Hệ thống điện năng lượng mặt trời và những điều bạn chưa biết

Hệ thống điện năng lượng mặt trời và những điều bạn chưa biết

Có thể thấy rằng, nền khoa học kỹ thuật công nghệ ngày càng phát triển mạnh mẽ. Đặc biệt, các nhà khoa học đã nghiên cứu và sáng tạo nên hệ thống điện năng lượng mặt trời. Đây là một trong những phát minh có tính đột phá trong ngành tái tạo và sản xuất năng lượng xanh cho con người. 

Sản phẩm mang đến rất nhiều lợi ích tuyệt vời trong đời sống, cũng như được ứng dụng phổ biến trên thị trường hiện nay. Vậy hệ thống điện năng lượng mặt trời là gì? Được cấu tạo như thế nào? Lợi ích mà sản phẩm mang đến là gì? Hãy cùng tham khảo chi tiết ngay trong bài viết sau đây.

1. Hệ thống điện năng lượng mặt trời là gì?

Điện năng lượng mặt trời là nguồn điện được tạo ra từ việc biến đổi ánh sáng mặt trời thành một dạng điện năng có thể tiêu dụng được. Bằng cách sử dụng các tấm pin năng lượng mặt trời dựa trên nguyên lý phản xạ ánh sáng, để từ đó có thể vận hành lò hơi nước làm quay tua-bin tạo điện.

năng lượng mặt trời 1
Điện năng lượng mặt trời với nguồn nhiên liệu tự nhiên từ ánh sáng mặt trời

Tấm pin năng lượng mặt trời hay còn được gọi là pin điện quang và trong tiếng Anh tên là Solar Panel. Đây là một trong những sản phẩm được nghiên cứu và chế tạo nên từ nhiều tế bào quang điện. Các loại tế bào này chính là các phân tử bán dẫn, có chứa rất nhiều các cảm biến trên bề mặt của ánh sáng là đi-ốt quang. Chúng có khả năng làm biến đổi năng lượng của ánh sáng thành một dạng điện năng thực thụ để ứng dụng trong cuộc sống.

Đối với loại điện năng trong tấm pin này từ điện trở, hiệu điện thế hay các chỉ số cường độ dòng điện sẽ phụ thuộc trực tiếp vào lượng ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào chúng. Ngoài ra, các tế bào quang điện lúc này sẽ được kết hợp thành một khối lớn thành tấm pin năng lượng mặt trời chúng ta thường thấy.

Đặc biệt, tấm pin này còn được đánh giá như một vật liệu hiện đại có khả năng chuyển đổi quang năng từ ánh sáng mặt trời, thành dạng điện năng thường được lắp đặt tại những hệ thống điện mặt trời. Pin có khả năng tạo ra một nguồn năng lượng điện như nhiệt điện tạo ra điện từ than, thủy điện tạo ra điện từ nước,… với nguồn năng lượng hoàn toàn tự nhiên là ánh sáng mặt trời.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Hầu hết, các tấm pin năng lượng mặt trời thường được lắp đặt ở những vị trí hấp thụ ánh sáng mặt trời trực tiếp như trên mái nhà, ban công của các công trình hay hòa nhà. Vậy nên, loại điện năng đặc biệt này được cấu và và hoạt động theo các nguyên lý sau:

2.1: Cấu tạo của điện năng lượng mặt trời

Ngoài yếu tố chính là mặt trời thì tấm pin năng lượng mặt trời còn được thiết kế và cấu tạo từ nhiều bộ phận khác nhau. Mỗi bộ phận đều giữ một vai trò riêng, hỗ trợ nhau và không thể thay thế để tạo nên một lượng điện năng hoạt động hiệu quả nhất. Vậy nên, cấu tạo của điện mặt trời bao gồm các bộ phận sau:

năng lượng mặt trời 2
Nguồn năng lượng từ ánh sáng mặt trời được cấu tạo từ nhiều bộ phận

– Hệ thống pin năng lượng mặt trời: Đây là các tâm pin mặt trời có chức năng thu nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời từ quang năng thành điện năng hiệu quả. Sau đó, nó sẽ có nhiệm vụ cung cấp nguồn điện cho toàn hệ thống hoạt động tốt nhất.

