Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời

Pin năng lượng mặt trời là hệ thống quang điện được tạo ra từ các mô-đun quang điện (PV) gồm các tế bào quang điện (Solar cell) kết nối với nhau ở các điện áp và công suất khác nhau. Chúng đóng vai trò hấp thu năng lượng và chuyển đổi quang năng thành điện năng, cung cấp cho các hoạt động phục vụ sinh hoạt, sản xuất. Vậy pin mặt trời có cấu tạo như thế nào? Nguyên lý hoạt động của nó ra sao?…. Theo dõi những chia sẻ dưới đây của VŨ SƠN SOLAR nhé!

NHẬN BÁO GIÁ – Hotline – 0908 936 736

Pin năng lượng mặt trời

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:

    1. Đơn tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình Czochralski. Đơn tinh thể loại này có hiệu suất tới 16%.
    2. 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.
    3. 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 tạo tấm pin năng lượng mặt trời
cấu tạo pin mặt trời

Lớp tế bào quang điện Solar Cells bên trong

Tế bào quang điện (solar cells) – là phần tử bán dẫn có thành phần chính là silic tinh khiết. Các tế bào tinh thể silic này có thể là đơn tinh thể hoặc đa tinh thể, tùy theo quy trình sản xuất của từng hãng pin mặt trời.

Các đặc tính kỹ thuật chính là: kích thước, màu sắc, số lượng tế bào – Cells pin và hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời. Hiện nay, các tế bào Cells pin phổ biến nhất là các tế bào đơn tinh thể Mono với hiệu suất chuyển hóa khoảng 21%, tạo ra một pin mặt trời 450Wp với 144 cells. Thậm chí, các nhà sản xuất đang dần hoàn thiện và thương mại các tấm pin có công suất lên đến 600Wp trong thời gian tới. Các tế bào Cells này được liên kết với nhau bằng một dây đồng mỏng được phủ một hợp kim thiếc.

Lớp kính cường lực trước của tấm pin năng lượng mặt trời

Lớp kính cường lực có chức năng bảo vệ và đảm bảo độ bền cho tấm pin năng lượng mặt trời. Độ dày của lớp này thường là 3,3mm nhưng nó có thể dao động từ 2mm – 4mm tùy thuộc vào loại kính cường lực mà hãng sản xuất pin đó chọn. Pin mặt trời càng tốt thì lớp kính này sẽ hấp thu ánh sáng tốt hơn, phản xạ ánh sáng ít hơn.

Tấm nền của tấm pin năng lượng mặt trời

Tấm nền mặt sau của pin mặt trời được làm từ một vật liệu nhựa có chức năng cách điện, bảo vệ và che chắn các tế bào PV khỏi thời tiết và độ ẩm. Các loại pin sẽ có sự khác nhau về độ dày, màu sắc, độ bền cơ học,…

Vật liệu đóng gói hoàn thiện pin mặt trời (Lớp màng EVA)

Nó là một polymer đục mờ được đóng theo cuộn. Lớp màng EVA có công dụng kết dính solar cell với lớp kính cường lực phía trên và tấm nền phía dưới. Ngoài ra, nó còn có tác dụng hấp thụ và bảo vệ solar cell. Vật liệu EVA có khả năng chịu đựng nhiệt độ khắc nghiệt và có độ bền cực kỳ cao.

Khung nhôm

Một trong những phần cuối cùng được lắp ráp pin mặt trời là khung. Nó thường được làm bằng nhôm và có chức năng đảm bảo độ bền cho tấm pin. Khung nhôm có chức năng tạo ra một kết cấu đủ cứng để tích hợp solar cell và các bộ phận khác lên. Khung nhôm có thể bảo vệ và cố định các thành phần bên trong trước tải trọng gió lớn và ngoại lực tác động bên ngoài.

Hộp đựng mối nối mạch điện pin mặt trời

Hộp nối có chức năng đưa các mối nối điện của mô đun pin mặt trời ra bên ngoài. Nó chứa các dây cáp để kết nối các tấm trong hệ thống. Khi chọn hộp nối, bạn nên chú ý đến chất lượng nhựa, độ tốt của khớp nối.

