Khi nhắc đến điện mặt trời, phần lớn người dùng thường nghĩ đến những hệ thống áp mái phức tạp, phải khảo sát kết cấu, xin giấy phép, thuê đội ngũ kỹ thuật lắp đặt và bỏ ra hàng chục nghìn USD. Tuy nhiên, một xu hướng hoàn toàn mới đang nổi lên tại Mỹ có thể thay đổi cách hàng triệu hộ gia đình tiếp cận năng lượng tái tạo. Đó là các hệ thống plug-in solar hay còn gọi là điện mặt trời "cắm ổ điện", nơi người dùng chỉ cần treo một hoặc hai tấm pin ngoài ban công hoặc sân nhà rồi cắm dây nguồn vào ổ điện để tạo ra điện phục vụ sinh hoạt.
Ý tưởng nghe có vẻ quá đơn giản, nhưng phía sau nó lại là một cuộc chạy đua về tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn điện, đến mức ngành công nghiệp phải xây dựng riêng một bộ tiêu chuẩn hoàn toàn mới mang tên UL 3700 trước khi công nghệ này có thể được triển khai rộng rãi tại Mỹ.
Không phải ý tưởng mới
Thực tế, plug-in solar không phải là một ý tưởng mới. Tại Đức, loại hệ thống này đã trở thành một hiện tượng trong vài năm gần đây với hàng triệu bộ thiết bị được lắp đặt tại các căn hộ và nhà riêng. Chỉ cần một tấm pin mặt trời có kích thước tương đương một khung cửa sổ, kết hợp với bộ biến tần microinverter và dây nguồn chuyên dụng, người dùng đã có thể tự tạo ra một phần điện năng để vận hành các thiết bị như tủ lạnh, modem Wi-Fi, máy tính hay TV.
Điểm hấp dẫn nhất nằm ở chi phí. Trong khi một hệ thống điện mặt trời áp mái truyền thống tại Mỹ có thể tiêu tốn từ 20.000 đến hơn 30.000 USD sau khi hoàn thiện, các bộ plug-in solar hiện chỉ có giá từ vài trăm USD đến khoảng 2.000 USD. Khoảng cách rất lớn về chi phí khiến nhiều chuyên gia xem đây là cánh cửa đưa điện mặt trời đến với những nhóm khách hàng vốn bị bỏ quên như người thuê nhà, cư dân chung cư hay các hộ gia đình không đủ khả năng đầu tư hệ thống quy mô lớn.
Tuy nhiên, chính việc đơn giản hóa quá trình lắp đặt lại tạo ra bài toán an toàn hoàn toàn mới. Nếu các hệ thống điện mặt trời truyền thống được đấu nối trực tiếp vào tủ điện thông qua kỹ thuật viên được cấp phép, thì plug-in solar lại đưa điện vào mạng lưới điện gia đình thông qua một ổ cắm dân dụng. Điều này khiến giới quản lý lo ngại về nguy cơ dòng điện chạy ngược vào hệ thống, làm sai lệch khả năng phát hiện quá tải của cầu dao hoặc aptomat.
Trong điều kiện bình thường, aptomat được thiết kế để ngắt điện khi dòng điện trên một mạch vượt quá giới hạn cho phép nhằm tránh cháy dây dẫn và thiết bị. Tuy nhiên, nếu một phần điện năng được cấp từ tấm pin mặt trời đặt bên ngoài, dòng điện mà aptomat "nhìn thấy" có thể thấp hơn thực tế. Khi đó, các thiết bị điện trong nhà vẫn tiếp tục tiêu thụ điện vượt mức nhưng hệ thống bảo vệ lại không kịp phản ứng, làm tăng nguy cơ quá nhiệt hoặc hỏa hoạn.
Một vấn đề khác cũng khiến các chuyên gia quan tâm là hiện tượng điện giật khi người dùng rút phích cắm. Nếu hệ thống không được thiết kế phù hợp, đầu cắm vẫn có thể mang điện trong một khoảng thời gian ngắn sau khi ngắt khỏi ổ điện. Với các thiết bị điện thông thường, nguy cơ này gần như không tồn tại, nhưng với plug-in solar, bản thân tấm pin vẫn liên tục tạo ra điện khi có ánh nắng.