– Sạc năng lượng mặt trời: Bộ phận này có vai trò là đảm bảo việc tiếp nhiên liệu năng lượng từ pin mặt trời trực tiếp vào hệ thống ắc quy, sao cho hệ thống bình ắc quy không bị xả quá sâu, cũng như sạc quá tải. Đồng thời, bộ phần này còn giúp hệ thống hoạt động tốt hơn, ổn định hơn và gia tăng tuổi thọ.

– Thiết bị Inverter chuyển đổi nguồn điện: Đây là thiết bị có chức năng chuyển đổi nguồn điện một chiều từ pin mặt trời thành dòng điện xoay chiều sin đạt 220V.

– Hệ thống ắc quy lưu trữ: Đây là bộ phận thực hiện nhiệm vụ lưu trữ nguồn điện của toàn hệ thống. Sau đó, nó còn có chức năng cung cấp năng lượng cho các tải tiêu thụ khi hệ thống điện mặt trời không sản xuất ra điện hay điện lười bị mất hiệu quả.

2.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống năng lượng mặt trời

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện năng lượng mặt trời không quá phức tạp. Chỉ nhìn vào cấu tạo và chức năng của từng bộ phận của hệ thống, phần nào đó cũng có thể thấy được nguyên lý hoạt động của chúng là gì. Đầu tiên, hệ thống pin mặt trời sẽ được thiết kế và lắp đặt tại vị trí cần thiết như vách tường, mái nhà hoặc những nơi tiếp nhận được nhiều ánh sáng mặt trời tốt nhất. Khi ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào pin, bộ phận này sẽ bắt đầu biến đổi từ quang năng thành dòng điện một chiều theo hiệu ứng quang điện của nó.

năng lượng mặt trời 3
Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện năng lượng mặt trời không quá phức tạp

Lúc này, dòng điện một chiều sẽ bị thiết bị inverter tác động kích lên và tiến hành chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều sin chuẩn 220v, có cùng tần số và công suất với hệ thống điện lưới thông thường. Sau đó, điện năng sẽ tiếp tục thông qua sạc năng lượng mặt trời để được nạp đủ vào hệ thống ắc quy. Và hệ thống ắc quy sẽ tiến hành lưu trữ nguồn điện năng này để trực tiếp hòa vào điện lưới nhà nước. 

Sau đó, cả hai nguồn điện mặt trời và điện lưới sẽ song song cung cấp năng lượng điện cho các tải tiêu thụ điện. Tuy nhiên, việc sử dụng điện mặt trời nên được ưu tiên hơn để tiết kiệm lượng điện năng tiêu thụ. Chỉ trừ trường hợp điện mặt trời sản sinh không đủ để cung cấp cho hệ thống thì các tải tiêu thụ mới sử dụng điện lưới nhà nước.

3. Các loại hệ thống điện năng lượng mặt trời phổ biến hiện nay

Có thể thấy rằng, với đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động của điện mặt trời thì phát minh này bắt đầu dần thay thế cho dạng năng lượng truyền thống. Hiện nay, dạng năng lượng điện mặt trời được chia thành 3 loại hệ thống khác nhau như sau:

3.1: Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới

năng lượng mặt trời 4
Đặc điểm hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới

Đây là hệ thống tấm pin năng lượng mặt trời được thiết kế và lắp đặt trực tiếp trên mái nhà, hỗ trợ việc hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời tốt nhất. Đồng thời có khả năng tạo ra một nguồn điện sạch để hòa vào lưới điện, từ đó sẽ dễ dàng cung cấp trực tiếp tới các tải tiêu thụ và thiết bị điện hiệu quả. 

Tuy nhiên, hệ thống này chưa được cho phép triển khai ở Việt Nam. Bởi vì hệ thống điện mặt trời phát trực tiếp vào lưới điện nhà nước rất dễ làm đồng hồ điện bị quay ngược khi tải.

