Châu Âu chật vật vì bụi Sahara

Điện mặt trời đang phát triển mạnh tại châu Âu, chiếm khoảng 11% tổng sản lượng điện toàn khu vực. Tuy nhiên, hiệu suất của nguồn năng lượng này đang bị đe dọa nghiêm trọng bởi bụi mịn từ sa mạc Sahara. Các đợt bão bụi từ Bắc Phi không chỉ làm giảm lượng ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt đất mà còn gây hư hại cho hệ thống pin mặt trời và khiến công tác dự báo sản lượng điện trở nên khó chính xác.

Bụi sa mạc Sahara bay xa, làm giảm sản lượng điện mặt trời tại nhiều nước châu Âu.

Theo các nhà nghiên cứu trình bày tại Đại hội đồng Liên minh Khoa học Trái đất châu Âu (EGU25), dữ liệu quan trắc từ 46 đợt bụi Sahara trong giai đoạn 2019–2023 cho thấy ảnh hưởng lan rộng tại các nước như Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Pháp, Ý, Hy Lạp và Hungary. Bụi Sahara làm giảm hiệu suất thu bức xạ mặt trời do khả năng hấp thụ và tán xạ ánh sáng của các hạt mịn lơ lửng trong khí quyển. Ngoài ra, bụi còn thúc đẩy sự hình thành mây, làm tình hình càng phức tạp hơn.

Một trong những vấn đề lớn là hệ thống dự báo điện mặt trời hiện nay không đủ chính xác khi xuất hiện bụi dày đặc. Các mô hình khí quyển thông thường vốn dựa trên mức khí dung trung bình, nên không phản ánh được tình trạng biến động nhanh và không đồng đều của các đám bụi. Khi sai số xảy ra, hệ thống điều phối lưới điện không điều chỉnh kịp, dẫn tới thiếu hụt nguồn điện hoặc phải chuyển sang nguồn phát thay thế với chi phí cao hơn.

Các dự án điện mặt trời ngay tại Sahara tận dụng nắng mạnh nhưng phải đối phó với lớp bụi dày đặc.

Một số sự kiện gần đây cho thấy mức độ ảnh hưởng đáng kể của bụi Sahara. Tháng 3/2022, một đợt bụi lớn bao phủ miền nam Tây Ban Nha đã khiến sản lượng điện mặt trời trong ngày cao điểm giảm tới 80%. Tại Đức, một đợt bụi khác cũng khiến sản lượng sụt giảm gần một nửa so với dự báo, buộc hệ thống điện phải chuyển sang nguồn than và điện nhập khẩu, làm tăng chi phí và gây áp lực lên người tiêu dùng.

Không chỉ tác động đến bức xạ mặt trời, bụi còn ảnh hưởng trực tiếp đến hạ tầng điện mặt trời. Lớp bụi phủ trên bề mặt tấm pin cản ánh sáng, giảm hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Trong điều kiện ẩm, bụi dễ bám chặt, tạo thành lớp bẩn khó lau chùi và có thể ăn mòn kính bảo vệ. Việc vệ sinh các hệ thống pin lớn không đơn giản, với chi phí ước tính lên đến 400–500 EUR/MW công suất.

Để khắc phục, nhiều nhóm nghiên cứu đang tìm cách cải tiến công nghệ. Tại Tây Ban Nha, Đại học Jaén đang thử nghiệm lớp phủ nano siêu kỵ nước nhằm hạn chế bụi bám. Một số doanh nghiệp khác phát triển hệ thống vệ sinh tự động không dùng nước để giảm chi phí và hạn chế rủi ro hư hỏng do làm sạch cơ học.

Trong khi đó, các chuyên gia khí tượng đề xuất tăng cường tích hợp dữ liệu bụi thời gian thực từ vệ tinh và cảm biến mặt đất vào các mô hình dự báo sản lượng điện. Một số hệ thống thử nghiệm đã cho kết quả khả quan, cho thấy độ chính xác tăng rõ rệt khi bổ sung thông tin về mức bụi và tương tác giữa bụi với mây. Đây được xem là bước đi cần thiết để giữ ổn định cho nguồn năng lượng tái tạo đang ngày càng đóng vai trò quan trọng tại châu Âu.

Diễm Quỳnh