Điện năng lượng mặt trời là gì? Cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng đời sống

Nguồn điện từ năng lượng mặt trời được sử dụng ngày càng nhiều trong đời sống, sản xuất. Cùng tìm hiểu về điện năng lượng mặt trời qua bài viết dưới đây? Cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động

Tình trạng nóng lên toàn cầu, các vấn đề ô nhiễm không khí kéo theo vấn đề về năng lượng. Xu hướng sử dụng năng lượng xanh, bền vững, bảo vệ môi trường ngày càng trở nên cấp bách. Điện năng lượng mặt trời là giải pháp hoàn hảo để thay thế về lâu dài.

Nguồn điện từ năng lượng mặt trời được sử dụng ngày càng nhiều trong đời sống, sản xuất. Cùng tìm hiểu về điện năng lượng mặt trời qua bài viết dưới đây? Cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của nguồn điện năng lượng sạch này.

Điện năng lượng mặt trời là gì?

Điện năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch được sản xuất từ ánh sáng mặt trời tự nhiên. Hệ thống bao gồm các thiết bị, tấm pin mặt trời có khả năng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng.

Đặc điểm của điện năng lượng từ mặt trời có khả năng sản xuất vô hạn, không phát thải khí CO2 và rất ít các chi phí để sản xuất. Do vậy, năng lượng mặt trời được đánh giá là nguồn năng lượng sạch, tiết kiệm chi phí, bền vững và mang lại nhiều giá trị cho con người.

Cấu tạo của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Để tạo nên hệ thống chuyển hóa năng lượng mặt trời sẽ cần nhiều chi tiết, thiết bị. Cụ thể, cấu tạo hệ thống năng lượng mặt trời sẽ bao gồm:

Tấm pin năng lượng mặt trời

Hệ thống điện năng lượng sẽ gồm nhiều tấm pin mặt trời, được làm từ chất liệu silic tinh khiết. Bề mặt các tấm pin chứa 1 lượng lớn cảm biến ánh sáng, là những diot quang, có nhiệm vụ chuyển hóa quang năng thành điện năng.

Biến tần inverter

Nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện 1 chiều DC của điện mặt trời thành dòng xoay chiều AC, để sử dụng cho các thiết bị điện chuyên dụng khác.

▷ Bạn có thể xem chi tiết về inverter tại bài viết biến tần.

Sạc năng lượng mặt trời

Nhiệm vụ sạc năng lượng từ pin mặt trời sang acquy, giúp hệ thống tích điện hoạt động tốt hơn và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Ắc quy dự trữ năng lượng

Hệ thống acquy dự trữ được sử dụng để tích năng lượng mặt trời sản xuất liên tục từ các tấm pin. Đây là bộ phận lưu trữ điện quan trọng, khi hệ thống gặp sự cố thì acquy sẽ cấp điện năng lượng để các thiết bị hoạt động.

Nguyên lý hoạt động điện năng lượng mặt trời

Về cơ bản, mọi người sẽ biết điện mặt trời được tạo ra từ ánh sáng, dựa trên hiệu ứng quang điện. Nhưng cụ thể, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời sẽ diễn ra như thế nào? Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời như sau:

• Các tấm pin mặt trời được làm từ silic tinh khiết (chất bán dẫn tinh khiết) có khả năng hấp thu photon ánh sáng, kích hoạt khiến các electron nhảy sang vùng bán dẫn và tạo thành dòng điện 1 chiều. Dòng 1 chiều này sẽ thông qua bộ chuyển đổi inverter và được chuyển thành dòng xoay chiều. Dòng xoay chiều sẽ được biến đổi để có cùng điện áp và tần số với điện lưới để có thể cấp điện cho các thiết bị.
• Ngoài ra, dòng điện sẽ được lưu trữ trong hệ thống acquy tích điện, thông qua bộ sạc. Dòng điện sẽ được nạp đầy vào các acquy và sau đó được lấy ra hòa vào điện lưới khi hệ thống trực tiếp gặp vấn đề không thể sản xuất điện.

Phân loại hệ thống sản xuất điện năng lượng mặt trời

Xu hướng sử dụng điện mặt trời sạch ngày càng phổ biến hơn, án dụng ở nhiều khu vực. Các hệ thống điện mặt trời được phân thành 3 loại chính:

• Hệ thống điện mặt trời hòa lưới: Hệ thống sẽ sử dụng nguồn điện mặt trời tạo ra để sử dụng trực tiếp cho các thiết bị điện. Trong trường hợp, điện mặt trời không đủ sẽ lấy điện từ lưới điện quốc gia để cấp năng lượng cho các thiết bị.
• Hệ thống điện mặt trời độc lập: Hệ thống hoạt động hoàn toàn độc lập, với acquy trữ điện để cung cấp khi dòng điện không đủ.
• Hệ thống điện mặt trời kết hợp: Hệ thống có sử dụng điện từ lưới điện quốc gia và acquy.

Lý do nên sử dụng điện năng lượng mặt trời thay thế năng lượng hóa thạch

Năng lượng mặt trời là vô tận, mang đến nguồn điện sạch, an toàn và thân thiện môi trường. Lợi ích khi sử dụng hệ thống năng lượng điện mặt trời:

• Tiết kiệm tối đa chi phí sử dụng điện hàng tháng cho hộ gia đình và các nhà máy. Người dùng gần như chỉ cần bỏ ra chi phí đầu tư ban đầu, mà không phải trả các khoản phí tiêu thụ điện hàng tháng.
• Tuổi thọ hệ thống điện năng lượng mặt trời cao, nguồn năng lượng từ mặt trời là vô tận. Sử dụng điện mặt trời giảm các vấn đề phụ thuộc và nguyên liệu hóa thạch, nhà máy sản xuất điện.
• Giảm các gánh nặng về năng lượng sản xuất, sinh hoạt, giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch, giảm phát thải khí CO2 bảo vệ môi trường.

Ứng dụng của hệ thống điện mặt trời phổ biến trong các nhà máy, tòa nhà, hộ gia đình… Và dần thay thế năng lượng hóa thạch.

Năng lượng từ mặt trời là vô tận, giải pháp xanh thay thế cho năng lượng hóa thạch. Việc lựa chọn điện năng lượng mặt trời sẽ là điều tất yếu trong tương lai cho các gia đình, doanh nghiệp, khu sản xuất công nghiệp quy mô lớn. Hy vọng những chia sẻ trên đây sẽ hữu ích cho bạn đọc biết thêm thông tin về nguồn năng lượng sạch và vô tận.