Có thể bạn quan tâm: Xử lý pin mặt trời hết hạn với các giải pháp “vàng”

Pin nang luong mat troi 2

Nguyên lý hoạt động của tấm pin năng lượng mặt trời

Khi một photon chạm vào mảnh silic, một trong hai điều sau sẽ xảy ra:

    • Photon truyền trực tiếp xuyên qua mảnh silic. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon thấp hơn năng lượng đủ để đưa các hạt electron lên mức năng lượng cao hơn.
    • Năng lượng của photon được hấp thụ bởi silic. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon lớn hơn năng lượng để đưa electron lên mức năng lượng cao hơn.nguyên lý tấm pin năng lượng mặt trời

Khi photon được hấp thụ, năng lượng của nó được truyền đến các hạt electron trong màng tinh thể. Khi electron được kích thích, trở thành dẫn điện. Các electron này có thể tự do di chuyển trong bán dẫn. Khi đó nguyên tử sẽ thiếu 1 electron và đó gọi là “lỗ trống”. Lỗ trống này tạo điều kiện cho các electron của nguyên tử bên cạnh di chuyển đến điền vào “lỗ trống”, và điều này tạo ra lỗ trống cho nguyên tử lân cận có “lỗ trống”. Cứ tiếp tục như vậy “lỗ trống” di chuyển xuyên suốt mạch bán dẫn.

nguyên lý tấm pin năng lượng mặt trời

Electron mang điện tích âm và lỗ trống mang điện tích dương nay có thể di chuyển tự do, nhưng bởi vì trường điện từ tại tiếp diện P/N nên chúng chỉ có thể đi theo một hướng. Electron bị hút về mặt N và lỗ trống bị hút về mặt P.

Các electron di động được thu thập ở các lá kim loại tại đỉnh solar cell (ribbon và các thanh busbar). Từ đây chúng đi vào mạch tiêu thụ thực hiện chức năng điện trước khi quay trở về lá nhôm ở mặt sau.

nguyên lý tấm pin năng lượng mặt trời

Electron là thứ duy nhất di chuyển trong solar cell và quay về nơi xuất phát. Chẳng có thứ gì hao mòn hay cạn kiệt nên solar cell có tuổi thọ lên tới hàng chục năm.

Một photon chỉ cần có năng lượng lớn hơn năng lượng đủ để kích thích electron lớp ngoài cùng dẫn điện. Tuy nhiên, tần số của mặt trời thường tương đương 6000°K, vì thế nên phần lớn năng lượng mặt trời đều được hấp thụ bởi silic. Tuy nhiên hầu hết năng lượng mặt trời chuyển đổi thành năng lượng nhiệt nhiều hơn là năng lượng điện sử dụng được.

 

nguyên lý tấm pin năng lượng mặt trời

Pin năng lượng mặt trời có tuổi thọ là bao lâu?

Như đã nói ở trên, Electron là thứ duy nhất di chuyển trong solar cell và quay về nơi xuất phát. Chẳng có thứ gì hao mòn hay cạn kiệt nên tuổi thọ của pin năng lượng mặt trời có thể lên tới 30 – 50 năm hoặc hơn, tùy loại. Tuy nhiên, tuổi thọ của mỗi loại pin mặt trời không giống nhau. Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thương hiệu, cách lắp đặt, vận hành,…

Thông thường, các nhà sản xuất pin năng lượng mặt trời thường có 2 loại bảo hành là bảo hành thiết bị và bảo hành hiệu suất.

    1. Thời gian bảo hành thiết bị: 10 – 12 năm
    2. Thời gian bảo hành hiệu suất: lên tới 25 – 30 năm

Hầu hết các nhà sản xuất đều đảm bảo tỷ lệ suy giảm hiệu suất tối đa là 10% trong 10 – 12 năm đầu; 20% sau 25 năm sử dụng.

Xem thêm: Báo giá lắp điện mặt trời tại Quảng Ngãi cập nhật 2022

Tăng tuổi thọ pin năng lượng mặt trời bằng cách nào?