3.2: Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập

năng lượng mặt trời 5
Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập

Ở hệ thống này, các tấm pin mặt trời cũng sẽ được lắp đặt trực tiếp trên mái nhà để dễ dàng hấp thụ ánh sáng mặt trời, từ đó tạo nên nguồn năng lượng sạch. Tuy nhiên, với hệ thống độc lập năng lượng sẽ được lưu trữ trực tiếp vào ắc quy hoạt động một cách độc lập mà không thông qua hệ thống lưới điện nhà nước. Với hệ thống này rất phù hợp với những khu vực cho có hệ thống lưới điện nhà nước hoặc khu vực còn khó khăn về lưới điện.

3.3: Hệ thống điện mặt trời hòa lưới có dự trữ

năng lượng mặt trời 6
Hệ thống điện mặt trời hòa lưới có dự trữ

Đặc điểm của hệ thống điện này trời này chính là sự kết hợp của hai hệ thống trên, khi có thêm bình ắc quy hỗ trợ lưu trữ điện năng cho những tải tiêu thụ ưu tiên khi mất điện. Các thiết bị này thường xuyên hoạt động, công suất nhỏ như: máy tính, camera, internet, đèn,…

4. Lợi ích của năng lượng mặt trời cho hộ gia đình hiện nay

Dưới sự nghiên cứu của rất nhiều nhà khoa học để có thể phát minh ra hệ thống điện năng lượng mặt trời, đây là một trong những sản phẩm mang giá trị cho cuộc sống con người hiện nay. Chúng được ứng dụng khá rộng rãi nhờ những lợi ích tuyệt vời mà nó mang lại như sau:

4.1: Tạo ra một nguồn năng lượng xanh – sạch

năng lượng mặt trời 7
Nguồn năng lượng mặt trời tạo ra một nguồn năng lượng xanh – sạch

Ánh sáng mặt trời là một trong những nguồn năng lượng tự nhiên, nhưng thông qua tấm pin mặt trời sẽ giúp chuyển đổi nguồn năng lượng này thành điện năng để phục vụ cho cuộc sống con người hiện nay. Đây là một phát minh có lợi ích giúp giảm gánh nặng cho hệ thống điện lưới nhà nước đang trong tình trạng quá tải như hiện nay. Đồng thời, hệ thống còn giúp khắc phục tình trạng thiếu điện ở những khu vực không có điện lưới nhà nước, cũng như phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt trong khi sử dụng không bị gián đoạn.

4.2: Tiết kiệm chi phí điện năng cho các hộ gia đình

năng lượng mặt trời 8
Điện mặt trời giúp tiết kiệm chi phí điện năng cho các hộ gia đình

Hiện nay, giá của tấm pin năng lượng mặt trời khá rẻ, dễ sản xuất đi kèm với đó là chi phí lắp đặt tại các nhà xưởng, công ty, hộ gia đình,… vừa phải. Với vốn đầu tư thấp nhưng mang đến hiệu quả trong việc sử dụng điện năng sạch, độ bền lên tới 30 năm, không phải bảo trì bảo dưỡng,.. Đảm bảo hệ thống sẽ giúp mọi người tiết kiệm rất nhiều chi phí từ hệ thống lắp đặt, cũng như chi phí chi trả tiền điện hàng tháng thấp hơn so với sử dụng điện lưới nhà nước.

4.3: Thân thiện với môi trường – An toàn với con người

năng lượng mặt trời 9
Điện mặt trời hoàn toàn thân thiện với môi trường – An toàn với con người

Chính vì sử dụng nhiên liệu là ánh sáng mặt trời, đã tạo ra một nguồn năng lượng sạch cho an toàn con người sử dụng, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường rất hiệu quả. Còn đối với hệ thống điện lưới quốc gia chủ yếu sử dụng nguyên liệu là nước, than,… sẽ có lúc bị cạn kiệt, từ đó cũng sẽ ảnh hưởng tới cuộc sống của con người vì đây đều là nguyên liệu sử dụng trong sinh hoạt. Còn mặt trời là nguyên liệu tự nhiên và rất khó có thể bị cạn kiệt, góp phần giảm lượng khí thải nhà kính, giúp giảm ô nhiễm không khí và thay đổi khí hậu một cách đáng kể.

