Pin năng lượng mặt trời là gì?

ve sinh tam pin solar

Pin năng lượng mặt trời là một thành phần cốt yếu trong hệ thống điện năng lượng mặt trời; một hệ thống còn khá mới mẻ với đại đa số người dùng. Bài viết này sẽ giúp các bạn tìm hiểu tường tận về pin năng lượng mặt trời; khả năng ứng dụng của chúng với đời sống của chúng ta…

Khái niệm về pin năng lượng mặt trời

Pin năng lượng mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) – là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt hầu hết các cảm biến ánh sáng (đi-ốt quang). Chúng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng tiếp nhận.

Tế bào quang điện

Tế bào quang điện được ghép lại thành pin năng lượng mặt trời (thông thường có 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin). Chúng có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo. Có thể được dùng như cảm biến ánh sáng (ví dụ cảm biến hồng ngoại), các phát xạ điện từ gần ngưỡng ánh sáng nhìn thấy hoặc đo cường độ ánh sáng.

doanh nghiệp chế biến thuỷ hải sản với điện mặt trời

Sự chuyển đổi này thực hiện theo hiệu ứng quang điện. Hoạt động của pin năng lượng mặt trời được chia làm ba giai đoạn:

  • Đầu tiên năng lượng từ các photon ánh sáng được hấp thụ và hình thành các cặp electron-hole trong chất bán dẫn.
  • Các cặp chất sau đó bị phân chia bởi vách ngăn tạo ra từ các loại chất bán dẫn khác nhau (p-n junction). Hiệu ứng này tạo nên hiệu điện thế của pin năng lượng mặt trời.
  • Pin sau đó được nối trực tiếp vào mạch ngoài và tạo nên dòng điện.

Ứng dụng của pin năng lượng mặt trời

Trong thực tế, các pin năng lượng mặt trời có nhiều ứng dụng.

Chúng đặc biệt thích hợp cho các vùng mà điện lưới khó vươn tới như núi cao, ngoài đảo xa, hoặc phục vụ các hoạt động trên không gian; cụ thể như các vệ tinh quay xung quanh quỹ đạo trái đất…

Các tấm pin được thiết kế như những module thành phần, được ghép lại tạo thành các tấm có diện tích lớn hơn. Chúng thường được đặt trên nóc các tòa nhà, nơi có thể tiếp nhận ánh sáng nhiều nhất; được kết nối với bộ chuyển đổi của mạng lưới điện.

Các tấm pin mặt trời lớn ngày nay được lắp thêm bộ phận tự động để có thể xoay theo hướng ánh sáng, giống như loài hoa hướng dương. Vài năm trở lại đây nhu cầu đầu tư lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời tại TPHCM cũng như các tỉnh khác từ miền trung đổ vào đang tăng lên rất nhanh chóng.

Vật liệu và hiệu suất của pin năng lượng mặt trời

Đã có nhiều loại vật liệu khác nhau được thử nghiệm để chế tạo pin mặt trời. Có hai tiêu chuẩn đánh giáhiệu suấtgiá cả.

Hiệu suất tấm pin mặt trời là tỉ số giữa năng lượng điện từnăng lượng ánh sáng mặt trời. Vào buổi trưa một ngày trời trong, ánh mặt trời tỏa nhiệt khoảng 1000W/m². Trong đó 10% hiệu suất của 1 module 1m² cung cấp năng lượng khoảng 100W. Hiệu suất của pin làm từ silic không thù hình thay đổi từ 6% có thể lên đến 30% hoặc cao hơn.

Có nhiều cách để nói đến giá cả của hệ thống cung cấp điện, tính toán cụ thể giá thành sản xuất trên từng kilo Watt giờ điện (kWh). Hiệu năng của pin là 1 yếu tố quyết định trong giá thành. Nói chung, với toàn hệ thống là tổ hợp các tấm pin mặt trời, hiệu suất rất quan trọng. Điện năng tạo ra có thể nối với mạng lưới điện sử dụng dạng chuyển đổi trung gian; trong các phương tiện di chuyển, thường là hệ thống ắc quy để lưu trữ nguồn năng lượng khi chưa sử dụng đến.

Sự khác nhau giữa tấm pin mono và poly
Sự khác nhau về đặc tính kỹ thuật và ứng dụng giữa tấm pin năng lượng mặt trời Mono và Poly

Các tấm pin mặt trời thương mại và hệ thống công nghệ cho nó có hiệu suất từ 5% đến 15%. Giá của 1 đơn vị điện từ 50 Eurocent/kWh (Trung Âu) giảm xuống tới 25 eurocent/kWh trong vùng có nhiều ánh Mặt trời.

Phân loại pin năng lượng mặt trời

Ngày nay vật liệu chủ yếu chế tạo pin mặt trời (và cho các thiết bị bán dẫn) là silic dạng tinh thể. Pin năng lượng mặt trời từ tinh thể silic được chia ra thành ba loại:

  • Một tinh thể hay tinh thể đơn (mono) sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Đơn tinh thể loại này có hiệu suất tới 16%. Chúng thường rất đắt do được cắt từ các thỏi silic hình ống. Các tấm đơn thể này có các mặt trống ở góc nối các module.
  • Đa tinh thể (poly) làm từ các thỏi đúc – đúc từ silic nung chảy được làm nguội và làm rắn. Loại này thường rẻ hơn các tấm mono, có hiệu suất kém hơn. Tuy nhiên, bề mặt được phủ kín hơn có thể bù lại cho hao hụt.
  • Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc dạng poly. Loại này rẻ nhất trong các loại vì không cần phải cắt từ thỏi silic và thường có hiệu suất thấp nhất.

Nền tảng chế tạo dựa trên Công nghệ sản xuất tấm mỏng, có độ dày 300 μm và xếp lại để tạo nên các module tạo thành các loại pin trên.

Nguồn: wikipedia

Lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời tại TPHCM

Trước khi quyết định lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời, người đầu tư cần trang bị một số kiến thức cơ bản về thông số kỹ thuật của tấm pin, inverter, cách lắp đặt (hướng lắp đặt, kết cấu cơ khí), xuất xứ thiết bị rõ ràng hoặc bạn có thể tìm hiểu thêm 5 cần nắm rõ trước khi đầu tư.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *