Tuy nhiên, có thể giảm chi phí này bằng cách sử dụng năng lượng tái tạo (tức là năng lượng mặt trời) thay vì năng lượng không tái tạo. Năng lượng mặt trời là một trong những nguồn năng lượng sạch nhất và được coi là nguồn năng lượng tái tạo tiềm năng cho thế giới với những lợi ích như giảm lượng khí CO₂, không gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu do đó thân thiện với môi trường và mang lại sự đổi mới cho nuôi trồng thủy sản bền vững và giảm chi phí sản xuất. 

1. Tình trạng sử dụng năng lượng mặt trời trong nuôi trồng thủy sản

Hiện nay, việc sử dụng năng lượng mặt trời trong nuôi trồng thủy sản ngày càng nhiều. Một số ứng dụng của năng lượng mặt trời trong nuôi trồng thủy sản như: máy sục khí, máy phân phối thức ăn bằng năng lượng mặt trời, máy bơm năng lượng mặt trời và hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời.

Việc sục khí rất quan trọng trong nuôi thâm canh tôm thẻ và cá. Applebaum và cộng sự đã xây dựng một hệ thống sục khí sử dụng năng lượng quang điện nhằm tạo ra điện để duy trì oxy trong ao cá. Họ đã chế tạo hệ thống với mảng quang điện, động cơ điện, hệ thống bánh răng, bánh xe chèo, pin và bộ điều khiển sạc. Một hệ thống sục khí khác được thiết kế bởi Prasetyteringsari và cộng sự để cung cấp điện cho hệ thống sục khí trong ao cá ở Indonesia. Họ sử dụng năng lượng mặt trời 1 kW, 8 pin 200 Ah làm bình chứa điện và một bộ biến tần 0,2 kW. Điện thu được không chỉ sục khí mà còn cung cấp ánh sáng cho trang trại. Kết quả cho thấy chi phí năng lượng khoảng 0,769 USD/kWh mang lại hiệu quả nhất về mặt kinh tế.  

Hệ thống sục khí sử dụng năng lượng mặt trời trong ao nuôi trồng thủy sản.

Liu và cộng sự đã thiết kế máy điều chỉnh và kiểm soát chất lượng nước trong ao cá nước ngọt sử dụng năng lượng mặt trời làm năng lượng chính để vận hành. Máy có thể đi trên mặt nước để thu bùn đáy ao. Nguồn điện cung cấp cho hệ thống đến từ hai tấm pin quang điện (1,6m×0,8m), công suất 24V và một động cơ điện một chiều. 

Máy kiểm soát chất lượng nước trong ao.

Kirihara và cộng sự đã sử dụng năng lượng tái tạo để tạo ra hệ thống canh tác hải sâm ở Nhật Bản. Năng lượng trong hệ thống này có thể duy trì một môi trường sống tốt cho cá và hải sâm. Hệ thống năng lượng gồm một bảng điều khiển năng lượng mặt trời, năng lượng gió nhỏ và pin. Năng lượng này cho phép một máy bơm cung cấp không khí để duy trì chất lượng nước trong các hệ thống canh tác.

Hệ thống trong cảng cá bao gồm hệ thống giám sát và bảo quản, trong đó pin được kết nối với tuabin điện và các tấm pin mặt trời cung cấp điện cho máy bơm không khí để giám sát chất lượng nước tại cảng cá.

Nguyen và cộng sự đã giảm được chi phí sản xuất và khí thải trong một mô hình năng lượng bền vững cho các trang trại nuôi tôm. Năng lượng mặt trời được sử dụng để vận hành hệ thống sục khí trong ao nuôi tôm. Hệ thống được xây dựng bao gồm tuabin gió, mảng quang điện, pin, máy điện phân kiềm, pin nhiên liệu PEM, hệ thống lưu trữ oxy và hydro, hệ thống tạo bọt khí siêu nhỏ, hệ thống xử lý nước.

Hệ thống được thiết kế áp dụng cho ao nuôi tôm.

Điện được tạo ra từ các tuabin gió, các tấm pin mặt trời, một ngân hàng pin để lưu trữ năng lượng, một máy phát điện chạy dầu diesel và các thiết bị vận hành nối lưới. Điện cung cấp cho hệ thống chiếu sáng, máy bơm nước, hệ thống xử lý nước thải và máy điện phân kiềm. Máy điện giải kiềm cung cấp oxy tinh khiết như một hệ thống tạo bọt khí siêu nhỏ trước khi cho tôm vào ao nuôi. Kết quả cho thấy hệ thống gió và PV là nguồn năng lượng tái tạo thích hợp để cải thiện nồng độ DO trong ao nuôi, tiết kiệm chi phí điện năng, giảm chi phí vận hành và giảm lượng khí thải CO₂.

Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn bằng pin mặt trời. 

Hệ thống RAS sử dụng năng lượng mặt trời làm năng lượng chính và được thiết kế bởi Dedy Kurniawan. Năng lượng điện cần thiết để vận hành hệ thống này đến từ năng lượng mặt trời.

Nguồn: Nguồn tham khảo: Overview of Solar Energy for Aquaculture: The Potential and Future Trends; Energies 2021, 14(21), 6923, <https://www.mdpi.com/1996-1073/14/21/6923/htm> 

Trong phần 2 sẽ đề cập đến vấn đề tương lai của năng lượng mặt trời trong nuôi trồng thủy sản, mời quý độc giả đón đọc.