Với những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ năng lượng tái tạo, Thụy Sĩ vừa chính thức khánh thành một dự án mang tính đột phá trong lĩnh vực năng lượng sạch. Nhà máy điện mặt trời đầu tiên trên thế giới được lắp đặt trực tiếp các tấm pin trên một tuyến đường sắt đang hoạt động đã được ra mắt tại huyện Val-de-Travers. Dự án này không chỉ là một bước tiến lớn trong việc áp dụng năng lượng mặt trời vào giao thông đường sắt, mà còn mở ra triển vọng phát triển bền vững cho ngành vận tải và sản xuất điện.

Dự án điện mặt trời trên đường ray được thực hiện bởi công ty Thụy Sĩ Sun-Ways, với sự hỗ trợ của đối tác Scheuchzer, sử dụng tàu chuyên dụng để lắp đặt hệ thống tấm pin. Hệ thống này gồm 48 module quang điện được lắp trên đường ray, mỗi module có công suất 385W, với tổng công suất 18 kW. Tấm pin mặt trời được bố trí trên tuyến đường sắt 221, do công ty vận tải transN của bang Neuchâtel vận hành. Dự án này hứa hẹn sản xuất khoảng 16 MWh điện mỗi năm và cung cấp điện cho lưới điện công cộng cách đó khoảng 500 m. Những tấm pin này đã bắt đầu hoạt động khi tàu chở khách chạy qua hệ thống vào ngày 28 tháng 4 năm 2025.

Một yếu tố đặc biệt khiến dự án này trở thành một mô hình độc đáo là khả năng lắp đặt nhanh chóng và tiết kiệm chi phí. Với cỗ máy chuyên dụng, Sun-Ways có thể lắp đặt gần 1.000 mét vuông pin mặt trời chỉ trong vài giờ. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm chi phí đáng kể so với phương pháp lắp đặt truyền thống. Các tấm pin mặt trời được phủ lớp phủ chống phản xạ để tránh tình trạng chói, đồng thời có các công cụ vệ sinh được gắn trên tàu để giữ cho hệ thống hoạt động hiệu quả, loại bỏ bụi bẩn và mảnh vụn.

Sau khi được đưa vào hoạt động, dự án đã trải qua các bài kiểm tra và phân tích để đảm bảo rằng nó đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về an toàn và hiệu quả. Văn phòng Giao thông Vận tải Liên bang (FOT) của Thụy Sĩ đã thông qua dự án và dự kiến nhà máy sẽ được thử nghiệm thêm trong vòng ba năm, tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của lớp phủ tấm pin, tác động của đất và cơ sở hạ tầng đường sắt, cùng với khả năng vận hành dài hạn của hệ thống. Mục tiêu là kiểm tra độ bền và an toàn khi tàu hỏa chạy qua những tấm pin này.

Bên cạnh những thành công, dự án cũng không thiếu thách thức. Một nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng, mặc dù việc lắp đặt tấm pin mặt trời trên đường ray là khả thi về mặt kinh tế, nhưng cũng tồn tại một số vấn đề tiềm ẩn. Hai yếu tố quan trọng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống là bụi bẩn và áp lực cơ học nặng nề từ các đoàn tàu chạy qua. Bụi bẩn có thể làm giảm hiệu suất quang điện của tấm pin, trong khi lực tác động của tàu hỏa có thể làm giảm tuổi thọ của hệ thống. Điều này đặt ra câu hỏi về tính khả thi của mô hình này trong dài hạn, đặc biệt là khi áp dụng ở quy mô lớn.

Mặc dù vậy, nhà sáng lập và giám đốc điều hành của Sun-Ways, Joseph Scuderi, rất lạc quan về tương lai của dự án. Ông kỳ vọng rằng, trong tương lai, hệ thống điện mặt trời trên đường ray sẽ không chỉ cung cấp điện cho lưới điện mà còn có thể nạp trực tiếp điện vào tàu, giúp các đoàn tàu có thể tự cung tự cấp gần như 100% năng lượng. Với hơn 5.000 km đường ray ở Thụy Sĩ, tiềm năng phát triển hệ thống điện mặt trời này là rất lớn, ước tính có thể lắp đặt gần 2,5 triệu tấm pin mặt trời trên hệ thống đường sắt của quốc gia này.

Ngoài ra, Sun-Ways cũng có kế hoạch mở rộng mô hình này ra quốc tế, với các thị trường mục tiêu là Đức, Áo, Italy, Mỹ và các quốc gia ở châu Á trong những năm tới. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển các giải pháp năng lượng sạch, đặc biệt là trong lĩnh vực vận tải, góp phần giảm thiểu khí thải carbon và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tái tạo.

Dự án nhà máy điện mặt trời trên đường ray tại Thụy Sĩ không chỉ là một cột mốc quan trọng trong việc ứng dụng năng lượng tái tạo vào giao thông, mà còn mở ra cơ hội lớn cho các giải pháp năng lượng sạch trong tương lai. Mặc dù đối mặt với một số thách thức, như bụi bẩn và áp lực cơ học từ tàu hỏa, nhưng những tiến bộ về công nghệ và tiềm năng phát triển dài hạn của dự án khiến đây là một mô hình đầy hứa hẹn. Nếu thành công, mô hình này có thể được nhân rộng trên toàn cầu, góp phần tạo ra một hệ thống giao thông xanh và bền vững, đồng thời giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

A.H (NASTIS), theo Interesting Engineering, 4/2025