Pin năng lượng mặt trời – Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách lắp đặt

Quy trình lắp đặt pin năng lượng mặt trời

Hệ thống điện năng lượng mặt trời không thể hoạt động được nếu thiếu pin năng lượng mặt trời. Vậy bạn có biết pin mặt trời có vai trò gì, cấu tạo như thế nào, hoạt động ra sao chưa? Nếu chưa thì bài viết dưới đây của Hòa Phát Solar sẽ giúp bạn có được đáp án mình mong muốn.

Khái niệm pin năng lượng mặt trời là gì?

Pin năng lượng mặt trời còn được biết đến với nhiều tên gọi khác như pin mặt trời (solar panel), pin quang điện… là một thiết bị bao gồm nhiều tế bào quang điện, các tế bào quang điện này có chứa nhiều các cảm biến ánh sáng là điốt quang, có nhiệm vụ biến đổi quang năng của ánh sáng mặt trời thành điện năng. Dòng điện được chuyển đổi từ pin mặt trời là dòng điện 1 chiều (DC), nếu muốn sử dụng để vận hành các thiết bị điện trong gia đình, nhà máy, văn phòng…thì cần sử dụng biến tần Inverter để chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC).

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Pin mặt trời biến đổi quang năng thành điện năng dựa trên hiệu ứng quan điện trong vật lý học. Quá trình hoạt động của pin năng lượng mặt trời được chia thành 3 giai đoạn dưới đây:

–       Giai đoạn 1: Pin mặt trời hấp thụ các photon ánh sáng và hình thành các cặp electron – hole trong chất bán dẫn

–       Giai đoạn 2: Các cặp electron – hole trong chất bán dẫn bị phân chia và tạo nên hiệu điện thế của pin mặt trời

–       Giai đoạn 3: Pin mặt trời được nối với mạch ngoài để tạo nên dòng điện

<<<<  Pin năng lượng mặt trời gia đình giá bao nhiêu , nguyên lý cấu tạo pin năng lượng mặt trời gia đình

Khái niệm pin năng lượng mặt trời là gì?
Khái niệm pin năng lượng mặt trời là gì?

Cấu tạo pin năng lượng mặt trời

Gồm 6 bộ phận chính dưới đây:

–  Khung đỡ: Có chức năng định hình, bảo vệ an toàn cho tấm pin năng lượng mặt trời. Khung đỡ được làm từ nhôm nên có trọng lượng nhẹ, độ cứng cao, chịu được các tác động từ bên ngoài.

–  Kính: Kính cường lực có độ dày 2-4mm. Kính có nhiệm vụ bảo vệ tế bào quang điện khỏi các tác động từ môi trường ngoài như mưa gió, độ ẩm…Nhờ có lớp kính mà pin mặt trời sẽ bền hơn theo thời gian

–  Tế bào quang điện: Đây là bộ phận có chức năng hấp thụ và chuyển đổi ánh sáng thành điện năng. Hiện nay, tế bào quang điện được tạo từ 2 loại tinh thể chính là đơn tinh thể (pin mono) và đa tinh thể (poly). Tế bào quang điện cần đảm bảo những yêu cầu dưới đây: khả năng hấp thụ ánh sáng tốt, thu thập được electrons và tạo ra được dòng điện.

–  Film EVA: Là lớp polyme trong suốt đặt ở mặt trước và sau của tế bào quang điện, có nhiệm vụ bảo vệ tế bào quang điện khỏi ẩm mốc, bụi bặm đồng thời giữ chúng ở đúng vị trí, không bị dịch chuyển.

–  Tấm nền: Là lớp ở phía sau cùng của pin mặt trời, cũng có nhiệm vụ chống ẩm và cách điện. Tấm nền có thể làm từ các loại polyme hoặc các loại nhựa khác nhau. Tấm nền thường có màu trắng và được bán dưới dạng tấm hoặc cuộn.

–  Hộp đựng mối nối mạch điện:  Là bộ phận có nhiệm đưa các mối nối của mô đun pin ra bên ngoài, hộp đựng chứa các dây cáp để liên kết các tấm trong một hệ thống với nhau.

Các loại pin mặt trời

Pin mặt trời được cấu tạo từ silic dạng tinh thể. Hiện nay có 3 loại pin mặt trời được sử dụng phổ biến nhất bao gồm các loại dưới đây:

–  Monocrystalline (Pin mặt trời đơn tinh thể Mono)

Được cắt ra từ những thỏi silic hình ống. Pin được cấu tao từ silic đơn tinh thể sẽ có độ tinh khiết cao, tạo ra nhiều khoảng trống để các phân tử electrons di chuyển hơn. Bề ngoài của pin mono thường có màu đen sẫm đồng nhất. Pin có hiệu suất, độ bền và giá thành cao nhất trong các loại pin năng lượng mặt trời hiện nay.

