Hệ thống pin mặt trời trên đường sắt Thụy Sĩ hoàn thành thử nghiệm, sẵn sàng mở rộng khắp châu Âu

Hệ thống điện năng lượng mặt trời được gắn trực tiếp lên đường ray tàu hỏa tại Thụy Sĩ đã hoàn tất giai đoạn thử nghiệm với những kết quả vượt kỳ vọng. Theo thông báo của công ty khởi nghiệp Sun-Ways công bố trên Euronews vào ngày 5/7, dự án này đã kết thúc sớm hơn dự kiến, chỉ mất một năm thay vì ba năm như kế hoạch ban đầu.

Đây là lần đầu tiên trên toàn cầu, các tấm pin quang điện được lắp đặt giữa hai đường ray. Công ty Sun-Ways đã thi công 100 mét tấm pin PV tại làng Buttes thuộc quận Val-de-Travers vào năm trước. Kết quả trong hơn một năm hoạt động, hệ thống này đã phát điện được 16.000 kWh hòa vào lưới điện khu vực, trong khi vẫn đảm bảo 11.000 chuyến tàu chạy qua an toàn. Đó là lượng năng lượng đủ để cung cấp cho ba đến bốn hộ gia đình suốt một năm.

Joseph Scuderi, nhà sáng lập Sun-Ways, chia sẻ với tạp chí Swissinfo rằng họ đã thành công trong việc đạt cả hai mục tiêu - bảo đảm an toàn giao thông đường sắt và sản xuất điện tái tạo. Ông phát biểu: "Hệ thống này được chứng minh hoàn toàn ổn định và an toàn trong suốt giai đoạn các tàu di chuyển".

Tiềm năng mở rộng quy mô lớn

Với thành công từ thí điểm này, dự án có khả năng được triển khai rộng rãi, biến toàn bộ mạng lưới đường sắt châu Âu thành những nhà máy điện năng lượng mặt trời nhỏ. Nếu lắp đặt pin quang điện trên toàn bộ mạng lưới đường sắt dài 5.317 km của Thụy Sĩ, năng lượng tái tạo phát sinh từ đường ray có thể đạt một TWh, tương ứng khoảng 2% tổng sản lượng điện mà đất nước tiêu thụ hàng năm. Theo ước tính của đại diện Sun-Ways, quy mô các tấm quang năng khi đó sẽ dài gấp 50.000 lần so với phạm vi thử nghiệm hiện tại, ngang bằng với diện tích 760 sân bóng đá.

Điện tái tạo đang chiếm tỷ trọng ngày càng cao tại châu Âu. Theo thống kê quý I năm nay, năng lượng tái tạo đã cung cấp gần 46% tổng nguồn điện ở châu Âu. Trong đó, điện mặt trời đứng thứ ba về tỷ trọng, sau điện gió và thủy điện. Tuy nhiên, một thách thức với năng lượng mặt trời là nó đòi hỏi diện tích đất đai rộng lớn. Mô hình của Sun-Ways giải quyết được vấn đề này bằng cách tận dụng hạ tầng và không gian sẵn có của hệ thống đường ray hiện hữu.

Ưu thế trong vận hành và bảo trì

Một khám phá thú vị từ thí nghiệm là các tấm quang năng gắn trên đường ray không cần được làm sạch thường xuyên. Lý do là tốc độ của tàu hỏa chạy trên đường ray quang điện đạt tối đa 90 km một giờ, tạo ra những dòng không khí mạnh đủ để cuốn sạch bụi và tạp chất bám trên bề mặt tấm pin.

Công ty TransN - tổ chức vận tải công cộng của bang Neuchâtel - là đơn vị quản lý đoạn đường sắt tại Buttes, xác nhận hệ thống quang điện trên đường ray không gây tác động tiêu cực đến hoạt động vận tải hàng ngày. Một lo ngại ban đầu của các chuyên gia là khả năng tia sáng phản chiếu có thể làm chói mắt những người điều khiển tàu. Tuy nhiên, trong suốt thời gian thử nghiệm, TransN không ghi nhận bất kỳ kiến nghị hay phàn nàn nào liên quan đến vấn đề này.

Kế hoạch triển khai toàn cầu

Sun-Ways nhận được sự hỗ trợ từ Cơ quan Xúc tiến Sáng tạo và Đổi mới của Thụy Sĩ. Công ty đã lên kế hoạch khởi động các dự án thí điểm tiếp theo tại Italy, Pháp và Hà Lan. Dự án ở Italy được dự kiến sẽ bắt đầu trong vài tháng tới.

Ở Pháp, Sun-Ways đã ký kết hợp tác với SNCF - công ty đường sắt quốc gia nước này, người quản lý 28.000 km đường sắt và là một trong những nhà tiêu thụ điện công nghiệp lớn nhất. Công ty khởi nghiệp đặt mục tiêu trong quá trình chuyển đổi năng lượng của SNCF, điện mặt trời sẽ chiếm 20% tổng nguồn cung năng lượng vào năm 2030.

Ngoài châu Âu, Sun-Ways cũng đang tiến hành đàm phán với các đối tác tại Hàn Quốc, Trung Quốc, Ấn Độ và Singapore để phát triển các dự án tương tự. Tại Hàn Quốc, chính phủ đã phê duyệt dự án trong khu vực lân cận ga Osong, tỉnh Chungcheongbuk-do, với thời gian thí điểm kéo dài hai năm và có tiềm năng mở rộng trên toàn quốc sau đó.

Những thách thức còn phía trước

Mặc dù thành công ban đầu, giới phân tích vẫn nêu ra những lo ngại về khả năng lưu trữ và truyền tải điện của dự án này. Julien Pouget, Phó giáo sư tại Đại học Khoa học Ứng dụng Valais ở Thụy Sĩ, cho rằng công nghệ hiện nay chưa phù hợp để truyền tải điện từ những nhà máy mặt trời trên đường ray có độ dài vượt quá 500 mét.

Để khắc phục vấn đề này, Scuderi dự định sẽ kết nối nguồn điện được phát sinh vào các trạm biến áp của hệ thống đường sắt, hoặc cung cấp trực tiếp cho các đoàn tàu, thay vì đưa vào lưới điện công cộng của địa phương. Sau những thành tích ban đầu, nhà sáng lập Sun-Ways hy vọng các cơ quan chính phủ sẽ cho phép rút ngắn kỳ hạn thực hiện các giai đoạn thí điểm, qua đó nhanh chóng xác nhận tính khả thi của dự án. Ông nhấn mạnh: "Chúng tôi đã chứng minh rằng việc bố trí nhà máy mặt trời giữa các đường ray là hoàn toàn an toàn. Nếu sớm được phê duyệt, những đối tác nước ngoài của chúng tôi có thể thực hiện các bước phát triển tiếp theo".

Nếu được các chính phủ thông qua, công nghệ này có khả năng nhanh chóng chuyển hóa hàng ngàn km đường sắt trên thế giới thành một nguồn năng lượng mới và bền vững.