Tính đến cuối năm 2019, đã có hơn 1200 doanh nghiệp và 1300 hộ gia đình lắp đặt hoàn thiện hệ thống điện năng lượng mặt trời cho chính mình. Con số này tiếp tục tăng trong năm 2020 với 9GW dự án áp mái được lắp đặt vì đây chính là giải pháp hữu hiệu giải quyết bài toán chi phí tiền điện hằng tháng – con số mỗi năm đều tăng. Đây cũng là lý do chúng ta nên tìm hiểu về điện năng lượng mặt trời để có thể đưa ra những giải pháp tốt nhất.
Danh mục
Lợi ích của năng lượng mặt trời
Giảm hóa đơn điện của bạn
Một trong những lợi ích lớn nhất việc sự dụng điện mặt trời là chúng có thể giúp bạn tiết kiệm đáng kể hóa đơn tiền điện. Nếu nguồn điện mặt trời của bạn cung cấp dư so với nhu cầu sử dụng của bạn, bạn còn có thể bán năng lượng dư thừa đó cho công ty điện, tạo thêm nguồn thu nhập mới.
Chống lại tăng giá điện
Một điều mà hầu hết các chủ nhà đều biết là điện ngày càng đắt hơn. Chi phí điện sẽ tiếp tục tăng trong tương lai, có nghĩa là hóa đơn tiền điện của bạn cũng sẽ tiếp tục tăng. Điện mặt trời bảo vệ bạn khỏi chi phí điện tăng cao này vì bạn đang sản xuất năng lượng của chính mình. Vì vậy, chi phí điện tăng cao sẽ chỉ còn là nỗi lo trong quá khứ.
Giá rẻ hơn bao giờ hết
Trong khi giá điện tiếp tục đắt hơn, chi phí lắp đặt năng lượng mặt trời tiếp tục giảm. Giá lắp đătj hiện rẻ hơn bao giờ hết; trên thực tế, chi phí đã giảm hơn 70% trong thập kỷ qua. Mức giá thấp này làm cho điện mặt trời trở nên dễ tiếp cận hơn với nhiều chủ nhà hơn bao giờ hết.
Lợi tức đầu tư của bạn
Hệ thống năng lượng mặt trời không chỉ loại bỏ hóa đơn tiền điện mà chúng còn có thể là một nguồn thu nhập phụ, mạng lưới điện công cộng cho phép bạn kiếm tiền bằng cách bán năng lượng dư thừa mà hệ thống tạo ra trong chính ngôi nhà của bạn. Số tiền bạn kiếm được từ mạng lưới điện, kết hợp với việc tiết kiệm hóa đơn điện và các ưu đãi khác, bạn sẽ hướng tới việc có chi phí trả lại từ chính hệ thống của bạn.
Thân thiện với môi trường
Một ưu điểm lớn nhất của năng lượng mặt trời là nó là một loại năng lượng tái tạo. Điều này có nghĩa là khi bạn sử dụng tài nguyên mặt trời, nó không làm cạn kiệt nguồn ánh sáng của mặt trời. Vì vậy, bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời chiếu vào trái đất và biến nó thành điện năng, chúng ta sẽ không làm cạn kiệt nguồn năng lượng này. Thêm vào đó, điện được tạo ra từ hệ thống pin mặt trời không tạo ra bất kỳ khí thải nhà kính nào. Không có gì được thải vào khí quyển khi chúng ta sản xuất điện bằng các tấm pin. Thứ duy nhất được tạo ra là năng lượng sạch!
Độc lập về năng lượng
Cho phép chủ nhà tạo ra năng lượng của riêng họ, do đó mang lại cho bạn sự độc lập về năng lượng, có nghĩa là một ngôi nhà năng lượng mặt trời không phụ thuộc vào lưới điện truyền thống, giúp bạn tránh các rủi ro như điện áp không ổn định, ngắt điện trong hoạt động sản xuất và giá điện tăng,… (đối với loại hình dự án điện mặt trời độc lập)
Tham khảo thêm: Lợi ích điện năng lượng mặt trời
Pin năng lượng mặt trời
Tên gọi: Solar Panel – tấm pin năng lượng mặt trời
Cấu tạo: từ nhiều các tế bào quang điện riêng rẽ kết nối với nhau
Hoạt động: dự trên lượng bức xạ mặt trời và hiệu ứng quang điện. Năng lượng ánh sáng càng mạnh, công suất hoạt động càng mạnh, nhiều điện năng lượng được tạo ra và ngược lại.
