Pin năng lượng mặt trời là một hệ thống quang điện bao gồm các mô-đun quang điện (PV), được kết nối với nhau bằng các tế bào quang điện (Solar cell) có điện áp và công suất khác nhau. Chúng có chức năng hấp thụ năng lượng và chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện, từ đó hỗ trợ hoạt động sản xuất và đời sống hàng ngày. Vậy cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời là gì? Nguyên lí hoạt động của pin năng lượng mặt trời như thế nào? Hãy theo dõi bài viết sau đây để tìm hiểu thêm nhé!
Pin mặt trời là gì?
Tấm pin mặt trời (hay tấm quang điện) là thiết bị chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng và hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện. Chúng là một phần quan trọng của hệ thống năng lượng mặt trời và được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Đặc biệt phù hợp với những khu vực mà lưới điện khó tiếp cận như núi, đảo biệt lập hay các hoạt động dịch vụ vũ trụ; cụ thể hơn là vệ tinh quay quanh trái đất, điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước…
Cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời
Pin mặt trời được chia làm 8 phần, bao gồm: khung nhôm, kính cường lực, màng EVA, solar cell, panel (phía sau), hộp đấu dây (junction box), cáp điện, Jack kết nối MC4.
Lớp tế bào quang điện solar cell
Tế bào quang điện (solar cell) là thành phần bán dẫn có thành phần chính là silicon nguyên chất. Các tế bào silicon tinh thể này có thể là đơn tinh thể hoặc đa tinh thể, tùy thuộc vào quy trình sản xuất của mỗi công ty pin mặt trời .
Các đặc tính kỹ thuật chính là: kích thước pin mặt trời, màu sắc, số lượng tế bào và hiệu suất chuyển đổi. Hiện nay, loại pin phổ biến nhất là pin đơn tinh thể có hiệu suất chuyển đổi khoảng 21% và pin mặt trời 450 Wp gồm 144 cells. Thậm chí, các nhà sản xuất cũng đang dần hoàn thiện và tiếp thị các tấm nền có công suất lên tới 600 Wp trong thời gian tới. Các tế bào được kết nối với nhau bằng dây đồng mỏng bọc trong hợp kim thiếc.
Lớp kính cường lực phía trước
Vai trò của lớp kính cường lực là bảo vệ và đảm bảo độ bền cho tấm pin năng lượng mặt trời. Độ dày của lớp này thường là 3,3 mm, nhưng có thể thay đổi từ 2 mm đến 4 mm tùy thuộc vào loại kính cường lực được nhà sản xuất pin lựa chọn. Pin mặt trời càng hoạt động hiệu quả thì lớp kính càng hấp thụ nhiều ánh sáng và phản xạ càng ít.
Tấm nền pin năng lượng mặt trời
Tấm nền của pin mặt trời được làm bằng vật liệu nhựa có tác dụng cách nhiệt, che chắn và bảo vệ tế bào quang điện khỏi thời tiết và độ ẩm. Pin khác nhau về độ dày, màu sắc, độ bền cơ học, v.v.
Vật liệu đóng gói hoàn thiện pin mặt trời ( lớp màng EVA)
Là một loại polymer mờ đục có dạng cuộn, lớp màng EVA được sử dụng để liên kết pin mặt trời với lớp kính cường lực bên trên và lớp nền bên dưới. Ngoài ra, nó còn có chức năng hấp thụ và bảo vệ pin mặt trời. Chất liệu EVA có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và cực kỳ bền.
Khung nhôm
Một trong những bộ phận cuối cùng được lắp ráp là khung. Thường được làm bằng nhôm, nó có chức năng đảm bảo độ bền của tấm nền. Mục đích của khung nhôm là tạo thành một cấu trúc đủ chắc chắn để tích hợp pin mặt trời và các thành phần khác. Khung nhôm bảo vệ và ổn định các bộ phận bên trong trước tải trọng gió lớn và các lực bên ngoài.
Hộp nối mạch pin mặt trời
Chức năng của hộp nối là kết nối điện mô-đun pin mặt trời với bên ngoài. Nó chứa các cáp kết nối với bảng hệ thống. Khi chọn hộp nối, hãy chú ý đến chất lượng nhựa và chất lượng của các đầu nối.
Nguyên lý hoạt động pin mặt trời như thế nào?
Để giải thích cách hoạt động của pin mặt trời, chúng ta cần giải thích nguyên lý của một đơn vị nhỏ hơn gọi là solar cell (pin mặt trời được tạo thành từ nhiều solar cell). Phần cấu trúc tấm pin mặt trời, tế bào quang điện sử dụng hai lớp silicon khác nhau, loại N có lượng electron dư và loại P có không gian cho các electron dư, gọi là lỗ trống.
Khi hai loại silicon (điểm nối P/N) tiếp xúc với nhau, các electron có thể đi qua giao diện P/N, để lại điện tích dương ở một bên và điện tích âm ở bên kia.
- Có thể hình dung ánh sáng là một dòng gồm các hạt cực nhỏ gọi là photon (được phát ra bởi mặt trời). Khi một trong những hạt này chạm vào pin mặt trời với đủ năng lượng, nó có thể đánh bật một electron ra khỏi liên kết của nó, để lại một lỗ trống.
