Mô hình Agro-Solar (hay Agrivoltaics) là phương pháp kết hợp sản xuất nông nghiệp và phát điện mặt trời trên cùng một diện tích đất. Thay vì sử dụng đất cho hai mục đích riêng biệt (trồng trọt và đặt trang trại năng lượng mặt trời), mô hình này cho phép hai hệ thống cùng tồn tại và hỗ trợ lẫn nhau.
Ý tưởng cốt lõi là: lắp đặt các tấm pin mặt trời ở độ cao phù hợp, với thiết kế kết cấu đảm bảo ánh sáng vẫn xuyên qua hoặc tạo bóng mát có kiểm soát để hỗ trợ cây trồng phát triển. Điều này giúp nông dân vừa có nguồn thu từ điện, vừa duy trì hoặc thậm chí tăng năng suất nông nghiệp, đặc biệt trong điều kiện khí hậu nóng lên.
Nguyên lý và cách thức hoạt động
Trong mô hình Agro-Solar, các tấm pin mặt trời được bố trí theo hai dạng phổ biến:
1. Hệ thống cao (High-Mounted System)
Hệ thống cao là dạng mô hình điện mặt trời được lắp đặt trên khung giá đỡ cao từ 3–6 mét, cho phép máy móc nông nghiệp hoạt động bình thường bên dưới và vẫn duy trì không gian canh tác rộng rãi.
a. Cấu trúc của hệ thống cao
Hệ thống bao gồm:
☀️ Tấm pin mặt trời
- Được lắp trên các giàn khung cao.
- Thiết kế có thể nghiêng để tối ưu lượng bức xạ.
🟦 Khung đỡ cao (3–6m)
- Sử dụng thép mạ kẽm hoặc hợp kim chống gỉ.
- Chịu tải gió, tải trọng tấm pin và điều kiện thời tiết.
🚜 Không gian nông nghiệp phía dưới
- Trồng rau màu, cây lấy lá, cây chịu bóng hoặc chăn nuôi nhẹ.
- Xe máy cày, xe nông nghiệp có thể đi lại.
🔌 Hệ thống đấu nối và inverter
- Dây dẫn đi trong ống bảo vệ cao.
- Inverter đặt tập trung ở mép ruộng hoặc trạm kỹ thuật.
b. Nguyên lý vận hành
Hệ thống hoạt động dựa trên việc kết hợp đồng thời hai quá trình:
(1) Sản xuất điện mặt trời trên cao, và
(2) Canh tác nông nghiệp bên dưới giàn pin.
Quy trình vận hành cụ thể gồm các bước:
☀️ Thu nhận bức xạ mặt trời
Tấm pin mặt trời đặt trên khung cao 3–6m sẽ hấp thụ ánh nắng và chuyển đổi thành dòng điện một chiều (DC).
- Hệ thống được thiết kế tối ưu góc nghiêng để tăng hiệu suất.
- Khoảng cách giữa các hàng pin được tính toán để vẫn đảm bảo ánh sáng phù hợp cho cây trồng bên dưới.
🔄 Chuyển đổi năng lượng (DC → AC)
Dòng điện DC sinh ra được dẫn về bộ inverter.
- Inverter chuyển đổi DC thành điện xoay chiều (AC) dùng cho sản xuất hoặc hòa lưới.
- Tủ điều khiển, bộ chống sét và cầu dao bảo vệ được đặt tại trạm kỹ thuật ở rìa khu canh tác.
⚡ Phân phối điện năng
Điện AC sau khi chuyển đổi có thể được sử dụng theo 3 cách:
- Dùng trực tiếp cho hệ thống tưới tiêu, bơm nước, nhà kính hoặc thiết bị nông nghiệp tại chỗ.
- Cấp điện cho các cơ sở xung quanh (nhà kho, khu chế biến, trạm bơm).
- Hòa vào lưới điện quốc gia, tạo nguồn thu ổn định cho hộ nông dân hoặc doanh nghiệp.