Vật liệu cấu tạo chính của tấm pin
Một tấm pin hoàn chỉnh được cấu tạo từ 2 vật liệu chính, đó là tế bào quang điện (Solar Cells) và Silic tinh thể. Tế bào quang điện này sẽ được ghép với nhau tạo thành mảng lớn hình thành nên pin. Bên trong tế bào quang điện là các Silic tinh thể – là chất bán dẫn, trên bề mặt có chứa một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, khi có ánh sáng thì các tế bào quang điện sẽ chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành điện năng.
Cấu trúc các lớp của Pin mặt trời
Lớp tế bào quang điện:
Đây là lớp quan trọng nhất của tấm pin mặt trời, là nơi diễn ra hiệu ứng quang điện – chuyển hóa quang năng thành điện năng.
Silic tinh thể này sẽ chia làm 2 loại:
Đặc tính kỹ thuật chính:
- Kích thước
- Màu sắc
- Số lượng tế bào (Cells)
- Hiệu suất chuyển đổi
Các tế bào Cell được liên kết với nhau bằng một sợi dây đồng mỏng được phủ một hợp kim thiếc.
Lớp kính trước
Phần kính mặt trước của Pin mặt trời là lớp có trọng lượng nặng nhất. Chức năng chính là bảo vệ và đảm bảo độ bền cho toàn bộ tấm pin mặt trời.
Lớp kính chất lượng sẽ đảm bảo 3 yếu tố:
- Độ cứng
- Độ truyền quang phổ
- Khả năng truyền ánh sáng
Lớp mặt lưng (tấm nền) của Pin
Tấm nền mặt sau được làm từ vật liệu nhựa có chức năng cách điện, bảo vệ che chắn khỏi các tác đông bên ngoài. Tấm nền thường có màu trắng và độ dày mỏng, màu sắc có thể khác nhau phụ thuộc vào vật liệu để đảm bảo che chắn tốt hơn hoặc cho độ bền cơ học cao hơn.
Vật liệu đóng gói hoàn thiện
Một trong những vật liệu quan trọng nhất là chất liệu đóng gói – là chất kết dính giữa các lớp khác nhau của tấm Pin. Vật liệu phổ biến nhất là sử dụng chất đóng gói: EVA – Ethylene Vinyl Acetate.
Đó là một Polymer đục mờ và được đóng theo cuộn. Nó phải được cắt thành tấm và nằm trước hoặc sau các tế bào quang điện. Khi chịu một quá trình nhiệt của nấu chân không, các Polymer trở lại trạng thái đặc thành keo trong suốt và kết dính các tế bào quang điện.
Chất lượng của quá trình có ảnh hưởng đến:
- Tốc độ xử lý tia UV và Khả năng chống lại màu vàng do tia UV
- Khả năng truyền ánh sáng
Khung
Lớp được lắp đặt vào cuối cùng chính là tấm khung, có thể được làm từ chất liệu nhôm nguyên chất hoặc hợp kim nhôm, nhựa đặc biệt, hoặc là không có khung.
Hộp mạch điện (Juntion Box)
Hộp mạch điện chứa các dây nối dẫn dòng điện ra bên ngoài và các dây nối với các tấm pin mặt trời khác.
Nguyên lý hoạt động
Hiệu ứng quang điện
Hiệu ứng quang điện là sự phát xạ của các electron hoặc các sóng mang tự do khác khi ánh sáng chiếu vào vật liệu. Các electron được phát ra theo cách này có thể được gọi là các electron photon . Hiện tượng này thường được nghiên cứu trong vật lý điện tử, cũng như trong các lĩnh vực hóa học, như hóa học lượng tử hoặc điện hóa học.
Sự chuyển hóa: Ánh sáng thành Điện năng
Khi tác động của ánh sáng mặt trời (Photon) chạm vào các phân mảnh Silic thì xảy ra hiện tượng photon được hấp thụ. Năng lượng của nó được truyền đến các hạt electron trong màng tinh thể. Thông thường các electron này là lớp ngoài cùng và thường được đính kết với các nguyên tử lân cận.
Khi các electron được kích thích, trở thành dẫn điện. Các electron sẽ tự do di chuyên trong chất bán dẫn. Khi đó nguyên tử sẽ thiếu đi 1 electron, nguyên tử này sẽ trở thành “lỗ trống”. Lỗ trống này sẽ tạo môi trường tốt để các electron xung quanh di chuyên “lấp đầy” lỗ trống.