- Các electron mang điện tích âm và các lỗ mang điện tích dương lúc này có thể tự do chuyển động nhưng chúng chỉ có thể chuyển động theo một hướng do trường điện từ tại điểm nối P/N. Các electron bị hút về phía N và các lỗ trống bị hút về phía P.
- Các electron chuyển động được thu thập trên các tấm kim loại (ribbon và các thanh busbar) phía trên pin mặt trời. Từ đó, chúng đi vào các mạch điện tiêu thụ để thực hiện các chức năng điện rồi quay trở lại lá nhôm ở mặt sau.
- Electron là vật chất duy nhất trong pin mặt trời di chuyển và quay trở lại vị trí ban đầu của nó. Không có gì hao mòn, vì vậy pin mặt trời có tuổi thọ hàng thập kỷ.
- Điện được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời là dòng điện một chiều (DC). Để có thể sử dụng được với các tải và thiết bị thông thường, nguồn điện một chiều cần phải được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (xoay chiều). Đây là những gì một biến tần làm.
- Photon chỉ cần có nhiều năng lượng hơn mức cần thiết để kích thích electron ngoài cùng và dẫn điện. Tuy nhiên, tần số của mặt trời thường là 6.000°K, do đó phần lớn năng lượng mặt trời được hấp thụ bởi silicon. Tuy nhiên, hầu hết năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành nhiều nhiệt hơn điện năng có thể sử dụng được.
Pin mặt trời có tuổi thọ bao lâu?
Electron là thứ duy nhất bên trong pin mặt trời di chuyển và quay trở lại vị trí ban đầu. Không có gì hao mòn hay cạn kiệt nên pin mặt trời có thể tồn tại từ 30 đến 50 năm hoặc hơn, tùy theo loại. Tuy nhiên, tuổi thọ của mỗi loại pin mặt trời là không giống nhau. Điều này phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như thương hiệu, phương pháp lắp đặt, vận hành, v.v.
Thông thường, các nhà sản xuất pin mặt trời thường đưa ra hai loại bảo hành: bảo hành thiết bị và bảo hành hiệu suất.
- Thời gian bảo hành thiết bị: 10 đến 12 năm
- Thời gian bảo hành hiệu suất: lên tới 25 đến 30 năm
Hầu hết các nhà sản xuất đảm bảo mức giảm hiệu suất tối đa là 10% trong 10 đến 12 năm đầu tiên; giảm 20% sau 25 năm sử dụng.
Làm thế nào để kéo dài tuổi thọ của pin mặt trời?
Để kéo dài tuổi thọ sử dụng của pin năng lượng mặt trời, bạn nên ưu tiên những sản phẩm pin năng lượng mặt trời chính hãng được sản xuất bởi các thương hiệu nổi tiếng ngay từ khâu lựa chọn thiết bị.
Ngoài ra, trong quá trình cài đặt, bạn sẽ cần:
- Lắp điện mặt trời đúng hướng và độ nghiêng tối ưu
- Đảm bảo khoảng cách tối ưu giữa các bộ pin
- Khung nhôm, kính cường lực và các phụ kiện khác được lắp đặt chính xác và đầy đủ.
- Tốt nhất, việc lắp đặt các tấm pin mặt trời nên được thực hiện bởi các kỹ thuật viên có trình độ và kinh nghiệm từ một công ty xây dựng năng lượng mặt trời uy tín để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn.
Ngoài ra, bạn sẽ cần phải bảo trì thiết bị của mình thường xuyên. Bạn cần đảm bảo thiết bị không tích tụ lượng lớn bụi, lá cây, rác thải… Chủ đầu tư cần giám sát quá trình sản xuất điện hàng ngày/tuần để đảm bảo hệ thống hoạt động thông suốt.
Nhà cung cấp giải pháp năng lượng mặt trời
Công ty TNHH TM & DV Cheapea hiện là một trong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp giải pháp sử dụng năng lượng tái tạo, có nhiều khách hàng, đối tác đều là các công ty, tổ chức nổi tiếng trong và ngoài nước. Với hơn 10 năm kinh nghiệm, Cheapea cam kết mang lại sự hài lòng tối đa cho khách hàng thông qua giải pháp lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời chuyên nghiệp.
Các giải pháp lắp đặt hệ thống pin năng lượng mặt trời của Cheapea có thể giúp ích cho các gia đình, doanh nghiệp, v.v. Họ lắp đặt năng lượng mặt trời để tiết kiệm điện, phát triển kinh tế và thu được năng lượng xanh.
Cheapea đặt mục tiêu trở thành công ty hàng đầu Việt Nam về nghiên cứu, sản xuất và cung cấp các sản phẩm, giải pháp hệ thống tưới tiêu năng lượng sạch, năng lượng mặt trời, gió và khác. CHEAPEA cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao nhằm tạo ra giá trị lâu dài cho môi trường và khách hàng.
Hãy liên hệ với Cheapea ngay hôm nay để được tư vấn và hỗ trợ tốt nhất!
Thông tin liên hệ:
- CÔNG TY TNHH TM&DV CHEAPEA
- Địa chỉ: 564 Liên Phường, TP Thủ Đức, TPHCM
- Điện thoại: 0949 17 2016
- Fax: 0949 17 2016
- Email: info@cheapea.vn
- Website: https://cheapea.vn
Trên đây là bài viết chia sẻ cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời chi tiết. Hi vọng bài viết sẽ giúp bạn hiểu hơn về cấu tạo và nguyên lý làm việc của pin năng lượng mặt trời.
