Pin năng lượng mặt trời là một hệ thống quang điện được tạo thành từ các mô-đun quang điện (PV) được ghép nối ở nhiều điện áp và công suất khác nhau. Chúng thu thập năng lượng và biến ánh nắng mặt trời thành điện năng, cung cấp năng lượng cho cuộc sống hàng ngày và sản xuất. Vậy cấu tạo của pin mặt trời là gì? Nguyên tắc hoạt động là gì? Hãy cùng theo dõi những chia sẻ của LEDSAIGON dưới đây nhé!
Nhiều cá nhân không ngừng quan tâm tìm hiểu thêm về cấu trúc của các tấm pin mặt trời. Đơn giản vì tấm pin mặt trời là thành phần đầu tiên và quan trọng nhất của hệ thống điện năng lượng mặt trời. Dịch vụ lắp đặt năng lượng mặt trời đang có nhu cầu cao, với nhiều loại pin mặt trời có sẵn từ một số công ty lớn và nhỏ.
Vật liệu làm pin năng lượng mặt trời là gì?
Vật liệu pin năng lượng mặt trời (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) – là phần tử bán dẫn có thành phần chính là silic tinh khiết – có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang. Các tế bào quang điện này được bảo vệ bởi một tấm kính trong suốt ở mặt trước và một vật liệu nhựa ở phía sau.
Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để tạo tấm pin mặt trời.
Hiện nay, vật liệu làm pin năng lượng mặt trời chủ yếu là các silic tinh thể, với 3 loại:
- Đơn tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Đơn tinh thể loại này có hiệu suất tới 16%.
- Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc – đúc từ silic nung chảy cẩn thận được làm nguội và làm rắn. Các pin này thường rẻ hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém hơn. Tuy nhiên, chúng có thể tạo thành các tấm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn đơn tinh thể bù lại cho hiệu suất thấp của nó.
- Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh thể. Loại này thường có hiệu suất thấp nhất và giá rẻ nhất.
Cấu tạo của pin năng lượng mặt trời
Cấu trúc của các lớp trong pin mặt trời Solar Panel.
Lớp pin mặt trời bên trong
Như đã nói trước đây, các thành phần thiết yếu là tế bào quang điện, thu thập ánh sáng mặt trời và biến nó thành điện năng.
Các tế bào tinh thể silicon này có thể là đơn tinh thể (được gọi là Pin Mono) hoặc đa tinh thể (được gọi là Pin Poly), tùy thuộc vào phương pháp sản xuất của công ty pin mặt trời.
Các tiêu chí kỹ thuật chính bao gồm kích thước, màu sắc, số lượng tế bào và quan trọng nhất là hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời.
Hiện nay, loại pin phổ biến nhất là loại pin đa tinh thể, có hiệu suất chuyển đổi khoảng 17,6% và có thể tạo ra pin mặt trời 250W sử dụng 60 cell. Các tế bào này được kết nối thông qua một dây đồng mỏng phủ hợp kim thiếc.
Lớp kính phía trước của pin mặt trời
Kính phía trước của pin mặt trời là thành phần nặng nhất. Nó bảo vệ và đảm bảo độ bền của toàn bộ tấm pin mặt trời trong khi vẫn giữ được độ trong suốt tuyệt vời. Độ dày của lớp này thường là 3,3 mm, mặc dù nó có thể thay đổi từ 2 mm đến 4 mm tùy thuộc vào loại kính mà nhà sản xuất pin sử dụng. Chất lượng độ cứng, độ truyền quang phổ và khả năng truyền ánh sáng đều là những yếu tố quan trọng cần xem xét. Pin càng tốt thì kính trước hấp thụ ánh sáng càng tốt và phản chiếu ít hơn.
Tấm đế pin
Mặt sau của pin mặt trời được làm bằng nhựa, có tác dụng ngăn cách điện, bảo vệ và che chở cho tế bào PV khỏi thời tiết và độ ẩm. Tấm cụ thể này thường có màu trắng và có sẵn ở dạng cuộn hoặc tờ. Các nhãn hiệu pin khác nhau có thể khác nhau về độ dày, màu sắc và việc sử dụng các vật liệu chuyên dụng để cải thiện khả năng che chắn hoặc độ bền cơ học.
Vật liệu đóng gói hoàn chỉnh cho pin mặt trời.
Một trong những yếu tố quan trọng nhất là chất đóng gói, là chất keo kết nối nhiều lớp của pin mặt trời. Chất bao bọc phổ biến nhất là EVA (ethylene vinyl acetate). Nó là một loại polymer mờ đục có dạng cuộn. Nó phải được cắt thành tấm và đặt trước và sau pin mặt trời. Khi tiếp xúc với sức nóng của quá trình nấu chân không, loại polymer độc đáo này biến thành chất kết dính trong suốt kết nối các pin mặt trời. Chất lượng của quy trình này, được gọi là cán màng, duy trì tuổi thọ của tấm đồng thời ảnh hưởng đến khả năng truyền ánh sáng, thời gian xử lý và khả năng chống lại hiện tượng ố vàng do tia cực tím gây ra.