Và điều này sẽ tạo ra thêm các lỗ trống sau khi các nguyên tử được lắp đầy. Cứ tiếp tục như thế các electron cứ di chuyển hỗn độn không ngừng nghỉ. Một photon chỉ cần có năng lượng lớn hơn năng lượng đủ để kích thích electron lớp ngoài cùng dẫn điện.
Vì tần số (năng lượng của photon) của mặt trời thường tương đương 6000°K. Vì thế phần lớn năng lượng mặt trời đều hấp thụ bởi Silic. Tuy nhiên chúng lại chuyển hóa thành năng lượng nhiệt hơn là năng lượng điện để sử dụng.
Xem chi tiết: Nguyên lý hoạt động của tấm pin mặt trời
Các loại pin mặt trời
Màng mỏng
Được xem là công nghệ Panel mặt trời rẻ nhất hiện nay hay còn gọi là Pin mặt trời màng mỏng. Công nghệ pin màng mỏng đang được phát triển mạnh. Đạt hiệu suất và độ bền cao so với Panel mặt trời truyền thống.
Thế mạnh của Panel mặt trời vô định hình chính là khả năng tạo ra điện năng tốt khi trời nhiều mây. Và hoạt động tốt khi bị che bóng mà vẫn đảm bảo hiệu suất cao. Thêm một điểm đa năng nữa chính là công nghệ màng mỏng có thể lắp đặt trên bề mặt cong.
Đa tinh thể Poly
Không giống như tế bào silicon đơn tinh thể, tế bào đa tinh thể được tạo ra từ nhiều hơn một tinh thể silicon thô.
Quá trình sản xuất các tấm pin Poly rất giống với quá trình sản xuất tấm pin mặt trời Mono. Tuy nhiên, bước vẽ lên hạt tinh thể silicon (được sử dụng để tạo thành pin mặt trời đơn tinh thể màu đen) bị bỏ qua trong trường hợp pin mặt trời Poly.
Các tinh thể silicon, được nấu chảy và đổ vào thùng, đơn giản là được để nguội để tạo thành các tế bào silicon đa tinh thể. Điều này tạo thành các hạt và các cạnh đặc biệt trên pin mặt trời Poly.
Cách mà các tế bào đa tinh thể phản chiếu ánh sáng, kết hợp với lớp phủ chống phản xạ được phủ lên chúng, mang lại cho các tấm pin mặt trời này vẻ ngoài màu xanh lam cũng như một chút lấp lánh.
Đơn tinh thể Mono
Chúng được làm từ một tinh thể silicon chất lượng cao duy nhất. Silicon này có độ tinh khiết cao hơn.
Các tấm pin mặt trời Mono sử dụng pin mặt trời đơn tinh thể, được tạo ra thông qua quá trình czochralski. Quá trình này sử dụng một hạt tinh thể silicon được đặt trong một bình hoặc thùng chứa silicon nóng chảy. Hạt tinh thể silicon từ từ được rút ra, cùng với silicon nóng chảy tạo thành một khối silicon tinh thể rắn. Khối silicon sau đó được cắt lát mịn thành các tấm silicon, được sử dụng làm pin mặt trời để sản xuất năng lượng.
Ánh sáng tương tác tốt hơn với một tế bào đơn tinh thể (monocrystalline) so với một tế bào bao gồm nhiều tinh thể (đa tinh thể). Toàn bộ quá trình sản xuất một tế bào Mono đơn tinh thể tương đối phức tạp hơn so với sản xuất pin mặt trời Poly đa tinh thể. Ngoài ra, một lượng đáng kể silicon nguyên chất bị lãng phí trong quá trình sản xuất pin mặt trời Mono, vì tất cả bốn mặt của tấm silicon đều bị cắt nhỏ để có được hình dạng của tế bào.
Các thương hiệu Pin năng lượng uy tín trên thị trường
Chúng tôi chỉ giới thiệu các thương hiệu pin mặt trời ở mức độ uy tín trên thị trường. Đương nhiên sẽ có rất nhiều thương hiệu khác mà không thể nào liệt kê hết tất cả.
Jinko Solar
Jinko Solar tuy được thành lập trễ hơn những thương hiệu khác vào năm 2006 nhưng chất lượng và độ tin cậy của khách hàng dành cho Jinko Solar đang là thương hiệu số 1 thế giới. Với trụ sở chính hoạt động tại Giang Tây và Chiết Giang (Trung Quốc), đến nay Jinko Solar đang là 1 trong những nhà sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời lớn nhất và tiên tiến nhất trên thế giới.
