[KHÁM PHÁ] Cấu tạo và nguyên lý hoạt động pin năng lượng mặt trời

Pin năng lượng mặt trời (solar panel) chứa những tế bào quang điện, những phần tử bán dẫn trên bề mặt có cảm biến của ánh sáng. Nó biến đổi năng lượng của mặt trời thành năng lượng điện. Pin quang điện mang đến rất nhiều lợi ích và cũng được ứng dụng rộng rãi. Để tìm hiểu rõ hơn thì hãy đọc bài viết sau đây nhé!

Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời
Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời

Pin năng lượng mặt trời là gì?

Pin năng lượng mặt trời (có tên tiếng anh là solar panel) nó cũng có chứa nhiều tế bào quang điện, gọi là solar cell. Tế bào quang điện này thì sẽ có những phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt nhiều những cảm biến của ánh sáng là điốt quang. Nó sẽ biến đổi năng lượng của ánh sáng thành năng lượng điện.

Những chỉ số cường độ dòng điện và hiệu thế hay điện trở của tấm pin cũng đều thay đổi phụ thuộc vào lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Những tế bào quang điện này cũng sẽ được ghép thành một khối để nhằm tạo thành pin mặt trời (thông thường thì sẽ có khoảng 60 hay 72 tế bào quang ghép lại tạo thành tấm pin).

Tấm pin là một vật liệu có những tính năng chuyển đổi quang năng của ánh sáng mặt trời thành điện năng được lắp đặt mặt trời. Pin cũng được tạo ra từ những nguồn điện từ ánh sáng của mặt trời cũng tương tự như thủy điện được tạo ra từ nước và nhiệt điện cũng tạo ra điện từ than… Chúng đều có hiệu suất cao và cũng có tuổi thọ trung bình có thể lên đến 30 năm.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời

Cấu Tạo Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời
Cấu Tạo Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời

Để đặt được hiệu quả cao nhất thì pin năng lượng mặt trời thường được đạt ở trên nóc nhà, các công trình theo hướng góc nghiêng để đảm bảo tiếp xúc được nhiều ánh nắng nhiều nhất có thể. Điện cũng được tổng hợp từ mặt trời và cũng sẽ được phục vụ cuộc sống như điện lưới thông dụng.

Silicon cũng được biết đến như một chất bán dẫn và nó cũng là một thành phần quan trọng ở trong cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời. Chất bán dẫn là một vật liệu trung gian giữ chất dẫn điện và những chất cách điện và cũng được hoạt động như chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính chất dẫn điện ở nhiệt độ phòng.

Ánh sáng năng lượng mặt trời bao gồm những hạt rất nhỏ là photon sẽ được tỏa ra từ mặt trời. Nó sẽ được va chạm với những hạt nguyên tử Silicon của tấm pin và lúc này những hạt photon sẽ truyền năng lượng của chúng tới những electron rời rạc. Kích thích làm cho những electron đang liên kết với nguyên tử bật ra khỏi nguyên tử. Đồng thời thì những nguyên tử mà xuất hiện chỗ trống cũng chỉ vì thiếu electron. Những việc giải phóng những electron chỉ là một nửa công đoạn của pin mặt trời và dồn những electron rải rác này vào dòng điện. Điều này cũng làm ảnh hưởng đến việc tạo ra được sự mất cân bằng điện trong pin và cũng có tác dụng như xây một con dốc để cho những electron chảy theo một hướng. Sự mất cân bằng này cũng có thể tạo ra được một tổ chức bên trong của silicon.

Những nguyên tử silicon cũng được sắp xếp cùng với nhau trong một cấu trúc liên kết chặt chẽ. Bằng những cách ép một lượng nhỏ những nguyên tố khác vào cấu trúc này và tạo ra được 2 loại silicon: loại n (bán dẫn âm – negative) và loại p(là bán dẫn dương – positive). Chất bán dẫn loại n sẽ có tạp chất là những nguyên tố thuộc nhóm V, những nguyên từ sẽ dùng 4 electron tạo thành được liên kết và một electron lớp ngoài liên kết sự lỏng lẻo với nhân, đó chính là những electron dẫn chính. Những bán dẫn loại P có tạp chất là những nguyên tố thuộc nhóm III và dẫn điện chủ yếu bằng những lỗ trống.

Khi 2 loại bán dẫn n và p mà đặt cạnh nhau ở trong cũng một tấm pin và electron chính của n sẽ chuyển qua lấp đầy được các khoảng trong của loại p. Tức là silicon loại n sẽ tích điện dương và silicon loại p sẽ được tích điện âm và cũng tạo nên một điện trường ở trên tấm pin.

