Biến 5.000km đường ray tàu thành nhà máy điện mặt trời, quốc gia sạch nhất thế giới tham vọng tạo ra 1TWh điện

Quỹ đất hạn hẹp luôn là rào cản lớn nhất đối với các dự án năng lượng tái tạo quy mô lớn. Để giải quyết bài toán này, Thụy Sĩ đã quyết định tận dụng một không gian tưởng chừng như không thể khai thác là khoảng trống nằm giữa hai thanh ray của các tuyến đường sắt đang hoạt động. Sự xuất hiện của hệ thống pin quang điện ngay dưới gầm những đoàn tàu hỏa đánh dấu một bước ngoặt về tư duy quy hoạch hạ tầng tại quốc gia luôn dẫn đầu về chỉ số môi trường toàn cầu.

Tận dụng hạ tầng giao thông làm bệ phóng năng lượng

Dự án mang tính đột phá này do công ty khởi nghiệp Sun-Ways khởi xướng và chính thức khánh thành tại vùng Buttes thuộc bang Neuchâtel. Trên một đoạn đường ray thử nghiệm dài 100 mét, nhóm kỹ sư đã tích hợp thành công 48 tấm pin quang điện. Mỗi tấm pin sở hữu công suất 385W, gộp lại tạo thành một trạm phát điện phân tán với tổng công suất đạt 18kW. Dù quy mô ban đầu còn khá khiêm tốn, nhà máy đặc biệt này dự kiến sẽ sản xuất khoảng 16MWh điện năng mỗi năm và bơm trực tiếp vào lưới điện công cộng nằm cách đó vỏn vẹn 500 mét.

Động thái này mang lại một ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với ngành công nghiệp phát triển điện lưới. Việc biến hạ tầng giao thông có sẵn thành các bệ phóng thu nhận năng lượng giúp giảm thiểu áp lực xây dựng các cánh đồng pin mặt trời khổng lồ, vốn luôn vấp phải sự phản đối vì chiếm dụng đất nông nghiệp hoặc phá vỡ cảnh quan thiên nhiên.

Tự động hóa quy trình thi công và giải quyết rào cản kỹ thuật

Khó khăn lớn nhất khi can thiệp vào hệ thống đường sắt là tuyệt đối không được làm gián đoạn huyết mạch giao thông. Để vượt qua trở ngại này, quá trình thi công được tự động hóa hoàn toàn thông qua một đoàn tàu chuyên dụng do đối tác Scheuchzer phát triển. Cỗ máy khổng lồ này hoạt động như một dây chuyền lắp ráp di động, có khả năng trải dài gần 1.000 mét vuông tấm pin xuống mặt đường ray chỉ trong vài giờ đồng hồ. Phương pháp thi công bằng máy móc giúp rút ngắn đáng kể thời gian và tiết kiệm chi phí nhân công so với việc lắp ráp thủ công truyền thống.

Bên cạnh yếu tố tiến độ, tính an toàn và khả năng bảo trì hạ tầng cũng được các kỹ sư tính toán kỹ lưỡng. Các tấm pin được thiết kế liên kết linh hoạt để công nhân có thể tháo rời nhanh chóng khi cần bảo dưỡng hoặc thay thế thanh tà vẹt định kỳ. Bề mặt hệ thống quang điện được phủ một lớp vật liệu chống chói đặc biệt nhằm ngăn chặn hiện tượng lóa mắt gây nguy hiểm cho người lái tàu. Đồng thời, bài toán vệ sinh bề mặt cũng được giải quyết bằng các bàn chải hình trụ gắn trực tiếp dưới gầm tàu hỏa, giúp tự động quét sạch bụi bẩn và duy trì hiệu suất thu nhận ánh sáng ở mức cao nhất.

Tham vọng định hình lại mạng lưới năng lượng toàn cầu

Từ thành công của mô hình thử nghiệm ban đầu, giới chuyên gia đang nhìn thấy một mỏ vàng năng lượng khổng lồ còn bỏ ngỏ. Với mạng lưới đường sắt trải dài khoảng 5.000km khắp cả nước, đại diện Sun-Ways tính toán rằng Thụy Sĩ có tiềm năng lắp ráp tới 2,5 triệu tấm pin. Nếu được khai thác tối đa diện tích này, hệ thống đủ sức tạo ra 1TWh điện năng mỗi năm, đóng góp một phần không nhỏ vào an ninh năng lượng quốc gia.

Sau khi vượt qua các vòng kiểm định khắt khe, dự án đã chính thức được Văn phòng Giao thông Vận tải Liên bang Thụy Sĩ cấp phép vào tháng 10 năm 2024. Trong vòng ba năm tới, hệ thống sẽ tiếp tục được theo dõi sát sao về mức độ suy giảm màng phủ, tỷ lệ bám bẩn và những tác động vật lý lên nền đá của đường sắt. Dựa trên nền tảng phân tích kỹ thuật và kinh tế khả quan, mô hình này đang được lên kế hoạch để xuất khẩu sang hàng loạt thị trường có mạng lưới đường sắt dày đặc như Đức, Ý, Mỹ và khu vực châu Á.