Bơm năng lượng mặt trời: Phát triển nông nghiệp xanh và bền vững

Trong bối cảnh khủng hoảng kép về biến đổi khí hậu và gia tăng dân số, nhu cầu về nông nghiệp bền vững và quản lý nước chưa bao giờ cấp thiết hơn thế. Yếu tố thiết yếu cho nỗ lực này không chỉ là năng lượng sạch khai thác từ mặt trời để nuôi dưỡng cây trồng và vật nuôi mà còn là sự đổi mới trong bảo tồn nước và sử dụng thông minh.

Nước là nguồn tài nguyên quý giá, và việc xử lý, phân bổ và sử dụng nước đúng cách là điều cần thiết để hỗ trợ các hoạt động canh tác bền vững. Để di chuyển nước, cần có hệ thống bơm. Trên thực tế, hệ thống bơm rất quan trọng đến mức tất cả các hệ thống bơm trên thế giới chiếm khoảng 20% mức tiêu thụ năng lượng của thế giới, theo Viện Thủy lực. Để bền vững, việc bơm phải được thực hiện theo cách tối đa hóa năng suất và giảm thiểu mức sử dụng năng lượng, đặc biệt là ở các vùng xa xôi.

Ở những vùng như vậy, việc bơm nước theo cách truyền thống – chỉ đơn giản là lấy nước từ lòng đất – là không đủ. Quá trình này phải phát triển theo hướng các giải pháp năng lượng mặt trời thông minh giúp tối đa hóa hiệu quả và giảm thiểu chất thải. Ở đây, các ổ đĩa năng lượng mặt trời được đưa vào sử dụng, kết hợp công nghệ tấm pin mặt trời với máy bơm để tạo ra các hệ thống tự động thông minh có thể bơm, lưu trữ và phân phối nước.

Điều này không chỉ thúc đẩy việc tưới tiêu cây trồng hiệu quả mà còn hỗ trợ tầm nhìn rộng hơn về an ninh lương thực gắn liền với bảo vệ môi trường. Nó đảm bảo rằng mỗi giọt nước và tia nắng mặt trời đều góp phần tạo nên một tương lai bền vững và an toàn hơn về lương thực. Bên cạnh đó, vai trò của các ổ đĩa trong các quy trình xử lý nước càng khẳng định giá trị của chúng trong nền nông nghiệp bền vững.

Nhu cầu sử dụng máy bơm năng lượng mặt trời

Nhu cầu về chuyển động nước ngoài lưới điện này đã làm nảy sinh bơm năng lượng mặt trời – trong đó máy bơm được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng quang điện (PV). Lợi ích của máy bơm năng lượng mặt trời là chúng giúp giảm chi phí năng lượng, cắt giảm khí thải và có thể hoạt động mà không cần kết nối lưới điện. Công nghệ hiện đại đang cải thiện hiệu quả hơn nữa trong bơm năng lượng mặt trời, biến nó thành một hệ thống khả thi để tưới tiêu ở những vùng xa xôi, thay thế cho máy bơm chạy bằng máy phát điện diesel.

Kết quả là, đây là một giải pháp đang dần trở nên phổ biến trên toàn cầu, nhưng đặc biệt là ở những khu vực có vùng đất khô cằn cực độ. Đây cũng là một thị trường đang phát triển ở Trung Đông, nơi mà trong một số trường hợp, việc lấy 1 kilowatt giờ (kWh) năng lượng từ các tấm pin mặt trời có thể rẻ hơn so với năng lượng từ dầu mỏ. Cũng có sự tăng trưởng đáng kể ở Châu Âu, nơi mà việc có được kết nối lưới điện đáng tin cậy đang ngày càng trở nên khó khăn hơn – một vấn đề sẽ chỉ trở nên tồi tệ hơn khi nhu cầu về điện tăng lên, với nhiều lĩnh vực hơn hướng tới việc khử cacbon thông qua điện khí hóa.

Thật vậy, một hệ thống bơm nước hiệu quả, không cần lưới điện có thể trở thành một nhu cầu thiết yếu trên toàn cầu trong những năm tới.

Những điều bạn cần cân nhắc khi lắp đặt máy bơm năng lượng mặt trời

Có một số hạn chế rõ ràng đối với việc bơm năng lượng mặt trời – ví dụ, những ngày nhiều mây và nhiều giờ tối. Vì vậy, bơm năng lượng mặt trời hoạt động tốt nhất khi người vận hành tách biệt các quy trình lưu trữ và sử dụng nước. Điều này liên quan đến sự thay đổi tư duy từ việc bơm truyền thống.

Vì vậy, thay vì chỉ bơm nước khi cần, hãy sử dụng ban ngày để di chuyển càng nhiều nước càng tốt đến nơi có thể lưu trữ dễ dàng và hiệu quả nhất. Về cơ bản, điều này có nghĩa là sử dụng năng lượng dư thừa để đổ đầy bể chứa hoặc dự trữ nước, sau đó sử dụng khi cần. Bơm nước dư thừa lên độ cao cao hơn có nghĩa là trọng lực sẽ cung cấp năng lượng để phân phối nước sau đó.

Hơn nữa, người vận hành nên cân nhắc hướng lắp đặt tấm pin PV, tùy thuộc vào bán cầu mà chúng được đặt. Chúng nên hướng về phía nam nếu được đặt ở bán cầu bắc và hướng về phía bắc nếu được đặt ở bán cầu nam. Điều này tối đa hóa sản lượng năng lượng trong suốt mùa hè và mùa đông.