Ngày càng càng có nhiều gia đình chuyển sang sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để cung cấp điện cho ngôi nhà của họ. Các hệ thống năng lượng tái tạo thiết thực nhất là năng lượng mặt trời (PV) và năng lượng gió quy mô nhỏ.
Cả hai nguồn đều phụ thuộc vào các lực tự nhiên, nhưng nhìn chung, các tấm pin mặt trời là một lựa chọn tuyệt vời để phát điện nhất quán. Ngoài ra, các hệ thống năng lượng mặt trời không bao gồm các bộ phận chuyển động yêu cầu bảo trì thường xuyên như các tuabin gió.
Chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn những điểm khác biệt chính giữa năng lượng gió và năng lượng mặt trời để giúp bạn xác định lựa chọn năng lượng sạch nào phù hợp với nhu cầu điện của bạn.
Mục lục
Hiệu suất của hệ thống pin mặt trời là gì?
Hiệu quả của các tấm pin là thước đo mức độ hấp thụ và chuyển đổi năng lượng của chúng thành điện năng.
Ví dụ, nếu chúng ta giả định rằng tất cả các bức xạ mặt trời chiếu xuống một điểm cụ thể trên trái đất có thể được biến thành 100% năng lượng, thì một hệ thống năng lượng mặt trời điển hình sẽ có thể chuyển đổi 15-22% năng lượng đó thành năng lượng điện.
Các tấm pin hiệu quả nhất trên thị trường, của các thương hiệu nước ta có thể kể đến như Jinko Solar, Canadian solar, Ae Solar, Longi… chuyển đổi khoảng 19-22% năng lượng mặt trời thành điện năng. Tuy nhiên, việc mua một lượng lớn các tấm pin kém hiệu quả hơn thường rẻ hơn.
Giả sử bạn đang tìm cách lắp đặt hệ thống điện mặt trời 5 kW. Bạn có thể lựa chọn giữa việc lắp đặt 13 tấm hiệu suất cao với giá cao hơn hoặc 18 tấm hiệu suất thấp với giá thấp hơn.
Nếu bạn có một mái nhà lớn, sẽ hợp lý hơn nếu bạn mua những tấm pin kém hiệu quả hơn vì chúng sẽ không khiến bạn tốn nhiều tiền để lắp đặt. Tuy nhiên, nếu bạn có không gian mái hạn chế, mua các tấm hiệu suất cao sẽ là lựa chọn tốt hơn, để đảm bảo hệ thống phù hợp với mái nhà của bạn.
Hiệu suất của năng lượng gió là gì?
Hiệu suất của năng lượng gió được đo bằng lượng động năng thực tế được chuyển đổi – có nghĩa là khi gió chạm vào tuabin, tuabin sẽ chuyển động để tạo ra điện
Hầu hết các tuabin gió có thể chuyển đổi khoảng một nửa lượng gió đập vào chúng thành năng lượng điện, với tỷ lệ chuyển đổi cao hơn đối với các tuabin gió ngoài khơi.
Khả năng chuyển đổi gió thành năng lượng phụ thuộc vào cấp độ gió và tốc độ gió đập vào tuabin. Nếu trời không có nhiều gió, năng lượng sẽ được tạo ra ít hơn. Các tuabin gió lớn hơn và cao hơn sẽ hiệu quả hơn vì nhiều gió hơn ở tốc độ cao hơn có thể tới các tuabin này, do đó tạo ra nhiều năng lượng hơn.
Cái nào hiệu quả hơn – năng lượng mặt trời hay năng lượng gió?
Năng lượng gió có thể là chưa được phổ biến ở nước ta, nhưng các nước châu Âu thì lại rất phổ.
Xét tại Hoa Kỳ, hầu hết các chủ nhà từ trước đến nay thường thích sử dụng các tấm pin mặt trời trên mái nhà như một lựa chọn nguồn năng lượng bền vững để cung cấp điện cho ngôi nhà của họ. Tuy nhiên, ngày càng có nhiều tổ chức thương mại chuyển sang các trang trại điện gió.
Trên thực tế, theo Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL), năng lượng mặt trời và gió có thể dễ dàng thay thế nhiên liệu hóa thạch để chống lại biến đổi khí hậu mà không cần đại tu lại cơ sở hạ tầng trong ngành năng lượng.
Một lợi ích của gió hơn năng lượng mặt trời là các tuabin gió có thể tạo ra năng lượng 24 giờ một ngày vì chúng không phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời. Một tuabin gió duy nhất có thể tạo ra lượng điện tính bằng kWh (hoặc kilowatt-giờ) như hàng nghìn tấm pin.
