Calitoday:
Chào anh Leon. Chúng tôi được biết anh sắp hoàn tất quyển sách Anh ngữ viết về năng lượng mặt trời. Anh có thể cho biết tựa sách là gì không ạ?
Leon Solar:
Thưa anh tựa sách là “Wealth from the Sun”
Calitoday:
Ô, khá đặc biệt …. có nghĩa là “Sự giàu có từ mặt trời”. Anh cho biết ý chính.
Leon Solar:
Dạ. Mặt trời vô cùng quan trọng đối với vạn vật trên trái đất này. Không có mặt trời, sự sống không hiện hữu. Cứ nhìn lại mùa Đông, mặt trời chỉ xa trái đất một chút thôi là chúng ta lạnh buốt rồi.
Calitoday:
Vâng.
Leon Solar:
Ánh sáng và hơi nóng từ mặt trời là yếu tố không thể thiếu đối với sinh vật trên địa cầu này.
Các nhà khoa học cho biết khoảng 70% số lượng dưỡng khí trên địa cầu này được khởi sinh từ trong lòng đại dương qua chuỗi phản ứng gọi là ‘Photosynthesis”
Những vi thực vật mang tên “Phytoplanton.” và các loài rong rêu trên biển đã nhờ các tia nắng và carbon dioxide mà tạo ra thực phẩm cho chúng và oxygen cho cả trái đất. Số oxygen kia được cung cấp bởi rừng cây thiên nhiên.
Calitoday:
Ánh nắng thật là quan trọng đối với chúng ta.
Leon Solar:
Vâng. Trước khi nói thêm về sinh hoạt lý thú trong lòng biển, Leon muốn trình bày về những lợi ích thiết thực của ánh sáng mặt trời, nếu anh có thời gian.
Calitoday:
Anh cứ tự nhiên.
Leon Solar:
Bóng tối và ánh sáng mặt trời có tác động lớn đến sự cung cấp kích thích tố (hormones) trong óc của chúng ta. Khi chúng ta tiếp xúc với ánh nắng, óc sẽ tiết ra kích thích tố “Serotonin” khiến chúng ta sảng khoái, vui vẻ yêu đời và tinh thần vững mạnh. Ngược lại, bóng tối sẽ báo cho óc biết là phải tiết ra chất
“Melatonin” để cơ thể nghỉ ngơi trong giấc ngủ.
Ở những nơi thiếu ánh nắng mặt trời, như Seatlle, từ mùa thu sang qua mùa đông ngày thật ngắn, thời tiết u ám khiến nhiều người không tránh khỏi chứng S.A.D (Seasonal Affective Disorder.) Họ bị trầm cảm, không thấy hứng thú trong nhiều công việc, buồn phiền, ngủ nhiều, ăn nhiều, lừ đừ, cảm thấy vô dụng, chán nản cuộc đời, làm nhiều động tác vô nghĩa như vặn vẹo bàn tay, ngón tay, khó tập trung tư tưởng, khó có quyết định, đôi khi còn có ý nghĩ tự tử.
Ngoài lợi ích to lớn là không bị suy sụp tinh thần, ánh nắng rạng rỡ còn giúp chúng ta những lợi ích sau đây:
01- Khi phơi nắng vừa phải chừng 5 tới 15 phút chúng ta sẽ được những tia phóng xạ Ultraviolet-B giúp cơ thể tạo ra vitamin D (số lượng khoảng 10,000 IU đến 25,000 IU tùy mỗi người). Vitamin D giúp xương hấp thụ được Calcium được nhiều và dễ dàng hơn.
02- Vitamin D, qua sự hấp thụ từ ánh sáng mặt trời, còn làm hệ thống miễn nhiểm (immune system) của chúng ta mạnh hơn, giảm bớt nguy cơ bị nhiểm trùng, và các thứ bệnh.
03- Chúng ta đều biết rằng phơi nắng quá nhiều có thể bị ung thư da, nhưng nếu tắm nắng vào buổi sáng sớm, không quá 15 phút, chúng ta sẽ tránh được các chứng bệnh về da như: psoriasis, eczema, jaundice, acne.
