Người dùng thường lầm tưởng rằng mùa đông với mưa tuyết dày đặc sẽ khiến tấm pin năng lượng mặt trời gần như "nghỉ ngơi", không thể sản xuất điện vì thiếu ánh nắng và sức nóng.
Tuy nhiên, thực tế hoàn toàn ngược lại: Tấm quang năng không chỉ vẫn hoạt động mà còn mang lại những bất ngờ thú vị về hiệu suất trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Đầu tiên, nhiệt độ thấp thực sự là "người bạn" của tấm pin năng lượng mặt trời. Không giống như nhiều thiết bị điện tử khác, tấm pin quang điện (photovoltaic) hoạt động kém hiệu quả khi quá nóng (trên 25 độ C), vì nhiệt độ cao làm tăng điện trở nội tại và giảm hiệu suất chuyển đổi.
Trong mùa đông lạnh giá, đặc biệt khi có tuyết, nhiệt độ thấp giúp giảm điện trở, cho phép pin chuyển đổi ánh sáng thành điện năng hiệu quả hơn. Kết quả là, với cùng lượng ánh sáng nhận được, pin có thể sản xuất nhiều điện hơn so với những ngày hè oi bức.
Ảnh minh họa.
Thứ hai, hiệu ứng albedo từ tuyết tạo nên "cú hích" bất ngờ. Tuyết trắng phản xạ ánh sáng mặt trời rất mạnh, lên đến 80-90% (albedo cao), giống như một tấm gương khổng lồ.
Khi tuyết phủ mặt đất xung quanh hoặc dưới hệ thống pin (đặc biệt với pin lắp nghiêng cao), ánh sáng phản xạ từ dưới lên giúp tăng tổng lượng bức xạ mặt trời mà pin tiếp nhận.
Nhiều nghiên cứu và kinh nghiệm thực tế cho thấy, nếu tuyết không che phủ trực tiếp tấm pin (hoặc chỉ phủ nhẹ và nhanh chóng trượt khỏi nhờ góc nghiêng và màu đen hấp thụ nhiệt), sản lượng điện thậm chí có thể cao hơn dự kiến trong những ngày đông âm u.
Một ví dụ ấn tượng từ thực tế: Dù bị chôn vùi dưới lớp tuyết dày đến 6 inch (khoảng 15 cm) và trời hoàn toàn không có nắng, tấm pin vẫn sản xuất điện nhờ ánh sáng khuếch tán xuyên qua.
Chuyên gia Andrew Heath từ Solar Hydrogen Inc. của Mỹ ghi nhận hệ thống của mình tạo ra tới 30 kWh điện trong một ngày tuyết phủ dày – đủ cung cấp cho nhu cầu hộ gia đình trong thời tiết lạnh.
Điều này chứng minh tấm pin năng lượng mặt trời không cần ánh nắng trực tiếp gay gắt, chỉ cần ánh sáng ban ngày, dù yếu, là đủ để tế bào quang điện hoạt động.
Dĩ nhiên, khi tuyết phủ dày và lâu, hiệu suất sẽ giảm tạm thời vì thiếu ánh sáng tiếp cận. Tuy nhiên, nhờ thiết kế nghiêng và màu tối hấp thụ nhiệt, tuyết thường nhanh chóng tan chảy hoặc trượt khỏi, giúp tấm pin sớm quay lại hoạt động.
Các quốc gia có mùa đông tuyết dài như Đức, Canada hay các nước Bắc Mỹ vẫn dẫn đầu về ứng dụng năng lượng mặt trời, chứng tỏ hệ thống này đáng tin cậy quanh năm.
Như vậy, mùa mưa tuyết không phải kẻ thù mà có thể trở thành "đồng minh" bất ngờ cho pin năng lượng mặt trời nhờ nhiệt độ lạnh cải thiện hiệu suất và hiệu ứng phản xạ albedo.
Điều này càng khẳng định tiềm năng của năng lượng tái tạo trong mọi điều kiện khí hậu, góp phần giảm phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch và hỗ trợ mục tiêu khí hậu toàn cầu.
Minh Đức (Theo Ecoportal, Electrical Trade Magazine)
