Bão mặt trời có ảnh hưởng đến việc sản xuất điện mặt trời không?

Năng lượng từ vật thể quay nhanh thường tạo ra các vụ nổ gọi là Pháo sáng Mặt trời từ bề mặt Mặt trời. Những vụ nổ kiểu này xảy ra xung quanh Vết đen Mặt trời và giải phóng một lượng bức xạ cực lớn do sự giải phóng nhanh chóng năng lượng từ trường dự trữ. Bão mặt trời cũng tạo ra sự phun trào khối lượng lớn (CME), trong đó một lượng lớn hạt tích điện bị đẩy vào không gian bởi các vụ nổ mặt trời.

Nếu Trái đất bị ảnh hưởng trực tiếp bởi một hoặc cả hai, thì bão địa từ sẽ xảy ra trên Trái đất, làm gián đoạn việc truyền sóng vô tuyến và vệ tinh và có thể ảnh hưởng đến lưới điện.

Tất cả các Ngọn lửa mặt trời đều được chỉ định là Cấp -X để xác định cường độ, vì vậy khi hai Ngọn lửa mặt trời X1.2 gần đây nhất xảy ra, đã có nhiều vụ mất sóng vô tuyến sóng ngắn trên khắp Đông Nam Á và Úc. Vào năm 2026, một M5.7 Solar Flare chịu trách nhiệm làm gián đoạn quá trình truyền/hiệu ứng vô tuyến HF và tạo ra CME hướng vào Trái đất. Quan sát khoa học cho thấy rằng Mặt trời có thể "quá hạn" xuất hiện Siêu lửa cấp S- (cường độ > X10). Cơ hội xảy ra đầu tiên được dự đoán là từ giữa năm 2025 đến giữa năm 2026.

Trái ngược với quan niệm sai lầm phổ biến, các tia sáng mặt trời không cung cấp thêm năng lượng cho các tấm pin mặt trời. Trên thực tế, bức xạ từ ngọn lửa mạnh có thể gây trở ngại cho các tế bào quang điện, tạo ra sự mất cân bằng điện tích làm giảm hiệu suất của tế bào và giảm sản lượng điện.

Tuy nhiên, mối đe dọa trực tiếp đối với-các tấm pin mặt trời trên mặt đất là tương đối hạn chế. Bản thân các tấm pin mặt trời chứa tối thiểu các thiết bị điện tử, khiến chúng có nguy cơ bị hư hại thấp do xung điện từ hoặc bức xạ bùng phát trực tiếp. Lỗ hổng thực sự nằm ở nơi khác.

Đối với các mảng năng lượng mặt trời-trên không gian - trên vệ tinh và tàu vũ trụ - thì câu chuyện lại khác. Các proton năng lượng-cao từ các ngọn lửa mặt trời có thể gây ra sự sụt giảm chức năng-bước đột ngột trong đầu ra của mảng. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các tia sáng proton mặt trời có thể có tác động gần như ngay lập tức đến hiệu suất của tấm pin mặt trời. Năm 2003, một cơn bão mặt trời lớn đã khiến điện năng của toàn bộ tàu vũ trụ địa tĩnh của EUMETSAT bị sụt giảm trung bình 3%. Sự phân hủy từ các proton bùng phát mặt trời có dạng giảm đột ngột từ 3% trở lên, trong khi sự phân hủy do electron{12}}gây ra diễn ra ổn định và từ từ. Nghiên cứu của NASA cũng đã chứng minh rằng thiệt hại do bức xạ gây ra bởi các proton bùng phát năng lượng mặt trời-có thể được "ủ" một phần - một quá trình nhiệt giúp sửa chữa một số thiệt hại - có khả năng tránh được hàng tỷ USD doanh thu bán điện bị mất trong suốt thời gian hoạt động của vệ tinh.

Mặc dù bản thân các tấm pin mặt trời sẽ không bị ảnh hưởng quá nhiều do bão mặt trời nhưng các bộ phận giúp cung cấp điện từ các tấm pin đó đến người tiêu dùng sẽ chịu tác động nặng nề từ bão mặt trời. Dòng điện cảm ứng địa từ (GIC) có khả năng chạy qua các đường dây truyền tải điện dài và có khả năng làm hỏng máy biến áp, gây tổn thất công suất phản kháng, có thể khiến mất điện nghiêm trọng và dẫn đến mất điện-trên quy mô lớn.

Ví dụ: Sự cố mất điện ở Quebec năm 1989 là một trong những sự cố mất điện liên quan đến bão địa từ-nổi tiếng nhất{2}}và ở tận phía nam New Jersey, một máy biến áp đã bị hư hỏng. Nguy cơ xảy ra sự kiện giống như Carrington-ngày nay, chẳng hạn như cơn bão mặt trời năm 1859, có thể gây ra sự gián đoạn toàn cầu đối với vệ tinh, GPS và lưới điện (bao gồm cả trang trại năng lượng mặt trời). Những sự gián đoạn nguồn điện này thực sự sẽ có tác động bất lợi là khiến việc sản xuất năng lượng mặt trời từ các trang trại năng lượng mặt trời bị ngừng do hư hỏng điện xảy ra đối với các thiết bị điện tử điều khiển năng lượng mặt trời được đưa vào lưới điện.