04- Thêm vào đó ánh nắng sẽ giúp con người ít có nguy cơ bị các thứ ung thư như: colon cancer, Hodgkin’s lymphoma, ovarian cancer, pancreatic cancer, prostate cancer
05- Ánh nắng tỏa vào người chúng ta, xuyên qua hai con mắt, tạo tín hiệu cho một nhóm tế bào đặc biệt nơi võng mạc phía sau mắt (retina), rồi chuyển đạt các tín hiệu ấy lên bộ óc ghi nhận đó là điểm khởi đầu của một ngày, và kích thích các cơ quan hoạt động theo tính cách tỉnh thức ban ngày. Đồng thời nó cũng gây tác động cho óc tiết ra kích thích tố yêu đời “Serotonin” như đã đề cập ở phần trên.
06- Nắng ấm còn giúp cho các phụ nữ mang thai tránh được cảm giác phiền muộn.
07- Trong thời kỳ tiền kinh nguyệt, ngoài triệu chứng khó chịu trước khi có kinh, mà chúng ta thường biết qua tên PMS (PreMenstrual Syndrome), còn có hội chứng Premenstrual dysphoric disorder (PMDD). PMDD trầm trọng hơn PMS, nó khiến người phụ nữ vô cùng bực dọc, khó chịu trong người, mang cảm giác u uất, buồn phiền, và lo âu.
08- Ánh sáng mặt trời còn giúp chúng ta giảm cao máu (high blood presure) bởi vì nitric oxide nằm trong phần ngoài của da khi gặp phải ánh nắng sẽ có phản ứng co giản làm cho mạch máu nở ra to hơn. Do đó áp suất máu sẽ thấp.
09- Học sinh trong phòng có nhiều ánh sáng thiên nhiên sẽ học giỏi hơn. Các công nhân làm việc nơi có nhiều ánh nắng sẽ có trí tuệ minh mẫn hơn những người ở nơi khác không có nắng.
10- Ánh sáng tự nhiên còn giúp con người tránh được ẩm mốc tai hại (mold, mildew)
11- Có một số Kiến trúc sư vẽ kiểu nhà đặc biệt để tiếp nhận được nhiều ánh sáng thiên nhiên hầu tiết kiệm được tiền điện dùng cho máy sưởi và cũng để tăng thêm các lợi ích về sức khỏe. Các bảng vẽ ấy là mái nhà bằng kiếng (glass roofs), vách tường bằng kiếng (glass walls)
12- Lợi ích cuối cùng mà chúng tôi rất thích là phơi quần áo dưới ánh nắng. Mùi thơm nắng từ quần áo rất dễ chịu khiến tinh thần sảng khoái.
Calitoday:
Thật là tuyệt diệu. Bây giờ trở lại phần đại dương. Có phải biển và ánh nắng có liên hệ mật thiết với nhau phải không?
Leon Solar:
Đúng vậy.
Từ mặt nước biển xuống sâu 200m gọi là “sunlight zone”, từ ngữ khoa học là “Euphotic”. Đây là vùng nước chứa hầu hết các loài cá, và những thủy sinh vật có vú khác như:
Cetaceans group: whales, dolphins, and porpoises
Pinnipeds group: seals, sea lions, and walruses
Sirenians group: manatees (huyền thoại là mỹ nhân ngư) and dugongs (bà con của mỹ nhân ngư)
Marine fissipeds group: polar bears and sea otters.
Xin nói sơ qua về huyền thoại mỹ nhân ngư. Ngày 9 tháng giêng, năm 1493, trong lúc dong thuyền qua vùng Dominican Republic, Kha Luân Bố trông thấy 3 con Manatees, mà ông lầm tưởng là “mỹ nhân ngư”, và ông đã ghi là “không đẹp như trong các tranh vẽ.”
Trở lại dữ kiện khoa học, chúng ta không thể phủ nhận ánh sáng mặt trời giữ một vai trò rất quan trọng cho những sinh vật trong lòng đại dương. Khi ánh sáng mặt trời xuyên qua nước biển, các phân tử rung động, và điện năng từ trường của ánh sáng chuyển biến thành sức nóng, và làn sóng.
