Chưa có sản phẩm trong giỏ hàng.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời
Tấm pin năng lượng mặt trời (NLMT) là một bộ phận đặc biệt và đóng vai trò tiên phong trong hệ thống điện mặt trời, thu hút sự quan tâm của nhiều người. Nhưng cấu tạo của tấm pin NLMT như thế nào? Và theo nguyên lý nào mà chúng hoạt động?
Vật liệu làm pin mặt trời là gì?
Có một loạt vật liệu được sử dụng trong quá trình sản xuất pin mặt trời, trong đó silic đứng đầu với vai trò là thành phần chính trong tế bào quang điện (solar cells). Chất này giúp chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng thành điện năng một cách hiệu quả, bên cạnh việc silic là vật liệu rẽ và dễ tìm.
Phạm vi các vật liệu khác được sử dụng trong sản xuất pin mặt trời tiếp tục mở rộng và bao gồm các hợp chất bán dẫn như cadmium telluride (CdTe) và copper indium gallium selenide (CIGS). Cũng không thể không nhắc đến các vật liệu hữu cơ như polyme dẫn điện và hỗn hợp phân tử carbon (thường được biết đến với tên gọi fullerene).
Cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời
Tấm pin năng lượng mặt trời được xây dựng từ nhiều đơn vị Solar Cells nhỏ hơn. Các tấm pin NLMT tổng thể như poly và mono đều sử dụng silic – một loại bán dẫn cực kỳ phổ biến. Bên trong mỗi cell, các tinh thể silic được giữ trong hai lớp dẫn – busbar và ribbon.
Phía trước của tấm pin là lớp kính cường lực, chức năng chính là bảo vệ các cell solar khỏi những biến động của thời tiết như mưa, gió, và những tác động từ va đập khác. Độ dày của kính cường lực thường nằm trong khoảng 2mm – 4mm, vừa đủ để bảo vệ và giữ cho tấm pin NLMT luôn trong suốt.
Tấm nền của tấm pin làm nhiệm vụ cách điện và bảo vệ cơ học, chống ẩm. Thông thường chúng được làm từ các vật liệu như PET, PP, PVF, nhựa và polymer. Độ dày của tấm nền có thể điều chỉnh tùy theo nhà sản xuất.
Khung nhôm là một yếu tố quan trọng khác tồn tại để cung cấp một kết cấu cứng cáp, giúp kết hợp solar cell với các bộ phận khác. Mặc dù được thiết kế để cứng cáp, khung nhôm vẫn giữ được trọng lượng nhẹ đồng thời bảo vệ và cố định các thành phần bên trong khỏi tác động của gió lớn hay ngoại lực khác từ bên ngoài.
Hộp chứa mối nối mạch điện của tấm pin NLMT đóng vai trò như một trung tâm, không chỉ tụ tập mà còn chuyển đổi năng lượng điện được tạo ra từ tấm pin ra bên ngoài. Có thể gọi là “trái tim” của tấm pin năng lượng mặt trời, do đó hộp chứa được thiết kế để vô cùng chắc chắn.
Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời
Pin năng lượng mặt trời, còn được biết đến với tên gọi pin quang điện, hoạt động theo cơ chế của hiệu ứng quang điện – quá trình chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng thành điện năng.
Thành phần của pin năng lượng mặt trời bao gồm hàng loạt các tế bào quang điện, trong đó mỗi tế bào quang điện gồm có hai lớp bán dẫn sắp xếp chồng lên nhau. Lớp bán dẫn ở phía dưới có tính chất âm điện (n-type), còn lớp bán dẫn phía trên lại mang tính chất dương điện (p-type).
Khi ánh sáng trực tiếp chiếu sáng tế bào quang điện, các photon trong khẩu độ ánh sáng đánh thức các electron trong lớp bán dẫn n-type và hình thành một lỗ trống trong lớp bán dẫn p-type. Sự khác biệt về điện thế giữa hai lớp bán dẫn buộc electron di chuyển từ lớp bán dẫn n-type sang lớp bán dẫn p-type, điều này tạo ra một dòng điện.
Để nâng cao hiệu suất hoạt động, các tế bào quang điện thường được kết nối thành một mô-đun pin năng lượng mặt trời lớn hơn. Mỗi mô-đun pin năng lượng mặt trời tạo ra từ nhiều tế bào quang điện được sắp xếp và kết nối theo hình thức song song hoặc nối tiếp. Tiếp theo, một chuỗi các mô-đun này được tổ hợp lại với nhau tạo thành một tấm pin quang điện lớn hơn, có khả năng sản sinh ra lượng năng lượng điện đáng kể.
Tuổi thọ của Pin mặt trời là bao nhiêu
Tuổi thọ của pin năng lượng mặt trời có thể bị ảnh hưởng bởi một loạt yếu tố, trong đó chất lượng của vật liệu sử dụng để sản xuất pin, điều kiện mà pin hoạt động, và cách bảo quản, sử dụng pin đều là những yếu tố chính.
Những tấm pin mặt trời được sản xuất bởi các thương hiệu uy tín, và đồng thời được vận hành, bảo dưỡng đúng cách có thể có thể kéo dài tuổi thọ từ 25 đến 30 năm, thậm chí còn lâu hơn. Tuy nhiên, nếu pin mặt trời phải hoạt động trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt, ví dụ môi trường có nhiều bụi, độ ẩm cao hoặc nhiệt độ cao, tuổi thọ của pin có thể bị rút ngắn.
Thêm vào đó, hiệu năng của pin mặt trời cũng có thể suy giảm sau một khoảng thời gian sử dụng, do những quá trình oxy hóa và sự mòn mà các vật liệu trong pin phải trải qua. Thông thường, các nhà sản xuất pin mặt trời sẽ định tuổi thọ dựa trên mức hiệu suất khi pin giảm xuống 20% so với hiệu suất ban đầu.
Cách làm tăng tuổi thọ pin năng lượng mặt trời
Để gia tăng tuổi thọ của tấm pin năng lượng mặt trời, người dùng nên thực hiện theo một số hướng dẫn sau:
- Chọn mua tấm pin của những thương hiệu, nhà sản xuất chất lượng, có uy tín. Sử dụng nguyên liệu chất lượng, cấu trúc và quy trình sản xuất tin cậy sẽ tạo nên sản phẩm có độ bền lâu dài.
- Lắp đặt pin tại vị trí tối ưu để đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất, tránh cản trở như các vật chắn, gió, bụi bẩn hoặc độ ẩm. Cũng cần chú ý lắp đặt chắc chắn để tránh bị hư hại do tác động mạnh từ gió, mưa hay địa chấn.
- Sử dụng bộ điều khiển tối ưu để theo dõi, kiểm soát hoạt động của hệ thống pin năng lượng mặt trời. Bộ điều khiển giúp pin hoạt động trong những điều kiện tốt nhất, đồng thời giảm thiểu rủi ro hư hỏng.
- Điều chỉnh hướng của tấm pin sao cho phù hợp nhất để tối đa hóa hiệu suất hoạt động, đồng thời được sử dụng hiệu quả nhất trong quá trình hoạt động.
- Điều chỉnh góc nghiêng của tấm pin phù hợp để đảm bảo không bị dư thừa hoặc thiếu năng lượng so với nhu cầu sử dụng.
- Bảo dưỡng định kỳ, bao gồm việc lau rửa bụi định kỳ, kiểm tra dây cáp kết nối để đảm bảo rằng chúng vẫn hoạt động tốt và không bị chập điện hoặc ngắt kết nối.