🌱 Canh tác nông nghiệp dưới giàn pin
Trong khi hệ thống điện hoạt động trên cao, bên dưới vẫn diễn ra hoạt động nông nghiệp bình thường:
- Cây trồng nhận ánh sáng khuếch tán (không quá gắt).
- Nhiệt độ đất giảm, hạn chế bốc hơi nước.
- Máy móc nông nghiệp (máy cày, xe thu hoạch) vẫn di chuyển dễ dàng dưới khoảng không 4–6m.
Điều này tạo ra hiệu ứng song sinh: vừa tăng chất lượng nông sản, vừa giảm chi phí canh tác.
🔁 Tương tác hai chiều giữa điện và nông nghiệp
- Điện mặt trời hỗ trợ nông nghiệp: năng lượng cho tưới nhỏ giọt, cảm biến IoT, nhà kính thông minh.
- Nông nghiệp hỗ trợ hệ điện mặt trời: cây trồng giữ ẩm, giảm nhiệt độ dưới giàn pin → giúp tăng hiệu suất tấm pin (vì pin càng mát càng hiệu quả).
✔️ Kết quả cuối cùng
Hệ thống vận hành ổn định, mang lại:
- Sản lượng điện ổn định
- Sản lượng nông nghiệp không giảm, thậm chí tăng
- Nguồn thu nhập kép cho nông dân hoặc doanh nghiệp
c. Ưu điểm của High-Mounted System
Mô hình lắp đặt giàn pin mặt trời ở độ cao 3–6m mang lại nhiều lợi ích vượt trội cho cả nông nghiệp và năng lượng tái tạo. Các ưu điểm chính gồm:
🌞 Không chiếm đất canh tác – tối ưu sử dụng diện tích
- Đất vẫn được sử dụng hoàn toàn cho nông nghiệp.
- Không cần chuyển đổi mục đích sử dụng đất → giảm chi phí và dễ xin phép.
- Tạo mô hình “2 trong 1”: vừa sản xuất điện, vừa trồng trọt.
🌱 Cải thiện môi trường vi khí hậu cho cây trồng
Giàn pin cao giúp:
- Giảm ánh nắng trực tiếp → giảm stress nhiệt cho cây.
- Giảm nhiệt độ đất vào buổi trưa.
- Giảm tốc độ bốc hơi → tiết kiệm nước tưới từ 15–30%.
- Nhiều loại cây (rau lá, dược liệu, nấm, berry…) phát triển tốt hơn dưới ánh sáng khuếch tán.
⚡Tận dụng không gian trên cao để tạo nguồn thu bổ sung
- Điện mặt trời tạo nguồn thu ổn định từ bán điện hoặc tiết kiệm điện sử dụng tại chỗ.
- Nông dân có hai dòng thu nhập: nông nghiệp + điện năng.
🚜 Dễ sử dụng máy móc nông nghiệp
- Chiều cao 4–6m cho phép máy cày, máy thu hoạch, xe tải nhỏ đi lại bình thường.
- Không ảnh hưởng quy trình canh tác truyền thống hoặc nông nghiệp công nghệ cao.
🌡️ Giảm nhiệt, tăng hiệu suất tấm pin
- Cây trồng bên dưới giữ ẩm cho đất → nhiệt độ tổng thể giảm.
- Tấm pin mát hơn 2–5°C → hiệu suất điện tăng 3–6% so với đặt trên đất trống quá nóng.
🌧️ Chống chịu thời tiết tốt hơn
- Kết cấu cao và thông thoáng giúp:
+ Giảm tụ nhiệt
+ Giảm đọng nước
+ ản gió tốt hơn
- Giàn cao dễ tránh lụt hoặc úng cục bộ.
🧪 Hỗ trợ triển khai nông nghiệp thông minh (Smart Farming)
Hệ thống điện cung cấp năng lượng cho:
- Cảm biến IoT theo dõi độ ẩm đất, dinh dưỡng, nhiệt độ.
