Quang điện với nhiệt mặt trời cái nào tốt hơn?

Năng lượng mặt trời là nhu cầu cấp bách về các nguồn năng lượng có thể sử dụng được, đặc biệt là gần đây. Nếu bạn lo lắng về sinh kế bền vững hơn về mức tiêu thụ và sản xuất năng lượng của mình, thì rất có thể bạn đã cân nhắc nghiêm túc việc lắp đặt các tấm pin mặt trời từ bất kỳ thương hiệu nào cho nhu cầu gia đình của mình.

Tuy nhiên, bạn có biết rằng bạn có thể chọn giữa hai loại công nghệ năng lượng mặt trời để tìm ra loại nào phù hợp nhất với mình không?. Tại đây, bạn sẽ tìm thấy tài khoản chi tiết về hai loại nguồn năng lượng mặt trời – cụ thể là hệ thống nhiệt mặt trời và hệ thống quang điện.

Mỗi loại, trong khi hoạt động trên cùng một nguyên tắc lấy năng lượng từ mặt trời; có nhiều phương tiện và cách sử dụng khác nhau. Tìm hiểu thêm về công nghệ chạy cả hệ thống quang điện và nhiệt mặt trời và chúng khác nhau như thế nào về các danh mục khác nhau – và quan trọng nhất là bạn nên chọn loại nào.

Nhiệt mặt trời

Là quá trình sử dụng nhiệt độ từ ánh sáng mặt trời để tạo ra nhiệt và sau đó chuyển đổi nhiệt thành năng lượng điện hoặc sử dụng trực tiếp cho các ứng dụng nhiệt. Công nghệ nhiệt mặt trời bao gồm hệ thống thu nhiệt (solar thermal collectors) để tạo nhiệt và máy phát điện nhiệt (heat engine) để chuyển đổi nhiệt thành năng lượng điện. Nhiệt mặt trời có thể được sử dụng để tạo năng lượng điện, cung cấp nhiệt cho hệ thống sưởi, nước nóng và các ứng dụng công nghiệp khác.

Cách hoạt động động

Sự chuyển động của cánh quạt hoặc tuabin này tạo ra năng lượng cơ học, được chuyển đổi thành năng lượng điện thông qua máy phát điện. Công nghệ nhiệt điện được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy nhiệt điện để tạo ra điện từ các nguồn nhiệt như than, dầu hoặc khí đốt.

Các hệ thống nhiệt mặt trời tạo ra năng lượng bằng sức nóng của mặt trời, tương tự như các hệ thống điện mặt trời, nhưng điểm khác biệt cơ bản là hệ thống trước làm nóng chất lỏng đến nhiệt độ cao bằng nhiệt của mặt trời, sau đó được chuyển thành năng lượng điện.

Quá trình này sẽ được giải thích trong phần tiếp theo, nhưng hệ thống nhiệt năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để làm nóng cả nước và các bề mặt khác trong gia đình bạn. Hệ thống nhiệt mặt trời có một số thành phần: máy bơm, bảng điều khiển, ống cách nhiệt và bộ trao đổi nhiệt.

Các thành phần quan trọng nhất, như bạn có thể đoán, là bộ thu nhiệt và chất lỏng truyền nhiệt chịu trách nhiệm chính cho việc tạo ra năng lượng. Vì các hệ thống nhiệt năng lượng mặt trời về cơ bản phải làm nóng chất lỏng để tạo ra năng lượng, nên chúng rất hữu ích trong việc đun nóng nước.

Nhiệt mặt trời hoạt động như thế nào?

Như đã nói ở trên, nhiệt năng mặt trời chủ yếu hoạt động nhờ sự trợ giúp của ánh sáng mặt trời tập trung làm nóng nước, sau đó được chuyển hóa thành năng lượng. Nhưng làm thế nào để quá trình này xảy ra?

Đối với điều này, điều cần thiết là phải hiểu cấu trúc của các tấm pin mặt trời. Các ống điện trong các tấm pin giữ nước, được làm nóng nhờ ánh nắng mặt trời và sau đó các máy bơm nói trên sẽ tuần hoàn nước này.

