Một nhóm các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã mô phỏng những lợi ích tiềm năng toàn cầu của việc lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời trên tường ngoài của các tòa nhà – một khái niệm được gọi là quang điện tích hợp mặt tiền (FIPV).
Họ nhận thấy rằng các tấm pin năng lượng mặt trời được lắp đặt trên mặt tiền tòa nhà không chỉ tạo ra lượng điện đáng kể mà còn giúp giảm nhu cầu làm mát, từ đó giảm lượng khí thải carbon và cải thiện khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu đô thị.
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Trung Quốc được công bố trên tạp chí Nature Climate Change (2026), công nghệ tích hợp pin năng lượng mặt trời vào mặt tiền tòa nhà (FIPV) đang mở ra tiềm năng lớn cho các công trình đô thị hiện đại.
Thông thường, người ta chỉ nghĩ đến việc lắp tấm pin mặt trời trên mái nhà. Tuy nhiên, mặt tiền tòa nhà lại chiếm diện tích lớn, đặc biệt ở các tòa nhà cao tầng tại các thành phố đông đúc.
Nghiên cứu mô hình toàn cầu – được thực hiện bởi nhóm của Giáo sư Yao Ling tại Viện Khoa học Địa lý và Nghiên cứu Tài nguyên Thiên nhiên (IGSNRR) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, cho thấy, nếu triển khai FIPV ở kịch bản khả thi nhất, hệ thống này có thể sản xuất khoảng 732,5 TWh điện mỗi năm trên toàn thế giới. Con số này tương đương một lượng điện khổng lồ, đủ cung cấp cho hàng trăm triệu hộ gia đình.
"Khi biến đổi khí hậu mang đến những đợt nắng nóng cực đoan hơn và nhu cầu năng lượng tăng cao ở các thành phố, nghiên cứu này đã chỉ ra một cơ hội bị bỏ qua để làm cho các tòa nhà vừa tiết kiệm năng lượng vừa có khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu cùng một lúc", Giáo sư Yao Ling cho biết trên Xinhua.
Ảnh minh họa.
Pin năng lượng mặt trời tích hợp trên tường không chỉ tận dụng không gian "bỏ phí" mà còn hoạt động hiệu quả hơn trong một số điều kiện. Mặt tiền thường hướng đông, tây hoặc nam, giúp thu nhận ánh sáng mặt trời vào buổi sáng và chiều – thời điểm nhu cầu điện cao.
Điều này khác biệt so với pin năng lượng mặt trời trên mái chỉ tập trung vào giữa trưa. Hơn nữa, công nghệ FIPV có thể được thiết kế thẩm mỹ, hòa quyện với kiến trúc tòa nhà, biến bức tường thông thường thành "nhà máy điện" sạch mà không làm mất vẻ đẹp đô thị.
Đây chính là "lợi ích kép" nổi bật nhất trong nghiên cứu. Pin năng lượng mặt trời trên mặt tiền không chỉ tạo ra điện mà còn đóng vai trò như lớp cách nhiệt. Chúng che chắn bức xạ mặt trời trực tiếp chiếu vào tường, giảm nhiệt độ bề mặt tòa nhà đáng kể. Kết quả là, nhu cầu sử dụng máy lạnh giảm rõ rệt.
Theo mô hình, FIPV giúp giảm 8,1% nhu cầu điện cho toàn bộ tòa nhà trung bình. Hơn 80% các quận được mô phỏng cho thấy chi phí điện ròng suốt vòng đời công trình giảm đáng kể. Người dùng không chỉ tiết kiệm tiền điện từ lượng điện tự sản xuất mà còn giảm hóa đơn làm mát – hai khoản chi lớn nhất trong tiêu thụ năng lượng của tòa nhà.
Lợi ích môi trường cũng rất rõ nét. Việc giảm tiêu thụ điện lưới và giảm phát thải carbon từ điều hòa không khí góp phần chống biến đổi khí hậu. Công nghệ này còn hỗ trợ thích ứng khí hậu đô thị bằng cách giảm "đảo nhiệt đô thị" – hiện tượng các thành phố nóng lên do bê tông và kính hấp thụ nhiệt.
Rõ ràng, lợi ích kép của tấm pin năng lượng mặt trời trên mặt tiền tòa nhà không chỉ nằm ở con số điện sản xuất ra và việc tiết kiệm chi phí, mà còn ở việc thúc đẩy kiến trúc xanh, giảm phát thải và nâng cao chất lượng sống đô thị.
Với tiềm năng 732,5 TWh điện/năm và giảm 8,1% nhu cầu điện toàn cầu, FIPV có thể trở thành giải pháp then chốt trong chuyển đổi năng lượng sạch.
Minh Đức (Theo Techxplore, Xinhua)