Vì vậy, về mặt kỹ thuật, năng lượng gió hiệu quả hơn so với các tấm pin, nhưng việc tận dụng tài nguyên gió không dễ dàng như việc sử dụng năng lượng mặt trời.
Gió chỉ có ý nghĩa đối với chủ nhà nếu họ có một mảnh đất rộng và sống trong khu vực có nhiều gió có thể cung cấp năng lượng cho các tuabin.
Có thể kết hợp năng lượng mặt trời và năng lượng gió không?
Kết hợp 2 loại nguồn năng lượng này thực sự chỉ thực tế nếu bạn có nhiều mẫu đất, chẳng hạn như trang trại, bạn thực hành sử dụng năng lượng hiệu quả và muốn nối lưới điện.
Bằng cách kết hợp cả việc tạo ra năng lượng mặt trời và năng lượng gió, bạn có thể tự tin rằng ngôi nhà của mình sẽ luôn được cung cấp điện ngay cả khi bạn không có lưới điện. Nếu không có nhiều nắng, gió có thể giúp mang điện đến cho bạn. Ngược lại, nếu trời không có gió, mặt trời sẽ cung cấp điện cho ngôi nhà của bạn.
Một hệ thống kết hợp chắc chắn sẽ đắt tiền, nhưng có tiềm năng bán lượng điện dư thừa ngược lại. Kết hợp năng lượng mặt trời và gió thực sự chỉ có ý nghĩa đối với các khu vực nông thôn có nhiều không gian trống.
Điện mặt trời hoạt động ở đâu tốt nhất?
Mặt trời là một nguồn năng lượng dồi dào, mặc dù một số nơi tự nhiên tiếp xúc với ánh sáng mặt trời nhiều giờ hơn những nơi khác. Xét vè mùa thì miền Nam thuận lợi hơn miền Trung và miền Bắc vì có tạo nguồn điện đồng đều quanh năm, vì ở miền Trung và Bắc có phân 2 mùa rõ rệt: mùa nắng và mùa mưa kéo dài.
Hướng lắp đặt các tấm pin cũng có thể làm tăng hoặc giảm hiệu suất, tốt nhất là đặt các tấm quay mặt về hướng nam và không có bóng râm che phủ các tấm.
Mặc dù các hệ thống năng lượng mặt trời được lắp đặt ở bất kỳ trạng thái nào cũng có thể cung cấp lượng điện năng mà ngôi nhà bạn cần, nhưng bạn việc duy trì kết nối với lưới điện hoặc lắp đặt thêm bình lưu trữ để đảm bảo việc sử dụng điện của bạn được xuyên suốt.
Năng lượng gió hoạt động ở đâu tốt nhất?
Không phải lúc nào cũng có gió nhưng nó có lợi thế hơn một chút so với năng lượng mặt trời vì nó có thể tạo ra điện ngay cả vào ban đêm.
Khi xem xét sử dụng tuabin gió, địa lý là yếu tố quan trọng nhất. Các hệ thống gió đòi hỏi những môi trường gần như hạn chế các tòa nhà, vì vậy việc định vị chúng ngoài biển, khu vực xa khu dân cư
Năng lượng gió hiện tại cũng phổ biến dần ở nước ta.
Những nhược điểm chính của năng lượng gió là gì?
Mặc dù năng lượng gió mang lại tiềm năng to lớn, nhưng cũng có một số nhược điểm:
- Tua bin chỉ tạo ra điện khi có gió thổi
- Bởi vì tuabin gió kết hợp các bộ phận chuyển động, chúng yêu cầu bảo trì thường xuyên
- Các tuabin gió cần phải cao để có khả năng tiếp cận với gió tốt hơn và việc tìm kiếm các vị trí tốt để đặt các tuabin có thể khó khăn
- Tua bin gió có thể gây tiếng ồn
Chi phí xây dựng một tuabin gió là bao nhiêu?
Do chi phí lắp đặt tuabin gió cao nên chúng thường phù hợp hơn đối với các dự án quy mô lớn.
Tuy nhiên, đối với những người quan tâm đến việc lắp đặt mô hình này, một ngôi nhà sẽ yêu cầu một tuabin nhỏ có khả năng tạo ra ít nhất 5kW để đáp ứng tất cả nhu cầu điện dựa trên mức tiêu thụ điện trung bình hàng năm.
Giá của một hệ thống gió mini cũng có thể thay đổi rất nhiều do kích thước của ngôi nhà của bạn, loại và chiều cao của hệ thống bạn muốn, và bất kỳ chi phí lắp đặt bổ sung nào liên quan.
Chi phí lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời là bao nhiêu?
