Các tấm pin mặt trời tạo ra điện như thế nào?

Quá trình tạo ra năng lượng mặt trời có thể là một chủ đề hơi bí ẩn đối với một số người. Đừng lo lắng, chúng tôi ở đây để giúp bạn dễ dàng tìm hiểu cách các tấm pin mặt trời tạo ra điện như thế nào?.

Các thành phần năng lượng mặt trời cơ bản

Bước đầu tiên để biết cách hoạt động của các tấm pin mặt trời là bạn cần phải hiểu cách chúng được tạo ra như thế nào. Nhiều người trong số họ sử dụng silicon như một vật liệu để làm chất bán dẫn, một trong những nguyên tố phổ biến nhất được tìm thấy trong nên công nghiệp của chúng ta. Kể từ khi tạo ra các tinh thể silicon có chất lượng phù hợp là một quá trình khó khăn và tốn kém.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời tại nhà thường được xây dựng tương tự, nhưng ít tốn kém vật liệu hơn trong quá trình lắp đặt. Giống như đồng, indi, gali và selenua (CIGS); chúng không hiệu quả như silicon chất lượng cao, nhưng vẫn có thể cung cấp đủ lượng năng lượng cho hoạt động – với một chi phí hợp lý – cho hầu hết các nhu cầu lắp đặt về nhà ở. Đó là một lựa chọn khá thông minh để có thể tiết kiệm được khá nhiều.

Trong quá trình sản xuất, một lượng nhỏ các nguyên tố khác được giới thiệu để thay đổi điện tích của các nguyên tử silicon. Điều này dẫn đến dải silicon âm (n-type) âm có thêm một electron và silicon dương (p-type) thiếu một electron. Đừng quá ngạc nhiên khi có hiện tượng này vì khi chúng kết hợp với nhau, hai loại silicon này tạo thành một tế bào quang điện – và khi nhiều tế bào quang điện được đặt dưới kính một cách đồng thời. Chúng cung cấp cho chúng ta các tấm pin mặt trời được lắp đặt hiện nay trên các mái nhà hay các hệ thống dưới đất với quy mô lớn.

Bên trong mỗi tấm pin mặt trời, có một tấm kim loại dẫn điện kết nối với dây dẫn đến một bộ kết hợp hợp nhất. Một thiết bị được sử dụng để thu năng lượng thông qua một biến tần, nơi dòng điện tự nhiên trực tiếp của năng lượng được thay đổi thành dòng điện xoay chiều cần thiết để cấp nguồn cho các cấu trúc nhân tạo.

Biến năng lượng mặt trời thành điện

Ánh sáng mặt trời là một dạng năng lượng bao gồm: các hạt vô hình được gọi là photon, có năng lượng, nhưng không có khối lượng còn lại. Khi photon tiếp xúc với các hạt khác, năng lượng mở rộng theo nhiều cách tùy thuộc vào loại nguyên tử mà chúng chạm vào. Hầu hết thời gian, nhiệt được tạo ra khi điều này xảy ratrogn quá trình va chạm vào nhau.

Mặt khác, điện được tạo ra khi các electron vòng tròn nguyên tử 2, lý do đằng sau lý do tại sao các tế bào quang điện chứa các vật liệu có điện tích khác nhau. Khi mặt trời chiếu ánh sáng vào một tinh thể silicon, các electron bên trong nó bắt đầu nhảy lên và xuống. Và cuối cùng, một số trong số các electronsẽ bị phá vỡ chuyển thành thể tự do và di chuyển bên trong. Các electron silicon loại n tìm kiếm các electron silicon loại p để thay thế các electron bị thiếu trong các nguyên tử của chúng – tạo ra dòng điện từ chuyển động của các electron này.

Chất lượng bán dẫn tuyệt vời của silic (và các vật liệu có thể so sánh) làm cho nó có thể duy trì sự mất cân bằng điện tử không đổi. Có nghĩa là, một nguồn cung cấp năng lượng mặt trời ổn định sẽ có sẵn trong tay mỗi khi các photon chạm vào các tấm pin mặt trời – một dòng điện được thu thập bởi các dây dẫn và được mang đi khắp hệ thống. Điều đó không quá phức tạp, phải không?

4 yếu tố ảnh hưởng với quá trình sản xuất điện mặt trời

Bạn đã giải quyết được câu đố sản xuất năng lượng mặt trời. Vâng! Bây giờ, điều quan trọng là phải nhận thức được các yếu tố phải được xem xét cẩn thận trước, trong và sau khi thiết kế và lắp đặt bất kỳ hệ thống năng lượng mặt trời nào. Dưới đây là bốn yếu tố ảnh hưởng cần chú ý khi lắp đặt hệ thống năng lượng nổi tiếng:

1. Hiện tượng bóng che (SHADING): Bạn có thể đã biết điều này, nhưng các tấm pin mặt trời có bóng che sẽ không tạo ra cùng một lượng năng lượng như trong ánh sáng mặt trời trực tiếp. Vì vậy, nếu mái nhà của bạn bị thiếu ánh sáng bởi những cây không thể cắt tỉa hoặc các thành phần không thể tháo rời. Thì năng lượng mặt trời có thể không phải là giải pháp tốt nhất cho bạn để có thể lắp đặt hệ thống năng lượng như thế này. Hiện nay có rất nhiều giải pháp để có thể áp dụng khắc phục sự ảnh hưởng hiện tượng SHADING tại các nhà cung cấp bạn có thể nhờ họ tư vấn cho mình.

2. Sử dụng theo thời tiết: Giống như thời tiết, sản xuất năng lượng mặt trời thay đổi theo từng ngày và theo từng tháng. Một ngày nhiều mây, mùa đông 4 sẽ không hiệu quả như một mùa hè đầy nắng. Điều quan trọng ở đây là tập trung vào hình ảnh đầy nắng quanh năm.

Ví dụ: Đôi khi tuyết có thể phản chiếu ánh sáng và cải thiện hiệu suất PV. Vì vậy, trong thực tế, một tháng lạnh sẽ chỉ trở thành một sự cảng trở nếu các tấm được phủ bằng mây và mưa.

3. Hệ thống cố định Tilt nghiêng hệ thống lắp điều chỉnh: Không giống như một nhà máy sản xuất pin lớn, tấm pin mặt trời có thể được hưởng lợi từ độ nghiêng tốt khi đón được ánh năng mặt trời. Các vị trí, hướng nhà của bạn đang phải đối mặt với ánh sáng, và thậm chí cả sân thượng của bạn, có một tác động sâu sắc về cách một hệ thống hoạt động. Lý tưởng nhất, các tấm pin mặt trời phải ở cùng góc với vĩ độ nơi chúng được gắn có độ dốc từ 30-45 độ thường hoạt động tốt trong hầu hết các tình huống.

4. Hệ thống chuyển động theo góc phương vị : Góc phương vị là hướng la bàn từ nơi ánh sáng mặt trời tới. Vào buổi trưa mặt trời, ánh sáng mặt trời đến từ phía nam ở bán cầu bắc và từ phía bắc ở bán cầu nam. Góc phương vị sai có thể làm giảm sản lượng năng lượng của một PV năng lượng mặt trời lên tới 35%. Khá nhiều! May mắn thay, các nhà thiết kế hệ thống của chúng tôi có xu hướng sử dụng một góc phương vị của một trong hai số không hoặc đối diện với đường xích đạo để tránh bất kỳ vấn đề nào.