- Hệ thống tưới nhỏ giọt tự động.
- Nhà kính thông minh (vent, phun sương, chiếu sáng LED).
- Máy bay nông nghiệp dùng điện.
🌍 Tăng hiệu suất sử dụng đất toàn hệ thống
- Theo các nghiên cứu ở Nhật, Đức, Ý, Trung Quốc:
Tổng hiệu suất sử dụng đất (LUA – Land Use Efficiency) đạt 160–220% so với trồng trọt đơn thuần hoặc điện mặt trời đơn thuần.
🏞️ Giảm xói mòn đất và bảo vệ hệ sinh thái
- Tấm pin tạo bóng râm ngăn đất khô hạn và nứt nẻ.
- Giảm dòng chảy bề mặt sau mưa → hạn chế xói mòn.
- Khuyến khích phục hồi đa dạng sinh học (côn trùng, thảm cỏ).
🧩 Linh hoạt với nhiều mô hình nông nghiệp
Áp dụng tốt cho:
- Rau màu
- Dược liệu
- Cây ăn quả thấp
- Chăn nuôi (dê, cừu)
- Trồng cỏ thức ăn chăn nuôi
- Vùng hạn hán hoặc khô nóng
2. Hệ thống bán xuyên sáng (Semi-transparent PV)
Semi-transparent Photovoltaics (STPV) là công nghệ pin mặt trời cho phép một phần ánh sáng đi xuyên qua, đồng thời một phần được hấp thụ để tạo điện. Loại pin này thường được ứng dụng trên nhà kính nông nghiệp, tòa nhà thông minh (BIPV) và các cấu trúc yêu cầu độ chiếu sáng tự nhiên kết hợp tạo năng lượng.
a. Khái niệm và đặc điểm chính
Khái niệm
Hệ thống bán xuyên sáng (Semi-transparent Photovoltaics – STPV) là công nghệ pin mặt trời được thiết kế để cho phép một phần ánh sáng tự nhiên đi xuyên qua, trong khi phần còn lại được hấp thụ để tạo ra điện năng.
Khác với tấm pin mặt trời truyền thống hoàn toàn không cho ánh sáng xuyên qua, STPV kết hợp được hai chức năng đồng thời:
- Chiếu sáng tự nhiên
- Sản xuất điện năng
Điều này giúp STPV trở thành giải pháp lý tưởng cho nông nghiệp (agro-solar), nhà kính, công trình kiến trúc sử dụng mặt dựng kính (BIPV), và các ứng dụng cần ánh sáng tự nhiên.
Đặc điểm chính
Bán xuyên sáng (Semi-transparency)
- Thu được ánh sáng tự nhiên nhưng vẫn tạo điện.
- Mức độ trong suốt có thể điều chỉnh: 10% – 50%, phù hợp với từng mục đích sử dụng (nhà kính, tòa nhà, mái che…).
Linh hoạt trong thiết kế
Có thể làm thành:
- Kính mờ (frosted)
- Kính nhuộm màu
- Dạng lưới (patterned)
- Pin màng mỏng dẻo
- Perovskite bán trong suốt
Hiệu quả kép
- Tạo điện từ phần ánh sáng hấp thụ.
- Phần ánh sáng xuyên qua hỗ trợ chiếu sáng tự nhiên hoặc quang hợp (trong nhà kính nông nghiệp).
Vật liệu đa dạng
- Silicon dạng lưới (micro-patterned Si)
- Màng mỏng (a-Si, CIGS)
- Perovskite bán trong suốt (tiềm năng cao, hiệu suất tốt)
Tính thẩm mỹ cao
- Thích hợp cho các công trình kiến trúc hiện đại, mặt dựng kính, mái vòm, giếng trời.
Khả năng tối ưu ánh sáng cho cây trồng
- Các loại STPV hiện đại được thiết kế để truyền qua ánh sáng đỏ – loại ánh sáng quan trọng nhất cho quang hợp, giúp cây phát triển tốt trong mô hình nhà kính năng lượng.
