Điện mặt trời cho nông nghiệp bền vững

Nhà máy điện mặt trời Dầu Tiếng, tỉnh Tây Ninh. (Ảnh: MINH PHƯƠNG)
Nhà máy điện mặt trời Dầu Tiếng, tỉnh Tây Ninh. (Ảnh: MINH PHƯƠNG)

Năng lượng mặt trời đang trở thành xu hướng dẫn đầu trong ngành năng lượng tái tạo, nhất là khi chi phí công nghệ giảm mạnh và việc chuyển hướng sang sử dụng năng lượng tái tạo đang lan tỏa khắp thế giới. Một cách phổ biến nhất để chuyển hóa năng lượng mặt trời thành điện năng phục vụ nhu cầu của con người đó là sử dụng các tấm pin năng lượng mặt trời.

Tuy nhiên, theo các chuyên gia, việc phát triển nhà máy năng lượng mặt trời trên thế giới đang bộc lộ những hạn chế đáng kể về môi trường và tài nguyên đất. Quá trình sản xuất quang điện sử dụng các hóa chất độc hại như: axit hydrochloric, axit sulfuric, axit nitric, hydro florua có thể gây ra rủi ro cho sức khỏe, nhất là cho công nhân sản xuất. Báo cáo của Viện nghiên cứu năng lượng Hoa Kỳ (IER) chỉ ra rằng các tấm pin năng lượng mặt trời sản sinh ra lượng rác thải nguy hại gấp 300 lần các nhà máy điện hạt nhân tính trên cùng một đơn vị năng lượng cung cấp. Các tấm năng lượng mặt trời sử dụng kim loại nặng như: chì, crom, cadimi có thể gây hại tới môi trường đất nếu xử lý nghiền nhỏ và chôn lấp.

Bên cạnh đó, các tấm pin mặt trời quy mô tiện ích lớn chiếm nhiều không gian, làm ức chế sự phát triển của thảm thực vật bên dưới và biến các khu vực này thành vùng đất chết.

Tại Việt Nam, trong những năm gần đây, điện mặt trời phát triển nhanh, nhất là tại Ninh Thuận - nơi được coi là “thủ phủ năng lượng mặt trời” của cả nước. Việc bùng nổ này diễn ra trong bối cảnh kinh tế tăng trưởng nhanh, nhu cầu năng lượng tăng cao và chi phí công nghệ giảm mạnh. Tuy nhiên, các dự án điện mặt trời quy mô lớn đang chiếm dụng nhiều đất đai, tạo sức ép lên môi trường. Hầu hết các dự án chưa có phương án xử lý tấm pin khi hết vòng đời, trong khi đây là loại thiết bị chứa các vật liệu và kim loại nặng có thể gây ô nhiễm nếu chôn lấp thông thường.

Trên thế giới, nhiều nhóm nghiên cứu đã tìm cách khắc phục hạn chế của điện mặt trời tấm phẳng bằng cách sử dụng công nghệ điện mặt trời hội tụ. Công nghệ này gom ánh sáng mặt trời lại vào một vùng nhỏ để giảm đáng kể lượng pin quang điện phải sử dụng. Nhóm các nhà khoa học tại Trung Quốc là một trong những nhóm đầu tiên đề xuất mô hình tách thành phần ánh sáng mặt trời, trong đó ánh sáng đỏ và xanh được dành cho nông nghiệp, phần còn lại chuyển thành điện năng. Tuy nhiên, mô hình này đòi hỏi chi phí rất cao vì phải sử dụng lớp màng quang học nano đắt đỏ để tách ánh sáng, độ bền lại thấp và hệ số hội tụ chỉ đạt vài chục lần, khiến công nghệ chỉ phù hợp trong phòng thí nghiệm.

Vừa qua, nhóm tác giả của Đại học Phenikaa đã phát triển một hướng tiếp cận mới, khắc phục được những nhược điểm kể trên và phù hợp với điều kiện thực tế sau khi triển khai đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống Quang điện-nông nghiệp thân thiện môi trường dựa trên công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời” do Quỹ Phát triển khoa học, công nghệ Quốc gia (Nafosted) tài trợ.