Chi phí trung bình để lắp đặt hệ thống điện mặt trời trên mái nhà hoặc mặt đất thay đổi do nhiều yếu tố, bao gồm loại và số lượng tấm pin được lắp đặt, khu vực lắp đặt, giá địa phương và phí lắp đặt
Để có ước tính sơ bộ về chi phí năng lượng mặt trời tiềm năng, bạn có thể lấy chi phí trung bình cho mỗi KW trung bình tầm 12-15 triệu đồng. Dựa trên mức giá đó, chi phí để lắp đặt một hệ thống 5kW trung bình là khoảng 75 triệu đồng, các dự án càng lớn thì giá sẽ càng tốt hơn.
Điều này có nghĩa là năng lượng mặt trời là một lựa chọn tiết kiệm chi phí hơn nhiều so với việc lắp đặt một tuabin gió
Cái nào rẻ hơn về giá mỗi kWh?
So sánh chi phí cho mỗi kWh điện gió so với năng lượng mặt trời sẽ xác định nguồn điện nào sẽ giúp bạn tiết kiệm nhiều tiền nhất trong mỗi vòng đời của chúng. Bạn càng trả nhiều tiền cho mỗi kWh, bạn càng tiết kiệm được ít tiền điện hơn; vậy hãy xem từng hệ thống sắp xếp như thế nào.
Trung bình, một tuabin gió 5kW có chất lượng tốt sẽ có giá khoảng 50.600 USD và sẽ tạo ra từ 8.000-12.000 kWh mỗi năm. Các tuabin gió được chế tạo để hoạt động trong ít nhất 25 năm, tuy nhiên sản lượng của chúng suy giảm 1,6% mỗi năm.
Nếu tính đến tất cả các yếu tố này, giá mỗi kWh của tuabin gió là 20,3 cent.
Để sản xuất cùng một lượng điện năng với năng lượng mặt trời, hệ thống 6kW là cần thiết và có thể tạo ra từ 6.000 đến 10.000 kWh một năm. Chi phí trung bình của một hệ thống điện mặt trời 6kW, sau khi tín dụng thuế liên bang, là $ 11,544 và tuổi thọ giả định cũng là 25 năm. Các tấm pin trung bình xuống cấp với tốc độ 0,5% mỗi năm.
Dựa trên những yếu tố này, trong suốt thời gian tồn tại của tấm pin mặt trời, giá mỗi kWh của chúng là 4,6 xu.
Mỗi kWh, tấm pin rẻ hơn so với tuabin gió. Năng lượng mặt trời không chỉ là một cách rẻ hơn để tạo ra điện mà còn tốn ít chi phí hơn khi bảo trì dài hạn vì các tuabin gió sẽ yêu cầu bảo trì nhiều hơn do có nhiều bộ phận chuyển động, dễ bị hỏng hơn.
Một lợi ích chính khác là do năng lượng mặt trời phổ biến hơn, nên việc tìm kiếm các đơn vị lắp đặt dễ dàng hơn nhiều so với các nhà thầu tuabin gió. Ngoài ra, các tấm pin có bảo hành tốt hơn, thường là 25 năm, trong khi bảo hành tuabin gió điển hình thường chỉ từ 2-10 năm.
Năng lượng mặt trời và năng lượng gió: cái nào tốt nhất ?
Cả hai phương pháp đều cung cấp các giải pháp thay thế sạch, giá cả hợp lý cho chi phí leo thang của năng lượng nhiên liệu hóa thạch, cả về tài chính và môi trường. Năng lượng tái tạo cho phép bạn tự chịu trách nhiệm sản xuất điện năng và giúp bạn tiết kiệm tiền về lâu dài mà không gây ô nhiễm.
Cuối cùng, các tấm pin có ý nghĩa nhất vì chi phí lắp đặt và bảo trì chúng thấp hơn.
Các lưới điện trong tương lai sẽ có cả gió và mặt trời, nhưng vai trò của gió sẽ chủ yếu ở quy mô lớn vì việc lắp đặt và bảo trì tuabin gió không thực tế về mặt tài chính như năng lượng mặt trời. Đối với các chủ nhà đang tìm kiếm một lựa chọn năng lượng tái tạo hiệu quả về chi phí, hệ thống quang điện vẫn là lựa chọn tốt nhất.
Những điều quan trọng:
- Năng lượng mặt trời là lựa chọn thiết thực hơn cho các chủ nhà, vì tuabin gió quá tốn kém và cần nhiều bảo trì hơn.
- Nếu bạn có một không gian đất tróng nhiều, việc kết hợp năng lượng mặt trời và gió có thể có ý nghĩa để cung cấp nguồn điện ổn định, sạch, tái tạo 24/7.
- Năng lượng gió có tiềm năng nhất ở những nơi có ít công trình chắn gió, nơi chúng có thể cung cấp năng lượng tái tạo xuyên suốt.