Hiệu suất điện thấp hơn PV truyền thống
- Do phải cân bằng giữa khả năng hấp thụ và độ trong suốt.
- Hiệu suất thường 8–15%, nhưng perovskite bán trong suốt có thể đạt 16–20%.
b. Ứng dụng trong nông nghiệp
Semi-transparent PV (STPV) mở ra một hướng đi mới cho nông nghiệp hiện đại bằng cách biến nhà kính truyền thống thành nhà kính năng lượng, nơi cây trồng và điện năng cùng tồn tại hài hòa.
Dưới đây là những ứng dụng nổi bật:
🌿 Nhà kính năng lượng (Energy-producing greenhouse)
STPV được lắp trên mái hoặc mặt đứng của nhà kính, cho phép ánh sáng phù hợp cho quang hợp đi vào, trong khi hấp thụ phần còn lại để tạo điện.
Điện tạo ra được dùng để:
- Vận hành quạt thông gió
- Bơm tưới, máy bơm dinh dưỡng
- Chiếu sáng LED cho cây trồng
- Điều khiển hệ thống tự động trong nhà kính
- Bán ngược lại lên lưới điện
Điều này giúp giảm đáng kể chi phí vận hành, đặc biệt tại các trang trại quy mô lớn.
🌾 Tối ưu ánh sáng cho cây trồng
Các tấm STPV có thể tùy chỉnh tỉ lệ truyền sáng (transmittance):
- 30–50% cho các loại cây cần ánh sáng mạnh (cà chua, dưa lưới)
- 50–70% cho các cây ưa bóng (rau xanh, thảo mộc)
Một số STPV tiên tiến còn điều chỉnh màu ánh sáng truyền qua (như tăng ánh sáng đỏ) để tăng hiệu suất quang hợp.
💧 Kết hợp hệ thống canh tác thông minh
Điện từ STPV hỗ trợ vận hành:
- Hệ thống tưới nhỏ giọt
- Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ
- Bộ điều khiển dinh dưỡng tự động
- Hệ thống điều chỉnh mái che
Nhà kính lúc này trở thành IoT farm, hoạt động gần như tự động hóa.
🍓 Giảm nhiệt độ trong nhà kính
Các tấm bán xuyên sáng giúp:
- Giảm bức xạ trực tiếp
- Hạn chế tình trạng sốc nhiệt cho cây
- Cải thiện năng suất trong mùa nóng
Nhiệt độ ổn định còn giúp giảm nhu cầu làm mát bằng quạt hoặc máy lạnh.
💵 Tăng giá trị kinh tế của nhà kính
Nhờ khả năng tự tạo điện, nhà kính STPV có thể:
- Giảm 20–40% chi phí điện
- Tạo nguồn thu từ bán điện
- Tăng tuổi thọ mái nhờ tấm PV che chắn
Mô hình này đặc biệt phù hợp với:
- Các quốc gia nắng nhiều (Việt Nam, Nhật Bản, Úc, Tây Ban Nha…)
- Các trang trại trồng rau công nghệ cao
🌍 Nâng cao tính bền vững trong nông nghiệp
Nhà kính dùng STPV giúp:
- Giảm phát thải CO₂
- Giảm sử dụng vật liệu nhựa cho mái
- Ứng phó biến đổi khí hậu thông qua năng lượng sạch
Hướng đi này đang là trọng tâm trong các chiến lược nông nghiệp xanh và tuần hoàn.
c. Cấu tạo của Semi-transparent PV
Cấu tạo của một tấm pin mặt trời bán xuyên sáng được thiết kế sao cho một phần ánh sáng đi xuyên qua, phần còn lại được hấp thụ để tạo điện, vì vậy cấu trúc của nó khác biệt so với tấm PV truyền thống.
Dưới đây là cấu trúc tổng quát:
Lớp kính bảo vệ (Front Glass – Semi-transparent Cover)
- Là lớp kính cường lực hoặc kính polymer bán xuyên sáng.
