Trái đất hấp thụ khoảng 3.850.000 exajoule (ej) năng lượng mặt trời mỗi năm. Một giờ có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng của thế giới trong một năm. Tiềm năng của năng lượng mặt trời nằm ngoài sức tưởng tượng của hầu hết mọi người. Làm thế nào chúng ta có thể tận dụng nguồn tài nguyên rộng lớn này? Nhờ các tấm, chúng ta hãy xem chúng hoạt động như thế nào?
Pin năng lượng mặt trời và tấm pin năng lượng mặt trời là hai phần không thể thiếu và liên quan chặt chẽ với nhau trong một hệ mặt trời. Khi bạn đọc về các hệ thống, bạn dường như nhầm lẫn giữa hai khái niệm này và nghĩ rằng chúng gần như có thể hoán đổi cho nhau. Nhiều bài viết đề cập đến cả hai khi thảo luận về sản xuất và đầu ra năng lượng, và thường không giải thích cách thức hoạt động của các thành phần này. Tuy nhiên, mỗi người sẽ đóng một vai trò khác nhau. Pin mặt trời chứa tất cả các thành phần cần thiết để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Các tấm pin mặt trời kết hợp và định hướng tất cả năng lượng đầu ra.
Tế bào quang điện được biết đến là thành phần chính của các tấm pin mặt trời, vậy chúng là gì? Hãy cùng givasolar tìm hiểu thêm:
Pin năng lượng mặt trời là gì?
Pin quang điện, còn được gọi là pin mặt trời (pin mặt trời), là thiết bị điện tử làm bằng tinh thể silicon.
Bề mặt được bao phủ bởi các dây dẫn kim loại và các nhánh nhỏ hơn tỏa ra, thu thập các electron được tạo ra bởi hiệu ứng quang điện, có thể chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện
Một pin mặt trời silicon duy nhất có thể tạo ra điện áp mạch hở tối đa trong khoảng 0,5 đến 0,6 vôn. Thông thường, khoảng 60 hoặc 72 tế bào quang điện được ghép lại với nhau để tạo thành một tấm pin mặt trời
Pin năng lượng mặt trời thường hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo. Chúng là cảm quang, thường là cảm biến hồng ngoại, có thể phát hiện ánh sáng hoặc bức xạ điện từ khác gần phạm vi nhìn thấy hoặc có thể đo cường độ ánh sáng.
Các loại tế bào quang điện:
Trên thị trường hiện nay, tấm pin năng lượng gồm 2 loại phổ biến, sử dụng 2 loại tế bào quang điện Mono và Poly
Loại đơn sắc:
Các tấm pin đơn tinh thể có các tế bào quang điện làm bằng silicon đơn tinh thể có độ tinh khiết cao và thường đắt hơn các tế bào khác. Các góc của ô dường như đã bị cắt bớt, tạo thành một hình bát giác. Ưu điểm của loại tế bào quang điện này trong lắp ráp bảng điều khiển là hiệu quả cao và tuổi thọ dài. Hoạt động tuyệt vời ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu.
Loại đa giác:
Các tế bào
poly panel được làm từ các tế bào silicon đa tinh thể, bao gồm các ô vuông silicon hợp nhất hình quả thận được làm lạnh và làm cứng cẩn thận. Đây là loại pin được sử dụng phổ biến với chi phí thấp hơn một cell do tính giãn nở và khả năng chịu nhiệt độ cao cũng như quy trình sản xuất đơn giản, chi phí thấp.
Cách hoạt động của pin mặt trời:
Tế bào quang điện bao gồm hai lớp, cực âm và cực dương để tạo ra điện trường. Khi các photon, các hạt năng lượng cao nhỏ từ ánh sáng mặt trời, được hấp thụ vào tế bào, chúng sẽ giải phóng các electron và dẫn chúng đến đáy tế bào và thông qua các kênh kim loại, tạo ra điện.
Tế bào quang điện có nhiều lớp. Các yếu tố quan trọng nhất là hai chất bán dẫn ở trung tâm. Lớp bán dẫn trên cùng là lớp âm, có nghĩa là các nguyên tử của vật liệu chứa thêm các electron. Những electron này được điều khiển bởi ánh sáng mặt trời và các electron dư thừa sẽ bị loại bỏ. Lớp bán dẫn phía dưới là lớp điện cực tương đương. Nguyên tử này có chỗ cho nhiều electron hơn. Khi các electron di chuyển ra khỏi vỏ âm, chúng bị hút vào vỏ dương. Một rào cản được hình thành giữa họ. Một dây dẫn âm ở mặt trên của pin và một dây dẫn dương ở dưới cùng buộc các electron di chuyển xung quanh pin theo một hướng cụ thể. Điều này tạo ra hiện tại bạn sẽ sử dụng. Các dây dẫn buộc dòng điện ra khỏi pin và đi vào tải điện, giữ lại năng lượng. Sau đó, các electron tiếp tục đường đi của chúng cho đến khi chúng nhập lại pin và kết nối với vỏ dương. Điều này hoàn thành một trong các chu kỳ hoạt động của nó. Toàn bộ mục đích của pin mặt trời là đảm bảo quá trình này không bị gián đoạn để bạn nhận được càng nhiều năng lượng càng tốt.