Để tăng tuổi thọ pin mặt trời, ngay từ khâu chọn thiết bị, bạn ưu tiên chọn các sản phẩm tấm pin năng lượng mặt trời chính hãng, được sản xuất từ các thương hiệu nổi tiếng. Bạn có thể tham khảo các sản phẩm pin mặt trời TẠI ĐÂY:

Bên cạnh đó, khi lắp đặt, bạn cần:

    • Lắp đúng hướng, có độ nghiêng tối ưu
    • Đảm bảo khoảng cách tốt nhất giữa các dãy pin
    • Lắp đúng và đủ các phụ kiện như khung nhôm, kính cường lực,…
    • Tốt nhất, việc lắp đặt pin mặt trời phải được thực hiện bởi các kỹ thuật viên có chuyên môn, nhiều kinh nghiệm ở đơn vị thi công điện mặt trời uy tín nhằm đảm bảo đúng chuẩn.

Ngoài ra, bạn cần bảo trì bảo dưỡng thiết bị đúng định kỳ. Bạn cần đảm bảo thiết bị không bám nhiều bụi hoặc lá cây, rác… Chủ nhà/ chủ đầu tư nên theo dõi sản lượng điện sản xuất mỗi ngày/mỗi tuần để đảm bảo hệ thống hoạt động tốt.

Giá tấm pin năng lượng mặt trời?

Mỗi loại pin năng lượng mặt trời có giá thành khác nhau. Giá của các tấm pin năng lượng mặt trời sẽ tỉ lệ thuận với hiệu suất của nó. Tùy theo nhu cầu sử dụng và điều kiện địa lý mà quý khách hàng có thể đưa ra cho mình những lựa chọn tốt nhất với mức giá phù hợp nhất.

Pin năng lượng mặt trời

VŨ SƠN SOLAR – Công ty lắp đặt, cung cấp thiết bị điện mặt trời uy tín toàn quốc

Với nhiều năm kinh nghiệm, VŨ SƠN SOLAR là chuyên gia trong lĩnh vực: tư vấn, thiết kế, cung cấp & thi công hệ thống điện năng lượng mặt trời. Chúng tôi là tổng thầu thi công điện mặt trời áp mái cho dân dụng, công nghiệp, nhà máy và trang trại năng lượng mặt trời,…

Tính đến cuối năm 2020, VŨ SƠN SOLAR đã thi công hơn 15MWp, đạt tiêu chuẩn ISO 9001:2015, cam kết mang đến khách hàng các dự án điện mặt trời chất lượng cao, hiệu suất cao và tuổi thọ trên 30 năm. Chúng tôi lắp điện mặt trời tại Quảng Ngãi, Vũng Tàu và toàn quốc.

 Quy trình làm việc của chúng tôi được thực hiện theo các bước cơ bản sau:

    • Bước 1: Tiếp nhận thông tin từ khách hàng, hỗ trợ tư vấn nhanh cho khách hàng nắm tổng quan về dịch vụ
    • Bước 2: Tiến hành KHẢO SÁT MIỄN PHÍ tại nhà
    • Bước 3: Thiết kế, lên phương án thi công hiệu quả và tối ưu nhất
    • Bước 4: Thi công, lắp đặt đúng quy trình, đáp ứng mọi yêu cầu cao về kỹ thuật, thẩm mỹ, an toàn.
    • Bước 5: Nghiệm thu, thanh toán
    • Bước 6: Bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật

Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để nhận tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất!  

CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ NĂNG LƯỢNG VŨ SƠN

  • Trụ sở chính: 101 Tỉnh lộ 44A, Tt. Long Điền, Bà Rịa – Vũng Tàu
  • Điện thoại: 0908 936 736 – 02543 842 616
  • Chi nhánh: 1078 Quang Trung, P. Chánh Lộ, TP. Quảng Ngãi, Quảng Ngãi
  • Điện thoại: 090 4499 091 – 02553 726 727
  • Email: info@vusonsolar.vn
  • Website: www.vusonsolar.vn
  • Facebook: fb.com/vusonsolar
4.9/5 - (12 bình chọn)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *