Pin mặt trời hay tấm quang điện (PV) chuyển đổi quang năng từ mặt trời thành điện năng sử dụng được. Từ cuối những năm 1800, người ta đã hiểu rõ về tiềm năng tạo ra điện từ mặt trời. Tuy nhiên, phải đến năm 1954, solar cells mới được phát triển, dẫn đến việc tạo ra các tấm pin mặt trời được chế tạo từ nhiều solar cells
Solar Panel là thiết bị sản xuất điện từ ánh sáng mặt trời. Người ta còn gọi chúng là mô-đun năng lượng mặt trời. Điện được sản xuất bởi chúng được gọi là điện mặt trời hoặc năng lượng mặt trời.
Các tế bào quang điện chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng thông qua hiệu ứng quang điện, do đó có tên là ‘tấm PV’. Sau đó, điện được tạo ra có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của bạn, được gửi vào lưới điện hoặc được lưu trữ trong hệ thống pin lưu trữ.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu sơ lược về lịch sử của các tấm pin, cách chúng hoạt động, các thành phần tạo nên hệ thống pin mặt trời và chi phí của chúng:
Danh mục
Lịch sử ngắn gọn của tấm pin:
Hiệu ứng quang điện hay khả năng tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời thông qua các electron, lần đầu tiên được tìm thấy vào cuối những năm 1800 sau đó dẫn đến việc Charles Fritts phát minh ra solar cell đầu tiên.
Các tấm pin không có giá trị thương mại hoặc thực sự hiệu quả trong việc hấp thụ và tạo ra một lượng điện năng có thể sử dụng cho đến sau khi phát minh ra tấm PV silicon cao vào năm 1954 tại Bell Labs.
Trong suốt những năm 1970 đến đầu những năm 2000, năng lượng mặt trời dần dần được sử dụng trên khắp thế giới. Nhưng nó chậm do chi phí cao. Vào đầu những năm 2000, chúng dần trở nên hấp dẫn hơn đối với các chủ nhà và các tiện ích. Đồng thời, chi phí sản xuất các tấm pin giảm xuống, làm giảm giá thành.
Điện mặt trời được dự đoán là một phần quan trọng trong nguồn năng lượng tái tạo – sẽ không bao giờ cạn kiệt. Công nghệ năng lượng mặt trời đang trở nên tiên tiến hơn mỗi năm và sẽ giúp giảm lượng khí thải từ các nhà máy nhiên liệu hóa thạch bằng cách đa dạng hóa sản xuất năng lượng
Các tấm pin hoạt động như thế nào?
Thành phần quan trọng nhất của tấm pin mặt trời là tế bào. Solar cell là thứ chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng, chúng được tạo thành từ silicon tinh thể, có tính năng quang điện, sau đó được bảo vệ bởi một tấm kính để lọc ánh sáng mặt trời trước khi nó đến các tế bào.
Các loại tấm pin năng lượng mặt trời phổ biến nhất là đơn tinh thể và đa tinh thể, cả hai đều được làm bằng silicon được nấu chảy và trộn với boron, tạo ra khả năng dẫn điện của silicon.
Sự khác biệt chính giữa tấm pin đơn tinh thể và đa tinh thể là loại đơn tinh thể hiệu quả hơn được làm từ silicon đơn tinh thể, trong khi tấm đa tinh thể được tạo ra từ việc nấu chảy một số tinh thể silicon với nhau.
Sau đó, nhiều tinh thể silicon được lắp ráp cùng với solar cells để chuyển đổi tia nắng mặt trời thành điện năng, tạo thành một tấm pin.
Khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, solar cells tạo ra dòng điện, dòng điện một chiều (DC), sau đó được chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC) có thể sử dụng được thông qua một bộ biến tần. Điện xoay chiều này là nguồn cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của bạn, được lưu trữ trong pin năng lượng mặt trời của bạn hoặc được gửi trở lại lưới điện.
Hệ thống điện năng lượng mặt trời là gì?
Một hệ thống là tập hợp nhiều tấm pin mặt trời được kết nối với nhau và được kết hợp với các thiết bị khác cần thiết để vừa tạo ra điện mặt trời vừa chuyển đổi thành điện năng sử dụng được. Trong trường hợp hệ thống pin năng lượng mặt trời cho gia đình, các mô-đun thường sẽ được kết hợp với một bộ biến tần nối lưới.
Ngoài các tấm pin, bạn cần thiết bị giá đỡ và phụ kiện lắp đặt và Inverter để tạo ra toàn bộ hệ thống điện mặt trời.
Bên cạnh bản thân tấm pin, các thành phần quan trọng của hệ thống là giá đỡ (gắn trên mặt đất trên hoặc gắn trên mái nhà) và bộ biến tần tạo ra điện có thể sử dụng từ mỗi tấm pin năng lượng. Điện này sau đó được sử dụng để cung cấp điện cho ngôi nhà của bạn.
Hệ thống giá đỡ là những thứ giữ các tấm pin cố định trên mái nhà hoặc trên mặt đất.