- Độ truyền sáng tùy thiết kế: 10% – 50%.
- Có thể dùng kính nhiều lớp (laminated glass) để tăng độ bền.
- Vai trò:
+ Bảo vệ pin khỏi thời tiết.
+ Cho ánh sáng đi qua một phần.
Lớp chống phản xạ (Anti-reflection Coating – ARC)
- Giúp giảm thất thoát ánh sáng do phản xạ.
- Tối ưu ánh sáng đi vào lớp hấp thụ hoặc xuyên xuống dưới.
Lớp tế bào quang điện (Active Layer – Solar Cell Layer)
Đây là trái tim của STPV, sử dụng công nghệ phù hợp với chế độ bán trong suốt:
Các công nghệ thường dùng:
- a-Si (silicon vô định hình) dạng siêu mỏng: Cho phép ánh sáng đi qua giữa các vùng không phủ vật liệu.
- CIGS màng mỏng trong suốt một phần: Có thể điều chỉnh độ dày để đạt độ truyền sáng mong muốn.
- Silicon tinh thể dạng lưới (Micro-patterned c-Si): Tế bào PV được “đục lỗ” hoặc xếp theo dạng lưới có khe hở cho ánh sáng xuyên qua.
- Perovskite bán xuyên sáng (semi-transparent perovskite): Điều chỉnh màu và độ xuyên sáng bằng cách thay đổi thành phần halide. Xu hướng công nghệ mới tiềm năng nhất.
Lớp dẫn điện trong suốt (TCO – Transparent Conductive Oxide)
- Vật liệu: ITO, FTO hoặc AZO
- Vai trò:
+ Cho phép ánh sáng đi qua.
+ Dẫn dòng điện sinh ra từ lớp hấp thụ.
Lớp đóng gói (Encapsulant – EVA/POE)
- Bảo vệ tế bào quang điện khỏi ẩm và tia UV.
- Giữ cố định các lớp với nhau.
Lớp kính sau hoặc màng polymer trong suốt (Back Glass / Backsheet)
- Có thể trong suốt hoặc mờ tùy mức độ ánh sáng cần truyền.
- Với nhà kính nông nghiệp, thường dùng loại trong suốt để truyền tối đa ánh sáng đỏ cho cây.
Khung và lớp liên kết (Frame / Seal)
- Nhôm hoặc composite.
- Cố định module và chống nước, chống gió.
Hộp nối và dây dẫn (Junction Box & Wiring)
- Thường bố trí gọn để không che ánh sáng.
- Một số mẫu đặt ở mép để tránh bóng đổ.
d. Nguyên lý hoạt động
Tách phổ ánh sáng (Selective Light Transmission)
- Semi-transparent PV chỉ hấp thụ một phần ánh sáng – thường là ánh sáng khả kiến màu xanh-đỏ hoặc tia cận hồng ngoại.
- Phần ánh sáng còn lại được cho truyền qua các khoảng trống vật lý hoặc lớp màng bán trong suốt, giúp cây trồng bên dưới vẫn nhận đủ ánh sáng quang hợp.
Chuyển đổi quang năng (PV Conversion)
- Phần ánh sáng được hấp thụ bởi vật liệu bán dẫn (Si mỏng, màng mỏng CIGS, perovskite trong suốt…).
- Các photon bị hấp thụ → tạo electron–hole → sinh ra dòng điện DC giống như tấm pin thông thường.
Điều chỉnh mức truyền sáng (Light Modulation)
Tỷ lệ truyền sáng (VLT – Visible Light Transmission) có thể tùy chỉnh:
- 10–30% (nông nghiệp cần ánh sáng cao)
- 40–60% (nhà kính)
- 60% (mặt dựng kiến trúc – building integrated PV)
Kết hợp quang hợp + tạo điện (Dual-use system)
Semi-transparent PV cho phép:
- Một phần ánh sáng đi xuống → phục vụ quang hợp.