Vì silicon là một chất bán dẫn cũng có thể hoạt động như một chất cách điện và cũng có sự duy trì sự mất cân bằng này. Khi mà làm cho electron đang liên kết với nguyên tử không bị bật ra khỏi nguyên tử silicon và photon ở trong ánh sáng mặt trời đưa những electron này theo một trình tự nhất định. Từ đó cung cấp được dòng điện cho máy tính, vệ tinh và những thiết bị ở chính giữa.

Phân loại pin năng lượng mặt trời

Được chia thành 3 loại:

  • Đơn tinh thể module sản xuất dựa vào quá trình Czochralski. Đơn tinh thể của loại này cũng có hiệu suất lên tới 16%. Chúng cũng thường có giá thành cao do được cắt từ những thỏi hình ống và những tấm đơn thể này có những mặt trống ở góc nối những module.
  • Đa tinh thể: được làm từ những thỏi đúc từ silic nung chảy cẩn thận sau đó được làm nguội và làm rắn. Những loại pin này cũng có giá thành rẻ hơn những đơn tinh thể và cũng có hiệu suất kém. Nhưng chúng có thể tạo thành những tấm vuông che phủ được bề mặt nhiều hơn những đơn tinh thể để có thể bù lại cho hiệu suất thấp của nó.
  • Dải silic được tạo thành từ những miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và cũng có cấu trúc đa tinh thể: Loại này thì thường có hiệu suất thấp và cũng có giá thành thấp nhất trong những loại vì không cần phải cắt từ thời silicon. Những công nghệ trên là sản xuất tấm hay những loại trên có độ dày khoảng 300μm cũng tạo thành và xếp lại để tạo nên module.

Lợi ích của tấm pin mặt trời mang lại

Tạo ra được nguồn năng lượng xanh

Ánh sáng của mặt trời được xem là một nguồn năng lượng tự nhiên và cũng khá quen thuộc. Thông qua tấm pin mà nguồn năng lượng tự nhiên này được chuyển hóa thành điện năng để nhằm phục vụ cho đời sống của con người. Giải pháp để giảm gánh nặng cho điện lưới quốc gia và cũng khắc phục được tình trạng thiếu điện cho nhà sản xuất và sinh hoạt. Đồng thời giúp các nhà máy và xí nghiệp không bị gián đoạn trong quá trình sản xuất.

Lợi ích Của Tấm Pin Mặt Trời Mang Lại
Lợi ích Của Tấm Pin Mặt Trời Mang Lại

Tiết kiệm

Giá của những tấm pin mặt trời này rẻ và cũng đi kèm là chi phí để lắp đặt cho những hệ thống hộ gia đình, công ty và nhà xưởng … vừa phải. Với vốn đầu thấp nhưng mà đem lại hiệu quả sử dụng cao giảm thiểu chi phí lắp đặt hệ thống, không phải bảo dưỡng. Đồng thời độ bền của nó lên đến 25 đến 30 năm, giúp tiết kiệm được chi phí tiền điện hàng tháng rất nhiều khi dùng hệ thống điện lưới.

Thân thiện với môi trường

Tấm pin năng lượng mặt trời chính là một nguồn năng lượng sạch và thân thiện với môi trường và cũng góp phần trong việc bảo vệ được môi trường.

Bật mí cách mua tấm pin năng lượng mặt trời tốt

Dưới đây là 2 tiêu chí để giúp bạn đánh giá được chất lượng của chúng.

  1. Chất lượng của tế bào quang điện: Tấm pin 6V có cấu tạo là 18 tế bào quang điện, 12V là 36 tế bào quang điện, 18 V là 52 tế bào quang điện và 24V có 72 tế bào quang điện. Những tế bào này phải hoạt động thì chất lượng pin mới thực sự đảm bảo. Nếu như có một tế bào chết thì cả tấm pin đó sẽ bị hỏng.
  2. Chất lượng của phụ kiện đi kèm: Khi bạn mua một tấm pin cũng sẽ kèm rất nhiều phụ kiện khác nhau. Bạn cũng cần quan sát kỹ những phụ kiện để có thể chắc chắn được những phụ kiện đạt chuẩn. Yêu cầu về phụ kiện: khung nhôm dày và chắc chắn, mặt kính cứng và dày. Bạn cũng cần kiểm tra lớp màng phía sau bằng cách có thể sờ vào nó. Lớp màng cũng phải đạt chất lượng khi mà không quá mỏng và nhăn nheo.

Trên đây là những kiến thức về tấm pin năng lượng mặt trời mà chúng tôi muốn giới thiệu đến các bạn. Hy vọng qua bài viết này bạn sẽ chọn mua tấm pin mặt trời đạt chuẩn chất lượng nhất.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Bài viết liên quan