Đường sắt điện mặt trời có thể sớm trở thành một phần của hạ tầng giao thông châu Âu sau những kết quả tích cực từ dự án thí điểm tại Thụy Sĩ. Mô hình này hướng tới việc tận dụng không gian giữa hai đường ray để sản xuất điện sạch, góp phần giảm phát thải và thúc đẩy chuyển đổi năng lượng.
Năm ngoái, startup Sun-Ways đã đưa vào vận hành tuyến đường sắt điện mặt trời đầu tiên trên thế giới tại làng Buttes, thuộc bang Neuchâtel (Thụy Sĩ). Dự án lắp đặt 48 tấm pin quang điện trên đoạn đường ray dài 100 m đang khai thác, với tổng công suất 18 kWp và dự kiến thử nghiệm trong ba năm.
Sun-Ways đã đưa vào vận hành tuyến đường sắt điện mặt trời đầu tiên trên thế giới tại làng Buttes, thuộc bang Neuchâtel (Thụy Sĩ) hồi năm ngoái. Ảnh: Sun-Ways.
Tuy nhiên, theo Euronews, chỉ sau một năm vận hành, kết quả khả quan đã mở ra khả năng triển khai hệ thống cố định trên quy mô lớn dọc tuyến đường sắt này.
Thông thường, các tấm pin mặt trời được lắp đặt với góc nghiêng tối ưu để hấp thụ bức xạ mặt trời. Chẳng hạn, tại Tây Ban Nha, góc nghiêng từ 30-35 độ được đánh giá cho hiệu suất cao nhất. Một nghiên cứu công bố năm 2022 trên ScienceDirect cho thấy góc nghiêng khoảng 34 độ tại bán đảo Iberia chỉ làm suy giảm dưới 1% sản lượng điện mỗi năm.
Trong khi đó, các tấm pin của Sun-Ways được lắp phẳng giữa hai đường ray. Theo tính toán của công ty, cách bố trí này chỉ làm giảm khoảng 10% sản lượng điện so với lắp đặt tối ưu.
Sau một năm hoạt động, hệ thống đã sản xuất khoảng 16.000 kWh điện, tương đương lượng điện tiêu thụ hằng năm của một hộ gia đình tại Anh sử dụng điện cho sưởi ấm, nước nóng, chiếu sáng và các thiết bị gia dụng.
Nếu được triển khai trên toàn bộ 5.317 km đường sắt của Thụy Sĩ, diện tích lắp đặt sẽ tương đương khoảng 760 sân bóng đá. Sun-Ways ước tính hệ thống có thể tạo ra khoảng 1 TWh điện mỗi năm, đáp ứng khoảng 2% nhu cầu điện quốc gia.
Ý tưởng lắp pin mặt trời trên đường ray từng vấp phải nhiều lo ngại. Liên minh Đường sắt Quốc tế (UIC) cảnh báo các tấm pin có thể xuất hiện các vết nứt nhỏ làm tăng nguy cơ cháy nổ hoặc gây chói mắt cho lái tàu do hiện tượng phản xạ ánh sáng.
Để khắc phục, Sun-Ways phát triển loại pin có độ bền cao hơn nhiều so với pin lắp trên mái nhà và tích hợp lớp phủ chống phản xạ. Hệ thống còn được trang bị cảm biến theo dõi tình trạng hoạt động, trong khi các chổi quét gắn phía sau đoàn tàu sẽ tự động làm sạch bụi bẩn trên bề mặt pin mỗi khi tàu đi qua.
Theo Sun-Ways, sau một năm vận hành, hệ thống hoạt động ổn định và không cần áp dụng các biện pháp bảo trì đặc biệt.
Hiện nguồn điện tạo ra từ dự án đang được hòa trực tiếp vào lưới điện quốc gia. Trong giai đoạn tiếp theo, công ty đặt mục tiêu phát triển công nghệ cho phép cấp điện trực tiếp trở lại các trạm biến áp hoặc hệ thống cấp điện kéo của đường sắt.
Thành công tại Thụy Sĩ cũng đang mở ra cơ hội mở rộng mô hình này ra quốc tế. Sun-Ways vừa ký thỏa thuận hợp tác với một đối tác chiến lược tại Italy, đơn vị đang làm việc với Rete Ferroviaria Italiana, cơ quan quản lý hạ tầng đường sắt quốc gia, để triển khai một dự án thí điểm trong thời gian tới.
Bên cạnh đó, công ty cũng đã nhận được sự chấp thuận của Chính phủ Hàn Quốc để xây dựng một tuyến đường sắt điện mặt trời mới. Đồng thời, các cuộc đàm phán với đối tác tại Hà Lan, Trung Quốc, Ấn Độ và Singapore cũng đang được xúc tiến, cho thấy mô hình này có tiềm năng trở thành một hướng phát triển mới cho hạ tầng giao thông xanh trên toàn cầu.