Về cơ bản, các tấm pin mặt trời chịu trách nhiệm thu ánh sáng mặt trời thông qua các bộ thu; được đặt trên các mái nhà, sau đó làm nóng chất lỏng có trong các ống. Cuối cùng, chất lỏng được chuyển vào một hình trụ, sau đó trở thành nguồn năng lượng sưởi ấm.

Chất lỏng được đun nóng có thể ở dạng lỏng hoặc khí. Sau đó được chuyển đổi thành năng lượng điện mạnh được sử dụng để chạy máy phát điện, động cơ, v.v. Đó cũng là lý do tại sao năng lượng nhiệt mặt trời là một lò sưởi tuyệt vời khi đun nóng nước.

Khái niệm chính được sử dụng ở đây là xi phông nhiệt, trong đó nước được đẩy để cung cấp nhiệt và thay thế nước làm mát liên tục.

Có một nồi hơi dự phòng sẽ ngay lập tức có nghĩa là bạn có nước ấm liên tục trong suốt cả năm nhờ năng lượng nhiệt mặt trời và cũng có mặt ở sàn, trần, tường và những nơi khác trong nhà được sưởi ấm.

Tin liên quan: Sự khác biệt giữa quá tải, quá dòng và quá áp

Quang điện (điện mặt trời)

Là quá trình chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện bằng sử dụng tế bào quang điện (photovoltaic cells), thường được gọi là tấm pin mặt trời. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào tế bào quang điện, các tế bào này tạo ra dòng điện thông qua hiệu ứng quang điện. Công nghệ quang điện rất sạch, không tạo ra khí thải và không cần nguồn nhiên liệu. Nó có thể được sử dụng để cung cấp điện cho các hệ thống nhà ở, doanh nghiệp và các dự án điện mặt trời lớn.

Được sử dụng nhiều ứng dụng thiết bị nào?

Một lần nữa, như tên cho thấy, các tấm quang điện liên quan trực tiếp đến hệ thống quang điện mặt trời và tạo ra năng lượng điện.

Viẹc lắp hệ thống điện mặt trời gia đình có lẽ phụ thuộc nhiều vào ánh sáng mặt trời hơn là năng lượng nhiệt mặt trời, mặc dù cả hai đều phục vụ nguồn nhiệt chính từ chính mặt trời.

Hệ thống PV khác vì nó trực tiếp sử dụng công nghệ quang điện để tạo ra năng lượng. Chủ yếu có ba loại hệ thống điện mặt trời sử dụng công nghệ quang điện để tạo ra năng lượng.

Chúng có thể được phân loại thành tế bào PV đơn tinh thể và đa tinh thể hoặc pin mặt trời màng mỏng. Mặc dù tất cả những thứ này có thành phần khác nhau rất nhỏ, nhưng chúng đều sử dụng cùng một kỹ thuật mà các hệ thống điện mặt trời sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện.

Hãy xem chi tiết hơn kỹ thuật này là gì. Nếu bạn quan tâm đến hệ thống này. Bạn có thể xem các bài viết của chúng tôi liệt kê các tấm pin mặt trời hoạt động tốt nhất và bộ dụng cụ năng lượng mặt trời tốt nhất cho gia đình.

Quang điện mặt trời hoạt động như thế nào?

Ở đây, hiệu ứng quang điện phát huy tác dụng khi nói về cách thức hoạt động của một hệ thống quang điện mặt trời. Nó cũng sử dụng các khái niệm như photon, electron, chất bán dẫn, silicon, v.v.

Về cơ bản, quá trình này xảy ra khi một hạt ánh sáng, còn được gọi là photon, tiếp xúc với chất bán dẫn. Sau tác động này, chúng được chuyển đổi thành các điện tử, sau đó thực hiện chức năng chính là tạo ra năng lượng.

Hoạt động quang điện thế nào?

Khi nói về các tấm pin mặt trời, điều cần thiết là phải biết rằng năng lượng quang điện của chúng chủ yếu đến từ các chất bán dẫn bên trong mỗi tế bào quang điện. Sau đó, các tế bào quang điện này sẽ kết hợp ở quy mô lớn hơn để tạo thành các tấm pin mặt trời mà bạn lắp đặt trên mái nhà của mình.

