Năng lượng tái tạo — nguồn năng lượng thay thế trong đời sống

Pin mặt trời (pin quang điện) chuyển hoá trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng, không cần bộ phận quay cơ học — sản lượng điện phụ thuộc trực tiếp vào cường độ ánh sáng chiếu tới, nên giảm mạnh vào ngày nhiều mây hoặc ban đêm. Tua-bin gió dùng động năng của gió làm quay cánh quạt lớn, cánh quạt nối trục quay của máy phát điện xoay chiều — đúng nguyên lí cảm ứng điện từ đã học ở bài trước; sản lượng phụ thuộc vào tốc độ gió, nên các trang trại điện gió thường đặt ở vùng ven biển hoặc cao nguyên có gió mạnh, ổn định quanh năm. Thuỷ điện dùng năng lượng của dòng nước (thường được tích trữ ở đập cao) làm quay tua-bin nước nối với máy phát điện — độ cao cột nước và lưu lượng dòng chảy càng lớn, công suất phát điện càng cao; đây là nguồn tái tạo lâu đời và chiếm tỉ trọng lớn trong cơ cấu điện Việt Nam (ví dụ thuỷ điện Hoà Bình, Sơn La). Năng lượng sinh khối tận dụng chất thải hữu cơ (phụ phẩm nông nghiệp, chất thải chăn nuôi) lên men sinh khí biogas hoặc đốt trực tiếp để sinh nhiệt/điện — vừa tạo năng lượng vừa xử lí chất thải, phù hợp với các vùng nông thôn chăn nuôi quy mô lớn. So với nhiên liệu hoá thạch (than, dầu, khí đốt), năng lượng tái tạo có ưu điểm rõ rệt: hầu như không phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính khi vận hành, và nguồn cung gần như vô tận. Tuy nhiên hạn chế cũng đáng kể: chi phí đầu tư ban đầu (tấm pin, tua-bin, đập thuỷ điện) thường cao hơn nhà máy nhiệt điện truyền thống, và hầu hết các nguồn (trừ thuỷ điện có hồ chứa) đều PHỤ THUỘC THỜI TIẾT — không chủ động điều chỉnh sản lượng theo nhu cầu tức thời như nhà máy nhiệt điện. Vì vậy, một hệ thống điện thực tế thường phối hợp nhiều nguồn với nhau để bù trừ cho nhau — ví dụ kết hợp thuỷ điện (có thể chủ động điều tiết bằng cách mở/đóng đập) với điện mặt trời và điện gió (phụ thuộc thời tiết) giúp lưới điện quốc gia luôn đủ điện ổn định suốt cả năm, kể cả những ngày ít nắng hoặc lặng gió.