- Phần còn lại tạo điện → phục vụ hệ thống nhà kính, bơm nước, quạt thông gió, cảm biến IoT.
Giảm nhiệt & phân tán ánh sáng (Diffused Light Effect)
- Các lớp bán trong suốt làm ánh sáng giảm cường độ, phân tán đều hơn.
- Giúp:
+ Giảm sốc nhiệt cho cây,
+ Tăng khả năng quang hợp với ánh sáng khuếch tán.
Kết nối điện (Inverter & Grid)
- Điện DC → Inverter → điện AC.
- Dùng ngay trong nông trại hoặc bán lên lưới.
e. Hiệu suất và đặc tính quang học
Semi-transparent PV (STPV) là công nghệ cho phép vừa tạo điện, vừa truyền một phần ánh sáng tự nhiên xuống cây trồng. Vì vậy, hiệu suất của loại pin này luôn được xem xét song song giữa hai yếu tố:
Tỷ lệ truyền sáng (Visible Light Transmittance – VLT)
Đây là thông số quan trọng nhất trong nông nghiệp.
- VLT 10–50% tùy thiết kế cell và khoảng cách bố trí.
- Tỷ lệ truyền sáng cao → cây nhận nhiều ánh sáng hơn, phù hợp rau ăn lá.
- Tỷ lệ truyền sáng thấp → ưu tiên tạo điện, phù hợp cây chịu bóng như dược liệu, nấm, dâu tằm…
Trong nông nghiệp, VLT 20–30% thường được dùng cho nhà kính agro-solar.
Hiệu suất chuyển đổi điện năng (PV Efficiency)
Do bị “đục” hoặc “chia ô”, hiệu suất của STPV thường thấp hơn pin mặt trời truyền thống.
- Pin silicon truyền thống: 18–22%
- Semi-transparent PV silicon: 8–15%
- Semi-transparent perovskite: 10–17% (tiềm năng tăng cao trong tương lai)
Nguyên nhân giảm hiệu suất:
- Một phần ánh sáng được truyền xuống → ít photon tạo điện hơn.
- Cấu trúc cell giãn cách → giảm diện tích hấp thu.
Đặc tính quang phổ (Spectral Selectivity)
Semi-transparent PV có thể lọc một phần ánh sáng không cần thiết cho cây, ví dụ:
- Hấp thụ ánh sáng xanh dương + một phần ánh sáng đỏ để tạo điện.
- Truyền ánh sáng đỏ và hồng ngoại gần – quan trọng cho quang hợp.
- Giảm UV → bảo vệ cây trồng.
Nhờ đó, STPV không chỉ truyền sáng mà còn tối ưu ánh sáng hữu ích cho sinh trưởng.
Giảm nhiệt và điều hòa vi khí hậu
Nhờ hấp thụ một phần bức xạ:
- Nhiệt độ trong nhà kính giảm 2–5°C so với mái kính thường.
- Giảm nguy cơ sốc nhiệt ở cây.
- Giảm chi phí làm mát nhà kính.
Hiệu suất theo thời gian (Durability)
Tùy loại vật liệu:
| Công nghệ | Độ bền | Ghi chú |
|---|---|---|
| a-Si bán xuyên sáng | 20–25 năm | ổn định, truyền sáng đều |
| Perovskite bán xuyên sáng | 10–15 năm (hiện tại) | đang được cải thiện mạnh |
| Organic PV (OPV) | 5–10 năm | rất nhẹ và linh hoạt |
Khả năng điều chỉnh độ xuyên sáng (Dynamic Transparency – tùy công nghệ)
Một số phiên bản STPV có thể:
- Điều chỉnh độ mờ
- Tự thay đổi độ xuyên sáng theo cường độ nắng (photochromic / electrochromic)
→ Giúp đảm bảo cả hiệu suất điện lẫn nhu cầu ánh sáng thay đổi theo mùa.
f. Ưu điểm
Vừa tạo điện, vừa truyền ánh sáng – tối ưu cho nông nghiệp
- Cho phép một phần ánh sáng mặt trời xuyên qua để cây trồng quang hợp.
