Năng lượng gió và năng lượng mặt trời đều là nguồn năng lượng tái tạo, sạch và được ứng dụng nhiều trong các hoạt động sản xuất và đời sống. Trong đó, năng lượng gió là năng lượng đến từ sức gió để tạo ra cơ năng hoặc điện năng; năng lượng mặt trời được tạo ra từ các bức xạ mặt trời và chuyển thành điện năng. Vậy, năng lượng gió và năng lượng mặt trời có điểm nào khác biệt? Hãy cùng chúng tôi giải đáp ngay trong bài viết dưới đây!
| Tiêu chí | Năng lượng gió | Năng lượng mặt trời |
| Nguồn gốc năng lượng | Năng lượng gió được tạo ra từ sức gió để tạo ra các dạng năng lượng khác như cơ năng hoặc điện năng | Năng lượng mặt trời được tạo ra từ quá trình thu bức xạ mặt trời. |
| Nguyên lý hoạt động |
|
|
| Sản phẩm từ nguồn năng lượng | Tấm pin năng lượng, đèn chiếu sáng cổng đi, đèn xách tay, đèn đường, quạt sạc bằng năng lượng mặt trời, máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời,… | Tuabin gió, đèn đường từ năng lượng gió, hệ thống bơm nước bằng năng lượng gió. |
| Tính ổn định và hiệu suất |
|
|
| Ứng dụng thực tế |
|
|
| Ảnh hưởng môi trường | Tác động tích cực đến môi trường | Tác động tích cực đến môi trường |
| Chi phí lắp đặt và bảo trì |
|
|
1. Nguồn gốc năng lượng
Năng lượng mặt trời được tạo ra từ bức xạ mặt trời, được khai thác và chuyển hóa từ quang năng thành điện năng hoặc nhiệt năng nhờ vào các máy móc, công nghệ hiện đại pin quang điện, hệ thống thu nhiệt từ mặt trời. Trên thực tế, năng lượng mặt trời thực chất là năng lượng hạt nhân, do phản ứng nhiệt bên trong lõi mặt trời tỏa ra.
Năng lượng gió là nguồn năng lượng dựa vào sức gió để tạo ra năng lượng khác như điện năng hoặc cơ năng nhờ vào các hệ thống hiện đại như tuabin gió. Trên thực tế, nguồn năng lượng gió bắt nguồn từ năng lượng mặt trời, do sự chênh lệch nhiệt độ dẫn đến bất thường trong áp suất khí quyền; các phần tử sẽ di chuyển liên tục từ vùng có khí áp cao đến khí áp thấp và hình thành nên gió. Bạn đọc có thể khám phá ngay bài viết “năng lượng gió là gì” để nắm được từ A-Z thông tin về năng lượng gió tại Việt Nam.
Nhìn chung, nguồn gốc xuất phát của năng lượng gió và năng lượng mặt trời đều xuất phát từ mặt trời. Tuy nhiên, năng lượng gió và năng lượng mặt trời có sự hình thành khác nhau. Nếu năng lượng mặt trời do các bức xạ ánh sáng mặt trời hình thành thì năng lượng gió lại do sự chênh lệch nhiệt độ ánh sáng mặt trời hình thành.
2. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của năng lượng mặt trời dựa vào những hệ thống pin năng lượng mặt trời như tấm pin áp mái, ánh nắng mặt trời sẽ chiếu thẳng vào các tấm pin mặt trời và được chuyển đổi từ quang năng thành dòng điện một chiều. Sau đó, dòng điện một chiều đi qua Inverter sẽ được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều sin chuẩn 220V – công suất và tần số của lưới điện quốc gia.
Nguyên lý hoạt động của năng lượng gió dựa vào tuabin gió, khi gió thổi sẽ làm quay các cánh quạt tuabin tạo ra một lực cản tối đa cho gió. Khi đó, sự chênh lệch về áp suất giữa hai bên cánh quạt sẽ tạo ra lực nâng mạnh hơn lực kéo, khiến cho rotor quay. Thông thường, rotor của tuabin gió sẽ được kết nối trực tiếp với máy phát điện và giúp động năng thành điện năng.