–  Polycrystalline (Pin mặt trời đa tinh thể Poly)

Được làm từ những thỏi đúc từ silic đã nung chảy rồi làm nguội, làm rắn. Do cấu tạo từ silic đa tinh thể nên các khoảng trống bên trong không nhiều, các phân tử điện eletrons di chuyển khó khăn nên hiệu suất thấp hơn so với pin mặt trời đơn tinh thể mono. Pin poly có giá thành và độ bền thấp hơn pin mono. Pin chỉ hấp thụ được ánh nắng khi đạt được mức độ nhất định. Khi gặp thời tiết xấu như âm u, nhiều mây, trời mưa…thì pin có thể ngưng hoạt động cho đến khi có nắng trở lại. Pin mono thường có thể nhận biết bằng màu xanh dương thẫm bên ngoài.

–  Pin mặt trời dạng phim mỏng

Được làm từ những tấm phim silic mỏng được nung nóng chảy. Cấu trúc pin là dạng đa tinh thể nên hiệu suất thấp hơn so với hai loại pin mono và poly. Trong 3 loại pin mặt trời thì pin dạng phim mỏng có hiệu suất, độ bền và giá thành thấp nhất.

Ứng dụng pin năng lượng mặt trời

Pin năng lượng mặt trời được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống như:

–  Dùng để tạo nên dòng điện phục vụ cho những vùng khó có khả năng lắp đặt điện lưới như đảo, vùng núi…

–  Dùng làm nguồn điện cho các thiết bị di động như: trạm sạc năng lượng mặt trời, balo năng lượng mặt trời, dù, quần áo, thùng rác năng lượng mặt trời.

–  Dùng để chiếu sáng công cộng

–  Tích hợp vào các thiết bị thông minh

Lợi ích pin năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời  mang lại nguồn năng lượng xanh và sạch. Đây là nguồn năng lượng tái tạo, góp phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường, giảm thiểu tình trạng hiệu ứng nhà kính

Hiệu suất pin mặt trời
Hiệu suất pin mặt trời

Hiệu suất pin mặt trời

Hiệu suất pin mặt trời là giá trị thể hiện khả năng của pin mặt trời khi thực hiện chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng trên thực tế. Hiệu suất pin mặt trời được tính bằng tỉ số giữa năng lượng điện từ và năng lượng ánh sáng mặt trời:

Trong đó:

  • Voc:  là điện áp mạch hở
  • Isc :là dòng điện ngắn mạch
  •  FF:  là hệ số lấp đầy
  • η : là hiệu quả/hiệu suất

Hiệu suất pin mặt trời luôn luôn được đo bằng đơn vị phần trăm. Hiệu suất dùng để đánh giá chất lượng của pin mặt trời, pin có hiệu suất càng lớn thì giá thành càng cao và ngược lại. Đây cũng là lý do mà pin mặt trời mono được lựa chọn nhiều nhất trong tất cả các loại pin, hiệu suất của pin mono cao nên sản lượng điện thu được cũng nhiều hơn.

– Hiệu suất của pin mặt trời phụ thuộc vào một số yếu tố như:

+ Chất liệu cấu tạo: Pin có cấu tạo từ silic đơn tinh thể sẽ có hiệu suất cao hơn silic đa tinh thể

+ Phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, khí hậu

+ Phụ thuộc hướng lắp đặt pin, góc nghiêng lắp đặt, vị trí lắp đặt có bị bóng đổ hay bóng che không

+ Chất lượng các tế bào quang điện

+ Chế độ bảo dưỡng định kỳ

Quy trình lắp đặt pin năng lượng mặt trời
Quy trình lắp đặt pin năng lượng mặt trời

Quy trình lắp đặt pin năng lượng mặt trời

Lắp đặt pin năng lượng mặt trời theo các bước dưới đây:

–  Tạo khung gia đỡ cho pin bằng inox hoặc khung thép trên mái bê tông, mái tôn, mái ngói…Làm sao derdr cho khung đỡ chắc chắn, chịu được gió bão, chịu lực tốt.

–  Khoảng cách giữa pin và mái tôn là 160mm. Dùng kẹp để cố định khung pin có độ dày từ 8-10mm, không để kẹp tiếp xúc với mặt kính của pin mặt trời. Khoảng cách giữa các tấm pin mặt trời không quá 10mm, có thể mắc song song hoặc nối tiếp.

Tùy theo nhu cầu sử dụng mà bạn có thể lắp pin mặt trời áp mái với các hình thức như: lắp pin mặt trời cho hệ thống hòa lưới, hệ thống có ắc quy dự trữ hoặc hệ thống hỗn hơp.

Pin năng lượng mặt trời có vai trò quan trọng, góp phần tạo ra nguồn năng lượng sạch cho ngành công nghiệp năng lượng, do đó, cần đầu tư nhiều hơn nữa để pin phục vụ hiệu quả cho đời sống, sản xuất. Nếu bạn đang có nhu cầu mua pin mặt trời hoặc muốn lắp đặt trọn gói hệ thống điện mặt trời, vui lòng liên hệ với Hòa Phát Solar để được hỗ trợ nhé. 

19004692