Tiếp theo đó, những tia nắng này được hấp thụ bởi những vi thực vật mang tên “Phytoplanton.” Các “Phytoplanton” (còn được gọi là “microalgae” – rong rêu cực nhỏ bé) này trôi nổi bềnh bồng gần mặt nước biển và chúng chuyển hóa năng lượng mặt trời thành thực phẩm cho mọi sinh vật trong lòng biển, kể cả zooxanthellae, một loại rong nuôi sống bông đá (corals) và jelly fish. Thêm vào đó ánh nắng còn là dụng cụ hải hành cho một số sinh vật biết được phương hướng mà di chuyển trong lòng nước. Đó một hệ thống sinh thái vô cùng ly kỳ và quan trọng đối với loài người bởi chúng cung cấp 70% số lượng dưỡng khí cho các sinh vật trên địa cầu này.
Calitoday:
Bây giờ chúng ta đi vào đề tài chính là Solar Energy.
Leon Solar:
Mặt trời còn là nguồn năng lượng vô cùng tận. Chính xác hơn là nguồn năng lượng này sẽ không còn sau 5 tỉ năm. Lúc ấy mặt trời lìa đời trong vũ trụ bao la.
Nội dung quyển sách viết về năng lượng phát ra từ mặt trời và phương cách con người thu thập và chuyển biến năng lượng ấy thành điện năng. Đó là một hành trình rất thú vị.
Calitoday:
Anh vừa đề cập tới hai tiếng “hành trình”. “Hành trình” đó như thế nào?
Leon Solar:
Vâng. Trước khi nói về hành trình này, trong phần đầu sách, Leon có thu thập một số phong tục, tín ngưỡng của các nước trên thế giới đối với thần Mặt Trời, tạm gọi là thần thoại mặt trời, điển hình là nước Nhật mà ai cũng biết.
Nước Nhật thờ thần mặt trời là Thái Dương thần nữ Amaterasu-ōmikami, tỏa sáng khắp nơi, sản sinh và nuôi sống vạn vật. Hoàng Gia Nhật được coi là con cháu của Thái Dương thần nữ, thay thế thần mặt trời trị vì nước Nhật. Tín ngưỡng của người Nhật là Shinto, tôn trọng trật tự và sự tinh khiết tâm linh.
Calitoday:
Nghe có vẻ hấp dẫn. Ngoài nước Nhật thờ thần mặt trời, anh có thể nêu ra một vài nước khác cho độc giả biết.
Leon Solar:
Ở Bắc Mỹ, thổ dân da đỏ Navajo tin rằng thần mặt trời của họ là Tsohanoai. Mỗi ngày thần mặt trời làm việc rất cực nhọc, vác trên vai mặt trời bay tới hướng Đông buổi sáng. Buổi chiều bay về hướng Tây, rồi nằm lơ lửng trên cái móc trong nhà mà ngủ. Tsohanoai có hai người con tên Nayenezgani (Killer of Enemies) và Tobadzistsini (Child of Water). Chúng sống với mẹ ở phương Tây. Khi lớn lên chúng đi tìm cha với hy vọng là người cha sẽ giúp chúng đánh bại các linh hồn độc ác đang sát hại loài người. Trên đường đi, hai đứa con gặp nữ thần Nhện. Nữ thần Nhện tặng chúng 2 nhánh lông làm khí giới để tự vệ. Sau cùng chúng tìm được ngôi nhà của thần mặt trời. Cha con đoàn tụ và thần mặt trời tặng chúng những mũi tên thần để chống lại kẻ thù gian ác là Anaye.
Phi Luật Tân có thần thoại khá lãng mạn. Mặt trời cô độc nên buồn bã, ánh sáng tỏa ra yếu ớt. Nông dân bị mất mùa vì thiếu ánh sáng nên phàn nàn với xếp lớn của mặt trời là thần Datu. Tìm hiểu sâu hơn, mọi người biết rằng mặt trời muốn kết hôn với con gái của Datu, nhưng bị ông cha từ chối. Sulaymin, cô con gái của Datu biết pháp thuật kỳ diệu nên tự bay bỗng lên vũ trụ để gặp mặt trời. Từ khi ấy, mặt trời vui tươi và tỏa ánh sáng rực rỡ xuống dương gian. Còn cô nàng Sulaymin thì biến thành mặt trăng.