Như vậy, nguyên lý hoạt động của năng lượng gió và năng lượng mặt trời là hoàn toàn khác nhau. Trong khi năng lượng gió tạo điện năng từ những tuabin gió thì năng lượng mặt trời tạo điện năng từ những tấm pin mặt trời.
3. Sản phẩm từ nguồn năng lượng
Trong những năm gần đây, xu hướng ứng dụng năng lượng tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời thay cho nguồn năng lượng truyền thống như hóa thạch tạo điều kiện cho thị trường sản phẩm liên quan phát triển mạnh mẽ, nhằm giúp người dùng, doanh nghiệp tiết kiệm chi phí điện và góp phần bảo vệ môi trường. Để hiểu rõ hơn về sự khác nhau giữ hai dạng năng lượng này, mời bạn tham khảo chi tiết trong bài viết về “năng lượng tái tạo và không tái tạo“.
Trong đó, thị trường năng lượng mặt trời phát triển sôi nổi hơn với nhiều sản phẩm đa dạng kích cỡ từ lớn đến các thiết bị nhỏ, ví dụ như tấm pin năng lượng mặt trời, đèn chiếu sáng cổng đi, đèn xách tay, đèn đường năng lượng mặt trời, quạt sạc bằng năng lượng mặt trời, máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời,…
Bên cạnh đó, sản phẩm từ nguồn năng lượng gió tương đối ít hơn năng lượng mặt trời. Một số sản phẩm năng lượng gió trên thị trường hiện nay là tuabin gió, đèn đường năng lượng gió và hệ thống bơm nước bằng năng lượng gió.
4. Tính ổn định và hiệu suất
Nhiều nghiên cứu ước tính, hiệu suất chuyển đổi năng lượng gió thành điện nặng đạt 50%. Trong khi đó, con số này ở năng lượng mặt trời chỉ trong khoảng 15 – 20%. Do đó, nếu so sánh về hiệu suất chuyển đổi điện năng, năng lượng gió vượt trội hơn rất nhiều so với năng lượng mặt trời.
Tuy nhiên, nếu xét về hiệu suất lắp đặt, năng lượng gió đòi hỏi lắp đặt ở khu vực không gian rộng lớn, xa khu dân cư vì đặc điểm tạo tiếng ồn, khiến cho nguồn năng lượng gió bị hạn chế vì chỉ có thể lắp đặt ở một vài khu vực nhất định. Ngược lại, năng lượng mặt trời cho phép bạn lắp đặt ở khắp mọi nơi, thậm chí là trên mái nhà hộ gia đình, tận dụng tối đa nguồn năng lượng mặt trời.
Xét về tính ổn định, năng lượng gió phụ thuộc khá nhiều vào thời tiết như cấp độ gió và tốc độ gió đập vào tuabin. Trong những ngày thiếu gió sẽ không thể sản xuất được điện năng hoặc sản xuất ít. Trái lại, đối với hệ thống năng lượng mặt trời, ngay cả khi trời không nắng, trời mưa, những tấm pin vẫn có thể hấp thụ ánh sáng khuếch tán để biến đổi thành điện năng.
Như vậy, về hiệu suất tạo điện năng, năng lượng gió vượt trội hơn so với năng lượng mặt trời. Về hiệu suất lắp đặt, năng lượng mặt trời lại dẫn đầu khi dễ dàng lắp đặt ở mọi nơi như trên mái nhà. Về tính ổn định, năng lượng gió phụ thuộc vào điều kiện thời tiết của khu vực, năng lượng mặt trời lại có tính ổn định, liên tục, không bị gián đoạn chỉ trừ ban đêm.
5. Ứng dụng thực tế
Năng lượng mặt trời có thể được tạo ra từ nhiều thiết bị, công nghệ với kích thước nhỏ nên được ứng dụng nhiều thực tế, ví dụ như tấm pin năng lượng mặt trời cung cấp điện cho sản xuất; hệ thống sưởi ấm, làm mát, thông gió cho các công trình, nhà xưởng; sấy khô sản phẩm nông nghiệp; pin mặt trời cho xe ô tô, xe máy điện; pin sạc năng lượng mặt trời cho thiết bị; xử lý nước bằng năng lượng mặt trời; ứng dụng vào hệ thống giám sát, tưới tiêu.