Một thành phần quan trọng khác của hệ thống điện mặt trời là biến tần. Đây là thiết bị chuyển đổi năng lượng một chiều do tấm pin tạo ra thành điện xoay chiều có thể sử dụng được cho ngôi nhà của bạn. Biến tần có ba vai trò chính:
- Để chuyển đổi năng lượng một chiều thành điện xoay chiều
- Để giao tiếp với lưới
- Hoạt động như một cách để tắt các tấm pin nếu có bất kỳ vấn đề nào với hệ thống dây điện hoặc các mối nguy hiểm khác
Bộ biến tần là bộ phận quan trọng của hệ thống điện mặt trời của bạn, các tấm pin sẽ không sản xuất điện nếu không có nó.
Các tấm pin giá bao nhiêu?
Các tấm pin có chi phí khác nhau tùy thuộc vào kích thước của hệ thống bạn đang lắp đặt, loại tấm được lắp đặt và thương hiệu từng loại.
Tuy nhiên, bạn có thể ước tính chi phí một cách đơn giãn dựa trên chi phí trung bình trên mỗi watt của các tấm pin. Hiện tại giá của chúng khá đa dạng, trung bình từ 6.000 – 12.000đ/W. Nên lựa chọn các thương hiệu pin uy tín thị trường để mua sử dụng, đảm bảo về chất lượng, hiệu suất cũng như sự uy tín
>Tham khảo về giá tấm pin Jinko
Giá lắp đặt điện mặt trời hiện nay cũng khá tốt và chiều hướng giảm dần, giá lắp đặt hiện nay dao động từ 10-15 triệu/KW, còn tùy thuộc vào kích cỡ hệ thống, vị trí và các thành phần cấu tạo của hệ thống.
Những câu hỏi liên quan đến pin năng lượng mặt trời:
1. Hiệu ứng quang điện là gì?
Đề cập đến ‘hiệu ứng quang điện’, là thuật ngữ kỹ thuật để chỉ cách các tấm pin chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện. Vì vậy, một hệ thống quang điện (PV) đơn giản có nghĩa là một hệ thống các tấm pin năng lượng mặt trời. Tương tự như vậy, ‘quang năng’ chỉ là một thuật ngữ ưa thích cho năng lượng mặt trời.
2. Điện mặt trời có phải là năng lượng ‘sạch’?
Các tấm pin đang hoạt động hoàn toàn “xanh”. Chúng không tạo ra khí thải carbon hoặc các chất thải khi chúng chuyển đổi ánh sáng thành điện năng. Điều này hoàn toàn trái ngược với các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch truyền thống, nơi tất cả sản lượng điện đều dựa vào đốt than, khí đốt tự nhiên hoặc dầu mỏ – một quá trình thải ra khí carbon dioxide (CO2) làm thay đổi khí hậu.
Đã có những lo ngại về carbon thải ra trong quá trình sản xuất các tấm pin. Thật vậy, chế tạo các tấm module là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng. Tuy nhiên, nhờ cải tiến sản xuất và thời gian quay vòng nhanh hơn, quy trình sản xuất tấm pin sạch hơn bao giờ hết. Trên thực tế, sau khi các con số được thống kê, một báo cáo nghiên cứu năm 2016 đã kết luận rằng từ năm 2018 trở đi “thông tin về môi trường của năng lượng mặt trời thực sự sẽ không có tì vết”.
3. Các tấm pin thường được lắp đặt ở đâu?
Mái nhà là sự lựa chọn hiển nhiên, nhưng các tấm pin cũng có thể được lắp đặt ở nhiều nơi khác. Sau mái nhà, nơi phổ biến nhất để đặt là trên mặt đất. Chúng được gọi là các tấm pin gắn trên mặt đất. Chúng có chi phí lắp đặt cao hơn, nhưng cũng dễ dàng tối ưu hóa chúng để có sản lượng cao hơn.
Các tùy chọn khác bao gồm sân đỗ xe cũng như giàn che năng lượng mặt trời, hay mái hiên. Về cơ bản, bất kỳ nơi nào có bề mặt phẳng đều có thể lắp đặt các tấm pin trên đó!
4. Mái nhà của tôi phải mới như thế nào?
Hệ thống năng lượng mặt trời của bạn sẽ tồn tại trong khoảng 25-30 năm, vì vậy mái nhà cũng có thể tồn tại lâu như vậy. Nếu mái nhà của bạn cần thay thế sớm, tốt hơn là thay mái nhà của bạn trước hoặc xem xét những nơi khác để đặt các tấm.
5. Lắp đặt các tấm pin hướng về phía nào?
Các tấm hướng nam sẽ nhận được nhiều ánh sáng mặt trời trực tiếp nhất và mang lại sản lượng cao nhất. Các bảng hướng đông hoặc tây chỉ dẫn đến sản lượng giảm 1/5 hoặc ít hơn. Các tấm quay mặt về hướng Bắc là điều ít được mong đợi nhất nhưng trong nhiều trường hợp vẫn có thể tiết kiệm tiền.
Tương lai của tấm pin mặt trời
Khi công nghệ tấm pin năng lượng mặt trời được cải thiện và chi phí tiếp tục giảm, năng lượng mặt trời sẽ đóng một vai trò quan trọng hơn bao giờ hết trong cuộc sống của chúng ta. Trong tương lai nghành năng lượng này vẫn tiếp tục đột phá và đóng vai trò quan trọng với nhiều ứng dụng hơn vì thế mà tấm pin vẫn là một sản phẩm được sử dụng phổ biến.
