Mặc dù nhiên liệu hóa thạch vẫn thống trị hành tinh của chúng ta ngày nay, năng lượng tái tạo đang tìm đường xâm nhập vào thị trường của tất cả các quốc gia trên thế giới. Năng lượng tái tạo là những năng lượng không gây ô nhiễm môi trường, không cạn kiệt và có khả năng khai thác năng lượng của các yếu tố trên trái đất và môi trường xung quanh, chẳng hạn như mặt trời, gió, nước, v.v. Để tạo ra điện. Vì nhiên liệu hóa thạch sắp cạn kiệt, năng lượng tái tạo là tương lai.
Hôm nay chúng ta sẽ nói sâu về quang năng mặt trời. Năng lượng này có lẽ là loại năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Bạn có muốn biết nó hoạt động như thế nào và những công dụng khác nhau của nó không?
định nghĩa
Trước khi bắt đầu mô tả công dụng và tính chất của nó, chúng ta hãy cùng làm rõ quang năng mặt trời là gì cho những ai chưa biết rõ. Năng lượng mặt trời là có thể khai thác năng lượng mặt trời từ các hạt ánh sáng để tạo ra năng lượng mà sau đó được chuyển thành điện năng. Nguồn năng lượng này hoàn toàn sạch nên không gây ô nhiễm môi trường hay thải khí độc hại vào bầu khí quyển. Ngoài ra, nó có lợi thế lớn là có thể tái tạo, đó là mặt trời sẽ không bị cạn kiệt (hoặc ít nhất là trong vài tỷ năm).
Để thu năng lượng mặt trời, người ta sử dụng các tấm pin mặt trời có khả năng thu nhận các photon ánh sáng từ bức xạ mặt trời và chuyển chúng thành năng lượng.
Quang năng mặt trời được tạo ra như thế nào?
Như đã đề cập trước đây, để tạo ra quang năng, cần phải thu nhận các photon ánh sáng mà bức xạ mặt trời có và chuyển nó thành điện năng để sử dụng. Điều này có thể đạt được bằng cách quá trình chuyển đổi quang điện thông qua việc sử dụng bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
Bảng điều khiển năng lượng mặt trời có vai trò là một yếu tố quan trọng tế bào quang điện. Đây là một vật liệu bán dẫn (ví dụ như làm bằng silicon) không yêu cầu bộ phận chuyển động, không sử dụng nhiên liệu hoặc tạo ra tiếng ồn. Khi tế bào quang điện này liên tục tiếp xúc với ánh sáng, nó sẽ hấp thụ năng lượng có trong các photon ánh sáng và giúp tạo ra năng lượng, làm chuyển động các electron bị giữ lại bởi một điện trường bên trong. Khi điều này xảy ra, các êlectron thu được trên bề mặt của tế bào quang điện sẽ tạo ra một dòng điện liên tục.
Do hiệu điện thế đầu ra của tế bào quang điện rất thấp (chỉ 0,6V), chúng được đặt trong các chuỗi điện và sau đó được gói gọn trong một tấm kính ở mặt trước và một vật liệu khác có khả năng chống ẩm ở mặt sau (vì đại đa số của thời gian nó sẽ nằm trong bóng tối).
Sự kết hợp của một loạt các tế bào quang điện và được phủ bằng các vật liệu đã đề cập tạo thành một môđun quang điện. Ở cấp độ này, bạn đã có thể mua sản phẩm để đổi thành tấm pin năng lượng mặt trời. Theo công nghệ và kiểu sử dụng của nó, mô-đun này có diện tích bề mặt từ 0.1 m² (10 W) đến 1 m² (100 W), giá trị chỉ thị trung bình và điện áp giảm 12 V, 24 V hoặc 48 V tùy thuộc vào ứng dụng.
Như đã nói ở trên, thông qua quá trình biến đổi quang năng, năng lượng thu được ở hiệu điện thế rất thấp và dòng điện một chiều. Năng lượng này không thể được sử dụng cho ngôi nhà, vì vậy điều cần thiết là sau này điện biến tần để biến đổi nó thành dòng điện xoay chiều.