Phó Giáo sư Vũ Ngọc Hải, chủ nhiệm đề tài cho biết, thay vì dùng máng parabol tạo hội tụ theo dạng đường thẳng, nhóm nghiên cứu chuyển sang sử dụng thấu kính Fresnelmột linh kiện quang học không ảnh có ưu điểm mỏng, nhẹ, rẻ và có khả năng gom ánh sáng thành một điểm nhỏ với hệ số hội tụ lên tới hàng trăm lần. Khi ánh sáng được nén mạnh như vậy, diện tích pin quang điện cần dùng giảm đi hàng trăm lần, đồng nghĩa với việc giảm vật liệu, hóa chất độc hại, giảm rác thải và giảm giá thành. Thấu kính Fresnel này cũng là phát minh của nhóm thông qua đề tài.

Phó Giáo sư Vũ Ngọc Hải cho biết thêm, tại vị trí hội tụ, nhóm nghiên cứu đặt một gương bán mạ để tách thành phần ánh sáng tự nhiên. Ánh sáng đỏ và xanh (hai vùng ánh sáng cây trồng hấp thụ mạnh) được truyền qua gương để dẫn tới khu vực trồng trọt. Phần ánh sáng còn lại, nhất là vùng hồng ngoại mang nhiều năng lượng nhiệt, được phản xạ ngược lại và dồn vào tấm pin mặt trời hiệu suất cao. Việc tách thành phần ánh sáng ngay tại một điểm nhỏ khiến diện tích bề mặt cần phủ màng lọc giảm đi từ 25-30 lần, cho phép sử dụng các kỹ thuật phủ màng bền hơn, rẻ hơn và có thể sản xuất công nghiệp. Đây chính là điểm cải tiến quan trọng so với công nghệ trên thế giới đã biết.

Nguồn sáng đỏ và xanh sau khi tách ra được dẫn vào sợi quang và phân bố lại bằng các cấu trúc quang học không ảnh. Nhờ vậy, ánh sáng đến với cây trồng đồng đều, không tạo bóng và không làm giảm năng suất như các mô hình đặt tấm pin thưa hoặc gắn panel trên mái nhà kính. Phần ánh sáng giàu năng lượng đã bị phản xạ được chuyển hóa thành điện năng với hiệu suất cao hơn so với công nghệ tấm phẳng truyền thống.

Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ này mở ra khả năng ứng dụng trong các mô hình nông nghiệp-quang điện tại Việt Nam, nhất là ở những vùng có cường độ bức xạ cao và nhu cầu kết hợp sản xuất điện với trồng trọt. Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm nghiên cứu định hướng phát triển hệ thống ở mức độ hoàn thiện hơn để có thể đánh giá khả năng ứng dụng ngoài thực tế, hướng tới chuyển giao công nghệ cho doanh nghiệp và các mô hình nông nghiệp-quang điện trong nước.

Nhằm bảo đảm tính khả thi khi mở rộng quy mô, nhóm đã hợp tác với Đại học Myongji (Hàn Quốc) - một đơn vị có thế mạnh về quang học, vật liệu và năng lượng tái tạo-để đồng phát triển hệ thống nguyên mẫu hoàn chỉnh ở quy mô thử nghiệm. Sự phối hợp này giúp nhóm triển khai các phép đo hiệu suất trong điều kiện môi trường khác nhau bao gồm khí hậu nhiệt đới ở Hà Nội và khí hậu ôn đới ở Seoul, Hàn Quốc, đánh giá độ bền của thấu kính Fresnel, màng lọc quang học, cũng như kiểm chứng mức độ ổn định của phân bố ánh sáng trên cây trồng. Các kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy hệ thống cho hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn so với mô hình tấm phẳng truyền thống trong cùng điều kiện bức xạ, đồng thời cung cấp đủ phổ đỏ-xanh cho cây sinh trưởng, không gây che bóng cục bộ và không làm giảm năng suất. Những thành công bước đầu của chương trình hợp tác đã được công bố trên tạp chí quốc tế Plos One xếp hạng Q1.

Theo đại diện Quỹ Phát triển khoa học, công nghệ Quốc gia, công trình nghiên cứu không chỉ chứng minh tính khả thi của công nghệ quang điện-nông nghiệp thế hệ mới mà còn mở ra cơ hội lớn để Việt Nam tiến vào nhóm quốc gia sở hữu công nghệ điện mặt trời hội tụ phục vụ nông nghiệp bền vững. Với định hướng tiếp tục tối ưu vật liệu quang học, giảm giá thành và xây dựng các nguyên mẫu diện tích lớn hơn trong giai đoạn 2025-2027, kỳ vọng hệ thống có thể tiến tới thử nghiệm ngoài đồng ruộng, chuyển giao cho doanh nghiệp và đóng góp trực tiếp vào mục tiêu phát triển nông nghiệp xanh, kinh tế tuần hoàn và năng lượng tái tạo của Việt Nam.