Đó là lý do UL Solutions, tổ chức xây dựng tiêu chuẩn và chứng nhận an toàn nổi tiếng của Mỹ, đã phát triển bộ tiêu chuẩn UL 3700 dành riêng cho dòng sản phẩm này. Theo tiêu chuẩn mới, toàn bộ hệ thống phải bảo đảm đầu cắm không còn mang điện khi được rút ra khỏi ổ, đồng thời tích hợp các cơ chế bảo vệ chống điện giật, kiểm soát dòng điện ngược và phối hợp an toàn với hệ thống điện trong gia đình.
Điểm đáng chú ý là UL 3700 không chỉ đánh giá từng linh kiện riêng lẻ. Trước đây, nhiều nhà sản xuất quảng bá rằng bộ biến tần hoặc một số thành phần của họ đã đạt các chứng nhận UL hiện hành. Tuy nhiên, điều đó không đồng nghĩa toàn bộ hệ thống plug-in solar đã được chứng nhận an toàn. UL 3700 yêu cầu kiểm định toàn bộ sản phẩm như một hệ thống hoàn chỉnh, từ tấm pin, bộ biến tần, dây cáp cho đến cơ chế kết nối với mạng điện trong nhà.
Đây cũng là nguyên nhân khiến nhiều sản phẩm đã xuất hiện trên thị trường nhưng vẫn chưa được các chuyên gia khuyến nghị sử dụng rộng rãi. Theo UL Solutions, người tiêu dùng nên chờ các hệ thống được chứng nhận đầy đủ theo UL 3700 thay vì chỉ dựa vào những tuyên bố như "UL compliant" hoặc "UL certified" đối với từng linh kiện riêng lẻ.
Một câu hỏi được nhiều người đặt ra là nếu hệ thống được chứng nhận thì liệu người dùng có thực sự chỉ cần mua về và cắm vào ổ điện hay không. Câu trả lời vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng. Dù mục tiêu của plug-in solar là hướng đến trải nghiệm "plug-and-play", các phiên bản thương mại đầu tiên tại Mỹ nhiều khả năng vẫn sẽ yêu cầu sử dụng loại ổ cắm chuyên dụng hoặc phải thay đổi một phần hạ tầng điện trong nhà. Điều này đồng nghĩa người dùng có thể vẫn cần đến sự hỗ trợ của thợ điện trong quá trình lắp đặt, đặc biệt tại những bang áp dụng quy định nghiêm ngặt hơn.
Hiện nay, nhiều bang tại Mỹ đã thông qua hoặc đang xem xét các đạo luật cho phép triển khai plug-in solar, cho thấy công nghệ này đang nhận được sự ủng hộ ngày càng lớn từ các nhà hoạch định chính sách. Xu hướng này cũng phản ánh một thay đổi đáng chú ý trong ngành năng lượng, khi điện mặt trời không còn chỉ là hạng mục đầu tư lớn dành cho chủ sở hữu nhà riêng mà đang dần trở thành một thiết bị điện tiêu dùng phổ thông, có thể được bán trực tuyến, tự lắp đặt và phục vụ cả người thuê nhà.
Dù vậy, chặng đường để plug-in solar trở thành một sản phẩm đại chúng tại Mỹ vẫn còn phụ thuộc vào việc hoàn thiện các tiêu chuẩn an toàn và quy trình chứng nhận. Điều đáng chú ý là thay vì chạy đua nâng hiệu suất tấm pin hay giảm giá thành như trước, cuộc cạnh tranh hiện nay lại tập trung vào một yếu tố ít được người dùng để ý hơn: làm thế nào để việc cắm một tấm pin mặt trời vào ổ điện cũng an toàn như cắm một chiếc TV hay bộ phát Wi-Fi. Nếu bài toán đó được giải quyết, plug-in solar có thể mở ra một chương mới cho thị trường năng lượng tái tạo, nơi việc sản xuất điện tại gia trở nên đơn giản và phổ biến hơn bao giờ hết.
*Nguồn: New York Times, TechRadar, UL Solutions
Lâm Mộc