Các yếu tố và hiệu suất
Các thiết bị đặt các tế bào quang điện được gọi là tấm pin mặt trời. Những tấm này có nhiều mục đích sử dụng. Chúng được sử dụng để tạo ra năng lượng cả trong lĩnh vực cá nhân, gia đình và kinh doanh. Giá của nó trên thị trường khoảng 7.000 euro. Ưu điểm chính của các tấm pin mặt trời này là việc lắp đặt chúng rất dễ dàng và ít phải bảo trì. Chúng có tuổi thọ khoảng 25-30 năm, vì vậy khoản đầu tư được thu hồi hoàn toàn.
Các tấm pin mặt trời này phải được lắp đặt đúng nơi. Có nghĩa là, ở những khu vực được định hướng có số giờ nắng nhiều nhất mỗi ngày. Bằng cách này, chúng ta có thể tận dụng tối đa năng lượng của mặt trời và tạo ra nhiều điện hơn.
Bảng điều khiển năng lượng mặt trời cần pin dự trữ năng lượng được tạo ra để sử dụng trong những giờ không có ánh sáng mặt trời (chẳng hạn như vào ban đêm hoặc những ngày nhiều mây hoặc mưa).
Về hiệu suất của việc lắp đặt quang điện mặt trời, có thể nói rằng nó phụ thuộc hoàn toàn vào hướng của các tấm pin mặt trời, vị trí và khu vực địa lý nơi nó được lắp đặt. Càng nhiều giờ nắng trong khu vực, càng có thể tạo ra nhiều năng lượng. Hầu hết các công trình lắp đặt năng lượng mặt trời thu hồi vốn đầu tư của họ trong khoảng 8 năm. Nếu thời gian sử dụng hữu ích của các tấm pin mặt trời là 25 năm, nó sẽ tự trả và bạn sẽ nhận được nhiều hơn đủ lợi nhuận.
Sử dụng năng lượng mặt trời quang điện
Hệ thống quang điện kết nối với lưới điện
Một trong những ứng dụng chính của quang năng mặt trời là lắp đặt cảm biến quang điện và bộ biến dòng có khả năng biến đổi năng lượng liên tục được tạo ra trong các tấm pin mặt trời thành dòng điện xoay chiều để đưa vào lưới điện.
Giá mỗi kWh năng lượng mặt trời nó đắt hơn các hệ thống thế hệ khác. Mặc dù điều này đã thay đổi rất nhiều theo thời gian. Ở một số nơi có số giờ nắng nhiều hơn thì giá thành của quang năng mặt trời là thấp nhất. Điều cần thiết là bạn phải có các đường hỗ trợ tài chính và pháp lý để bù đắp chi phí sản xuất. Vào cuối ngày, chúng ta đang giúp hành tinh của chúng ta không bị ô nhiễm và tránh biến đổi khí hậu và ô nhiễm.
Các ứng dụng khác của năng lượng mặt trời quang điện
- Độ chiếu sáng. Một cách sử dụng khác của năng lượng mặt trời quang điện là chiếu sáng ở nhiều lối vào làng, khu vực nghỉ ngơi và giao lộ. Điều này làm giảm chi phí chiếu sáng.
- Báo hiệu. Loại năng lượng này được sử dụng với tần suất ngày càng cao để báo hiệu trên các làn đường giao thông.
- Viễn thông. Năng lượng này được sử dụng trong nhiều trường hợp cho các lĩnh vực lặp lại điện di động, đài phát thanh và truyền hình.
- Điện khí hóa nông thôn. Với sự trợ giúp của một hệ thống tập trung, các thị trấn phân tán nhất và các làng nhỏ có thể được sử dụng điện tái tạo.
- Trang trại và chăn nuôi. Để tiêu thụ năng lượng ở những khu vực này, năng lượng mặt trời quang điện được sử dụng. Để chiếu sáng chúng, hãy điều khiển máy bơm nước và tưới tiêu, để vắt sữa, v.v.
Như bạn có thể thấy, năng lượng mặt trời quang điện được sử dụng trong nhiều lĩnh vực làm cho nó ngày càng cạnh tranh trên thị trường và được coi là tương lai của năng lượng.