Hướng đến phát triển hệ thống chiếu sáng thông minh

Xu hướng sử dụng điện mặt trời

Để bảo đảm an ninh năng lượng, các nước phát triển như Mỹ, EU, Nhật đã khuyến khích nghiên cứu, phát triển ứng dụng các nguồn năng lượng tái tạo. Trong đó, năng lượng mặt trời với công suất vô cùng lớn đã trở nên quan trọng hơn rất nhiều trong cán cân năng lượng. Công nghệ năng lượng mặt trời được tích cực đầu tư nghiên cứu, các sản phẩm năng lượng mặt trời được khuyến khích sử dụng.

Tại Việt Nam, Chính phủ đã coi chính sách về năng lượng, sử dụng năng lượng là một trong những chính sách ưu tiên. Đồng thời phê duyệt danh mục các công nghệ cao, sản phẩm công nghệ cao được ưu tiên, khuyến khích phát triển trong đó có vật liệu quang điện tử và quang tử, công nghệ chiếu sáng hiệu suất cao tiết kiệm năng lượng, các bộ biến đổi thông minh liên quan đến tấm pin mặt trời, thiết bị và trạm phát điện dùng năng lượng tái tạo trong đó có điện mặt trời.

Thực tế, nghiên cứu cơ bản về vật liệu quang điện, quy trình chế tạo và lắp ráp các modul điện mặt trời với một mức độ nào đó đã được triển khai ở Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam, Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh, tuy nhiên vẫn dừng ở mức độ thử nghiệm. Một số công ty cũng đã từng bước đón đầu để lắp ráp, phát triển ứng dụng điện mặt trời trên thị trường Việt Nam.

Đối với kỹ thuật chiếu sáng, các đèn LED hiện tại được nhập khẩu gần như toàn bộ chủ yếu từ Trung quốc. Một vài doanh nghiệp trong nước như Kim Đỉnh, Hapulico… đã nhập ngoại trọn bộ các hệ chiếu sáng LED và lắp thử nghiệm một vài địa điểm như: 2 cột đèn ở khu Công nghệ cao Hòa Lạc, 50 cột đèn ở Đà Nẵng… Tuy nhiên, giá thành vẫn cao, các đặc trưng chiếu sáng và ảnh hưởng của chiếu sáng LED vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Để có thể tích hợp hiệu quả đèn LED với nguồn điện mặt trời cần có sự nghiên cứu sâu hơn về cả thông số kỹ thuật, hiệu quả kinh tế của các loại đèn có công suất khác nhau.

Trước tình hình đó, được sự hỗ trợ từ Bộ Khoa học - Công nghệ, nhóm nghiên cứu do PGS.TS Dương Ngọc Huyền, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã triển khai đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống chiếu sáng thông minh, tiết kiệm năng lượng sử dụng điốt phát quang (LED) và nguồn cấp điện pin mặt trời, được thực hiện từ năm 2012 đến tháng 6/2014.

Các công đoạn trong dây chuyền sản xuất một hệ điện mặt trời hoàn chỉnh.Ảnh: HN

Bước đầu làm chủ công nghệ

PGS.TS Dương Ngọc Huyền, chủ nhiệm đề tài cho biết, sau một thời gian triển khai, đến nay, nhóm đã thiết kế, chế tạo và lắp đặt được hệ cắt phiến pin mặt trời. Hệ cơ khí có thể cắt được đồng thời 5 phiến Si có độ dày 0,15mm để chế tạo panel pin mặt trời. Độ tin cậy so sánh được với máy cắt laser. Sản phẩm này có thể thay thế hàng nhập trị giá khoảng 300 triệu đồng. Hiện sản phẩm đang được sử dụng trong cắt phiến để chế tạo các panel pin mặt trời tại Đại học Bách khoa Hà Nội.

Đồng thời, nghiên cứu thiết kế và chế tạo bộ Laminator để chế tạo panel pin mặt trời. Nhóm có thể chế tạo được panel pin mặt trời các kích cỡ công suất đến 150W/panel, có khả năng ép được 300kW panel pin mặt trời/năm. Điều này khẳng định nhóm đã có thể tự chủ được công nghệ liên quan đến năng lượng mặt trời. Sản phẩm có thể ứng dụng cho các cơ sở sản xuất panel pin mặt trời nhỏ hoặc thử nghiệm.

Sản phẩm của đề tài sẽ được sử dụng chiếu sáng khuôn viên trường học, công sở, các siêu thị, kho bãi, các tòa nhà có diện tích lớn có thể triển khai hệ điện mặt trời công suất lớn; các cột đèn độc lập chiếu sáng cho đô thị hoặc đường phố và hệ điện mặt trời + LED dùng để chiếu sáng nội thất; các trạm thông tin độc lập, đèn tín hiệu; chiếu sáng cho nhà kính hay phòng nghiên cứu nông nghiệp, các nhà vườn...

Đề tài được thực hiện thành công sẽ là minh chứng thể hiện các nhà khoa học trong nước đã xây dựng được hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật, kiểm định chất lượng các thiết bị điện mặt trời và đèn LED phù hợp với Việt Nam, bước đầu làm chủ một phần công nghệ liên quan đến năng lượng mặt trời. Đồng thời chế tạo được panel pin mặt trời bằng phương pháp ép nhiệt chân không laminator từ các phiến pin mặt trời, chủ động trong việc chế tạo panel pin mặt trời và đèn chiếu sáng LED. Cùng với đó, tạo ra được nguồn năng lượng sạch, tiết kiệm năng lượng bằng cách kết hợp ứng dụng cả hai thiết bị sản xuất và tiêu thụ có tính tương thích cao...

Nhóm nghiên cứu cho biết, hiện các sản phẩm của đề tài đã được chuyển giao một phần sản phẩm cho Trường Đại học Bách khoa Hà Nội để chiếu sáng khuôn viên phòng hội thảo (nội thất và ngoại thất); trụ sở Bộ Khoa học - Công nghệ (nội thất và ngoại thất); chuyển giao cho Công ty CP Bóng đèn Phích nước Rạng Đông để triển khai các kết quả nghiên cứu đèn LED vào sản xuất; Công ty CP Năng lượng xanh Kim Đỉnh để phát triển ứng dụng một số loại sản phẩm chiếu sáng bằng LED đáp ứng yêu cầu sử dụng tại Việt Nam; Viện Di truyền Giống và Cây trồng Việt Nam để nghiên cứu ảnh hưởng sinh lý của ánh sáng lên sự phát triển của phôi tế bào giống cây trồng.