Với 3 liên kết tiêu chí chặc chẽ “hiệu quả – tin cậy – an toàn” trong Chất Lượng, Jinko Solar xứng đáng nhận TOP 1 niềm tin của khách hàng. Với quy trình kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt với 52 bước kiểm tra, hệ thống quản lý thông tin QC toàn diện tại chỗ liên tục với 1500 chuyên viên chất lượng và hệ thống nhà máy thông minh Jinko. Tất cả mang lại chuẩn sản phẩm đầu ra với chất lượng đồng nhất và tốt nhất.
Jinko Solar đảm bảo cho khách hàng sản phẩm mang lại hoạt động lâu dài tuổi thọ cao, hiệu suất ổn định trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt và an toàn khi sử dụng trong mạng lưới điện trong nhà.
AE Solar
AE Solar được sáng lập bởi tiến sĩ Alexander Maier và 2 người em của ông Waldemar Maier và Victor Maier tại Konigsburn, Đức vào năm 2003. Đức là nước rất chú trọng trong chất lượng của sản phẩm và những tấm pin năng lượng mặt trời cũng không ngoại lệ, AE Solar tập trung vào việc sản xuất những tấm pin năng lượng mặt trời tích hợp công nghệ Smart Shading Resistant Hot-Spot Free Modules và công nghệ PERC. Chọn lọc những nguyên vật liệu đầu vào có chất lượng hạng A Tier 1 để đưa vào sản xuất.
AE Solar luôn là thương hiệu luôn đứng ở vị trí số 1 về hiệu suất hoạt động hiệu quả của các tấm pin, dẫn đầu trong ngành công nghiệp năng lượng tái tạo, cung cấp những sản phẩm và dịch vụ năng lượng mới chất lượng cao từ năm 2003. AE Solar đã có mặt trên 90 quốc gia và đã hoàn thành 3200 các dự án năng lượng mặt trời lớn nhỏ trên toàn thế giới.
Chất lượng của các tấm pin năng lượng mặt trời của AE Solar luôn nằm trong Top các sản phẩm chất lượng cao nhờ dây chuyền sản xuất được điều khiển bởi phần mềm tập trung và sử dụng robot, máy phát hiện và báo cáo sự cố trực tuyến cho các kỹ sư và nhà điều hành có thể ngay lập tức xử lý khi có tình huống khẩn cấp. Các trạm kiểm tra tuân thủ các tiêu chuẩn AAA+ và các sản phẩm sẽ đánh được dán nhãn đầu ra sau khi kiểm tra và phân loại cuối cùng chỉ được thực hiện ở mức dung sai có thể chấp nhận.
Canadian Solar
Tiến sĩ Shawn Qu, Chủ tịch, Giám đốc điều hành đã thành lập Canadian Solar vào năm 2001 tại Canada, là thương hiệu có gần 20 năm tiên phong trong việc phát triển công nghệ mới ở lĩnh vực điện năng lượng mặt trời. Canadian Solar đã phân phối tích lũy khoảng 52 GW mô-đun năng lượng mặt trời cho hàng nghìn khách hàng tại hơn 150 quốc gia cho đến cuối năm 2020, đủ để đáp ứng nhu cầu năng lượng xanh, sạch của khoảng 13 triệu hộ gia đình.
Canadian Solar đang có hơn 2.400 đơn đăng ký bằng sáng chế và hơn 1.500 đơn được ủy quyền bằng sáng chế trên toàn thế giới cho đến cuối tháng 3 năm 2020, là Trung tâm nghiên cứu PV về tế bào, mô-đun và hệ thống năng lượng mặt trời với 515 nhà nghiên cứu giàu kinh nghiệm trong bộ phận R & D. Canadian Solar được trao tặng nhiều giải thưởng có giá trị như: Nhà sản xuất có giá trị hàng đầu được xếp hạng bởi Bloomberg NEF vào năm 2020; Công ty năng lượng mặt trời cấp 1 theo Bloomberg NEF 2017-2020; Công ty dẫn đầu về PHOTON PV TRIATHALON 2017 ….
LONGi Solar
LONGi Solar thành lập vào năm 2000, có trụ sở chính tại Xi’an, Thiểm Tây, Trung Quốc, dẫn đầu ngành công nghiệp điện mặt trời lên một tầm cao mới với các cải tiến sản phẩm và tỷ lệ chi phí điện năng được tối ưu hóa với các công ngh đơn tinh thể đột phá. LONGi Solar được công nhận là công ty công nghệ năng lượng mặt trời giá trị nhất thế giới với giá trị thị trường cao nhất với tổng tài sản trên 8.91 tỷ đô la.