Calitoday:
Quả thật là lãng mạn. Xin anh nói về “hành trình”
Leon Solar:
Tính đến nay, năm 2023, đó là một hành trình dài 184 năm. Ánh sáng có thể tạo ra điện lực được nhà Vật Lý học người Pháp, tên Alexandre-Edmond Becquerel khám phá vào năm 1839. Nhưng Alexandre-Edmond không thể giải thích được hiện tượng ấy. Con của Alexandre-Edmond Becquerel là Henri Becquerel tiếp nối sự nghiệp nghiên cứu về Vật lý của cha, nhưng không phải về điện mặt trời. Năm 1903, Henri Becquerel cùng với vợ chồng Pierre Curie và Marie Curie lãnh chung giải thưởng Nobel về Vật Lý với công trình khám phá “radioactivity” của Uranium.
Tới năm 1873, một kỹ sư điện người Anh tên Willoughby Smith thấy được nguồn điện tăng lên trên miếng Selenium khi được ánh sáng mặt trời chiếu lên trong khi thí nghiệm thiết bị truyền tin dưới nước.
1876 giáo sư William Grylls Adams cùng với sinh viên Richard Evans Day thuộc trường đại học King, ở Luân Đôn, Anh quốc, thí nghiệm và kết luận rằng chất Selenium làm phát sinh ra điện khi có ánh nắng mà không cần sức nóng.
Mười năm sau, 1883, nhà phát minh Hoa Kỳ tên Charles Fritts phối hợp một mảnh Selenium với một lớp vàng mỏng bao bọc để tạo ra điện, nhưng hiệu năng chưa được 1% nên không thực dụng.
1887, Heinrich Rudolf Hertz, nhà Vật Lý học Đức nhận biết sự biến đổi rõ rệt của dòng điện khi có Ultraviolet radiation chiếu lên 2 miếng kim loại đã có sẵn điện của ông.
1888, nhà Vật Lý học Nga tên Alexander Grigorievich Stoletov tiếp tục nghiên cứu của Hertz mà viết nên tiểu luận “On a kind of electrical current produced by ultra-violet rays”
Đến năm 1905, Albert Einstein trình bày chi tiết hơn về sự chuyển biến ánh sáng thành điện mặt trời với lý thuyết Light Quantum và được giải Nobel Vật Lý học năm 1921.
Theo Albert Einstein thì ánh sáng từ mặt trời gồm có một chùm năng lượng chuyển động thành làn sóng. Chùm năng lượng này được gọi là Photons.
Lý thuyết này được các khoa học gia sau này chứng minh là đúng. Quantum Theory là một lý thuyết quan trọng được suy nghiệm ra bởi Niels Bohr and Max Planck. Albert Einstein là người thứ ba tiếp nối, áp dụng vào lãnh vực Phóng xạ điện từ trường (electromagnetic radiation). Einstein nói rằng năng lượng điện từ trường (electromagnetic energy) phát ra một nhóm năng lượng chuyển động như làn sóng.
Năm 1913, William Coblentz, Vật Lý gia người Mỹ ở Washington, D.C nhận bằng sáng chế số 1,077,219 mang tên “Thermal Generator” dùng sức nóng để tạo ra điện hoặc năng lượng cho máy sưởi ấm.
1939 Russell Shoemaker Ohl, American engineer, khám phá sự khác biệt lớn giữa hai phần của miếng crystal: một dẫn điện, còn phần kia cản trở điện, và chính giữa là “barrier”. Ông là khoa học gia nổi tiếng trong việc nghiên cứu về chất bán dẫn (semiconductor), đưa đến việc chế tạo ra “transistor” sau này.
1941 – Vadim Lashkaryov, nhà Vật Lý học Ukraine, khám phá ra kết nối p-n-junctions trên miếng bán dẫn (semiconductor), khơi nguồn cho việc nghiên cứu sâu vào “electrons and holes”
1941 Russell Shoemaker Ohl, American engineer, nộp đơn xin bằng sáng chế
“Light sensitive device”. Đến ngày 25 tháng 6, 1946, Russell nhận được bằng sáng chế với số Patent là 2,402,662.
1948 – Kurt Lehovec người Cộng Hòa Czech Republic, làm giáo sư đại học trường University of Southern California in Los Angeles, California. Ông nghiên cứu về con chip điện tử (Integrated Circuit, IC) và phản ứng quang điện (photo-voltaic effect), p-n junction, và Light Emitting Diode (LED) Ông mang về trường đại học bằng sáng chế có giá trị: “A reverse-biased p-n junction surrounding the planar periphery of that element.”