Có thể bạn quan tâm

Cán bộ hướng dẫn người dân làm thủ tục hành chính tại Điểm phục vụ hành chính công phường Đống Đa (Thành phố Hà Nội). (Ảnh: THẾ ĐẠI)

Phát huy nguồn lực dữ liệu trong đổi mới mô hình tăng trưởng

Sự bùng nổ của công nghệ số, trí tuệ nhân tạo (AI) và các nền tảng liên quan đã khiến dữ liệu trở thành một nguồn lực chiến lược. Khi nước ta chuyển sang mô hình tăng trưởng dựa trên năng suất, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số, dữ liệu giữ vai trò trung tâm, kết nối công nghệ, tri thức và quản trị.

Đội thi Trung tâm 186 tham gia cuộc thi Chiến binh mạng đa quốc gia tại Thái Lan.

Khi tri thức trở thành sức mạnh chiến đấu

Tại Bộ Tư lệnh Tác chiến không gian mạng, những đề tài nghiên cứu không nằm yên trên giá sách. Chúng được đưa thẳng vào huấn luyện, vào thực chiến và đang dần trở thành một thứ vũ khí thật sự, mở ra một hướng phát triển mới trong xây dựng quân đội chính quy, tinh nhuệ, hiện đại.

Sản xuất AI Camera của MK Vision tại Khu công nghiệp Thăng Long Vĩnh Phúc, Bình Xuyên, tỉnh Phú Thọ.

Khơi thông nguồn lực thúc đẩy công nghệ chiến lược

Nghị quyết số 57-NQ/TW đang tạo động lực thúc đẩy phát triển các công nghệ chiến lược, với nhiều lĩnh vực như trí tuệ nhân tạo (AI), robot, thiết bị bay không người lái (UAV) hay công nghệ sinh học đã sẵn sàng bước vào giai đoạn ứng dụng. Song để tạo đột phá, Việt Nam vẫn cần khơi thông các nút thắt về thể chế...

Nhân viên Công ty cổ phần Truyền thông Luật Việt Nam sử dụng nền tảng ứng dụng AI hỗ trợ tra cứu, phân tích và rà soát pháp lý.

AI hỗ trợ rà soát pháp lý

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong rà soát pháp lý đang trở thành xu hướng tại nhiều cơ quan, doanh nghiệp. Không chỉ giúp rút ngắn thời gian tra cứu, đối chiếu, công nghệ này còn hỗ trợ phát hiện sớm những nội dung mâu thuẫn, chồng chéo, nâng cao chất lượng văn bản và hiệu quả tuân thủ pháp luật.

Sử dụng drone phun thuốc bảo vệ thực vật cho lúa tại Công ty cổ phần thiết bị bay AgriDrone Việt Nam. (Ảnh AgriDrone Việt Nam)

Tối ưu hóa hiệu quả thiết bị không người lái trong nông nghiệp

Việc ứng dụng thiết bị không người lái (drone/UAV) trong sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam đang có bước phát triển nhanh, từng bước chuyển từ thí điểm sang ứng dụng thực tiễn trên diện rộng. Điều này đặt ra yêu cầu xây dựng một giải pháp đồng bộ giữa sản phẩm, thiết bị và quy trình sử dụng nhằm tối ưu hóa hiệu quả của drone.

Hệ thống phòng thí nghiệm hiện đại của Trường đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) phục vụ đào tạo và nghiên cứu công nghệ bán dẫn. (Ảnh VNU)

Khoa học cơ bản và năng lực tự chủ quốc gia

Trong cuộc cạnh tranh công nghệ toàn cầu, khoa học cơ bản ngày càng trở thành nền tảng của công nghệ lõi và năng lực tự chủ quốc gia. Tuy nhiên, để tri thức khoa học thật sự chuyển hóa thành sức cạnh tranh, yêu cầu đặt ra là xây dựng một hệ sinh thái nghiên cứu có chiều sâu...

Sản phẩm nghi vấn giả mạo nhãn hiệu nổi tiếng của Công ty trách nhiệm hữu hạn Thương mại và xuất nhập khẩu Lộc Thành bị Hải quan cửa khẩu quốc tế Bình Hiệp (tỉnh Tây Ninh) thu giữ.

Ngăn chặn các hành vi xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ

Công tác chống xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ hiện nay không còn đơn thuần chỉ bảo vệ một nhãn hiệu mà là câu chuyện bảo vệ năng lực cạnh tranh quốc gia, an ninh kinh tế trong thời đại mà giá trị của nền kinh tế tập trung ở trí tuệ, dữ liệu và sáng tạo.

Lãnh đạo Ủy ban nhân dân tỉnh Khánh Hòa cùng lãnh đạo Tổng Công ty Bưu điện Việt Nam thực hiện nghi thức ký kết thỏa thuận hợp tác. (ảnh: NGUYỄN TRUNG)

Phát huy hạ tầng bưu chính, tạo động lực mới cho chuyển đổi số, cải cách hành chính ở Khánh Hòa

Ngày 10/7, tại Nha Trang, Ủy ban nhân dân tỉnh Khánh Hòa và Tổng Công ty Bưu điện Việt Nam đã ký kết thỏa thuận hợp tác giai đoạn 2026-2030, mở ra bước phát triển mới trong việc khai thác đồng bộ hạ tầng bưu chính phục vụ cải cách hành chính, chuyển đổi số, thương mại điện tử, logistics và các dịch vụ công ích trên địa bàn tỉnh.

Toàn cảnh hội thảo. (Ảnh: BÍCH LIÊN)

Đề xuất đãi ngộ 300 triệu đồng/tháng cho Tổng công trình sư

Dự thảo Thông tư quy định cơ chế tài chính đối với nhiệm vụ phát triển công nghệ chiến lược đề xuất mức thu nhập tối đa 300 triệu đồng/tháng đối với Tổng công trình sư. Đây được xem là bước đi đột phá nhằm xây dựng cơ chế đãi ngộ đủ sức cạnh tranh để thu hút, giữ chân nhân tài, từng bước làm chủ các công nghệ chiến lược.

Các học viên thực hành khai thác và phân tích dữ liệu mở của NASA dưới sự hướng dẫn của cố vấn.

Khơi dậy tư duy khoa học cho học sinh từ dữ liệu mở của NASA

Ngày 8/7, Trại hè Khám phá dữ liệu mở 2026 (NASA Open Data Camp 2026) khai mạc tại Trung tâm Hoa Kỳ Hà Nội, mang đến cơ hội để 80 học sinh từ 14 đến 17 tuổi tiếp cận với nguồndữ liệu mở của Cơ quan hàng không và vũ trụ Hoa Kỳ (NASA), đồng thời rèn luyện tư duy khoa học và kỹ năng giải quyết vấn đề dựa trên dữ liệu.

Các đại biểu tham quan tại VCCA 2025. (Ảnh: Ban Tổ chức cung cấp)

Robot, AI và drone Make in Vietnam trước cơ hội bứt phá

Không chỉ là diễn đàn khoa học, Hội nghị khoa học và Triển lãm quốc tế về Điều khiển và tự động hóa lần thứ 8 (VCCA 2026) hướng tới mục tiêu kết nối nhà khoa học với doanh nghiệp, thúc đẩy thương mại hóa các công nghệ chiến lược như robot, AI, drone và tự động hóa thông minh.

Hội nghị toàn quốc sơ kết 1 năm 6 tháng triển khai thực hiện Nghị quyết số 57-NQ/TW.

Khơi thông nguồn lực thể chế để khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo trở thành động lực bứt phá

Trong kỷ nguyên phát triển dựa trên khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo, yêu cầu cấp thiết đặt ra là xây dựng một hệ thống pháp luật thực sự kiến tạo phát triển, nơi thể chế không còn là điểm nghẽn mà trở thành động lực giải phóng mọi nguồn lực, khơi dậy và phát huy tối đa tiềm năng sáng tạo của con người Việt Nam.

Phó Thủ tướng Hồ Quốc Dũng phát biểu chỉ đạo tại Lễ kỷ niệm.

Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam và sứ mệnh dẫn dắt ngành hạt nhân Việt Nam trong kỷ nguyên mới

Sáng 7/7, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam (VinAtom) tổ chức Lễ kỷ niệm 50 năm thành lập (26/4/1976-26/4/2026), đánh dấu chặng đường nửa thế kỷ xây dựng, phát triển và cống hiến cho ngành năng lượng nguyên tử Việt Nam. Phó Thủ tướng Hồ Quốc Dũng đến dự và phát biểu chỉ đạo tại Lễ kỷ niệm.