Bằng cách nào tấm pin năng lượng mặt trời tạo ra nguồn điện xanh? - ECCHCMC

Sở hữu tấm pin năng lượng mặt trời giúp tiết kiệm 70% chi phí so với chỉ sử dụng lưới điện quốc gia. Vậy "nguồn điện xanh" có cấu tạo và nguyện lý hoạt động ra sao ?

Tấm pin năng lượng mặt trời

Giải pháp thông minh nhất với chi phí hợp lý nhất.
Tìm hiểu cấu tạo của pin mặt trời bạn không thể bỏ qua
19/04/2019 - 11:04:49 AM | 325
Tấm pin năng lượng mặt trời chứa các tế bào quang điện có khả năng chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành dòng điện. Đây là một phát minh đột phá mang đến "dòng điện xanh", khai thác tài nguyên thiên nhiên mà vẫn bảo vệ môi trường. Vậy để hiểu hơn về chất lượng hệ thống điện mặt trời, ta cần hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó.
Tấm pin năng lượng mặt trời - ECCHCMC
Pin năng lượng mặt trời - ECCHCMC

Cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời

Một tấm pin năng lượng mặt trời bao gồm 60 - 72 tế bào quang điện. Trên bề mặt mỗi tế bào quang điện chứa cảm biến ánh sáng đi ốt quang. Chính những cảm biến này đã làm biến đổi nguồn năng lượng từ ánh sáng thành điện năng. Tuổi thọ của các tấm pin mặt trời có thể lên đến hơn 30 năm. Chúng có khả năng tạo ra nguồn điện mạnh, ổn định không hề thua kém lưới điện quốc gia, thậm chí còn thân thiện với môi trường và tiết kiệm hơn gấp nhiều lần. 
 

Silic là chất bán dẫn quan trọng trong cấu tạo của pin mặt trời. Người ta tạo chất bán dẫn thành 2 loại dương (P) và âm (N) sau đó ghép chúng với nhau để có được tiếp xúc P/N. Chất bán dẫn loại n có tạp chất thuộc nhóm nguyên tố V. Các nguyên tử này dùng 4 electron tạo liên kết và một electron lớp ngoài liên kết lỏng lẻo với nhân làm nhiệm vụ dẫn chính. Chất bán dẫn loại p có tạp chất là các nguyên tố thuộc nhóm III, dẫn điện chủ yếu bằng các lỗ trống. 


Các tế bào quang điện trên tấm pin mặt trời sẽ tạo ra một dòng điện DC có khả năng biến đổi tỷ lệ thuận với kích thước và lượng bức xạ mặt trời rơi trên tấm silicon. Các tấm pin mặt trời này sẽ không lưu trữ năng lượng nhưng sẽ tạo ra điện áp đầu ra cố định khoảng 0,5 – 0,6V

Cấu tạo pin mặt trời - ECCHCMC
Cấu tạo pin mặt trời

Nguyên lý tạo ra dòng điện của pin mặt trời

Photon là lượng bức xạ có trong ánh nắng mặt trời. Khi photon va chạm trực tiếp vào các mảnh silic sẽ xảy ra 2 trường hợp: 

  • Trường hợp 1: Khi năng lượng của photon thấp hơn năng lượng đủ để đưa các hạt electron lên mức năng lượng cao hơn, photon sẽ trực tiếp xuyên qua mảng Silic.

  • Trường hợp 2: Khi năng lượng của photon lớn hơn năng lượng để đưa electron lên mức năng lượng cao hơn, các hạt photon được hấp thụ bởi mảng silic. 


Nếu như các hạt photon được mảng silic hấp thụ như trong trường hợp 2 thì năng lượng của nó sẽ được truyền đến các hạt electron nằm bên ngoài cùng của tấm pin mặt trời. Electron được kích thích trở thành điện dẫn và di chuyển tự do trong bán dẫn. Khi đó nguyên tử thiếu 1 electron được gọi là chỗ trống. Cứ như vậy các hạt electron liên tục dịch chuyển và liên tục điền vào chỗ trống sẽ di chuyển xuyên suốt mạch bán dẫn. Từ đó tạo ra dòng điện.

Mô tả nguyên lý tạo ra dòng điện từ năng lượng ánh sáng của tấm pin mặt trời

>>> Xem thêm: Cách bảo vệ tấm pin năng lượng mặt trời áp mái


Các loại pin năng lượng mặt trời tốt nhất 


Hầu hết các loại pin năng lượng mặt trời đều được chế tạo từ silic dạng tinh thể. Chúng được chia thành 3 loại sau đây: 


Tấm pin năng lượng mặt trời Mono đơn tinh thể ( Monocrystalline )


Tấm pin Monocrystalline mang đến hiệu suất cao nhất cũng như có mức giá bán đắt tiền nhất hiện nay. Với chất liệu được cắt từ các thỏi silic hình ống, các tấm đơn tinh thể có các mặt trốn ở góc nối các module. Bên cạnh đó, nhờ sản xuất theo quy trình czochralski, cho đến nay, vẫn chưa có sản phẩm nào có thể đánh bại được hiệu suất chuyển đổi điện năng từ bức xạ mặt trời và độ bền của pin Mono đơn tinh thể.
 

Tấm pin năng lượng mặt trời Mono đơn tinh thể ( Monocrystalline )


Tấm pin năng lượng mặt trời Poly đa tinh thể ( Polycrystalline )


Loại pin Polycrystalline được chế tạo từ các thỏi silic. Người ta nung nóng chảy các thỏi silic sau đó cẩn thận làm nguội và làm rắn lại. So với tấm pin Mono, loại pin mặt trời đa tinh thể này có mức giá rẻ hơn. Hiệu suất sử dụng cũng không bằng.
 

Tấm pin năng lượng mặt trời Poly đa tinh thể ( Polycrystalline )

Tấm pin năng lượng mặt trời dạng mỏng


Pin mặt trời dạng mỏng làm từ các dải silic tạo ra từ miếng phim mỏng silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể. Với mức giá thành rẻ nhất, hiệu suất chuyển đổi bức xạ mặt trời thành điện năng cũng thấp hơn hẳn so với hai loại pin Mono và Poly. 
 

Tấm pin năng lượng mặt trời dạng mỏng


Trên đây là những thông tin quan trọng giúp bạn hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý tạo ra "nguồn điện xanh". Ngoài ra, nếu bạn đang có bất kỳ thắc mắc nào hoặc muốn được tư vấn cụ thể để tìm cho mình một tấm pin năng lượng mặt trời phù hợp nhất hãy liên hệ ngay với ECCHCMC để được tư vấn MIỄN PHÍ !

Tin liên quan