Năng lượng sạch đổi mới: Cách Drone làm sạch tấm pin mặt trời

Sự phát triển vũ bão của lĩnh vực năng lượng tái tạo, đặc biệt là sản xuất điện quang điện, đang đặt ra một thách thức cấp bách cho các nhà vận hành trạm điện mặt trời (СЭС): làm thế nào để duy trì thiết bị luôn sạch sẽ. Bụi bẩn và cặn bám tích tụ trên bề mặt các mô-đun năng lượng mặt trời có thể làm giảm hiệu suất lên tới 25 phần trăm. Điều này biến việc vệ sinh định kỳ trở thành nhiệm vụ sống còn, nhất là tại các khu vực địa lý hiểm trở như sa mạc hoặc vùng núi đá, nơi thường xuyên xảy ra bão cát.

Các phương pháp vệ sinh thủ công truyền thống tại những địa điểm này không chỉ kém hiệu quả mà còn tiềm ẩn rủi ro đáng kể cho nhân viên do nhiệt độ cao và điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Để đối phó với những khó khăn này, ngành công nghiệp đang đẩy mạnh ứng dụng các giải pháp tự động hóa và không người lái nhằm tự động hóa và tăng cường độ an toàn trong công tác bảo trì. Một trong những hướng tiếp cận tiên tiến nhất là việc sử dụng các máy bay không người lái (drone) chuyên dụng để rửa sạch các tấm pin mặt trời, qua đó giảm thiểu sự can thiệp của con người và tối ưu hóa chi phí vận hành.

Ví dụ, các công ty Israel là Solar Drone và Airobotics đã hợp tác phát triển một hệ thống “drone-in-a-box” toàn diện. Hệ thống này bao gồm một máy bay bốn cánh quạt và một trạm tiếp nhận được bảo vệ, cho phép máy bay tự động sạc lại pin và bổ sung dung dịch tẩy rửa. Điểm nổi bật của thiết bị này là khả năng định vị chính xác nhờ sử dụng công nghệ lidar và camera, đảm bảo quá trình xử lý bề mặt là hoàn toàn không tiếp xúc. Điều này giúp loại bỏ nguy cơ gây hư hỏng cơ học cho các tấm pin. Trong khi đó, các giải pháp công nghệ khác lại tập trung vào phương pháp làm sạch khô, đặc biệt cần thiết ở những vùng khô hạn, nơi việc tiết kiệm tài nguyên nước là ưu tiên hàng đầu.

Tại châu Âu, công ty khởi nghiệp Ý Reiwa Engine đã hợp tác với tập đoàn năng lượng khổng lồ Enel Green Power để tạo ra robot SandStorm. Robot này có khả năng di chuyển tự động dọc theo các dãy pin, sử dụng hệ thống chổi được thiết kế đặc biệt để thích ứng với các bề mặt không bằng phẳng. Sau các thử nghiệm thành công trên một phân đoạn 1 megawatt tại СЭС Totana, Tây Ban Nha, Enel Green Power đã ký hợp đồng mua 150 robot SandStorm cho các cơ sở của họ tại Tây Ban Nha, bao gồm Totana và Las Corchas, với tổng công suất 135 MW. Robot SandStorm cũng được trang bị tính năng tự động quay về trạm sạc khi cần năng lượng.

Ngoài nhiệm vụ làm sạch trực tiếp, các phương tiện bay không người lái còn đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra và chẩn đoán các nhà máy điện mặt trời. Tại Nga, tập đoàn “Хевел” lần đầu tiên áp dụng drone để khảo sát Майминская СЭС gần Gorno-Altaysk, sử dụng kỹ thuật chụp ảnh nhiệt từ trên không để phát hiện các điểm nóng bất thường. Việc sử dụng UAV trong trường hợp này đã giúp rút ngắn thời gian kiểm tra thiết bị xuống 15 lần so với phương pháp quan sát trực quan truyền thống. Các công ty khác như Enel Green Power North America và Raptor Maps cũng đang phát triển các nền tảng học máy, tích hợp dữ liệu thu thập từ drone để nhận diện nhiều loại lỗi khác nhau, giảm thời gian chẩn đoán từ vài ngày xuống chỉ còn vài giờ.

Thị trường dành cho các hệ thống bảo trì tự động hóa cho СЭС đang cho thấy sự tăng trưởng ổn định. Nhà phát triển Hylio của Mỹ đã chế tạo drone AG-210, có khả năng hoạt động theo bầy đàn, được điều khiển tập trung từ một trạm mặt đất duy nhất. Mặc dù vẫn còn những rào cản cần vượt qua, chẳng hạn như sự phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và chi phí đầu tư ban đầu khá cao, xu hướng chung đang hướng tới các phương pháp bảo trì chính xác và tự động hóa hơn. Đây được xem là điều kiện tiên quyết để có thể mở rộng quy mô ngành công nghiệp điện mặt trời trong tương lai.