Hiện nay, pin mặt trời không còn gì xa lạ với chúng ta nữa, thế bạn đã biết về nguyên lý phát điện của pin mặt trời chưa? Để hiểu rõ hơn về cách vận hành của pin mặt trời, hãy theo dõi ngay bài viết dưới đây!
1. Pin mặt trời là gì?
Pin mặt trời chính là tấm pin năng lượng mặt trời mà chúng ta thường thấy được lắp đặt trên mái nhà của các hộ gia đình. Pin được thiết kế hiện đại có cấu trúc gồm nhiều tấm quang điện. Tấm quang điện sẽ giúp chuyển đổi năng lượng ánh nắng mặt trời thành năng lượng điện. Nó được xếp theo dạng mô hình lưới trên bề mặt của pin mặt trời.
2. Các bộ phận chính của pin mặt trời
Cấu tạo của pin mặt trời gồm 8 phần chính. Mỗi bộ phận có chức năng khác nhau, được vận hành dựa theo nguyên lý phát điện của pin mặt trời.
Dưới đây là các phần chính của pin mặt trời:
Khung pin: Là vỏ bên ngoài của tấm pin, có chức năng bảo vệ các bộ phận bên trong của pin và bảo vệ người sử dụng.
Kính bề mặt (thường làm dạng cường lực): Kính có tác dụng bảo vệ tấm pin dưới tác động của thời tiết khắc nghiệt.
Lớp kết dính: Lớp này có chức năng hấp thụ ánh nắng và bảo vệ pin khỏi những tác nhân như bụi bẩn, hơi ẩm.
Tế bào quang điện: Đây là lớp solar cell, các tế bào này cấu tạo nên pin năng lượng mặt trời.
Tấm pin phía sau: Tấm pin này có tác dụng cách điện, bảo vệ pin và có thể chống độ ẩm. Tấm pin này được đặt mặt sau của pin mặt trời. Nó có thể được làm bằng nhiều chất liệu phía sau.
Hộp dây nối: Được lắp đặt ở phía sau. Đây chính là nơi chuyển hóa năng lượng thành điện.
Cáp điện một chiều: Được thiết kế để cách điện DC tốt. Đây là loại cáp chuyên dùng cho dòng điện năng lượng mặt trời.
Đầu nối MV4: Đây là đầu nối để kết nối giữa các tấm pin lại với nhau. Chúng được gắn với nhau dễ dàng qua các jack cắm.
3. Nguyên lý phát điện của pin mặt trời
Để giải thích nguyên lý phát điện của pin năng lượng mặt trời thì phải giải thích nguyên lý của một đơn vị nhỏ hơn là tế bào quang điện (solar cell). Như đã biết, một tế bào quang điện sẽ dùng hai lớp silic khác nhau. Đó là loại N và loại P. Loại N sẽ có trong các electron thừa, còn loại P là lỗ trống cho các electron thừa.
Tại điểm chạm giữa N và P, electron có thể di chuyển qua P/N để trở thành điện tích (+) ở một mặt. Đồng nghĩa mặt kia sẽ có điện tích (-).
Ánh sáng thực tế là những hạt nhỏ li ti được gọi trong khoa học là hạt photon. Hạt này được bắn ra từ phía mặt trời - ánh nắng.
Một trong các hạt nhỏ này đập vào tế bào điện quang với lượng năng lượng đủ thì chuyện gì sẽ xảy ra? Lúc này, nó sẽ đánh bật một electron khỏi liên kết, để lại một lỗ trống.
Khi đó, electron (+) và lỗ trống (-) có thể tự do di chuyển. Nhưng chúng có thể sẽ đi theo một hướng nhất định. E sẽ bị hút về N còn lỗ trống bị hút về P.
Các electron sẽ được hấp thụ ở các lá kim loại tại đỉnh solar cell. Tiếp theo, chúng đi vào mạch chức năng chuyển đổi trước khi trở lại tấm nhôm ở phía sau.
Electron chính là chủ thể duy nhất chuyển động trong solar cell và có thể quay lại nơi xuất phát. Solar cell là vô tận, chẳng thứ gì có thể làm cạn kiệt nó. Chính vì thế nó đã có từ lâu đời, và có thể tồn tại lâu dài. Tuổi thọ của nó lên tới hàng chục năm.
Dòng điện được tạo ra từ pin mặt trời là dòng điện một chiều (ký hiệu là DC). Muốn sử dụng các thiết bị bình thường, bạn phải chuyển điện từ DC thành điện xoay chiều (ký hiệu là AC). Lúc này, chúng ta cần đến inverter.
4. Những lợi ích khi sử dụng điện mặt trời
Nguyên lý phát điện của pin năng lượng mặt trời khá đơn giản. Thế nhưng lợi ích nó mang lại nhiều hơn bạn tưởng. Dưới đây là những lợi ích to lớn của việc sử dụng điện mặt trời mà bạn nên biết:
Tiết kiệm tiền điện hàng tháng cho gia đình/ doanh nghiệp (có thể lên đến 90%). Thậm chí, bạn còn không cần phải sử dụng điện lưới cho việc sinh hoạt và sản xuất hàng ngày
Hệ thống điện mặt trời rất an toàn với mọi người. Ngoài ra hệ thống này rất ổn định trong mọi hoàn cảnh.
Bạn không cần lo lắng việc cúp điện, chập hiện của điện lưới
Lắp đặt đơn giản, không gây ồn ào, không tốn diện tích
Một lần lắp, bạn có thể sử dụng rất lâu (có thể lên đến 35 năm)
Trong quá trình dùng, bạn không cần chi trả bất cứ chi phí bảo dưỡng nào
Hệ thống pin mặt trời sẽ giúp gia đình bạn trở nên hiện đại hơn
Việc dùng hệ thống điện mặt trời, chính bạn cũng đang góp phần cho việc bảo vệ môi trường.
5. Tạm kết
Khép lại bài viết về nguyên lý phát điện của pin mặt trời. Bạn đã hiểu rõ hơn về hoạt động và cách vận hành của pin năng lượng mặt trời hay chưa? Hãy theo dõi ngay GREEN IN để nhận được thêm nhiều thông tin bổ ích!