CHLB ĐỨC – Từ ngày 27 đến ngày 29/02/2024, ngành công nghiệp quang điện của các quốc gia nói tiếng Đức đã tổ chức hội nghị chuyên đề về quang điện (PV-Symposium) lần thứ 39 tại thành phố Bad Staffelstein, CHLB Đức.

Các chủ đề bao gồm việc cải tiến kỹ thuật trong quang điện PV (photovoltaics) và các lĩnh vực liên quan đến lưu trữ năng lượng, di chuyển điện tử và lưới điện thông minh. Rõ ràng là sự kết hợp các thiết bị hiện đại và kết hợp ngành giúp gia tăng khả năng đạt được mô hình hệ thống năng lượng mới, trong đó năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng cho toàn bộ hệ thống.

Quản lý quá trình chuyển đổi năng lượng – với sản phẩm từ châu Âu
Tại lễ khai mạc hội thảo PV-Symposium, chủ đề sản xuất quang điện ở châu Âu đã được nêu ra trong cuộc thảo luận nhóm gồm có: ông Jörg Ebel – Chủ tịch Hiệp hội Năng lượng Mặt trời Đức BSW-Solar (German Solar Association), ông Rainer Stowasser – Chủ tịch hội đồng quản trị công ty SolarNord AG và Tiến sĩ Ralf Preu thuộc Viện Năng lượng Mặt trời Fraunhofer ISE (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems). Tất cả họ đều đồng ý rằng, việc thành lập một ngành sản xuất tại địa phương vẫn cần thiết để châu Âu đạt được quá trình chuyển đổi năng lượng. Ông Jörg Ebel nói rằng: “Tất cả là về khả năng phục hồi chứ không phải sự cạnh tranh”, trên thực tế có hơn 95% linh kiện quang điện PV cho thị trường châu Âu vẫn đến từ Trung Quốc, trong khi các sản phẩm châu Âu phải cạnh tranh kể từ khi giá tấm pin năng lượng mặt trời giảm gần đây.

Ngành quang điện đang lo ngại về việc chính phủ thiếu quyết tâm trong việc thực thi các sáng kiến có ​​trợ cấp chi phí đầu tư vào tài sản cố định CapEx (Capital Expenditure) và chi phí hoạt động OpEx (Operating Expenditure) rất cần thiết cho các dây chuyền sản xuất. Ông Rainer Stowasser nói rằng: “Chúng ta cần kích thích thị trường theo cách nó bùng nổ”. Với công ty SolarNord AG, ông Stowasser có kế hoạch xây dựng một cơ sở sản xuất liên kết theo chiều dọc* tại vùng Lower Saxony (CHLB Đức), dự kiến ​​sẽ nhanh chóng đạt công suất 5 gigawatt (GW) ở mọi cấp độ sản xuất, từ sản xuất mô-đun đến sản xuất polysilicon và thậm chí có thể mở rộng hơn nữa.
(*) Liên kết theo chiều dọc: là một chiến lược theo đó một công ty sở hữu hoặc kiểm soát các nhà cung ứng, nhà phân phối hoặc địa điểm bán lẻ để kiểm soát chuỗi giá trị và cung ứng.

Những đổi mới trong pin mặt trời
Theo ông Stowasser, để đạt được những phát triển như vậy ở châu Âu, hoạt động sản xuất phải kết hợp những công nghệ hứa hẹn nhất và sáng tạo nhất. Giáo sư Tiến sĩ Holger Neuhaus từ viện Fraunhofer ISE đã minh họa một cách sinh động cách các tế bào năng lượng mặt trời công nghệ PERC, hiện đang thống trị thị trường, sẽ bị các tế bào năng lượng mặt trời công nghệ TOPCon đẩy ra ngoài trong vòng hai năm tới. Các tế bào năng lượng mặt trời dị thể HJT sẽ duy trì thị phần, trong khi các tế bào năng lượng mặt trời công nghệ IBC sẽ vẫn là một sản phẩm thích hợp.

Sự phát triển của pin năng lượng mặt trời song song với hai chất bán dẫn khác nhau đang được thị trường mong đợi – và cùng với đó là việc sử dụng pin năng lượng mặt trời perovskite* trong công nghiệp. Pin mặt trời song song Perovskite-silicon hứa hẹn hiệu suất trên 30% – công ty LONGi thậm chí còn đạt được mức kỷ lục 33,9% trong phòng thí nghiệm của mình. Giáo sư Tiến sĩ Neuhaus kỳ vọng rằng những loại pin mới này sẽ bắt đầu được tung ra thị trường vào năm 2026. Tuy nhiên, tại Trung Quốc, ba nhà sản xuất đã sản xuất perovskite với công suất khoảng 100 megawatt (MW). Giáo sư Tiến sĩ Neuhaus nói rằng: “Khi tình hình hiện tại cho phép thực hiện ít dự án nghiên cứu, châu Âu có thể bị tụt hậu về công nghệ mới nhất. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu ở CHLB Đức không thể có được các linh kiện được sản xuất ở châu Âu vì không có nhà sản xuất tại địa phương”.
(*) Pin năng lượng mặt trời perovskite: là một loại pin mặt trời bao gồm hợp chất có cấu trúc perovskite, phổ biến nhất là chì vô cơ-hữu cơ lai hoặc vật liệu dựa trên halogenua thiếc làm lớp hoạt tính thu ánh sáng. Trong đó, “perovskite” là tên gọi chung của các vật liệu gốm có cấu trúc tinh thể.