4.4: Hệ thống điện mặt trời với độ bền bỉ vượt trội

Độ bền bỉ là một ưu điểm tuyệt vời của hệ thống điện năng lượng mặt trời dù chi phí vật liệu và lắp đặt ban đầu khá rẻ. Bởi các tấm pin mặt trời được làm từ chất liệu kính cường lực cao cấp có độ bền tuyệt đối. 

năng lượng mặt trời 10
Hệ thống điện mặt trời với độ bền bỉ vượt trội

Ngoài ra, nó còn có khả năng chống chịu được với mọi thời tiết, khí hậu, chống va đập hiệu quả mà không hề xảy ra sự cố nào. Vậy nên, trung bình một tấm pin mặt trời phải có độ bền tới 30 năm mà không cần phải bảo dưỡng hay sửa chữa trong quá trình sử dụng. Đảm bảo rằng, với hệ thống điện mặt trời luôn vận hành tốt và sử dụng bền bỉ theo năm tháng. Giúp cung cấp điện năng sạch miễn phí trọn đời mà không lo hư hỏng hay xảy ra sự cố nào.

5. Ứng dụng của năng lượng mặt trời đối với cuộc sống

Với những lợi ích tuyệt vời mà hệ thống điện năng lượng mặt trời mang đến, nên hiện nay nó được ứng dụng rất rộng rãi để phục vụ mọi nhu cầu sử dụng điện năng của con người như:

5.1: Hệ thống máy nước nóng năng lượng mặt trời

năng lượng mặt trời 11
Hệ thống máy nước nóng năng lượng mặt trời

Đây là một trong những ứng dụng năng lượng mặt trời thành công nhất hiện nay. Có tác dụng giúp tạo nguồn nước nóng tự nhiên để phục vụ cuộc sống con người, hỗ trợ giữ ấm nước ngay cả những ngày mùa đông. Giúp tiết chi phí điện năng một cách hiệu quả so với sử dụng bình nước nóng như hiện nay. Vậy nên, sản phẩm này thường được sử dụng hầu hết tại các hộ gia đình cá nhân, nhà nghỉ, khách sạn, các doanh nghiệp,…

5.2: Hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời

năng lượng mặt trời 12
Hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời

Hệ thống điện mặt trời còn được ứng dụng để tạo nên máy sưởi ấm cho các không gian của các tòa nhà. Bằng việc sử dụng các bộ thu năng lượng mặt trời riêng biệt, sau đó sẽ đưa trực tiếp vào các tòa nhà thông qua các cửa sổ lớn theo hướng mặt trời. Từ đó có thể làm nước hoặc không khí trong phòng ấm lên, do được tích lũy năng lượng đã thu được để có thể sử dụng vào những ngày thời tiết mùa đông khắc nghiệt.

5.3: Chưng cất nước uống bằng năng lượng mặt trời

Ở những khu vực ven biển thường khan hiếm nguồn nước ngọt để phục vụ nhu cầu ăn uống. Vậy nên, với việc ứng dụng năng lượng mặt trời có sắn, đã giúp chuyển đổi nước mặn thành nước cất bằng phương pháp chưng cất ánh sáng mặt trời để có thể uống được. 

năng lượng mặt trời 13
Chưng cất nước uống bằng năng lượng mặt trời

Phương pháp này sẽ sử dụng tấm kính thủy tinh để thu nhận ánh sáng mặt trời. Sau đó khép chặt trong không khí tại bồn nước đen cạn chứa nước muối. Lúc này, bức xạ mặt trời sẽ đi qua lớp phủ của bề mặt kình để được hấp thụ và biến đổi thành nhiệt ở bồn nước đen. Sau đó, sẽ làm nguồn nước đen bốc hơi từ nước muối và sản sinh ra hơi rồi đem đi ngưng tụ để tạo thành nước cất để sử dụng.