Do đó, các chất bán dẫn như đa tinh thể và đơn tinh thể là thành phần chính của các tấm pin mặt trời của bạn. Và việc tấm pin mặt trời của bạn có thể tạo ra năng lượng trực tiếp là điều đương nhiên. Với sự trợ giúp của ánh sáng mặt trời, tách photon và biến nó thành electron, sau đó sẽ bắt đầu giải phóng dòng điện.

Tất nhiên, toàn bộ hệ thống này sẽ phải được kết nối với lưới điện lớn hơn để tạo ra và dẫn điện đúng cách. Các thành phần của hệ thống này sẽ hữu ích để chuyển đổi dòng điện một chiều do các tế bào quang điện tạo ra thành dòng điện xoay chiều mà bạn có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.

Nội dung gia đình có thể tham khảo: Lắp điện mặt trời cần quan tâm giá điện EVN không?

Nhiệt mặt trời so với quang điện: Sự khác biệt thực sự

1. Công nghệ

Như bạn đã quan sát bây giờ, có một sự khác biệt đáng kinh ngạc giữa hoạt động của hệ thống quang điện mặt trời và hệ thống nhiệt mặt trời, mặc dù cả hai nguồn năng lượng của chúng đều giống nhau.

Các hệ thống nhiệt mặt trời chủ yếu hoạt động bằng cách làm nóng chất lỏng với ánh sáng mặt trời tập trung và sau đó đẩy nó chuyển đổi chúng thành năng lượng có thể sử dụng được, trong khi các hệ thống quang điện mặt trời sử dụng một cơ chế phức tạp hơn để làm điều tương tự.

Nó tạo ra năng lượng dựa trên hiệu ứng quang điện, về cơ bản là sự chuyển đổi photon thành electron với sự trợ giúp của chất bán dẫn có trong pin mặt trời bao gồm các tấm pin mặt trời nói chung.

Sự hiện diện của chất bán dẫn là cần thiết cho các hệ thống quang điện mặt trời, mặt khác, cần phải có nguồn cung cấp ánh sáng mặt trời gần như liên tục cho các hệ thống nhiệt mặt trời.

2. Quy mô và Công suất

Về kích thước, hệ thống nhiệt mặt trời chiếm ít không gian hơn đáng kể so với hệ thống điện mặt trời. Khi nói về quang điện so với năng lượng mặt trời, với các hệ thống nhiệt mặt trời cần khoảng ba đến bốn mét vuông không gian, các hệ thống quang điện mặt trời có thể cần tới mười mét vuông để hoạt động bình thường.

Sự khác biệt giữa quang điện và nhiệt mặt trời chủ yếu là do các hệ thống điện mặt trời yêu cầu diện tích bề mặt lớn để cho phép có nhiều pin mặt trời hơn trên bề mặt.

Và trái ngược với 20% bức xạ được chuyển đổi từ ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện bởi các hệ thống điện mặt trời, các hệ thống nhiệt mặt trời có thể chuyển đổi khoảng 90% nhiệt lượng mà chúng nhận được từ mặt trời thành năng lượng điện.

Tuy nhiên, không gian bên trong cần thiết trong các tấm nhiệt mặt trời so với các tấm quang điện cao hơn đối với các hệ thống điện mặt trời – sau này, bạn có thể có chỗ cho dây cáp và máy biến áp, và bạn đã sẵn sàng!

3. Tiết kiệm năng lượng và hiệu quả

Ở đây, chúng ta sẽ cần xem xét lại sự khác biệt giữa các công nghệ của tấm nhiệt mặt trời so với tấm pin quang điện. Cái trước chuyển đổi các tia nắng mặt trời thành năng lượng, trong khi cái sau biến đổi nhiệt nhận được từ mặt trời thành năng lượng.

Điều này cuối cùng có nghĩa là các hệ thống điện mặt trời hoạt động tốt nhất khi nhận được ánh sáng mặt trời trực tiếp – vào những ngày nhiều mây, hiệu suất của chúng giảm khoảng 30%. Chúng kém hơn đáng kể trong việc lưu trữ năng lượng so với các hệ thống nhiệt mặt trời sử dụng công nghệ lưu trữ năng lượng nhiệt.

