Ứng dụng pin quang năng làm “xanh” ngành đường sắt

Lắp đặt pin quang năng trên nóc các toa tàu, sử dụng điện mặt trời cho đường ray xe lửa… là những ý tưởng mở ra khả năng làm “xanh” ngành đường sắt trong tương lai.

Pin quang năng tạo điện cấp cho đường ray xe lửa

Tại vùng Đông Nam nước Anh, thay vì sử dụng đường dây điện trên cao, một “đường ray thứ ba” được thiết kế để cung cấp điện cho tàu. Hệ thống này gồm đường dẫn điện đặt dọc theo đường ray, cấp điện cho tàu thông qua một thanh truyền là chân tiếp xúc. Do điện mặt trời đã được hòa vào lưới điện quốc gia Anh nên nhiều tàu điện ở “xứ sở sương mù” cũng đang sử dụng quang năng. Tuy nhiên, người ta phát hiện ra rằng nếu kết nối điện tạo ra từ các tấm pin quang năng vào chính “đường ray thứ ba” thì việc cung cấp điện cho tàu sẽ hiệu quả hơn. Do đó, người ta đã làm một thí nghiệm lắp đặt một dãy các tấm pin năng lượng mặt trời công suất khoảng 37kW cạnh tuyến đường sắt tại Aldershot, một thị trấn nằm ở phía Tây Nam của thủ đô London, cách London 50km. Các tấm pin quang năng sẽ tạo ra dòng điện một chiều 600-800V, rất phù hợp với môi trường điện áp của hệ thống “đường ray thứ ba”.

Các tấm pin quang năng được lắp ngay bên cạnh đường ray (Ảnh internet)

Theo tính toán của Giám đốc kỹ thuật khu vực phía Nam của Network Rail – đơn vị quốc doanh chịu trách nhiệm vận hành cơ sở hạ tầng ngành đường sắt tại “xứ sở sương mù”, điện dọc theo hệ thống đường ray như trong thí nghiệm sẽ rẻ hơn so với điện được cung cấp từ lưới điện. Ông này ước tính việc tiết kiệm nhờ ý tưởng trên có thể giúp đáp ứng đến 10% nhu cầu điện ở khu vực phía Nam của nước Anh. Ngoài ra, các tấm pin quang năng còn phủ bóng lên thảm thực vật ở xung quanh đường ray xe lửa, giúp hạn chế sự phát triển của chúng, nhờ đó tiết kiệm thời gian và công sức cắt tỉa, hạn chế việc lá cây rơi xuống đường ray ảnh hưởng đến việc di chuyển của tàu. Ý tưởng này cũng có thể áp dụng ở nhiều khu vực khác, đặc biệt là những quốc gia có điều kiện thuận lợi hơn, không có nhiều sương mù như ở Anh.

Lắp đặt điện mặt trời trên nóc các toa tàu

Năm 2017, Ấn Độ đã ra mắt tàu năng lượng mặt trời đầu tiên, hoạt động tại thành phố New Delhi. Chuyến tàu này có tên là Diesel Electric Multiple Unit (DEMU), được lắp đặt các tấm pin quang năng trên nóc các toa. Do không gian nóc toa tàu hạn chế nên hệ thống các tấm pin mặt trời không thể tạo đủ điện để vận hành cả đoàn tàu mà sẽ cung cấp cho bóng đèn, quạt và màn hình hiển thị thông tin.

Tàu Red Rattle giữ Kỷ lục Guinness Tàu hỏa năng lượng mặt trời 100% đầu tiên trên thế giới (Ảnh internet)

Kỷ lục Guinness Tàu hỏa năng lượng mặt trời 100% đầu tiên trên thế giới thuộc về tàu Red Rattle tại Australia với 2 toa tàu, có thể chở được 100 hành khách, vận chuyển giữa 2 ga cách nhau 3km tại eo Byron Bay, North New South Wales. Các tấm quang năng công suất 6,5kW được lắp trên nóc tàu, tạo điện từ ánh sáng mặt trời, điện được nạp vào ắc quy trên tàu. Mỗi lần sạc đủ có thể dùng cho 12-15 chuyến. Hệ thống phanh tàu cũng có khả năng tạo ra khoảng 25% năng lượng tái sinh, để dùng khi tăng tốc. Ngoài ra, trong trường hợp thiếu điện, tàu có thể dùng điện năng từ lưới điện, cung cấp bởi một nhà năng lượng xanh tại địa phương.

Những ứng dụng của pin quang năng trong ngành đường sắt tuy hầu như mới ở giai đoạn thử nghiệm, sử dụng ở quy mô nhỏ nhưng có thể xem là những tiền đề quan trọng mở ra một tương lai “xanh” cho ngành đường sắt toàn cầu. Nó cũng một lần nữa thể hiện rằng năng lượng tái tạo đang ngày càng được sử dụng rộng rãi ở khắp các lĩnh vực, các quốc gia và mang về nhiều lợi ích thiết thực.

Nguồn: Tổng Hợp