Pin năng lượng mặt trời là gi? cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao?

cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời

Ngày nay có rất nhiều tấm pin năng lượng mặt trời được dựng lên nhưng mà chúng ta không biết chúng cấu tạo như thế nào và nguyên lý họa động ra sao, vậy hãy xem hết bài dưới đây để biết nhé các bạn!

Cấu  tạo của pin năng lượng mặt trời

Pin năng lượng mặt trời được cấu tạo từ lớp như sau:

  • Anodized aluminum frame là khung nhôm được sơn tĩnh điện dùng để cố định các lớp của tấm pin năng lượng mặt trời và tăng độ bền cho tấm pin
  • Hightly transparent tempered glass là kính cường lực bảo vệ tấm pin khi có sự va đập cơ học thường có độ dày là 3,3mm và giao động của độ dày là từ 2mm đên 4mm
  • Encapsulant material -EVA cấu tạo từ etylen-vinyl axetat, Nó là một polymer đục mờ được đóng theo cuộn. Nó phải được cắt thành tấm và nằm trước và sau các tế bào quang điện. Khi chịu một quá trình nhiệt của nấu chân không, loại polymer đặc biệt này trở đăc lại thành keo trong suốt và kết dính các tế bào quang điện. Chất lượng của quá trình này, được gọi là cán màng, đảm bảo tuổi thọ cao cho chính tấm pin đó, đồng thời có ảnh hưởng đến việc truyền ánh sáng, tốc độ xử lý và khả năng chống lại màu vàng do tia UV.
  • Phoyovoltaic solar cells được làm bằng chất liệu silicon tinh thể, Trên bề mặt được phủ các đường dẫn bằng kim loại với các nhánh nhỏ hơn tỏa ra để thu thập các electron sinh ra bởi hiệu ứng quang điện, có khả năng biến đổi quang năng thành điện năng
    Một tế bào năng lượng mặt trời bằng silicon duy nhất có thể tạo ra điện áp mạch hở tối đa khoảng từ 0,5 đến 0,6 V. Thông thường khoảng 60 hay 72 tế bào quang điện được ghép lại với nhau tạo thành tấm pin mặt trời
  • Insulating back sheet là lớp cách nhiệt, cách điện, che chắn và bảo vệ
  • Junction box là hôp đựng mạch điện đưa ra các mối nối của mô đun pin mặt trời ra bên ngoài

 

cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời
Cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời

Xem thêm:

Các loại tế bào quang điện

Ngoài thị trường hiện nay tấm pin năng lượng mặt trời được chia làm 2 loại  tế bào quang điện là PolyMono

Mono và Poly
Tế bàoMono và tế bào Poly

Tế bào quang điện Mono

Tế bào này được làm bằng silicon đơn tinh thể, có độ tinh khiết cao, thông thường các góc của tế bào nhìn giống như bị cắt bớt, tạo tành hình bát giác. Trên tấm pin tế bào Mono đơn tinh thể nhìn thấy có các hoa văn kim cương nhỏ màu trắng. Ưu điển của tế bào này là tao ra điện năng với hiệu suất cao, độ bền cao và đặc biệt ngay cả khi ánh sáng yếu thì tấm pin vẫn hoạt động được. Nhược điểm là tấm pin năng lượng mặt trời này có giá thành cao hơn

Tế bào quang điện Poly

Tế bào này được làm bằng silicon đa tinh thể, được chế tạo từ các khối silicon vuông đúc nóng chảy, quá trình làm mát, cứng lại được quan tâm rất kĩ càng. Đây là loại tế bào được sử dụng phổ biến do quá trình sản xuất ít tốn kém, có độ bền cũng khá khá và đặc biệt là giá thành thấp. Nhược điểm của tế bào đã tinh thể Poly là hiệu suất tạo ra điện năng thấp hơn nhiều so với tế bào Mono

Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời

Tế bào quang điện sử dụng hai lớp silic khác nhau, loại N có các electron dư thừa và loại P có các khoảng trống cho các electron dư thừa, gọi là lỗ trống

Tại nơi tiếp xúc giữa 2 loại silic (P/N Junction), electron có thể di chuyển qua tiếp diện P/N để lại điện tích dương ở một mặt và tạo ra điện tích âm ở mặt còn lại.

PN Junction
P/N Junction

Năng lượng từ ánh sáng là các hạt photon va đập vào tế bào điện quang với đủ năng lượng nó có thể đánh bật 1 electron để lại 1 lỗ trống, sau đó electron mang điện tích âm và các lỗ trống mang điện tích dương 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 âm và các lỗ điện tích dương
Các electron âm và các lỗ điện tích dương

Các electron được thu thập ở các lá kim loại tại đỉnh tế bào điện quang (ribbon và các thanh busbar). Từ đây chúng đi tới mạch điện để tiêu thụ qua những thiết bị điện

Electron là thứ duy nhất di chuyển trong tế bào quang điện, chúng chạy đi qua thiết bị và quay lại vị trí cũ. Chẳng có thứ gì hao mòn hay cạn kiệt nên solar cell có tuổi thọ lên tới hàng chục năm.

Điện từ Pin năng lượng mặt trời tạo ra là dòng điện 1 chiều (DC) nên để có thể sử dụng như điện thông thường trong gia đình thì chúng ta phải có 1 bộ nghịch lưu chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành dòng điện xoay chiều. Và nó được thiết kế trong bộ Invecter

Ứng dụng thực tế của pin quang điện là gì?

Pin quang điện có rất nhiều ứng dụng trong thực tế. Đầu tiên phải kể đến đó là bình nóng lạnh năng lượng mặt trời chúng ta có thể thấy chúng ở hầu như mọi nơi, thứ 2 có thể kể đến việc nó cung cấp điện cho các vùng cao, vùng xa xôi mà mạng điện lưới quốc gia chưa thể vươn đến như hải đảo, núi cao… Nó còn phục vụ các hoạt động ngoài không gian ở trên các các vệ tinh quanh quay trái đất. Tích điện thành pin để cung cấp cho các thiết bị dùng bằng pin như điện thoại, máy tính, đèn pin…

Một ứng dụng khá xa lạ nhưng đang mở đầu xu thế cho nhà nhà sử dụng pin mặt trời đó là những tấm pin năng lượng mặt trời được đặt trên nóc các tòa nhà nơi có nhiều ánh sáng, sau đó kết nối với bộ chuyển đổi của mạng lưới điện. Đây là nguồn cung cấp năng lượng điện phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người.

Trả lời

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

0855216261