Sau này, nước nóng có thể được lưu trữ trong thời gian dài, ngay cả khi mặt trời lặn hoặc trong thời tiết nhiều mây. Năng lượng nhiệt mặt trời phổ biến vì hiệu quả trong việc lưu trữ năng lượng vì nó luôn cung cấp dòng điện ổn định và cũng rất tốt cho việc lưu trữ năng lượng.

4. Bảo trì

Chi phí bảo trì là một phần thường bị bỏ qua nhưng rất quan trọng trong việc lựa chọn giữa năng lượng nhiệt mặt trời và quang điện.

Đối với hệ thống điện mặt trời, chi phí bảo trì cực kỳ thấp. Không cần phải bỏ ra nhiều nguồn tài chính và nỗ lực để giữ cho hệ thống điện mặt trời của bạn ở điều kiện tối ưu.

Tất cả những gì bạn phải làm là làm sạch các tấm pin mặt trời của mình hai lần một năm và chúng sẽ ở tình trạng tốt nhất có thể trong nhiều năm tới. Mặt khác, khi nói về chi phí bảo trì trong hệ thống quang điện mặt trời so với hệ thống nhiệt mặt trời, hệ thống nhiệt mặt trời yêu cầu chi phí bảo trì tương đối cao hơn – lên tới 100 triệu mỗi năm.

5. Chi phí

Cuối cùng, có thể nói sự khác biệt về chi phí của hệ thống nhiệt mặt trời so với hệ thống điện mặt trời là khá nhỏ. Cả hai đều có thể được coi là đầu tư dài hạn và do đó có thể khá tốn kém khi đầu tư phụ kiện điện mặt trời áp mái hiện nay.

Cho đến nay, các hệ thống điện mặt trời đắt hơn các hệ thống nhiệt mặt trời; tuy nhiên, chi phí của họ hiện đã giảm do thuế quan và các khoản thanh toán ưu đãi.

Giờ đây, các hệ thống điện mặt trời có thể có giá từ 10 đến 100 triệu có thể hơn tuỳ vào số điện gia đình muốn tạo ra. Sẽ được tính bao gồm tất cả chi phí lắp đặt, nhân công lắp đặt và tất cả các bộ phận của hệ thống. Tương tự, các hệ thống nhiệt năng lượng mặt trời có giá khoảng tương ứng chưa bao gồm thuế quan hoặc ưu đãi, sau đó chúng có thể rẻ hơn đáng kể.

So sánh giữa quang điện và nhiệt mặt trời:: Cái nào tốt hơn?

Quang điện (điện mặt trời) có thể tạo ra điện trực tiếp từ ánh sáng mặt trời; trong khi nhiệt mặt trời tạo ra nhiệt độ từ ánh sáng mặt trời trước khi chuyển đổi thành điện.

Quang điện không tạo ra khí thải và là một nguồn năng lượng sạch; trong khi nhiệt mặt trời cần sử dụng các chất lỏng hoặc chất truyền nhiệt khác để chuyển đổi nhiệt thành năng lượng điện.

Quang điện thích hợp cho việc cung cấp điện cho hệ thống nhỏ, như nhà ở hoặc doanh nghiệp nhỏ,. Trong khi nhiệt mặt trời thích hợp cho các ứng dụng nhiệt lớn hơn. Như nhà máy điện, hệ thống sưởi lớn, hoặc ứng dụng công nghiệp.

Quang điện có khả năng tận dụng ánh sáng mặt trời suốt cả ngày, trong khi nhiệt mặt trời thường tốt hơn trong điều kiện ánh sáng mặt trời mạnh và trực tiếp.

Cả hai công nghệ này đều có ứng dụng quan trọng trong việc tận dụng năng lượng mặt trời. Chúng đóng góp vào việc giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ môi trường. Sự lựa chọn giữa quang điện và nhiệt mặt trời phụ thuộc vào yêu cầu và điều kiện cụ thể của từng ứng dụng.

Kiên thức liên quan: Bảng chú giải thuật ngữ năng lượng mặt trời phổ biến