Nguyên lý vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời

Hiện nay, năng lượng mặt trời phát triển khá mạnh mẽ toàn thế giới khi mà có nhiều quốc gia đã tham gia vào việc sử dụng lắp điện mặt trời. Nó như một phần nguồn năng lượng chính để có thể thay thế hoàn toàn cho điện quốc gia.

Một phần là do chi phí đầu tư năng lượng mặt trời giảm mạnh trong các năm gầy đây và bên cạnh đó các kỹ thuật cũng được cải thiện khá nhiều. Do đó, có nhiều người bắt đầu tư phụ kiện lắp đặt điện mặt trời như một giải pháp thay thế tuyệt vời khi giá điện ngày càng tăng.

Xu hướng và mối quan tâm gần như được tìm kiếm rất nhiều từ các câu hỏi được đặt ra xoay quanh nguồn năng lượng mặt trời. Điển hình phổ biến nhất là các câu hỏi như: Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời ra sao?

Hệ thống pin mặt trời hoạt động như thế nào?

Các tấm năng lượng hấp thụ ánh nắng từ Mặt trời bằng những tế bào quang điện và chuyển hóa nguồn sáng. Nó sẽ biến thành dòng điện một chiều DC (quá trình quang-điện) tiếp đến dòng điện DC này được các inverter năng lượng mặt trời chuyển thành dòng xoay chiều AC.

Dòng điện này có thể thích ứng được hầu hết các thiết bị điện gia dụng trong gia đình hiện nay. Dòng điện đưa đến bảng điều khiển để có thể phân phối và lưu trữ điện dư thừa vào ắc quy ở hệ độc lập hoặc hệ thống hòa lưới.

Các bước vận hành của môt hệ thống điên mặt trời

– Các tấm pin được kết nối với nhau bằng đầu nối pin năng lượng mặt trời MC4 để di chuyển dòng điện đực tạo ra từ bức mặt trời và chuyển thành dòng điện DC

– Chuyển đổi dòng điện DC thành dòng AC

– Điện sẽ được phân phối và cung cấp cho các thiết bị trong nhà

– Điện dư thừa sẽ được chuyển vào lưới và bình ắc quy. Để cung cấp và sử dụng vào ban đêm.

Nguyên lý hoạt động của điện mặt trời trong hệ nối lưới

Có nhiều suy nghĩ rằng sẽ bị thất thoát khi lắp đặt hòa lưới điện quốc gia. Nhưng, khi lắp đặt dự án cho một ngôi nhà kết nối với lưới điện đều thông qua đồng hồ điện mà công ty điện lực cung cấp. Điều này giúp cho gia đình đo lượng điện ra vào khi hệ thống hoạt động hoặc thiết thị sử dụng là bao nhiêu kWh.

Do đó, việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời hòa lưới trước khi đẩy lên lưới điện sẽ đi qua đông hồ quản lý điện. Gia đình và người dùng có thể hoàn toàn yên tâm khi không bao giờ có chuyện thất thoát trong quá trình dự trữ khi được công tơ điện 2 chiều đo lường.

Khi hệ thống được lắp đặt hệ thống trong khu nhận được nhiều tia mặt trời sẽ có thuận lợi về kinh tế cho hoạt động kinh doanh điện. Với một sơ đồ nguyên lý hệ thống năng lượng mặt trời hòa lưới được phép bán lại cho công ty điện lực nếu lượng điện gia đình sản xuất dư thừa. Ngoài ra, việc hòa lưới có thể tận dụng lưới điện để làm nơi lưu trữ thay vì phải tốn chi phí mua ắc quy hoặc pin để lưu trữ điện.

Tấm pin trong hệ thống hoạt động như thế nào?

Các tấm pin được sản xuất tiêu chuẩn bao gồm các tế bào silicon, khung kim loại, mặt kính cường lực và cáp solar dẫn dòng điện luân chuyển. Khi silic nguyên tử số 14 của bản tuần hoàn hóa học là một kim loại có tính chất dẫn điện cho phép hấp thụ và chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.

Khi mà các hạt photon ánh sáng tương tác với tế bào silicon sẽ giải phóng các eletron chuyển động một cách tự do. Từ đó sẽ tạo ra dòng điện chuyển đến các thiết bị khác để đến đồng hồ điện. Quá trình này còn được gọi hiệu ứng quang điện và đây là chức năng chính củ tấm pin năng lượng.

Quá trình quang điện hoạt động qua các bước

– Tế bào silicon quang điện hấp thụ bức xạ của mặt trời

– Các hạt photon tiếp xúc với tấm pin mặt trời silicon tiến hành giải phóng các electron khiến chúng chuyển động tự do để có thể tạo ra dòng điện.

– Ở đầu ra tấm pin sẽ được kết nối đến biến tần để có thể chuyển đổi dòng DC thành dòng AC

Hình ảnh mô tả dễ dàng bằng hình ảnh về quy trình hoạt động tấm pin thế nào:

Các phần quan trong của tấm solar panel

Riêng về các tế bào silicon ra thì pin mặt trời thông thường có lớp kính cường lực đem đến độ bền cao. Để có thể bảo vệ các tế bào PV bên trong của panel. Ở dưới mặt trời kính là một bảng điều khiển có lớp cách nhiệt và dưới tấm bảo về mặt sau có khả năng tản nhiệt, độ ẩm trong tấm pin.

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của pin mặt trời việc cách nhiệt rất quan trong trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Vì nếu nhiệt độ ấm pin tăng sẽ làm điện áp giảm điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của tấm pin sẽ thấp hơn.

Ngoài ra, các solar panel còn được phủ thêm một lớp chống phản chiếu ánh sáng. Qua đó làm tăng sự hấp thụ ánh sáng mặt trời và cho phép các tế bào silicon tiếp xúc được với lượng ánh sáng tối ưu hơn. Tấm pin năng lượng mặt trời silicon cao cấp được sản xuất theo hai dạng là đơn tinh thể và đa tính thể.