- Đồng thời hấp thụ phần ánh sáng còn lại để tạo điện năng.
- Cân bằng tốt giữa năng lượng tái tạo và năng suất cây trồng.
Giảm nhiệt độ bên trong nhà kính
- STPV lọc bớt các bước sóng gây nóng (như hồng ngoại).
- Giúp nhà kính duy trì nhiệt độ ổn định hơn, giảm chi phí làm mát.
Bảo vệ cây trồng trước ánh nắng gắt
Tấm PV có độ mờ nhất định, giúp:
- Giảm cháy lá, sốc nhiệt.
- Tăng tỷ lệ sống của cây trồng.
- Phù hợp với các giống cần ánh sáng tán xạ.
Tăng hiệu quả đất nông nghiệp
- Một diện tích đất dùng hai mục đích: → Trồng trọt + Sản xuất điện năng
- Đặc biệt phù hợp với vùng đất khan hiếm hoặc quy hoạch nông nghiệp công nghệ cao.
Giảm chi phí vận hành nhà kính
Điện tạo ra từ STPV có thể dùng cho:
- Hệ thống tưới tự động
- Máy bơm
- Quạt thông gió
- Công nghệ IoT nông nghiệp
Giảm đáng kể chi phí điện hàng tháng.
Tính thẩm mỹ cao – nhẹ – linh hoạt
Các tấm bán xuyên sáng có thể làm:
- Màu trong suốt nhẹ
- Màu xanh nhạt
- Các hoa văn lưới PV
Thích hợp cho nhà kính thương mại, trang trại du lịch, hoặc mô hình farmstay.
Giảm phát thải – bền vững lâu dài
- Giúp nông nghiệp tiến tới Net Zero.
- Giảm phụ thuộc điện lưới quốc gia.
- Tăng khả năng chống chịu trước biến đổi khí hậu.
g. Nhược điểm
Hiệu suất chuyển đổi thấp hơn so với PV thông thường
- Vì một phần ánh sáng phải xuyên qua để phục vụ cây trồng, lượng ánh sáng hấp thụ cho phát điện giảm đáng kể.
- Hiệu suất thường thấp hơn 20–40% so với tấm pin silicon truyền thống.
- Đặc biệt trong môi trường nông nghiệp, hiệu suất chịu ảnh hưởng bởi độ ẩm, bụi và điều kiện vận hành khác.
Giá thành cao
Công nghệ chế tạo semi-transparent đòi hỏi:
- Cell PV đặc biệt có độ truyền sáng cao.
- Quy trình sản xuất phức tạp hơn.
- Vật liệu có tính quang học đặc thù.
Do đó chi phí cao hơn 1.3–2 lần so với PV thường.
Giảm lượng ánh sáng cho cây nếu thiết kế chưa tối ưu
Nếu tỷ lệ truyền sáng (transmittance) thấp hơn yêu cầu của từng loại cây, sẽ ảnh hưởng đến:
- tốc độ quang hợp
- sinh trưởng
- năng suất nông sản
Điều này đòi hỏi tính toán kỹ thuật rất chính xác.
Yêu cầu cấu trúc lắp đặt phức tạp hơn
Khi dùng trong nhà kính hoặc mô hình agro-solar, hệ thống phải:
- chịu được tải gió lớn
- không làm giảm thông gió
- tránh che bóng không mong muốn
Kết cấu vì thế phức tạp và tốn chi phí xây dựng.
Độ bền quang học theo thời gian
Lớp vật liệu truyền sáng có thể bị:
- ố màu
- giảm độ truyền sáng
- lão hoá do UV
Điều này ảnh hưởng cả năng suất cây trồng và hiệu suất PV.
