Pin mặt trời là gì?
Pin mặt trời là một thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Thường được sử dụng trong các trạm điện quang điện và những nơi không thuận tiện cung cấp điện. Ví dụ: đèn đường năng lượng mặt trời, chiếu sáng sân trong, đèn tín hiệu năng lượng mặt trời, giám sát thời tiết ngoài trời, giám sát địa chất, giám sát hồ chứa và lưu trữ nước, các trạm gốc nhỏ, v.v.
Có những loại pin mặt trời nào
Pin mặt trời hiện nay chủ yếu sử dụng pin mặt trời silicon, chiếm ưu thế trong các ứng dụng của chúng.
Pin mặt trời silicon
Pin mặt trời silicon được cấu tạo bởi các điểm nối PN có diện tích lớn làm bằng vật liệu bán dẫn silicon mắc nối tiếp và song song. Ở cấp độ vật liệu loại N, một đường lưới kim loại được làm điện cực tiếp xúc và một màng kim loại cũng được làm ở mặt sau làm điện cực tiếp xúc, do đó tạo thành bảng pin mặt trời. Để giảm sự thất thoát ánh sáng, người ta thường phủ một lớp phim chống phản xạ trên bề mặt.
Pin mặt trời silicon đơn tinh thể
Pin mặt trời silicon đơn tinh thể có hiệu suất chuyển đổi cao nhất. Hiệu suất chuyển đổi tối đa trong thực nghiệm là 25% và hiệu suất chuyển đổi thực tế là khoảng 18%. Tuổi thọ sử dụng là 15-25 năm và chi phí cao. Nó vẫn chiếm một vị trí thống trị trong các ứng dụng quy mô lớn và sản xuất công nghiệp.
Pin mặt trời silicon đa tinh thể
Hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời silicon đa tinh thể thấp hơn một chút. Hiệu suất chuyển đổi tối đa trong thí nghiệm là 20% và hiệu suất chuyển đổi thực tế là khoảng 15%. Tuổi thọ sử dụng thấp hơn so với silicon đơn tinh thể và chi phí thấp. Hiện nay, nhiều nhà sản xuất quang điện đã sản xuất hàng loạt polysilicon.
Pin mặt trời silicon vô định hình
Pin mặt trời silicon vô định hình có giá thành thấp và hiệu ứng ánh sáng yếu tốt, nhưng hiệu suất chuyển đổi nhỏ hơn 10%, tuổi thọ ngắn và độ ổn định kém. Vật liệu dễ gây hiệu ứng suy giảm hiệu suất quang điện, ảnh hưởng sử dụng thực tế của nó.
Lưu ý khi sử dụng pin năng lượng mặt trời
Pin mặt trời thường không được sử dụng đơn lẻ, và cần được trang bị bộ điều khiển quang điện và pin để tạo thành một bộ nguồn năng lượng mặt trời.
Tấm pin mặt trời là phần cốt lõi của hệ thống phát điện quang điện mặt trời, nó chuyển đổi quang năng thành năng lượng điện, thường sử dụng tấm silicon đơn tinh thể hoặc silicon đa tinh thể. Do tuổi thọ dài (thường lên đến 20 năm) và hiệu suất chuyển đổi quang điện cao, pin silicon đơn tinh thể là loại pin được sử dụng phổ biến nhất.
Bộ điều khiển quang điện chủ yếu để bảo vệ pin, với chức năng bảo vệ quá tải và quá tải, kiểm soát đầu ra điện, bảo vệ nhỏ giọt sạc, bù nhiệt độ và các chức năng chống sét. Khi pin năng lượng mặt trời đang sạc pin, nếu điện áp pin đạt đỉnh mà vẫn tiếp tục sạc cao áp sẽ dễ gây hỏng pin, nhưng nếu dừng sạc lúc này thì pin không thể bão hòa được, do đó, bộ điều khiển sẽ ngay lập tức hạ điện áp sau khi sạc đến điện áp cao nhất và sau đó chuyển sang trạng thái sạc nhỏ giọt đảm bảo rằng pin có thể được ổn định ở trạng thái đầy.
Pin lưu trữ lưu trữ năng lượng điện được chuyển đổi từ các tấm pin mặt trời và thường sử dụng pin lithium hoặc pin axit-chì. Vì dòng điện do pin mặt trời tạo ra là dòng điện một chiều nên phải lắp bộ biến tần (dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều) để cung cấp điện cho các thiết bị gia dụng.
Một số câu hỏi liên quan đến pin năng lượng mặt trời
Tác dụng quang điện là gì và năng lượng mặt trời tạo ra điện năng như thế nào?
