Trong nhiều năm qua, khi điện mặt trời dần trở thành một phần quen thuộc trong đời sống, có một nhận định gần như được xem là “chân lý”: nơi nào có nhiều nắng thì nơi đó sẽ tạo ra nhiều điện hơn. Chính suy nghĩ này khiến không ít người mặc định rằng miền Nam luôn là khu vực lý tưởng nhất để đầu tư điện mặt trời, trong khi miền Bắc thường bị đánh giá thấp vì mùa đông nhiều mây và mưa phùn
Thế nhưng, dưới góc nhìn của khoa học khí hậu và dữ liệu vệ tinh, câu chuyện lại phức tạp hơn rất nhiều. Ánh nắng mà con người cảm nhận được bằng mắt thường chỉ là một phần rất nhỏ trong bài toán đánh giá hiệu quả của một hệ thống điện mặt trời. Điều mà các nhà khí tượng, các tổ chức năng lượng quốc tế và những nhà phát triển dự án quy mô hàng trăm MW thực sự quan tâm không phải là “nắng nhiều hay ít”, mà là lượng bức xạ mặt trời đến được bề mặt Trái Đất, cách nguồn năng lượng ấy biến đổi theo mùa, cùng những yếu tố môi trường làm suy giảm hiệu suất của tấm pin trong suốt vòng đời vận hành.
Để hiểu rõ điều này, trước hết cần phân biệt giữa hai khái niệm thường bị nhầm lẫn: số giờ nắng và bức xạ mặt trời. Một ngày trời rất sáng không đồng nghĩa với việc tấm pin nhận được nhiều năng lượng nhất. Bức xạ mặt trời, được đo bằng đơn vị kWh/m², phản ánh tổng lượng năng lượng từ Mặt Trời truyền đến một đơn vị diện tích trong một khoảng thời gian nhất định. Đây mới là chỉ số có ý nghĩa quyết định đối với khả năng phát điện của hệ thống quang điện. Vì vậy, khi đánh giá tiềm năng điện mặt trời của một quốc gia, các tổ chức như World Bank, ESMAP và Solargis đều sử dụng các bộ dữ liệu về Global Horizontal Irradiation (GHI), Direct Normal Irradiation (DNI) và Photovoltaic Power Output (PVOUT) thay vì chỉ thống kê số giờ nắng trong năm.
Nếu quan sát bản đồ Global Solar Atlas – cơ sở dữ liệu được phát triển bởi Solargis với sự hỗ trợ của Ngân hàng Thế giới – có thể thấy Việt Nam sở hữu tiềm năng năng lượng mặt trời khá cao so với nhiều quốc gia trong khu vực. Tuy nhiên, sự phân bố lại không hề đồng đều. Giá trị GHI trên lãnh thổ Việt Nam dao động từ khoảng 3,16 đến 5,52 kWh/m²/ngày, trong khi PVOUT – chỉ số phản ánh sản lượng điện lý thuyết mà một hệ thống quang điện có thể tạo ra – dao động từ 2,59 đến 4,40 kWh/kWp/ngày. Khoảng chênh lệch tưởng như không lớn này lại tạo ra sự khác biệt rất đáng kể khi quy đổi thành sản lượng điện trong suốt vòng đời 25–30 năm của một hệ thống.
Điều thú vị là bản đồ bức xạ mặt trời của Việt Nam không phản ánh theo cách mà nhiều người vẫn nghĩ. Nếu chỉ nhìn vào nhiệt độ không khí, miền Nam rõ ràng nóng hơn miền Bắc. Tuy nhiên, nhiệt độ cao không đồng nghĩa với việc tấm pin hoạt động hiệu quả hơn. Trên thực tế, pin quang điện là một thiết bị bán dẫn, và giống như hầu hết các linh kiện điện tử khác, hiệu suất của chúng có xu hướng giảm khi nhiệt độ tế bào tăng lên. Các nhà sản xuất vì vậy luôn công bố một thông số rất quan trọng là temperature coefficient – hệ số suy giảm công suất theo nhiệt độ. Điều này đồng nghĩa rằng trong những ngày nắng gắt, khi nhiệt độ bề mặt tấm pin có thể vượt 60°C, công suất phát điện thực tế sẽ thấp hơn so với điều kiện tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm. Nói cách khác, điều hệ thống điện mặt trời cần không chỉ là ánh sáng mạnh, mà còn là điều kiện môi trường giúp tấm pin tản nhiệt tốt để duy trì hiệu suất ổn định.
Đó cũng là lý do nhiều khu vực có nhiệt độ ôn hòa nhưng bầu trời trong, ít mây và độ ẩm thấp lại đạt hiệu quả phát điện rất cao. Trên thế giới, không ít dự án điện mặt trời quy mô lớn được đặt ở các vùng bán khô hạn thay vì những nơi có nền nhiệt cao quanh năm. Điều mà các nhà đầu tư quan tâm không phải là cảm giác “nóng” của con người, mà là lượng bức xạ hữu ích đến được bề mặt tấm pin sau khi đã trừ đi ảnh hưởng của mây, hơi nước, bụi khí quyển và các hiện tượng tán xạ trong khí quyển.
Khí hậu Việt Nam khiến bài toán này trở nên đặc biệt thú vị. Trải dài hơn 1.650 km theo trục Bắc – Nam, đất nước nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nhưng lại chịu tác động đồng thời của gió mùa Đông Bắc, gió mùa Tây Nam, địa hình dãy Trường Sơn và sự khác biệt lớn giữa các vùng ven biển, đồng bằng và cao nguyên. Chính những yếu tố này tạo nên ba vùng khí hậu có đặc điểm rất khác nhau. Miền Bắc có mùa đông lạnh, nhiều ngày mây thấp và sương mù; miền Trung chịu ảnh hưởng mạnh của gió phơn và có dải ven biển khô nóng kéo dài; trong khi miền Nam lại có nền nhiệt ổn định, hai mùa mưa – khô rõ rệt và ít biến động theo mùa. Mỗi vùng đều sở hữu những lợi thế và hạn chế riêng đối với điện mặt trời, và chính sự khác biệt ấy khiến việc đánh giá tiềm năng không thể chỉ dựa vào một chỉ số đơn lẻ.
Một khía cạnh khác thường bị bỏ qua là tính ổn định của nguồn bức xạ. Đối với một hộ gia đình hay doanh nghiệp, điều quan trọng không chỉ là hệ thống tạo ra bao nhiêu điện trong cả năm, mà còn là khả năng duy trì sản lượng đều đặn qua từng tháng. Một địa phương có sản lượng rất cao vào mùa hè nhưng giảm mạnh vào mùa đông sẽ có đặc điểm đầu tư khác hoàn toàn so với nơi sản lượng được duy trì ổn định quanh năm. Chính vì vậy, khi đánh giá hiệu quả tài chính của một dự án điện mặt trời, các chuyên gia thường không chỉ nhìn vào tổng sản lượng năm mà còn phân tích đường cong phát điện theo mùa để xác định mức độ ổn định của dòng tiền trong suốt thời gian vận hành.
Những khác biệt này càng trở nên quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang làm thay đổi mô hình thời tiết truyền thống. Các hiện tượng El Niño và La Niña không chỉ tác động đến lượng mưa mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến độ che phủ mây, cường độ bức xạ và nhiệt độ bề mặt. Điều đó đồng nghĩa với việc tiềm năng điện mặt trời của từng vùng không còn là một con số cố định, mà là một hệ thống động chịu ảnh hưởng của các biến động khí hậu toàn cầu. Đây cũng là lý do các cơ sở dữ liệu như Global Solar Atlas liên tục được cập nhật bằng dữ liệu vệ tinh và mô hình khí hậu mới thay vì chỉ dựa trên các số liệu lịch sử.
Từ góc nhìn đó, câu hỏi “miền nào phù hợp nhất để lắp điện mặt trời?” không còn là một câu hỏi đơn giản. Nó không thể được trả lời chỉ bằng cảm nhận về thời tiết, cũng không thể dựa trên vài ngày nắng trong năm. Để có câu trả lời chính xác, cần nhìn Việt Nam như một bản đồ năng lượng, nơi mỗi khu vực được đánh giá dựa trên bức xạ mặt trời, điều kiện khí hậu, địa hình, nhiệt độ, độ ẩm và sự ổn định của nguồn năng lượng trong nhiều năm liên tiếp. Chỉ khi đó, chúng ta mới có thể xác định đâu là những “vùng đất vàng” thực sự của điện mặt trời và vì sao có những nơi tưởng chừng rất nắng nhưng lại không mang lại hiệu quả đầu tư cao như kỳ vọng.
“Nếu bản đồ hành chính chia Việt Nam thành Bắc – Trung – Nam, thì bản đồ năng lượng lại chia đất nước thành những vùng bức xạ rất khác nhau. Trong chương tiếp theo, chúng ta sẽ rời khỏi góc nhìn truyền thống để quan sát Việt Nam từ vệ tinh, nơi những con số về GHI, PVOUT và dữ liệu khí hậu sẽ cho thấy đâu mới là ‘vùng đất vàng’ thực sự của điện mặt trời.”
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Global Solar Atlas – Vietnam Downloads
https://globalsolaratlas.info/downloads/vietnam - World Bank Data Catalog – Vietnam Solar Irradiation and PV Power Potential Maps
https://datacatalog.worldbank.org/search/dataset/0041731/vietnam-solar-irradiation-and-pv-power-potential-maps - Global Solar Atlas – Interactive Map (Vietnam)
https://globalsolaratlas.info/map - World Bank – Solar Photovoltaic Power Potential by Country
https://www.worldbank.org/en/topic/energy/publication/solar-photovoltaic-power-potential-by-country - World Bank – New World Bank Tool Helps Map Solar Potential
https://www.worldbank.org/en/news/press-release/2017/01/17/new-world-bank-tool-helps-map-solar-potential - World Bank – Solar Resource Mapping in Vietnam (Implementation Plan)
https://documents.worldbank.org/curated/en/134421495707128537/pdf/115260-ESM-P145513-PUBLIC-VietnamSolarMappingImplementationPlanWBESMAPMay.pdf - World Bank – 24-Month Report: Solar Measurement Campaign in Vietnam
https://pubdocs.worldbank.org/en/567051578507203332/Vietnam-Solar-Measurements-24-months-Report-WB-ESMAP-December2019-COVER.pdf
Nguồn hình ảnh
- Global Solar Atlas (World Bank & Solargis) – GHI, DNI, PVOUT Maps
https://globalsolaratlas.info/downloads/vietnam - NASA Earth Science
https://science.nasa.gov/earth/ - NASA Earth Observatory
https://earthobservatory.nasa.gov/
