Điện mặt trời (solar power), còn được gọi là quang điện hay quang năng (photovoltaics, PV), là công nghệ biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng nhờ các tấm pin mặt trời.

Cấu tạo của một hệ thống điện mặt trời có thể khác nhau tùy thuộc vào loại hệ thống (hòa lưới, độc lập, hybrid) và quy mô lắp đặt.

Một hệ thống điện mặt trời thường bao gồm các thành phần chính sau

Tấm pin mặt trời (Solar Panels)

Đây là thành phần cốt lõi của hệ thống, có chức năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển hóa quang năng thành điện năng (dòng điện một chiều – DC).

Cấu tạo của một tấm pin mặt trời thường bao gồm

Các tế bào quang điện (Solar Cells): Thường được làm từ silicon, là đơn vị cơ bản tạo ra điện khi ánh sáng chiếu vào. Nhiều tế bào quang điện được kết nối với nhau để tạo thành một tấm pin.

Kính cường lực: Bảo vệ các tế bào quang điện khỏi các tác động của thời tiết (mưa, gió, bụi,…) và va đập cơ học.

Khung nhôm: Tạo kết cấu vững chắc cho tấm pin, giúp lắp đặt và cố định.

Lớp nền (Backsheet): Bảo vệ mặt sau của các tế bào quang điện, cách điện và chống ẩm.

Hộp đấu nối (Junction Box): Chứa các đầu nối điện và diode bypass để bảo vệ tấm pin khi một số tế bào bị che bóng.

Cáp và đầu nối MC4: Dùng để kết nối các tấm pin với nhau và với các thành phần khác của hệ thống.

Bộ biến tần (Inverter)

Đây là thiết bị có chức năng chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) từ các tấm pin mặt trời thành dòng điện xoay chiều (AC) phù hợp với điện lưới quốc gia và các thiết bị điện trong gia đình hoặc doanh nghiệp.

Đối với hệ thống hòa lưới: Inverter sẽ đồng bộ tần số và pha của dòng điện AC tạo ra với điện lưới.

Đối với hệ thống độc lập: Inverter sẽ tạo ra một hệ thống điện AC riêng biệt.

Đối với hệ thống hybrid: Inverter có khả năng quản lý cả nguồn điện từ pin mặt trời, ắc quy và lưới điện.

Hệ thống lưu trữ (Ắc quy/Pin lưu trữ – cho hệ thống độc lập và hybrid)

Trong các hệ thống điện mặt trời độc lập (off-grid) và hybrid, ắc quy hoặc pin lưu trữ được sử dụng để tích trữ năng lượng điện được tạo ra từ các tấm pin mặt trời vào ban ngày, để sử dụng vào ban đêm hoặc khi không có ánh sáng mặt trời.

Có nhiều loại ắc quy/pin lưu trữ khác nhau như ắc quy chì-axit, pin lithium-ion,…

Bộ điều khiển sạc (Charge Controller – cho hệ thống độc lập và hybrid):

Thiết bị này có chức năng điều chỉnh dòng điện và điện áp từ các tấm pin mặt trời đến ắc quy/pin lưu trữ, đảm bảo ắc quy/pin được sạc đúng cách và tránh bị sạc quá tải hoặc xả quá sâu, giúp kéo dài tuổi thọ của hệ thống lưu trữ.

Hệ thống giám sát (Monitoring System – option):

Hệ thống này cho phép người dùng theo dõi hiệu suất hoạt động của hệ thống điện mặt trời, sản lượng điện, trạng thái của các thành phần và các thông số khác thông qua ứng dụng trên điện thoại hoặc trình duyệt web.

Hệ thống giá đỡ và khung lắp đặt (Mounting Structure):

Được sử dụng để cố định các tấm pin mặt trời trên mái nhà, mặt đất hoặc các bề mặt khác, đảm bảo chúng được đặt ở góc nghiêng tối ưu để hấp thụ ánh sáng mặt trời hiệu quả nhất.

Hệ thống dây dẫn và phụ kiện điện:

Bao gồm các loại cáp điện DC và AC, ống bảo vệ, cầu dao, aptomat, hộp đấu nối và các phụ kiện khác để kết nối an toàn và hiệu quả các thành phần của hệ thống.

Công tơ điện hai chiều (cho hệ thống hòa lưới):

Được sử dụng để đo lượng điện năng được tạo ra từ hệ thống điện mặt trời hòa vào lưới điện và lượng điện năng tiêu thụ từ lưới điện.