5.4: Một số ứng dụng khác của năng lượng mặt trời

Ngoài những ứng dụng phổ biến trên của năng lượng mặt trời, hiện nay con người đã phát minh và lựa chọn mặt trời làm nguyên liệu chính trong các sản phẩm như:

– Bơm năng lượng mặt trời

– Sấy khô các sản phẩm nông nghiệp

– Lò nung mặt trời

– Nấu ăn khi sử dụng năng lượng mặt trời

– Điện năng lượng mặt trời

– Ứng dụng cho vệ tinh,…

6. Máy năng lượng mặt trời loại nào tốt hiện nay?

Với những ứng dụng tuyệt vời trong cuộc sống mà hệ thống năng lượng mặt trời mang đến, nên trên thị trường hiện nay cũng có rất nhiều loại thiết bị khác nhau ra đời. Có thể kể đến như:

6.1: Máy năng lượng mặt trời Ariston

năng lượng mặt trời 14
Máy năng lượng mặt trời Ariston

Hệ thống máy năng lượng mặt trời Ariston mang lại một môi trường sống xanh và an toàn cho người sử dụng. Hệ thống năng lượng hoàn toàn từ mặt trời tự nhiên, giúp hỗ trợ làm nóng nước một cách hiệu quả. Kết hợp cùng với thiết kế hiện đại, thanh lịch giúp việc hoạt động và sử dụng dễ dàng và hiệu quả hơn. Đặc biệt, máy có hiệu suất năng lượng tối ưu vượt trội, kết hợp với chi phí bảo trì thấp đảm bảo đây là một trong những sự lựa chọn hoàn hảo cho mọi gia đình Việt.

6.2: Máy năng lượng mặt trời Đại Thành

năng lượng mặt trời 15
Máy năng lượng mặt trời Đại Thành

Máy năng lượng mặt trời Tân Á Đại Thành tuy xuất hiện sau các dòng máy khác nhưng vẫn chiếm được cảm tình của người tiêu dùng. Hầu hết các sản phẩm của Đại Thành luôn được trang bị đầy đủ về thiết bị, công nghệ tiên tiến và hiện đại theo tiêu chuẩn Châu Âu. Đặc biệt, máy năng lượng mặt trời của Đại Thành có độ bền bỉ vượt trội, mức độ hoàn thiện được đánh giá rất cao, quyền lợi lâu dài cho bất kỳ khách hàng nào sử dụng sản phẩm.

6.3: Máy năng lượng mặt trời Ferroli

năng lượng mặt trời 16
Máy năng lượng mặt trời Ferroli

Ferroli là một doanh nghiệp với vốn đầu tư 100% của Ý, nên các dòng máy năng lượng mặt trời của Ferroli luôn đi đầu về chất lượng bởi được sản xuất với dây chuyền công nghệ cao. Hoàn toàn đáp ứng được mọi nhu cầu của người tiêu dùng hiện nay. Đặc biệt, giá máy nước nóng năng lượng mặt trời Ferroli khá phải chăng, chỉ từ 8 – 20 triệu bạn đã sở hữu cho mình một sản phẩm chất lượng cho cuộc sống.

Trên đây là những thông tin cung cấp giúp mọi người hiểu rõ hơn về hệ thống điện năng lượng mặt trời là gì? Cũng như cung cấp đầy đủ kiến thức xoay quanh hệ thống này để mọi người có thể yên tâm lựa chọn, khi giải đáp được thắc mắc “Có nên lắp điện năng lượng mặt trời?” rồi phải không nào. Chúng tôi tin chắc rằng, đây là một phát minh vĩ đại của con người, cũng như là một nguồn năng lượng xanh cần thiết nhất trọng cuộc sống đang ngày càng cạn kiệt tài nguyên, ô nhiễm như hiện nay. 

Cuối cùng, đừng quên chia sẻ hoặc để lại cảm nhận cuối bài viết để chúng tôi được hỗ trợ và giải đáp mọi thắc mắc của bạn nhanh chóng và chính xác nhất. Cảm ơn bạn đã quan tâm và theo dõi bài viết này!

Viết một bình luận