Về mối nguy hiểm tiềm ẩn, các tấm pin mặt trời lắp đặt trong hệ thống quang điện sẽ tạo ra điện, trong khi bộ biến tần và máy biến áp có thể biến năng lượng đó thành đầu ra điện tương thích với dòng điện xoay chiều (AC) của lưới điện. Các bộ phận cũ của trang trại năng lượng mặt trời, chẳng hạn như bộ biến tần và máy biến áp, có thể bị hỏng điện do tuổi tác hoặc lỗi cơ học. Khi một cơn bão địa từ tấn công, nó có thể tạo ra một môi trường điện dễ bay hơi và có thể làm hỏng các bộ phận bị lỗi (cũ) hiện có của trang trại năng lượng mặt trời. Những sự kiện như vậy có thể làm tăng đáng kể nguy cơ hỏng hóc hoàn toàn giữa các bộ phận này.

Ngoài thiệt hại về phần cứng, các cơn bão mặt trời còn ảnh hưởng đến việc sản xuất năng lượng mặt trời theo những cách tinh tế hơn. Pháo sáng có thể làm gián đoạn liên lạc GPS và vệ tinh mà nhiều hệ thống quản lý lưới điện và giám sát năng lượng mặt trời dựa vào. Khi-liên lạc vô tuyến tần số cao bị tắt - như đã xảy ra trong đợt bùng phát M5.7 tháng 5 năm 2026, - việc giám sát và kiểm soát từ xa các tài sản năng lượng mặt trời phân tán có thể bị xâm phạm.

Các nhà khai thác lưới điện đang ngày càng kết hợp các cảnh báo thời tiết không gian vào kế hoạch của họ. Ở Texas, ERCOT gần đây đã hủy bỏ một thông báo thị trường gắn liền với cảnh báo địa từ từ các nhà dự báo thời tiết không gian liên bang, chứng tỏ rằng mối đe dọa là có thật ngay cả đối với các lưới điện phía Nam. Các tiện ích theo dõi cảnh báo thời tiết không gian và có thể sửa đổi hoạt động khi cần thiết, nhưng thách thức là việc dự đoán các cơn bão mặt trời và bão địa từ vẫn cực kỳ khó khăn.

Đối với những người lo ngại về việc liệu các cơn bão mặt trời có làm giảm ánh sáng mặt trời thực tế chiếu tới các tấm pin của họ hay không, tin tức này khiến họ yên tâm. Mặc dù chu kỳ mặt trời 11- năm gây ra những biến động trong bức xạ ngoài Trái đất - nhưng ánh sáng mặt trời chiếu tới tầng trên bầu khí quyển của Trái đất - thì hiệu ứng này rất nhỏ. Đỉnh của chu kỳ mặt trời làm tăng bức xạ ngoài Trái đất chỉ khoảng 1 watt trên một mét vuông, khoảng 1/10 của 1% khi tính trung bình trong một năm. Sự biến đổi này bị thu hẹp lại do biến động theo mùa 3,5% có thể dự đoán được do quỹ đạo hình elip của Trái đất gây ra. Theo các chuyên gia tài nguyên năng lượng mặt trời, có rất ít giá trị khi cố gắng đưa hiệu ứng này vào tính toán mô hình bức xạ mặt trời.

Chuẩn bị ứng phó cơn bão

Khi Chu kỳ Mặt trời 25 tiếp tục tăng cường, ngành năng lượng mặt trời đang xem xét nghiêm túc mối đe dọa này. Các nhà sản xuất đang thiết kế thêm-các thiết bị điện tử có độ bền bức xạ cao hơn cho bộ biến tần và hệ thống giám sát. Các nhà vận hành lưới điện đang phát triển các chiến lược giảm thiểu, bao gồm khả năng cách ly các máy biến áp dễ bị tổn thương trong các cơn bão địa từ. Và các nhà nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu tính chất vật lý của hoạt động mặt trời để cải thiện khả năng dự báo.

Đối với những chủ nhà lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời trên mái nhà, lời khuyên thiết thực rất đơn giản: bản thân các tấm pin rất cứng và khó có thể bị hư hại trong mọi trường hợp ngoại trừ những trường hợp khắc nghiệt nhất. Mối quan tâm lớn hơn là sự ổn định của lưới điện. Luôn sạc điện thoại, chuẩn bị sẵn bộ dụng cụ khẩn cấp và cập nhật thông tin về cảnh báo thời tiết trong không gian là những bước đi thận trọng.