Kỳ vọng đột phá cho bộ biến tần tạo lưới điện với hệ thống BESS
Bài thuyết trình của công ty SMA Solar Technology AG về bước đột phá trong bộ biến tần tạo lưới điện kết hợp với hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin BESS (battery energy storage systems) đã gây ấn tượng mạnh. Trong một hệ thống năng lượng bị chi phối bởi năng lượng tái tạo, các bộ biến tần tạo lưới điện ngày càng có nhiều chức năng ổn định tần số và bù điện áp – cho đến nay, các chức năng này hầu hết được thực hiện bởi các máy móc đồng bộ trong các nhà máy nhiệt điện lớn. Công ty SMA cung cấp bộ biến tần tạo lưới điện cho hai dự án thí điểm ở Scotland. Với công suất 300 MW/600 MWh sau khi hoàn thành, dự án lưu trữ Blackhillock sẽ là một trong những dự án lớn nhất ở Anh và là dự án tiên phong toàn cầu trong việc cung cấp dịch vụ ổn định lưới điện thông qua hệ thống lưu trữ pin nối lưới điện. Tại hội nghị PV-Symposium, Tiến sĩ Boris Fischer thuộc công ty SMA, giải thích rằng: “Hệ thống BESS kết hợp với các bộ biến tần tạo lưới và lập trình có thể cung cấp các dịch vụ ổn định lưới điện với chi phí thấp hơn so với các máy móc đồng bộ. Khi lập kế hoạch cho hệ thống BESS quy mô lớn, cần ưu tiên sử dụng linh hoạt chúng, vì chúng có thể được sử dụng để thực hiện kinh doanh chênh lệch giá năng lượng cũng như cung cấp các dịch vụ lưu trữ vận hành và ổn định. Đối với những chức năng này, hệ thống lưu trữ và điện tử công suất cần phải được mở rộng quy mô, điều này đòi hỏi các nhà thiết kế dự án phải có động lực tài chính.”

Các xu hướng khác tại thành phố Bad Staffelstein: hệ thống HEMS và công nghệ trí tuệ nhân tạo AI
Hệ thống quản lý năng lượng gia đình HEMS (Home Energy Management Systems) hiện đang là một chủ đề nóng, bao gồm hội nghị PV-Symposium. Chúng cho phép kết hợp hiệu quả các thiết bị hệ thống năng lượng gia đình như một nhà sản xuất quang điện PV, hệ thống lưu trữ dân dụng, ô tô điện tử, máy bơm nhiệt và thậm chí cả các bộ phận làm nóng, đồng thời có thể tối ưu hóa khả năng tự tiêu thụ điện tự tạo. Ông Thomas Haupt từ đại học Khoa học Ứng dụng Ansbach (Ansbach University of Applied Sciences) đã đưa ra một cái nhìn tổng thể ấn tượng về chức năng của 26 trong số 42 hệ thống HEMS có bán trên thị trường. Người tiêu dùng đang mong đợi một quy định cho phép kết hợp giữa việc sử dụng biểu giá điện thay đổi và tối ưu hóa khả năng tự tiêu thụ năng lượng tái tạo.

Việc sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo AI (Artifical Intelligence) ngày càng tăng trong ngành năng lượng mặt trời cũng đã được đề cập tại hội nghị PV-Symposium: Tập đoàn Siemens đã giới thiệu Siemens Xcelerator, một hệ thống quản lý năng lượng để giám sát các nhà máy điện quy mô lớn. Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Mặt trời và Hydro tại bang Baden-Württemberg ZSW (Center for Solar Energy and Hydrogen Research Baden-Württemberg), đã giới thiệu giải pháp dự báo dựa trên công nghệ trí tuệ nhân tạo AI của họ cho các nhà cung cấp lưới điện ở thành phố Bad Staffelstein. Giải pháp này kiểm tra trạng thái của lưới điện và đưa ra dự báo về việc phát điện cho quy trình Redispatch 2.0*, mục tiêu tắt các tổ máy phát điện để bảo vệ lưới điện khỏi quá tải.
(*) Redispatch 2.0: là quy trình điều phối lại điện năng nhằm tránh tắc nghẽn mạng lưới điện.

Hội nghị PV-Symposium năm 2025 sẽ diễn ra tại thành phố Bad Staffelstein, CHLB Đức, từ ngày 11 đến ngày 13/3/2025, để thảo luận về những xu hướng và đổi mới của ngành năng lượng mặt trời.

Để xem các tin bài khác về “Năng lượng tái tạo”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Intersolar