Một tấm pin mặt trời sẽ không ngừng hoạt động khi trời trở lạnh. Trên thực tế, nhiệt độ cực cao gây ra nhiều mối đe dọa đối với hoạt động của tấm pin hơn là cực lạnh. Khi nhiệt độ tăng, chúng sẽ tạo ra ít năng lượng hơn cho một lượng điện mặt trời nhất định. Ngược lại, khi trời lạnh hơn, các tấm pin sẽ tạo ra nhiều năng lượng hơn.
Danh mục
Bên trong pin năng lượng mặt trời
Tấm pin quang điện là vật liệu bán dẫn được thiết kế để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Bạn có thể nghĩ về chất bán dẫn như một cái kệ trống phía trên một cái thùng chứa đầy các quả bóng nảy – nơi các quả bóng giống như các electron trong chất bán dẫn. Các quả bóng trong thùng bên dưới không thể di chuyển xa, vì vậy vật liệu dẫn điện kém. Nhưng nếu một quả bóng nhảy lên kệ, nó có thể lăn rất dễ dàng, vì vậy vật liệu này sẽ biến thành một chất dẫn điện tốt. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào chất bán dẫn, nó có thể nhấc một quả bóng ra khỏi thùng và đặt nó lên giá. Bạn sẽ nghĩ càng nhiều ánh sáng mặt trời thì càng tốt – càng nhiều bóng được đặt trên giá, càng có nhiều dòng điện từ pin mặt trời. Nhưng nhiều ánh sáng mặt trời hơn cũng có thể có nghĩa là nhiệt độ cao hơn – và nhiệt độ cao hơn nói chung làm giảm điện năng của pin mặt trời.
Các tế bào quang điện tạo ra điện khi các electron trong nguyên tử của tế bào bị kích thích bởi năng lượng của ánh sáng mặt trời. Các electron lớp ngoài cùng trong nguyên tử tồn tại ở một mức năng lượng gọi là vùng hoá trị. Khi chúng nhận đủ năng lượng từ ánh sáng mặt trời, các electron sẽ nhảy lên một mức năng lượng được gọi là vùng dẫn. Khi một tế bào bị đốt nóng, sự khác biệt giữa vùng hóa trị và vùng dẫn giảm. Do đó, trong khi các electron có thể được giải phóng dễ dàng hơn ở nhiệt độ nóng, chúng không mang nhiều năng lượng khi được giải phóng.
Điện áp, dòng điện và công suất
Điện áp là hiệu điện thế giữa hai điểm. Dòng điện là đơn vị đo dòng điện chạy qua một đơn vị diện tích. Công suất là kết quả của điện áp và dòng điện. Khi một tế bào lạnh đi, điện áp tăng lên trong khi dòng điện giảm. Mỗi electron mang nhiều năng lượng hơn, nhưng dòng electron ít hơn. Hiệu điện thế tăng lớn hơn cường độ dòng điện giảm. Do đó, sản lượng điện tăng lên. Khi tế bào nóng lên, điện áp giảm nhưng cường độ dòng điện tăng lên. Một lần nữa, sự thay đổi của điện áp lớn hơn sự thay đổi của dòng điện. Do đó, sức mạnh giảm.
Thay đổi hiệu quả theo nhiệt độ:
Hiệu suất của pin năng lượng mặt trời là tỷ lệ phần trăm công suất đầu ra của tấm pin so với tổng năng lượng mặt trời hiện có. Ví dụ, một tấm pin 20% phần trăm sẽ tạo ra 200W từ 1.000 watt năng lượng mặt trời có sẵn trên bề mặt của nó. Hiệu suất của tấm pin giảm khoảng 0,05% cho mỗi lần tăng nhiệt độ một độ C. Ngược lại, hiệu suất của tấm pin tăng 0,05% khi nhiệt độ giảm một độ C.
Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ tế bào:
Chỉ vì bên ngoài trời lạnh không có nghĩa là bản thân tấm cũng lạnh. Tế bào quang điện giải phóng một số năng lượng dưới dạng nhiệt. Tùy thuộc vào cách lắp tấm pin và điều kiện không khí xung quanh, nhiệt này có thể ảnh hưởng đến nhiệt độ hoạt động của tấm pin. Ví dụ, một tấm pin gắn trên mái nhà sẽ không thông gió nhiệt tốt như một tấm pin hoạt động độc lập. Điều này sẽ làm tăng nhiệt của chúng và do đó làm giảm hiệu suất. Mặt khác, gió giúp mang nhiệt ra khỏi các tế bào. Do đó, một ngày gió lạnh là lý tưởng để tạo ra điện mặt trời. Điều này sẽ làm tăng công suất đầu ra và tản nhiệt của chính tấm pin.
Các bài viết liên quan:
