Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời là gì? Pin mặt trời tiêu tốn năng lượng không? Với khả năng tạo ra nguồn điện vô hạn từ mặt trời và không gây ra khí thải carbon dioxide, ngành công nghệ năng lượng mặt trời đang thu hút sự quan tâm lớn từ cộng đồng các nhà kinh doanh hiện nay.
Sự chuyển đổi ánh sáng quang điện thành điện năng
Nguyên lý hoạt động tạo ra dòng điện của tấm pin năng lượng mặt trời là khi một photon va chạm vào mảnh silic (hay gọi là cell pin năng lượng mặt trời), hai trường hợp có thể xảy ra:
- Photon có thể đi qua mảnh silic mà không bị tương tác với các hạt electron bên trong. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon thấp hơn năng lượng cần thiết để đẩy các electron lên mức năng lượng cao hơn.
- Năng lượng của photon được hấp thụ bởi mảnh silic, gây ra sự kích thích của các electron trong vật liệu. Trường hợp này thường xảy ra khi năng lượng của photon cao hơn năng lượng cần thiết để đẩy các electron lên mức năng lượng cao hơn.
Khi một photon bị hấp thụ, năng lượng của nó sẽ được chuyển đến các electron trong màng tinh thể. Những electron này thường nằm ở lớp ngoài cùng và liên kết với các nguyên tử xung quanh, không thể di chuyển xa.
Xem ngay pin quang điện pin mặt trời hoạt động dựa trên hiện tượng nào?
Tuy nhiên, khi chúng được kích thích trở thành electron dẫn điện, chúng sẽ có thể tự do di chuyển trong vật liệu bán dẫn. Khi điều này xảy ra, các nguyên tử trong vật liệu sẽ bị thiếu một electron, gọi là “lỗ trống”. “Lỗ trống” này sẽ tạo điều kiện cho các electron của các nguyên tử lân cận di chuyển và điền vào lỗ trống, trong khi đó tạo ra các “lỗ trống” mới cho các nguyên tử khác. Quá trình này tiếp tục diễn ra, khiến cho “lỗ trống” di chuyển qua mạch bán dẫn.
Để kích thích electron ở lớp ngoài cùng dẫn điện, chỉ cần một photon có đủ năng lượng. Tuy nhiên, tần số phổ của ánh sáng mặt trời thường tương đương với nhiệt độ khoảng 6000 độ K, do đó, hầu hết năng lượng mặt trời được hấp thụ bởi silic. Tuy nhiên, phần lớn năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành nhiệt độ hơn là điện năng sử dụng được.
Đặc điểm của dòng điện tạo ra pin điện mặt trời
Dựa trên nguyên lý hoạt động tạo ra dòng điện của tấm pin năng lượng mặt trời, dòng điện tạo ra từ pin điện mặt trời có một số đặc điểm sau:
- Dòng điện DC: Dòng điện được tạo ra bởi pin điện mặt trời là dòng điện một chiều (DC), có nghĩa là dòng điện chỉ chạy theo một hướng.
- Điện áp thấp: Pin điện mặt trời tạo ra điện áp thấp hơn so với điện áp mạng lưới điện, thường là từ 12V đến 24V. Vì vậy, các hệ thống sử dụng pin điện mặt trời thường cần có bộ chuyển đổi điện áp để đưa năng lượng điện từ pin vào hệ thống.
- Điện năng biến đổi: Lượng điện năng tạo ra từ pin điện mặt trời sẽ thay đổi tùy thuộc vào mức độ ánh sáng mặt trời và điều kiện thời tiết. Do đó, cần có các bộ điều khiển để đảm bảo hoạt động ổn định của các hệ thống sử dụng pin điện mặt trời.
- Không gây ô nhiễm: Pin điện mặt trời tạo ra điện năng một cách sạch và không gây ra khí thải hay bất kỳ chất thải nào khác. Điều này giúp giảm thiểu ảnh hưởng của hoạt động sử dụng năng lượng đến môi trường.
- Tuổi thọ pin năng lượng mặt trời rất cao.
Pin mặt trời có tốn điện không?
Dữ liệu từ Freesolar cho thấy rằng khi lắp đặt Điện Mặt Trời (ĐMT) áp mái, các hộ gia đình có hóa đơn tiền điện trên 1,5 triệu đồng đã giảm đáng kể chi phí tiền điện ở mức giá cao hơn. Mỗi hộ gia đình tiết kiệm được đến 70% chi phí tiền điện nhờ việc sử dụng ĐMT. Việc này được giải thích như sau:
Tấm pin năng lượng hấp thụ và chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng với tần số giống với điện lưới quốc gia. Thiết bị tiêu thụ điện có thể sử dụng điện này như bình thường. Vì vậy, chỉ cần có ánh sáng mặt trời là có thể tạo ra điện.
Trong suốt ban ngày, hệ thống ĐMT sản xuất điện liên tục và các thiết bị tiêu thụ điện sẽ ưu tiên sử dụng điện từ hệ thống ĐMT trước. Chỉ khi hết năng lượng từ ĐMT thì mới sử dụng đến điện lưới của Nhà nước. Điều này giúp người dùng tiết kiệm được chi phí tiền điện vào ban ngày.
Ví dụ: Giả sử trong một ngày trung bình có 5 giờ nắng. Với mức giá điện trung bình tính vào năm 2021 là 1.864,44 đồng/kWh, số tiền mà người dùng tiết kiệm được hàng tháng khi sử dụng hệ thống ĐMT sẽ là:
| Loại hệ thống điện mặt trời | Sản lượng điện tạo ra hàng tháng | Số tiền tiết kiệm được hàng tháng |
| Hệ thống điện mặt trời 3kWp | 450 kWh | 838,998 VNĐ |
| Hệ thống Tấm pin năng lượng mặt trời 5000w | 700 kWh | 1,305,108 VNĐ |
Sự thật rõ ràng khi xem xét ví dụ trên là giá tiền điện đã giảm đáng kể. Cài đặt hệ thống điện mặt trời áp mái là một giải pháp tiết kiệm chi phí tiền điện tối đa cho người sử dụng. Hiện nay ngày càng nhiều người sử dụng đèn pha năng lượng mặt trời chính bởi vì đặc điểm nổi bật này của điện mặt trời.
Tham khảo những sản phẩm đèn năng lượng mặt trời tiết kiệm điện nhất tại đây:
https://thietbicongnghiepsg.com/den-pha-led-nang-luong-mat-troi-jd8860l/
https://thietbicongnghiepsg.com/den-pha-led-nang-luong-mat-troi-jd8800l/
https://thietbicongnghiepsg.com/den-pha-led-nang-luong-mat-troi-jd8200l/
Hy vọng rằng thông qua bài viết này, chúng tôi đã cung cấp cho bạn một số thông tin hữu ích về Nguyên lý hoạt động tạo ra dòng điện của tấm pin năng lượng mặt trời cũng như các thông tin liên quan đến nó. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc cần tư vấn về hệ thống điện mặt trời, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua số điện thoại hotline: 090 972 98 36 hoặc truy cập vào hệ thống trực tuyến https://thietbicongnghiepsg.com/ của chúng tôi để được hỗ trợ.