Năng lượng gió phụ thuộc vào các hệ thống tuabin gió lớn nên ứng dụng vào thực tế còn rất hạn chế. Một vài ứng dụng của năng lượng gió là sản xuất điện gió nhờ vào tuabin gió; hỗ trợ giao thông vận tải, di chuyển tàu thuyền, khinh khí cầu; hệ thống bơm nước, tưới tiêu tự động và ứng dụng vào hệ thống làm mát và điều hòa không khí.
Nhìn chung, so với năng lượng mặt trời, ứng dụng của năng lượng gió có phần hạn chế hơn. Điều này được giải thích bởi đặc điểm, quy mô của từng loại năng lượng. Trong khi năng lượng mặt trời có thể tạo ra từ những thiết bị nhỏ, áp dụng được vào đời sống hàng ngày của hộ gia đình và hoạt động sản xuất doanh nghiệp thì năng lượng gió đòi hỏi quy mô lớn từ tuabin nên chỉ được áp dụng nhiều vào những ngành công nghiệp hay hệ thống lớn.
6. Ảnh hưởng đến môi trường
Cả năng lượng mặt trời và năng lượng gió đều có vai trò quan trọng đối với môi trường, duy trì bầu khí quyển trong lành, không gây ô nhiễm không khí, giảm thiểu lượng khí thải CO2, N20,… Do đó, hai loại năng lượng này được xem là “chìa khóa” góp phần phát triển xanh và giảm thiểu biến đổi khí hậu trên toàn cầu.
Tuy nhiên, việc sản xuất, lắp đặt các hệ thống năng lượng lại khiến nhiều chuyên gia đặt dấu hỏi về ảnh hưởng đến môi trường. Năng lượng gió được tạo ra từ các tuabin gió đòi hỏi quy mô lớn, kích thước khủng từ các tuabin gió nên gây ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường và gây tiếng ồn.
Mặc dù năng lượng mặt trời không sản xuất khí thải gây ô nhiễm môi trường là sự thật. Nhưng quá trình để sản xuất các tấm pin, thiết bị năng lượng mặt trời không tránh khỏi phát thải khí carbon, khí đốt nhiên liệu,… gây tác động xấu đến môi trường và đời sống con người. Ví dụ như quá trình đốt cháy silicon để tạo ra các tấm pin cần nhiệt độ lên tới 1.414 độ C, khiến cho một lượng khí CO2 sẽ thải ra môi trường.
Tóm lại, mặc dù là hai nguồn năng lượng thân thiện môi trường và giảm biến đổi khí hậu, các doanh nghiệp, Chính phủ vẫn đứng trước vấn đề khắc phục những hạn chế trong quá trình sản xuất và lắp đặt hai hệ thống năng lượng này.
7. Chi phí lắp đặt và bảo trì
Chi phí lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời tương đối cao. Tuy nhiên, mức chi phí sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như loại pin mặt trời (pin mono, pin poly,..), kích thước tấm pin,… Chi phí lắp đặt của hệ thống năng lượng gió phụ thuộc vào chiều cao tuabin gió, kích thước tuabin, chi phí kết nối lưới điện,…
Nhìn chung, nếu xét đến cùng quy mô thì lắp đặt hệ thống điện gió sẽ tiết kiệm chi phí hơn so với lắp đặt hệ thống điện mặt trời. Tuy nhiên, mức chi phí tính toán thực tế sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã đề cập bên trên.
Về bảo trì, hệ thống điện mặt trời phần lớn đều không chứa các bộ phận hoạt động cơ học. Do đó, hệ thống năng lượng mặt trời ít cần bảo trì hơn mà chỉ cần vệ sinh sạch sẽ các tấm pin mặt trời theo định kỳ để tối ưu hóa khả năng hấp thụ ánh sáng, tăng sản lượng điện tạo ra.
