nắng, nhưng lượng điện giảm mạnh khi tắt nắng. Lúc này, hệ thống lưu trữ nhiệt sẽ giúp giữ lại một phần lượng điện để dành sử dụng vào khung giờ muộn hơn. Global Times đánh giá giải pháp cấp điện linh hoạt đặc biệt có giá trị đối với những cộng đồng xa xôi ở Tây Tạng có điều kiện mùa đông và địa hình hiểm trở.