Ảnh hưởng mạnh bởi điều kiện khí hậu
- Các yếu tố như bụi, cát, phân chim, hơi nước, mưa acid… làm giảm độ trong suốt và hiệu suất phát điện.
- Cần vệ sinh thường xuyên và chuyên dụng.
h. Ứng dụng thực tế
Semi-transparent PV (tấm pin mặt trời bán xuyên sáng) đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi nhờ khả năng vừa phát điện – vừa cho ánh sáng tự nhiên truyền qua. Các ứng dụng nổi bật gồm:
Nông nghiệp – Mô hình Agro-Solar Greenhouse
– Nhà kính năng lượng mặt trời
- Tấm PV bán xuyên sáng lắp trên mái nhà kính.
- Vẫn đảm bảo ánh sáng thích hợp cho cây trồng như rau xanh, dâu tây, dưa lưới, hoa.
- Đồng thời tạo nguồn điện phục vụ:
+ Quạt thông gió
+ Hệ thống tưới nhỏ giọt
+ Điều khiển nhiệt độ & độ ẩm
+ Đèn LED chuyên dụng
– Trang trại kết hợp PV – Crop Farming
- Lắp trên giàn cao (greenhouse structures).
- Giảm bức xạ mạnh vào buổi trưa → hạn chế cháy lá, tăng năng suất.
Mái che nông nghiệp và khu sản xuất
- Che nắng cho khu giâm giống, cây non.
- Che mái cho khu nuôi trồng nấm, hoa cúc, hoa lan – cần ánh sáng vừa phải.
- Tạo điện phục vụ hệ thống làm lạnh hoặc phun sương.
Kiến trúc xanh – BIPV (Building-Integrated Photovoltaics)
– Mặt dựng (Curtain Wall) cho tòa nhà
- Ứng dụng trong các tòa nhà cao tầng, văn phòng, trung tâm thương mại.
- Vừa là kính mặt ngoài vừa tạo điện.
- Giảm tải điều hòa nhờ giảm nhiệt bức xạ.
– Mái kính (Skylight)
- Sân ga, sân bay, nhà chờ xe buýt, trung tâm triển lãm, khu resort.
- Tạo hiệu ứng ánh sáng dịu đẹp, sang trọng.
- Vừa che nắng – vừa thu năng lượng.
Nhà ở dân dụng và công trình nhỏ
- Lắp cho giếng trời (light well).
- Mái hiên, mái pergola.
- Khu để xe (carport).
- Khu vực sân vườn – lối đi có mái che bán trong suốt.
Khu đô thị thông minh – Smart City
- Trạm chờ xe buýt năng lượng mặt trời.
- Trạm sạc EV mái kính bán xuyên sáng.
- Công viên năng lượng (energy park) kết hợp chiếu sáng ban đêm.
Ứng dụng đặc thù trong công nghiệp
- Nhà máy cần ánh sáng tự nhiên: chế biến nông sản, kho lạnh thông minh.
- Trang trại thủy canh, aquaponics.
- Nhà ươm giống thủy sản.
Về IFK Solartech
IFK Solartech mang đến cho bạn không gian xanh hiện đại, nơi công nghệ và thiên nhiên hòa quyện hoàn hảo. Với các giải pháp năng lượng mặt trời tiên tiến, hệ thống vận hành thông minh và nhiều ứng dụng thân thiện với môi trường – đây chính là điểm đến lý tưởng cho một cuộc sống bền vững, tiết kiệm và xanh hơn mỗi ngày.
Trụ sở chính: 41 Đường 13 Quốc Lộ 13, Khu đô Thị Vạn Phúc, Thủ Đức, Tp. HCM
Văn phòng Di Linh: Số 8, Đường 3 Cây Thông, Tân Thượng, Di Linh, Lâm Đồng
Số điện thoại:(+84)282.247.7755
Email: info@soltech.ifkgroup.net
Website: https://soltech.ifkgroup.net/
Facebook: https://www.facebook.com/ifksolartech
Vietnamese