Đối với hệ thống năng lượng gió, cơ chế hoạt động của là nhờ vào tuabin gió, sự chuyển động của các động cơ trong tuabin nên mức độ hao mòn, ma sát lớn. Vì vậy, tuy không cần vệ sinh thường xuyên nhưng hệ thống năng lượng gió lại yêu cầu bảo trì cao hơn, tốn chi phí hơn so với hệ thống năng lượng mặt trời.
8. [Tư vấn] Khu công nghiệp nên chọn hệ thống nào?
Năng lượng gió và năng lượng mặt trời đều là nguồn năng lượng tái tạo đáp ứng về yếu tố thân thiện với môi trường – đây là một trong những điều kiện cần thiết cho sự phát triển bền vững của các khu công nghiệp.
Hiện nay, Việt Nam cũng đang đẩy mạnh quá trình chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo nhằm đạt mục tiêu đưa phát thải ròng về 0 vào năm 2050. Bên cạnh năng lượng mặt trời và năng lượng gió, Việt Nam còn đang phát triển các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng sinh khối và năng lượng thủy điện. Để tìm hiểu thêm về những nguồn năng lượng tiềm năng này, bạn có thể tham khảo thông tin chi tiết trong bài viết về “năng lượng tái tạo ở Việt Nam“.
So với năng lượng mặt trời thì năng lượng gió sẽ cho mức hiệu suất cao hơn, bảo vệ môi trường tốt hơn. Nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra rằng một tuabin gió có thể tạo ra điện năng tương đương 48.704 tấm pin mặt trời. Điều này cho thấy năng lượng gió chiếm ưu thế về hiệu suất xuất sắc hơn. Nhưng điều này cũng không đồng nghĩa năng lượng gió tốt hơn năng lượng mặt trời.
Xét về lắp đặt và vận hành, năng lượng gió đòi hỏi một diện tích đủ lớn cho những chiếc tuabin khổng lồ, trong khi năng lượng mặt trời có thể lắp đặt dễ dàng ở khắp mọi nơi, trên mái nhà xưởng. Thực tế năng lượng gió và năng lượng mặt trời đều sở hữu ưu và nhược điểm khác nhau. Vì vậy, khu công nghiệp nên chọn hệ thống năng lượng nào còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
Đầu tiên là khí hậu môi trường, khu công nghiệp nên cân nhắc khí hậu địa phương, nghiên cứu sức gió, các mùa nắng trong năm và tìm thấy năng lượng nào chiếm ưu thế hơn. Thứ hai, khu công nghiệp nên cân nhắc đến chi phí phải bỏ ra và diện tích khu vực để lựa chọn loại năng lượng phù hợp với quy mô khu công nghiệp.
Cuối cùng, khu công nghiệp nên cân nhắc ngành nghề hoạt động. Ví dụ với những ngành công nghiệp nặng cần mức tiêu thụ điện năng lớn như công nghiệp hóa chất, luyện kim, công nghiệp năng lượng,.. thì năng lượng gió có thể được ưu tiên hơn vì hiệu suất cao. Ngược lại, những khu công nghiệp tập trung ngành công nghiệp nhẹ hoặc lĩnh vực ít sử dụng năng lượng như chế biến thực phẩm, in ấn,… có thể cân nhắc năng lượng mặt trời.
Tuy nhiên, lựa chọn lý tưởng nhất dành cho khu công nghiệp nếu đủ ngân sách và tiềm năng là phát triển cả hai hệ thống năng lượng cho khu công nghiệp. Kết hợp đồng thời hai nguồn năng lượng cũng giúp khu công nghiệp chủ động trong năng lượng, hạn chế những nhược điểm về tính ổn định như không có năng lượng do đứng gió, ngày không nắng.
Bài viết trên đây đã phân tích 7 điểm khác nhau giữa năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Hy vọng những thông tin trên đã giúp bạn hiểu rõ và phân biệt được hai loại năng lượng này. Nếu bạn quan tâm tới tin tức về khu công nghiệp và năng lượng tái tạo, mời bạn tìm hiểu các bài viết tại website Du Long nhé!
