Thép đang được xem xét thay nhôm làm khung tấm quang điện mặt trời

Hiện nay nhờ cải tiến, một số tấm PV đã không còn khung, mà các tế bào quang năng được kẹp giữa hai miếng kính và các thiết kế khác linh hoạt hơn, sử dụng polyme để bảo vệ các electron. Nhưng thực tế phần lớn tấm quang điện mặt trời khác lại dùng khung, trong đó nhôm là vật liệu chủ đạo. Lý do, nhôm có ưu điểm nhẹ và có khả năng chống ăn mòn.

Gregg Patterson, Giám đốc điều hành khởi nghiệp khung thép Mỹ Origami Solar (OS) cho biết, nhôm là vật liệu đã được dùng hơn 40 năm nay, giúp lĩnh vực năng lượng mặt trời (NLMT) phát triển, nhưng 40 năm tới xu hướng sẽ thay đổi. Lập luận của OS khi chuyển sang khung thép là nhôm rất đắt và có lượng khí thải carbon rất lớn.

Theo đánh giá tháng 7 năm 2022 về thị trường kim loại toàn cầu, thép cán nguội trung bình ở mức 0,93 USD/lb (0,45kg) trong khi nhôm đang giữ ở mức gần 2,45 USD/lb.

Theo công ty năng lượng Risen Energy (Trung Quốc), gần đây công ty đã bổ sung tùy chọn khung thép vào dòng bảng điều khiển NLMT Titan phổ biến của hãng, cần 13,5 MWh nhiệt điện để sản xuất một tấn nhôm (tương đương 11,2 tấn CO2), trong khi đó chỉ mất 4,5 MWh để sản xuất một tấn thép (1,8 tấn CO2). Gần như tất cả các khung nhôm đều đến từ Trung Quốc, một quốc gia phụ thuộc vào điện chạy bằng than nên tấm quang điện mặt trời sử dụng khung nhôm có thể được xem là có nguồn gốc “năng lượng bẩn”.

Khung nhôm là thành phần đắt nhất của mô- đun điện mặt trời, nhưng đối với thép mọi thứ sẽ rẻ hơn, sạch hơn, hiệu suất cao hơn và có thể sản xuất ngay tại chỗ. Thép có thể là vật liệu làm khung được lựa chọn cho ngành NLMT trong tương lai. Nó vốn chắc chắn hơn nhôm, nên dễ dàng hỗ trợ kích thước và trọng lượng tăng thêm của các mô-đun khổ lớn. Và với những tiến bộ mới về lớp phủ chống ăn mòn, thép có khả năng chống chọi tốt hơn với các yếu tố khí hậu ngày càng thay đổi liên quan đến biến đổi khí hậu.

Risen Energy là nhà sản xuất mô-đun duy nhất tiếp thị khung thép. Công ty gia cố khung thép  bằng lớp mạ kẽm-nhôm-magie chống ăn mòn để cải thiện cường lực, vẻ đẹp và tuổi thọ.

Theo các thông số kỹ thuật, điểm khác biệt duy nhất giữa bảng điều khiển năng lượng mặt trời Titan quy mô tiện ích 670-W với khung thép và khung nhôm là trọng lượng, khung thép nặng hơn 1,5 kg. Việc dùng khung thép cho tấm pin Titan của Risen Energy trông xa giống như khung nhôm.

“Chuyển từ khung nhôm sang thép là một bước đi đúng hướng, phù hợp với yêu cầu trung hòa carbon trong tương lai”, Luke Sun, chủ tịch của Risen Energy nhấn mạnh.

Đầu năm nay, công ty tư vấn thị trường Boundless Impact Research & Analytics (Thụy Sỹ) đã hoàn thành báo cáo tác động môi trường cho hãng Origami Solar và nhận thấy, chỉ cần thay thế 10% khung nhôm thông thường của ngành NLMT bằng thép khung sẽ làm giảm phát thải khí nhà kính khoảng 30 megaton từ năm 2022 đến năm 2030, con số này tương đương với lượng phát thải của 8 nhà máy nhiệt điện than trong cả năm.

Dự án của Origami Solar đượcquan tâm, đặc biệt là vì quy trình sản xuất của Origami có thể cung cấp các khung thép sản xuất trong nước có chi phí cạnh tranh với nhôm nhập khẩu từ Trung Quốc, giúp ngành năng lượng mặt trời Mỹ phát triển ổn định, nhất là trong bối cảnh đứt gãy chuỗi cung ứng như hiện nay.