Khung bảng năng lượng mặt trời
Khung là một trong những phần cuối cùng được xây dựng. Nó thường được làm bằng nhôm và phục vụ mục đích đảm bảo độ bền của bảng điều khiển.
Đối với các ứng dụng chuyên dụng, tấm không khung hoặc giải pháp nhựa độc đáo cũng có sẵn. Những giải pháp này thường bao gồm việc sử dụng hệ thống nền và công nghệ kính thủy tinh.
Nguyên lý hoạt động của tấm pin năng lượng mặt trời
Khi một photon chạm vào một miếng silicon, một trong hai điều có thể xảy ra:
- Photon có thể di chuyển xuyên qua thành phần silicon. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon không đủ để nâng electron lên mức năng lượng cao hơn.
- Silicon hấp thụ năng lượng của photon. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon vượt quá năng lượng cần thiết để nâng electron lên mức năng lượng cao hơn.
Khi một photon được hấp thụ, nó sẽ truyền năng lượng cho các electron trong mạng tinh thể. Khi các electron được cấp năng lượng, chúng trở thành chất dẫn điện. Những electron này có thể di chuyển tự do khắp chất bán dẫn. Do đó, nguyên tử sẽ thiếu một electron, được gọi là "lỗ trống". Lỗ trống này tạo điều kiện cho các electron của nguyên tử xung quanh chảy vào lấp đầy "lỗ trống", dẫn đến nguyên tử lân cận có một "lỗ trống". Tương tự, các “lỗ” di chuyển xung quanh mạch bán dẫn.
Thứ duy nhất chuyển động trong pin mặt trời là các electron, chúng sẽ quay trở lại vị trí ban đầu. Không có gì hao mòn hoặc cạn kiệt, do đó pin mặt trời có thể tồn tại trong nhiều thập kỷ.
Để dẫn điện, một photon phải có nhiều năng lượng hơn mức cần thiết để kích thích electron ngoài cùng. Tần số của mặt trời thường tương đương với 6000°K, do đó silicon hấp thụ phần lớn bức xạ mặt trời. Tuy nhiên, phần lớn năng lượng mặt trời được chuyển thành năng lượng nhiệt chứ không phải là điện năng có thể sử dụng được.
Pin năng lượng mặt trời có tuổi thọ là bao lâu?
Như đã nêu trước đây, Electron là hạt duy nhất di chuyển trong pin mặt trời và quay trở lại vị trí ban đầu. Tuổi thọ của pin năng lượng mặt trời có thể dao động từ 30 đến 50 năm hoặc hơn, tùy thuộc vào loại. Tuy nhiên, không phải tất cả pin năng lượng mặt trời đều có tuổi thọ như nhau. Nó được xác định bởi nhiều yếu tố, bao gồm thương hiệu, kỹ thuật lắp đặt và chức năng.
Thông thường, các nhà sản xuất pin năng lượng mặt trời cung cấp hai loại bảo hành: bảo hành thiết bị và bảo hành hiệu suất.
- Thời gian bảo hành thiết bị: 10–12 năm
- Thời gian bảo hành hiệu suất: lên tới 25–30 năm
Hầu hết các nhà sản xuất đều hứa hẹn tỷ lệ suy giảm hiệu suất tối đa là 10% trong 10 đến 12 năm đầu và 20% sau 25 năm hoạt động.
Tăng tuổi thọ pin của mặt trời bằng cách nào?
Để kéo dài tuổi thọ của pin năng lượng mặt trời, hãy nhấn mạnh đến sản phẩm pin mặt trời đích thực do các công ty nổi tiếng sản xuất khi lựa chọn thiết bị. Bạn có thể mua sản phẩm pin năng lượng mặt trời TẠI ĐÂY:
- Lắp đặt đúng hướng, với độ nghiêng lý tưởng.
- Đảm bảo khoảng cách tối ưu giữa các dãy pin.
- Lắp đặt chính xác và đầy đủ các phụ kiện như khung kim loại, kính cường lực.
Lý tưởng nhất là việc lắp đặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời phải được xử lý bởi các chuyên gia lành nghề và giàu kinh nghiệm tại một công ty xây dựng năng lượng mặt trời có uy tín để đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn.
Bạn cũng phải thường xuyên giữ cho thiết bị hoạt động tốt. Bạn phải đảm bảo rằng thiết bị không tích tụ quá nhiều bụi, lá hoặc mảnh vụn. Để đảm bảo hệ thống hoạt động tốt, chủ nhà/chủ đầu tư nên theo dõi sản lượng điện hàng ngày hoặc hàng tuần.
LEDSAIGON luôn tư vẫn nhiệt tình, hướng dẫn lắp đặt và phục vụ tốt nhất cho quý khách.
CÔNG TY CỔ PHẢN CÔNG NGHỆ ĐIỆN SÀI GÒN
Mọi chi tiết và thắc mắc xin liên hệ Địa chỉ: 68 Nguyễn Huệ, P. Bến Nghé, Quận 1, TPHCM
Văn phòng: 22A Nguyễn Văn Tố, P. Tân Thành, Q. Tân Phú, Thành Phố Hồ Chí Minh.
Hotline: (028) 667.53111-(028) 224.71717
Email: Sales@ledsaigon.vn - Website: www.ledsaigon.vn