Ứng dụng của điện mặt trời

Điện mặt trời có vô vàn ứng dụng trong đời sống và sản xuất, bao gồm:

Sản xuất điện quy mô lớn: Các nhà máy điện mặt trời tập trung (CSP) sử dụng hệ thống gương để tập trung ánh sáng mặt trời, tạo nhiệt năng vận hành tuabin và máy phát điện. Các trang trại pin mặt trời quy mô lớn (solar farms) sử dụng hàng ngàn tấm pin để cung cấp điện cho lưới quốc gia.

Điện mặt trời áp mái: Lắp đặt các tấm pin trên mái nhà ở, tòa nhà thương mại, nhà xưởng để tự cung cấp điện, giảm hóa đơn tiền điện, và thậm chí bán điện dư thừa cho lưới.

Hệ thống điện mặt trời độc lập: Cung cấp điện cho các khu vực vùng sâu vùng xa, hải đảo, hoặc các ứng dụng di động như xe cắm trại, tàu thuyền.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời: Sử dụng năng lượng mặt trời để làm nóng nước sinh hoạt, tiết kiệm điện năng tiêu thụ cho bình nóng lạnh.

Đèn năng lượng mặt trời: Chiếu sáng đường phố, công viên, sân vườn, biển quảng cáo mà không cần kết nối với lưới điện.

Sạc pin năng lượng mặt trời: Sạc cho các thiết bị di động, ắc quy dự trữ.

Bơm nước năng lượng mặt trời: Cung cấp nước tưới tiêu cho nông nghiệp hoặc cấp nước sinh hoạt.

Các ứng dụng đặc biệt: Cung cấp năng lượng cho vệ tinh, tàu vũ trụ, ô tô điện mặt trời, máy bay năng lượng mặt trời, đồng hồ năng lượng mặt trời, lò năng lượng mặt trời, máy sấy nông sản,…

Lợi ích của điện mặt trời

Nguồn năng lượng tái tạo và bền vững: Ánh sáng mặt trời là nguồn năng lượng vô tận, không lo cạn kiệt.

Giảm phát thải khí nhà kính: Quá trình sản xuất điện từ năng lượng mặt trời không tạo ra khí thải carbon dioxide (CO2) và các chất ô nhiễm khác, góp phần bảo vệ môi trường và chống biến đổi khí hậu.

Tiết kiệm chi phí tiền điện: Giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn hóa đơn tiền điện hàng tháng.

Độc lập về năng lượng: Giảm sự phụ thuộc vào lưới điện quốc gia và giá điện.

Tăng giá trị tài sản: Hệ thống điện mặt trời có thể làm tăng giá trị bất động sản.

Chi phí bảo trì thấp: Hệ thống điện mặt trời thường có tuổi thọ cao và yêu cầu bảo trì không đáng kể.

Dễ dàng lắp đặt: Có thể lắp đặt ở nhiều địa điểm khác nhau, kể cả những nơi không có điện lưới.

Giảm tải cho lưới điện quốc gia: Đặc biệt vào giờ cao điểm.

Tạo việc làm: Thúc đẩy ngành công nghiệp năng lượng mặt trời, tạo ra nhiều việc làm trong lĩnh vực sản xuất, lắp đặt và bảo trì.

Nhược điểm của điện mặt trời

– Việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời đòi hỏi một khoản đầu tư ban đầu đáng kể. Tuy nhiên, chi phí này đang giảm dần và có thể được bù đắp trong dài hạn nhờ tiết kiệm tiền điện.

– Sản lượng điện mặt trời phụ thuộc vào cường độ ánh sáng mặt trời, bị ảnh hưởng bởi mây, mưa và thời gian trong ngày (không có điện vào ban đêm).

– Để tạo ra lượng điện đáng kể, cần một diện tích bề mặt đủ lớn để lắp đặt các tấm pin mặt trời.

– Việc lưu trữ năng lượng mặt trời để sử dụng vào ban đêm hoặc khi thời tiết xấu đòi hỏi hệ thống ắc quy, làm tăng chi phí và độ phức tạp của hệ thống.

– Hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng của các tấm pin hiện tại vẫn còn giới hạn.

– Một số người có thể cho rằng các tấm pin mặt trời làm ảnh hưởng đến thẩm mỹ của công trình.

– Quá trình sản xuất tấm pin mặt trời có thể gây ra một số tác động môi trường nhất định.

Mặc dù vẫn còn một số nhược điểm, điện mặt trời đang ngày càng trở nên phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang một tương lai năng lượng sạch và bền vững.

” Khi công nhận cái yếu của mình, con người trở nên mạnh mẽ ” H.DE BALZAC

 Hãy đặt nền móng cho sự hợp tác bằng cách gọi cho tôi

(Mr Hoàng)  Hotline: 0374585868

Website: VOIMT.COM