LONGi cung cấp hơn 30GW tấm và mô-đun năng lượng mặt trời hiệu suất cao trên toàn thế giới hàng năm, chiếm khoảng 1/4 nhu cầu thị trường toàn cầu. Dựa trên nền tảng tài chính vững mạnh của mình, LONGi Solar sẽ tiếp tục đầu tư nhiều hơn vào R & D công nghệ và các giải pháp LCOE thấp, dẫn đến Win-Win, cùng với khách hàng.
Hướng dẫn lựa chọn loại Pin năng lượng mặt trời phù hợp & chất lượng
Lựa chọn theo giá thành
Rủi ro 1: Hiệu suất không đảm bảo sau một thời gian sử dụng
Quy trình chế tạo ra 1 tấm Pin năng lượng mặt trời đòi hỏi nhiều kỹ thuật công nghệ cao và lẫn nguyên liệu đầu vào chất lượng. Và vì vậy Pin năng lượng cũng được phân chia nhiều loại TIER 1, 2,3. Theo chuẩn tuổi thọ thì phải hoạt động được hiệu suất tối ưu (trên 80%) trong 25 năm.
Sản phẩm pin giá rẻ thường chất lượng và thời gian sử dụng chỉ tầm 5 – 7 năm và hiệu suất cũng giảm nhanh chóng, tập trung tối ưu khoảng chi phí thế nên thành phần sản phẩm chủ yếu là:
- Kính màng mỏng
- Tế bào quang điện không đủ số lượng
Rủi ro 2: mua phải giá cao mà chất lượng thì không bảo đảm
Điều này thường hay gặp ở các bạn mua hàng chưa tìm hiểu chuyên sâu. Dẫn đến tình trạng “tiền mất tật mang”. Hoặc gặp phải một đơn vị cung cấp không uy tín: Sử dụng hàng nhái trá hình hàng thật.
Trường hợp khác nữa là: lợi dụng sự thiếu hiểu biết về sản phẩm mà họ tư vấn bán TIER 3, 2 thành giá TIER 1.
Rủi ro 3: lựa chọn mua pin năng lượng cũ và chất lượng
Mua sản phẩm đã qua sử dụng không phải là ý kiến tồi cho những người có nhu cầu sử dụng nhưng thiếu tài chính. Nếu lựa chọn thiết bị cũ bạn cũng phải nên ưu tiên lựa chọn công ty sản xuất uy tín. Vì dù đã qua sử dụng chúng vẫn có thể sử dụng đến 25 – 30 năm. Vẫn có thể tin tưởng được.
Lựa chọn theo vị trí lắp đặt
Phụ thuộc quy mô đầu tư lắp đặt điện mặt trời thế nên chúng ta sẽ phân loại thành 3 vị trí lắp đặt:
- Điện mặt trời nổi
- Điện mặt trời mặt đất
* Điện mặt trời nổi và mặt đất phù hợp để làm Nhà máy điện năng lượng mặt trời.
- Điện mặt trời áp mái
* Riêng về điện mặt trời áp mái phù hợp cho Gia đình và Doanh nghiệp.
Lựa chọn diện tích và hiệu suất
Tấm pin Poly: Hiệu suất tốt, diện tích lớn, giá thành thấp.
Tấm pin Mono: Hiệu suất cao, diện tích nhỏ, giá thành cao.
Lựa chọn giải pháp lắp đặt
- Nối lưới: tiết kiệm tối ưu cho tài chính bằng chi phí đầu tư ban đầu và lợi nhuận cho việc bán điện khi hòa vào lưới điện quốc gia.
- Độc lập: sử dụng hệ thống lưu trữ để tích trữ lượng điện sử dụng ban đêm và các trường hợp khẩn cấp.
- Hydrid: kết hợp hiệu quả toàn diện hơn khi vừa nối lưới và độc lập.
Điện năng lượng mặt trời đang dần trở nên phổ biến rộng rãi
Điện mặt trời thật sự là một dự án đáng để đầu tư, Việt Nam được đánh giá là quốc gia có lượng bức xạ mặt trời tốt với mức trung bình là 4,66 kWh/m2/ngày thích hợp để sử dụng điện năng lượng mặt trời, trong đó phải xem xét tới điều kiện là miền Bắc có lượng bức xạ yếu hơn so với miền Trung và miền Nam trên thực tế. Điện mặt trời là nguồn điện thân thiện với môi trường và là giải pháp bảo vệ hành tính xanh. Các dự án điện mặt trời đang được nhà nước khuyến khích và hỗ trợ phát triển trên diện rộng, chính vì vậy đã có rất nhiều dự án được xây dựng và đi vào hoạt động tốt.