So sánh pin mặt trời và tấm pin mặt trời:
Các tấm pin mặt trời được sử dụng để khuếch đại, bảo vệ và điều khiển. Các tế bào quang điện chỉ có thể tạo ra một lượng năng lượng hạn chế. Khi xây dựng một hệ thống, nhiều pin mặt trời được mắc nối tiếp hoặc song song để tạo thành một mô-đun năng lượng mặt trời. Điều này tạo ra dòng điện cao hơn và nhiều năng lượng hơn. Mô-đun này cũng niêm phong tất cả pin mặt trời và hệ thống dây điện trong vỏ bảo vệ để bảo vệ nó khỏi thời tiết. Các mô-đun này sau đó được kết nối với nhau như pin. Điều quan trọng cần lưu ý là một bảng điều khiển chỉ có thể chứa một mô-đun hoặc nhiều mô-đun, điều đó có nghĩa là mô-đun và bảng điều khiển đôi khi được sử dụng thay thế cho nhau. Những bảng này được nối sẵn và sẵn sàng để cài đặt trên sân của bạn.
Bằng cách kết nối tất cả các bộ phận này với bảng điều khiển năng lượng mặt trời, bạn có thể thu được kết quả giám sát chính xác hơn. Khi điện rời khỏi pin thông qua một tải điện, nó sẽ bị chặn bởi tải và gửi qua bảng điều khiển năng lượng mặt trời. Cách pin được kết nối xác định cách dòng điện chạy qua bảng điều khiển. Dù nó chảy theo cách nào thì nó cũng dẫn điện từ tất cả các tế bào quang điện với nhau. Tất cả điện sau đó sẽ được chuyển từ các tấm pin sang bộ biến tần, nơi phần còn lại của quá trình quang điện được thực hiện.
Pin năng lượng mặt trời và tấm pin mặt trời hoạt động cùng nhau để cung cấp điện năng cần thiết cho ngôi nhà của bạn. Mặc dù chúng có liên quan chặt chẽ với nhau, nhưng một tấm pin mặt trời thực sự chứa các tế bào năng lượng mặt trời, mỗi tế bào có phần riêng. Toàn bộ hệ thống quang điện hoạt động giống như một dây chuyền lắp ráp. Mỗi thành phần thực hiện công việc của mình và sau đó chuyển sản phẩm của nó sang sản phẩm tiếp theo. Phần tiếp theo yêu cầu mỗi sản phẩm thực hiện công việc của mình. Chỉ có pin mặt trời mới có thể tự hoạt động, còn nếu không có phần còn lại của hệ thống thì sản phẩm của nó trở nên vô dụng. Toàn bộ hệ thống năng lượng mặt trời của bạn là một dây chuyền sản xuất sạch sẽ và yên tĩnh, tạo ra điện cho bạn một cách tự nhiên và hiệu quả.
Hệ thống pin mặt trời được biết đến trong ngành năng lượng mặt trời là hệ thống quang điện. Điều này phân biệt chúng với các công nghệ năng lượng khác như nhiệt mặt trời và năng lượng mặt trời tập trung. Một hệ thống quang điện bao gồm một số bộ phận, mỗi bộ phận đóng một vai trò khác nhau.
Toàn bộ hệ thống bắt đầu từ pin mặt trời. Những tế bào này thực sự là nơi ánh sáng mặt trời được sử dụng để tạo ra điện. Một tấm pin mặt trời là sự kết hợp của nhiều pin mặt trời. Các tế bào này được sắp xếp sao cho bảng năng lượng mặt trời có thể thu và kết hợp đầu ra điện của mỗi tế bào năng lượng mặt trời và gửi nó dọc theo một đường dẫn cụ thể. Sau khi các tấm pin mặt trời thu điện năng, chúng sẽ gửi tất cả điện năng đó đến bộ biến tần, bộ chuyển đổi này sẽ chuyển đổi nguồn điện một chiều do pin tạo ra thành nguồn điện xoay chiều mà bạn sử dụng trong nhà. Điện sau đó được gửi đến nhà của bạn thông qua đồng hồ điện của bạn. Tất cả các bộ phận trong hệ thống PV đều có vai trò nhất định, nhưng mỗi bộ phận đều phụ thuộc vào những bộ phận khác và có thể dễ bị nhầm lẫn.