1954 – Một miếng quang điện năng (photovoltaic cell) được thực hiện công khai tại phòng thí nghiệm Bell Laboratories tại Murray Hill, tiểu bang New Jersey. Ba khoa học gia tên là Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin and Gerald Pearson. Họ đạt được 6% điện năng.
1956, lần đầu tiên điện năng mặt trời được bán ra với giá là $300 một Watt.
1960 khoa học không gian của Mỹ và Nga bắt đầu dùng điện mặt trời cho các vệ tinh.
1970, Dr. Elliot Berman, giám đốc công ty Solar Power Corporation chế tạo ra những tấm điện solar với giá rất thấp.
Từ đó tới nay kỹ nghệ điện năng mặt trời đã có nhiều tiến triển vượt bực mang giá thành xuống tương đương với giá điện do các công ty điện lực cung cấp như PG&E
Vào thời điểm này, 2023, năng lượng mặt trời được coi là một phương tiện sản xuất điện riêng cho mỗi gia đình với giá cả nhẹ nhàng, trong tầm tay của mọi người.
Calitoday:
Xin anh cho biết sơ lược về sự chuyển biến quang năng thành điện năng.
Leon Solar:
Do hấp lực từ trung tâm mặt trời, mỗi một giây đồng hồ, có 700 triệu tấn hydrogen chuyển hóa thành nguyên tử helium làm phát sinh ra Neutrino, và phóng xạ nguyên tử mặt trời. Tiếp sau đó là những phản ứng phức tạp và huyền dịu làm nảy sinh Photon. Photon là đơn vị căn bản của ánh sáng. Từ nơi sâu thẳm ấy, Photon phải mất 170 ngàn năm mới tới được vỏ bên ngoài của mặt trời. Sau đó Photon bay xuống trần gian chỉ mất 8 phút 23 giây với đoạn đường dài 93 triệu miles.
Sau gần 2 thế kỷ, loài người mới nghĩ ra cách thức và chế tạo được những vật liệu, máy móc để thu nhận, chuyển hóa Photon thành điện DC. Và từ điện DC chuyển qua điện AC.
Calitoday:
Khoa học thật ly kỳ và thú vị
Leon Solar:
Đúng vậy. Càng nghiên cứu càng say mê, thích thú.
Calitoday:
Đồng ý. Chúng ta hãy nói về sự áp dụng năng lượng mặt trời vào cuộc sống thực tế hiện nay.
Leon Solar:
Mỗi năm, các kỹ sư khắp nơi trên thế giới đều cố gắng đạt được những bước tiến đáng kể để làm tăng tỉ số chuyển hóa ánh sáng mặt trời thành điện DC (direct curent) cùng với các thiết bị liên quan. Điều này rất quan trọng và cần thiết trong việc tạo ra sản phẩm vừa túi tiền của mọi người. Kỹ nghệ “solar energy” đã tiến từ 15% lên tới 23% tỉ lệ biến ánh sáng thành điện lực. Đây là công việc khó khăn vì có nhiều trở ngại, thí dụ như: làn sóng của ánh sáng, electron kết hợp trở lại, nhiệt độ, và cuối cùng là sự phản chiếu ra ngoài.
Calitoday:
Anh Leon có thể nói sơ qua về anh. Có phải anh là Kỹ sư ngành năng lượng mặt trời.
Leon Solar:
Thưa anh, Leon không phải là kỹ sư. Trước đây, Leon có giữ một vai trò nho nhỏ trong việc quản trị xí nghiệp của một công ty high-tech điện tử trong vùng này.
Một trong những thú vui của Leon là tìm hiểu về không gian bao la ngoài kia trong đó có mặt trời, một ngôi sao quan trọng trong thái dương hệ bé nhỏ của chúng ta. Song song với những lý thú huyền bí của không gian, khoa học tiến bộ đã mang đến cho chúng ta nguồn lợi to lớn là sử dụng ánh sáng để làm ra điện nhằm cắt giảm chi phí tối đa. Chúng ta dùng điện quá nhiều. Đó là một nhu cầu không thể thay đổi. Với nguồn điện sản xuất từ than đá gây ô nhiễm môi trường và giá tiền mỗi lúc mỗi tăng, chúng ta cần tìm phương cách giải quyết. Năng lượng mặt trời (solar power) là đáp số tuyệt vời.
