Israel: Làm sạch tấm quang điện mặt trời bằng drone

Tại sao phải vệ sinh tấm quang điện năng lượng mặt trời?

Tấm quang điện mặt trời (Solar panel) là tấm quang điện được tạo ra từ các mô-đun quang điện (PV) gồm các tế bào quang điện (Solar cell) kết nối với nhau ở các điện áp và công suất khác nhau. Chúng đóng vai trò thu thập năng lượng và chuyển đổi năng lượng của ánh sáng mặt trời thành điện năng để cung cấp cho trong các ứng dụng thương mại và dân dụng, là một trong những thành phần cơ bản của hệ thống điện mặt trời.

Tấm quang điện mặt trời là thiết bị tiếp xúc nhiều nhất với môi trường bên ngoài, chịu tác động bởi mưa, bụi, lá, phân chim,… dẫn đến một thời gian dài có thể giảm hiệu suất do lớp bụi bẩn ngăn tấm pin hấp thụ quang năng. Thực tế cho thấy, với điều kiện khí hậu tại Việt Nam, đặc biệt tại các khu công nghiệp, hệ thống điện mặt trời nên được vệ sinh từ 3 đến 6 tháng 1 lần để đảm bảo hiệu suất cho hệ thống nói chung và tấm quang điện mặt trời nói riêng.

Số lượng khổng lồ những tấm quang điện mặt trời nằm trên mái các tòa nhà cao tầng hoặc ở các khu vực hẻo lánh luôn khiến người ta phải đau đầu về vấn đề làm sạch chúng như thế nào, bởi một khi bề mặt của tấm pin bị bám bẩn thì hiệu suất của nó sẽ giảm. Nếu sử dụng lao động thủ công để vệ sinh các tấm pin mặt trời thì vừa không hiệu quả lại rất tốn kém và nguy hiểm.

Không chỉ dừng lại ở lợi ích khi được làm sạch, những tấm quang điện mặt trời có thể được “chẩn đoán” sớm các dấu hiệu về suy giảm hiệu suất, ví dụ tấm pin bị nứt, bị bóng che, hiện tượng hotspot… Khi những vấn đề của thiết bị càng được phát hiện sớm, việc sửa chữa và thay thế càng diễn ra dễ dàng, giúp các chủ đầu tư tiết kiệm khoản chi phí cho việc sửa chữa nếu có.

Phương pháp hiệu quả của Israel

Các nhà nghiên cứu đưa ra ý tưởng sử dụng những thiết bị bay không người lái (drone) để phục vụ cho mục đích vệ sinh các tấm pin mặt trời.

Hệ thống thiết bị bay không người lái “drone trong hộp” này là sự kết quả hợp tác giữa công ty bảo trì trang trại năng lượng mặt trời Solar Drone và nhà sản xuất máy bay không người lái Airobotics – cả hai đều là công ty của Israel.

Hệ thống này gồm một thiết bị bay không người lái 4 động cơ (quadcopter) nằm trong một trạm sạc (dock station) có khả năng chống chịu thời tiết và đặt bên cạnh các tấm quang điện mặt trời. Theo những khoảng thời gian được cài đặt trước, hai cánh cửa trên nắp dock sẽ đều đặn mở ra để drone bay lên. Thiết bị bay này có gắn máy móc cần thiết để làm sạch các tấm quang điện mặt trời.

Nhờ sử dụng các công nghệ định vị tiên tiến như cảm biến LiDAR, camera lập bản đồ,… nên những chiếc drone này sẽ có thể tự căn chỉnh vị trí của chúng ở phía trên mỗi tấm quang điện mặt trời, phun hóa chất để làm sạch rồi tiếp tục chuyển sang dọn dẹp những tấm quang điện khác.

Sau khi đã hoàn tất nhiệm vụ, những thiết bị bay không người lái này sẽ quay trở lại dock sạc và hạ cánh tự động. Trong trường hợp cạn pin hoặc hết hóa chất vệ sinh thì một hệ thống robot sẽ làm nhiệm vụ tháo các cục pin hết điện ra để lắp pin đã sạc đầy, đồng thời thay thế các bình chứa hóa chất rỗng bằng bình mới. Tất cả sẽ được thực hiện tự động để giảm thiểu tối đa yêu cầu phải có tác động hoặc giám sát của con người.

Link gốc