Khi ánh sáng chiếu vào tiếp giáp PN bán dẫn, sau khi tiếp giáp PN bán dẫn hấp thụ năng lượng ánh sáng thì ở hai đầu sinh ra một suất điện động, hiện tượng này gọi là hiệu ứng quang điện. Do điện trường tích hợp mạnh trong vùng suy giảm của tiếp giáp PN, các điện tử và lỗ trống được tạo ra trong vùng suy giảm chuyển động ngược chiều nhau dưới tác dụng của trường tĩnh điện tích hợp, kết quả là rời khỏi vùng suy giảm. Hiệu điện thế vùng P tăng, điện thế vùng N giảm, ở hai đầu mối nối PN hình thành một suất điện động, đây là hiệu ứng quang điện của mặt tiếp giáp PN.
Tuổi thọ của pin năng lượng mặt trời là bao lâu?
Tuổi thọ của tấm pin năng lượng mặt trời được quyết định bởi chất liệu. Các tấm pin mặt trời silicon thường có tuổi thọ từ 15 đến 25 năm, tuy nhiên với sự ảnh hưởng của môi trường, vật liệu của tấm pin mặt trời sẽ bị lão hóa theo thời gian. Trong trường hợp bình thường, công suất sẽ bị suy giảm 30% sau 20 năm và 70% sau 25 năm.
Có thể sử dụng tấm pin mặt trời mà không cần pin không?
Tấm pin năng lượng mặt trời chỉ là thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện, không thể tích trữ năng lượng điện. Khi đèn sáng mạnh thì suất điện động lớn hơn, khi đèn sáng yếu chỉ sinh ra suất điện động nhỏ hơn. Điện áp đầu ra rất không ổn định và không thể cung cấp điện cho các thiết bị điện một cách bình thường. Thông qua mô-đun chuyển đổi điện áp, điện áp không ổn định do tấm pin năng lượng mặt trời tạo ra sẽ được chuyển đổi thành điện áp phù hợp để sạc pin, sạc pin. Thiết bị điện nhận được điện áp cung cấp tương đối ổn định từ pin.
Khi năng lượng mặt trời đang sạc pin, nó có thể cung cấp điện cho các thiết bị cùng một lúc không?
Trong trường hợp này, nguồn điện do các thiết bị sử dụng trước hết sẽ sử dụng trực tiếp nguồn điện từ pin mặt trời, phần còn lại sẽ được sạc vào pin. Ngược lại, nếu pin mặt trời không đủ điện thì nó sẽ lấy điện từ các tấm sạc
Sự khác biệt giữa việc sử dụng pin mặt trời ở miền Nam và miền Bắc là gì?
Hiệu suất của quá trình phát điện quang điện mặt trời bị ảnh hưởng bởi lượng bức xạ mặt trời. Ở những vùng có vĩ độ cao, góc độ cao của mặt trời sẽ nhỏ hơn và cường độ bức xạ của mặt trời sẽ yếu hơn; ở những nơi có vĩ độ thấp, góc độ cao của mặt trời sẽ lớn hơn, do đó cường độ bức xạ của mặt trời sẽ mạnh hơn, vì vậy ở vĩ độ In các khu vực thấp, hiệu suất phát điện mặt trời sẽ cao hơn.
Càng lên cao, không khí càng loãng, độ trong của khí quyển càng cao và bức xạ ánh sáng mặt trời xuống mặt đất càng mạnh. Do đó, càng lên cao, năng lượng bức xạ mặt trời càng lớn, càng thích hợp cho việc phát điện quang điện mặt trời.
Giờ nắng cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng lượng mặt trời trên mặt đất. Nói chung, nếu thời gian có nắng dài thì tổng bức xạ mặt trời mà mặt đất nhận được càng nhiều.
Tấm pin mặt trời có thể sử dụng đèn chiếu sáng trong nhà để tạo ra điện không?
Pin mặt trời silicon vô định hình có thể tạo ra điện dưới ánh sáng trong nhà, nhưng khả năng phát điện yếu hơn nhiều so với điều kiện tiêu chuẩn. Thường được sử dụng trong các sản phẩm điện tử nhỏ được sử dụng trong nhà hoặc trong môi trường có cường độ ánh sáng thấp, chẳng hạn như máy tính, đồng hồ điện tử, đu quay, cân trọng lượng điện tử, đồng hồ đo tốc độ điện tử, báo động ô tô, v.v.
Xem thêm: Máy biến áp là gì? Các câu hỏi liên quan đến máy biến áp
