Giới thiệu chung:
Tấm pin mặt trời có 2 loại thông dụng nhất: Monocrystalline – đơn tinh thể và Polycrystalline – đa tinh thể.
Giống nhau:
- Cả hai loại pin Mono và Poly đều có cùng một chức năng chung trong hệ thống điện mặt trời: chúng chuyển hóa năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành điện năng.
- Tấm pin năng lượng mặt trời đều được làm từ silicon, kể cả Mono hay Poly. Bởi vì silicon là một nguyên tố dồi dào trong tự nhiên và có tính ổn định cao.
Sự khác biệt lớn nhất của tấm pin Mono và Poly nằm ở tính chất silicon cấu thành nên mỗi tế bào quang điện:
- Tấm pin đơn tinh thể Mono thường được xem như sản phẩm cao cấp bởi vì hiệu quả chuyển hóa năng lượng cao và có tính thẩm mỹ. Silcon đơn tinh thể được tạo thành dạng thanh, sau đó được cắt thành từng tấm mỏng và xếp liền nhau tạo thành các khoảng trống màu trắng hình thoi. Mỗi tế bào của tấm pin Mono được tạo nên từ những mảnh silicon đơn tinh thể màu đen có độ tinh khiết cao, nhờ vậy các electron tạo ra dòng diện sẽ có nhiều không gian để di chuyển mục đích là tối ưu hóa hiệu suất.
- Tấm pin Poly có lợi thế về giá thành, tuy nhiên lại có hiệu quả thấp hơn nếu so sánh với loại pin Mono. Mỗi tế bào được tạo nên từ nhiều mảnh silicon nung chảy và tạo thành hình vuông có màu xanh đậm, xếp khít với nhau thành một khối nguyên vẹn. Chính tên gọi đa tinh thể của nó đã nói lên vấn đề, trong mỗi tế bào bao gồm nhiều mảnh tinh thể làm cho các hạt electron có ít không gian di chuyển và dẫn đến hiệu quả chuyển hóa điện năng thấp hơn.
Bảng so sánh pin Mono và Poly:
|
|
Mono |
Poly |
|
Giá thành |
|
|
|
Hiệu suất |
|
|
|
Hệ số suy giảm hiệu suất |
|
|
|
Tuổi thọ |
|
|
|
Màu sắc |
|
|
|
Vị trí lắp đặt |
|
|
Nguồn tham khảo: energysage.com
Tấm pin mặt trời tạo ra điện như thế nào?
Bước 1: Ánh sáng mặt trời kích hoạt tấm pin
Mỗi một tấm pin được cấu thành từ một lớp các tế bào silicon Mono hoặc Poly, tiếp theo là lớp kính cường lực được bọc bởi một lớp phim đặc biệt, cuối cùng là dây điện. Để đạt được hiệu quả tối đa, các tấm pin được sắp xếp thành mảng lớn theo trật tự ở trên mái nhà hoặc ở không gian ngoài trời, nơi có thể đón nắng hiệu quả nhất. Mỗi tế bào mặt trời nhỏ trên tấm pin lớn hay còn được gọi là tế bào quang điện sẽ hấp thu ánh sáng mặt trời vào ban ngày.
Bước 2: Các tế bào sản xuất điện năng
Bên trong mỗi pin mặt trời là một tấm bán dẫn mỏng được làm từ hai lớp silicon. Một lớp mang điện tích dương, và lớp kia có tích điện âm, tạo thành điện trường. Khi năng lượng từ ánh sáng mặt trời chiếu vào tấm pin, nó sẽ cung cấp năng lượng cho tế bào và làm cho các điện tử (electron) tách rời khỏi các nguyên tử trong tấm bán dẫn. Điện trường làm cho các điện tử rời rạc đó chuyển động liên tục, và từ những chuyển động này tạo ra dòng điện.
Bước 3: Năng lượng điện được chuyển đổi
Lượng điện năng được tạo ra từ năng lượng mặt trời là điện một chiều (direct current) – DC. Đây không phải loại điện có thể sử dụng cho các thiết bị gia dụng trong nhà, thế nên chúng phải được chuyển đổi thành điện xoay chiều (alternating current) – AC. Hiện nay có nhiều loại máy biến tần với các công suất khác nhau để chuyển đổi dòng điện từ DC sang AC rất dễ dàng. Các máy này có thể đóng vai trò biến tần cho toàn bộ hệ thống hoặc là một thiết bị biến tần riêng lẻ được sau tấm pin.
Bước 4: Ngôi nhà được cung cấp điện năng
Nguồn điện AC từ hệ thống pin năng lượng mặt trời sẽ được kết nối với tủ điện chính của ngôi nhà, hòa đồng bộ vào lưới điện và phân phối đến các thiết bị sử dụng điện trong nhà. Điều này hoạt động giống như khi bạn sử dụng điện của mạng lưới điện Quốc gia, thế nên bạn không cần phải thay đổi hay lắp đặt thêm thiết bị gì cho đồ gia dụng trong nhà. Khi sử dụng hệ thống điện mặt trời, bạn vẫn có thể kết nối với mạng lưới điện Quốc gia và sử dụng song song hai hệ thống điện.
Bước 5: Đồng hồ điện áp
Mỗi hệ thống điện mặt trời hay điện bình thường do công ty điện lực cung cấp đều có đồng hồ để đo lượng điện năng được sản xuất ra hoặc đo lượng điện năng tiêu thụ. Vào ban ngày, trong nhà ít người, lượng điện năng hấp thu lớn hơn nhu cầu tiêu thụ, số lượng điện năng dư sẽ được đưa lên mạng lưới điện Quốc gia và bán lại cho công ty điện lực. Ngược lại vào buổi tối khi nhu cầu sử dụng điện của gia đình tăng, nhưng hệ thống mặt trời lại không thể cung ứng đủ, thì sẽ tự động dùng đến điện được cung cấp từ công ty điện lực.
Chính sách của Nhà nước cũng như các công ty điện lực khi hộ gia đình lắp đặt hệ thống điện mặt trời là bắt buộc đấu nối dùng chung với lưới điện Quốc gia, ưu tiên dùng điện mặt trời sau đó mới dùng điện từ lưới điện chung, Nguyên nhân chính là do khi có sự cố về điện hoặc cần sửa chữa một khu vực và cần thiết cúp điện, thì điện mặt trời của hộ gia đình sẽ không tiếp tục đưa lượng điện dư lên hệ thống lưới điện chung, phòng ngừa sự cố đáng tiếc.
Nguồn tham khảo: certainteed.com