Ngoài việc đọc tài liệu, Leon còn liên lạc với Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ, một số công ty sản xuất, và các công ty chuyên lắp đặt hệ thống điện mặt trời (solar panels system) để biết rõ ràng về việc thiết kế cho mỗi căn nhà.
Calitoday:
Như vậy hiểu biết của anh về việc áp dụng điện năng mặt trời rất sâu rộng, phải không?
Leon Solar:
Thưa anh, việc học hỏi là vô tận. Leon không bao giờ nghĩ là mình có hiểu biết sâu rộng.
Có điều là Leon rất thích tìm tòi, nghiên cứu thêm vì luôn cảm thấy còn có quá nhiều vấn đề mình chưa biết.
Trong hoàn cảnh kinh tế khó khăn hiện nay, một trong những chi phí nặng nề cho mỗi gia đình là tiền điện phải trả hàng tháng. Giá điện đã tăng liên tục khoảng 7% trong nhiều năm nay, và trong hai năm gần đây, giá tăng hơn 10% vì PG&E phải thu lại món tiền cả tỉ đô la mà họ bị phạt và bồi thường do các vụ cháy lớn.
Giá điện sẽ tiếp tục tăng trong vài chục năm tới vì nhiều lý do, trong đó có việc chi phí xây dựng hệ thống dây điện dưới mặt đất.
Calitoday:
Theo anh nói thì chúng ta cần có điện mặt trời càng sớm càng tốt, phải không?
Leon Solar:
Đúng vậy. Có rất nhiều điều thuận lợi cho việc đó. Điển hình là chúng ta được 30% Federal tax credit, và giá tiền của hệ thống solar tương đối thấp với thời gian bảo đảm là 25 năm. Trong thời gian 25 năm ấy, chúng ta có thể tiết kiệm hơn 100 ngàn đô la.
Calitoday:
Một số tiền không nhỏ. Ngoài phần cắt giảm chi phí điện nhà, anh Leon có thể cho biết thêm điều gì không?
Leon Solar:
Cảm ơn anh đã đặt câu hỏi này. Như anh thấy đó, giá xăng khoảng $5 một gallon. Nếu đã có hệ thống sản xuất điện riêng với giá rẻ của mình rồi thì việc kế tiếp là lái xe chạy bằng điện. Mỗi ngày chỉ việc cắm dây điện vào xe là xong. Giá tiền xe điện (EV: Electric Vehicle) bây giờ đã xuống thấp, khoảng 40 ngàn đô.
Calitoday:
Nghe anh trình bày thấy có vẻ tươi sáng.
Leon Solar:
Ngoài việc tiết kiệm tiền điện, tiền xăng cho riêng mình, chúng ta còn có công lao bảo vệ trái đất cho hàng chục, hàng trăm thế hệ mai sau. Địa cầu này đã bị hủy diệt khá nhiều rồi. Thời gian không còn nữa. Đó là một trách nhiệm chúng ta nên nhận lấy vì trái đất và đời sống trần gian này thật là đáng yêu, đáng quý. Chúng ta đã được hưởng nhiều trái cây thơm ngon, bổ dưỡng, nhiều đóa hoa thơm ngát, đẹp tuyệt vời, cùng với những cảnh thiên nhiên hùng vĩ muôn màu cho nên chúng ta không thể nhẫn tâm tàn phá địa cầu này.
Calitoday:
Cảm ơn anh Leon. Nếu độc giả cần biết thêm về hệ thống điện mặt trời thì liên lạc với anh thế nào?
Leon Solar:
Đây là số phone và email của Leon.
(510) 695-1195
leonsolarpro@gmail.com
Chân thành cảm ơn anh đã dành cho Leon một buổi phỏng vấn nhiều ý nghĩa.
——————————-
Disclaimer: Bài viết này chỉ có tính cách kiến thức phỗ thông. Quý độc giả cần tham khảo với bác sĩ Y khoa của quý vị về tình trạng sức khỏe của mình.
Tòa báo và người được phỏng vấn hoàn toàn không chịu trách. Đa tạ.