Trong bối cảnh công suất điện mặt trời toàn cầu không ngừng tăng trưởng hàng năm, các doanh nghiệp năng lượng ngày càng tìm kiếm những giải pháp mở rộng quy mô mà không phụ thuộc quá nhiều vào đất canh tác để triển khai dự án.
Nhiều công ty đang đánh giá các địa điểm thay thế nhằm phát triển các dự án điện mặt trời, chẳng hạn như sa mạc, khu vực nông nghiệp và các tuyến đường thủy. Việc khai thác kép cho những địa điểm này không chỉ giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường mà còn góp phần nâng cao tính bền vững của các dự án điện mặt trời.
Từ lâu, các doanh nghiệp năng lượng đã vấp phải chỉ trích vì sử dụng đất canh tác để xây dựng các trang trại mặt trời. Nhiều ý kiến cho rằng những khu đất ấy có thể được tận dụng hiệu quả hơn cho mục đích khác.
Chính điều này đã thúc đẩy các nhà khai thác tìm kiếm những địa điểm thay thế để lắp đặt tấm pin mặt trời, với trọng tâm là các khu vực có thể sử dụng kép nhằm hỗ trợ tính bền vững.
Tại Trung Quốc, chính phủ đã triển khai một trang trại mặt trời tại sa mạc Kubuqi thuộc Nội Mông, nằm trong kế hoạch xây dựng "bức tường mặt trời" khổng lồ với công suất đủ để cung cấp điện cho toàn bộ Bắc Kinh.
Dự án dự kiến hoàn thành vào cuối thập kỷ này, với việc phát triển một dải "tường mặt trời" dài 400 km và rộng 5 km, đạt công suất phát điện lên đến 100 GW. Đến nay, chính phủ đã lắp đặt khoảng 5,4 GW.
Sa mạc Kubuqi chủ yếu là vùng đất hoang vu với diện tích 18.600 km² cát bụi, nằm gần các trung tâm công nghiệp, khiến nó trở thành địa điểm lý tưởng cho sản xuất năng lượng sạch. Các tấm pin mặt trời được lắp đặt theo dải dài hẹp trên những đụn cát phía nam sông Hoàng Hà.
Những nhà phát triển dự án hy vọng rằng các tấm pin sẽ tạo bóng râm cần thiết để làm chậm quá trình bay hơi, từ đó có thể hỗ trợ trồng cỏ hoặc thậm chí là cây trồng, góp phần mang lại sức sống cho khu vực. Họ còn cho rằng dự án có thể giúp giảm tình trạng sa mạc hóa bằng cách ngăn chặn sự di chuyển của các đụn cát thông qua việc làm chậm dòng gió.
Ở Mỹ, việc xây dựng nhà máy điện mặt trời Ivanpah tại sa mạc Mojave ở California vào năm 2014 từng mang lại hy vọng cho sự phát triển năng lượng mặt trời trên địa hình sa mạc. Nhà máy này sử dụng công nghệ tập trung hoặc nhiệt mặt trời, vốn được coi là bước đột phá tiềm năng cách đây một thập kỷ.
Tuy nhiên, dự án đã gặp phải những chỉ trích liên quan đến tác động môi trường, khi các nhà hoạt động lên án ảnh hưởng của nó đến hệ sinh thái động vật hoang dã sa mạc.
Nhà máy do NRG Energy đồng sở hữu dự kiến sẽ ngừng hoạt động từ năm 2026, mở ra cơ hội cho một loại dự án năng lượng mặt trời mới với công nghệ tấm pin sáng tạo hơn.
Một mô hình dự án điện mặt trời đang ngày càng phổ biến khác là agrivoltaics, tức là phát triển điện mặt trời trên các khu vực nông nghiệp. Mô hình này đặc biệt được ưa chuộng ở những quốc gia khan hiếm quỹ đất nhưng vẫn mong muốn mở rộng năng lượng tái tạo, như Hà Lan.
Ông Martijn van der Pouw, chuyên viên phát triển kinh doanh tại công ty năng lượng Statkraft Hà Lan, chia sẻ rằng "Agrivoltaics có thể giải quyết xung đột giữa sản xuất năng lượng tái tạo và sản xuất nông nghiệp".
Ông Van der Pouw nhấn mạnh rằng mục đích chính của đất đai trong các dự án agrivoltaics vẫn phải là nông nghiệp, trong khi sản xuất năng lượng có thể được tích hợp hài hòa vào các hoạt động canh tác.
Các doanh nghiệp năng lượng khác cũng đang lắp đặt tấm pin mặt trời trên các kênh dẫn nước, như những gì đang diễn ra ở thung lũng Trung tâm California.
Dự án Nexus, một dự án thí điểm do bang tài trợ 20 triệu USD, đã hoàn thành vào tháng 8 vừa qua.
Dự án này cung cấp 1,6 MW điện mặt trời bằng cách biến một phần kênh dẫn nước của Quận Tưới tiêu Turlock thành các trung tâm năng lượng tái tạo, thông qua việc lắp đặt tấm pin mặt trời phía trên kênh. Đây là dự án điện mặt trời trên kênh thứ hai tại Mỹ, sau dự án tương tự được khởi động tại Phoenix, bang Arizona, vào năm 2024.
Dự án sẽ được theo dõi và đánh giá kỹ lưỡng, đồng thời có thể trở thành mô hình mẫu cho các dự án khác trên toàn cầu nếu thành công. Các nghiên cứu sơ bộ cho thấy việc đặt tấm pin mặt trời trên mặt nước giúp giữ mát các tấm pin, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động.
Bóng râm từ các tấm pin còn góp phần giảm mất mát nước do bay hơi, hỗ trợ ứng phó với hạn hán, đồng thời hạn chế sự phát triển của tảo.
Việc sử dụng kép không gian cho các dự án điện mặt trời quy mô nhỏ cũng mở ra tiềm năng cho các doanh nghiệp năng lượng khó khăn trong việc nhận được sự chấp thuận chính trị hoặc cộng đồng đối với các dự án truyền thống quy mô lớn.
Nhiều công ty trên thế giới đã bắt đầu phát triển các dự án điện mặt trời trên các mặt nước nhỏ để thúc đẩy thực hành sử dụng kép. Nhật Bản là một trong những quốc gia tiên phong trong lĩnh vực điện mặt trời nổi, với việc triển khai các dự án quy mô nhỏ trên hồ nội địa và hồ chứa tại tỉnh Aichi.
Vào năm 2019, trang trại điện mặt trời nổi lớn nhất Nhật Bản được ghi nhận là nằm sau đập Yamakura tại thành phố Ichihara, tỉnh Chiba, với diện tích 18 ha và cung cấp điện cho gần 5.000 hộ gia đình.
Tiềm năng phát triển các dự án điện mặt trời trên những địa điểm phi truyền thống là rất lớn, giúp thiết lập việc sử dụng kép cho đất đai và mặt nước, đồng thời nâng cao tính bền vững của các dự án năng lượng mặt trời.
Việc giảm thiểu tác động đến môi trường không chỉ giúp thu hút sự ủng hộ từ chính trị và cộng đồng đối với các dự án mới mà còn mang lại nhiều lợi ích môi trường khác.
