Điện mặt trời

Điện năng được tạo ra bởi việc ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào các tế bào quang điện, được gọi là điện năng mặt trời.

Điện Năng Mặt Trời

Khi ánh sáng mặt trời chiếu lên các tế bào quang điện tế bào mặt trời, điện năng mặt trời được tạo ra. Đó là lý do tại sao nó cũng được gọi là Điện Năng Quang Điện hoặc PV Solar.

Nguyên Tắc của Điện Năng Mặt Trời

Sự tạo ra điện năng bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời phụ thuộc vào hiệu ứng quang điện. Trong hiệu ứng quang điện, kết nối p-n bán dẫn tạo ra điện thế khi nó tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Để mục đích này, chúng ta làm lớp bán dẫn loại n của kết nối rất mỏng. Nó ít hơn 1 µm dày. Lớp trên cùng là lớp n. Chúng ta thường gọi nó là bộ phát của tế bào.

Lớp dưới cùng là lớp bán dẫn loại p và nó dày hơn nhiều so với lớp n trên cùng. Nó có thể dày hơn 100 µm. Chúng ta gọi lớp dưới cùng này là nền của tế bào. Khu vực cạn kiệt được tạo ra tại kết nối của hai lớp này do các ion bất động.

Khi ánh sáng mặt trời chiếu lên tế bào, nó dễ dàng đến kết nối p-n. Kết nối p-n hấp thụ photon từ tia sáng mặt trời và do đó, tạo ra các cặp electron lỗ trong kết nối. Thực tế, năng lượng liên kết với photon kích thích các electron valence của các nguyên tử bán dẫn và do đó, các electron nhảy từ dải valence lên dải dẫn để lại một lỗ phía sau mỗi electron.

Các electron tự do, tìm thấy mình trong khu vực cạn kiệt sẽ dễ dàng chuyển sang lớp n trên cùng vì lực hút của các ion dương trong khu vực cạn kiệt. Tương tự, các lỗ tìm thấy mình trong khu vực cạn kiệt sẽ dễ dàng chuyển sang lớp p dưới cùng vì lực hút của các ion âm trong khu vực cạn kiệt. Hiện tượng này tạo ra sự khác biệt về điện tích giữa các lớp và dẫn đến một hiệu điện thế nhỏ giữa chúng.

Đơn vị kết hợp của vật liệu bán dẫn loại n và loại p để tạo ra hiệu điện thế trong ánh sáng mặt trời được gọi là tế bào mặt trời. Silicon thường được sử dụng làm vật liệu bán dẫn để sản xuất tế bào mặt trời như vậy.

Dây dẫn kim loại gắn vào các tế bào lấy điện từ tế bào mặt trời hoặc tế bào quang điện không đủ khả năng tạo ra điện năng mong muốn thay vào đó nó tạo ra một lượng điện năng rất nhỏ. Do đó, để trích xuất mức độ điện năng mong muốn, số lượng tế bào cần thiết được kết nối với nhau cả song song và nối tiếp để tạo thành mô-đun mặt trời hoặc mô-đun quang điện. Thực tế, chỉ ánh sáng mặt trời không phải là yếu tố duy nhất. Yếu tố chính là ánh sáng hoặc tia photon để tạo ra điện năng trong tế bào mặt trời. Do đó, tế bào mặt trời cũng có thể hoạt động trong thời tiết nhiều mây cũng như dưới ánh trăng nhưng tốc độ sản xuất điện năng trở nên thấp hơn vì nó phụ thuộc vào cường độ của tia sáng chiếu vào.

Ứng Dụng của Điện Năng Mặt Trời

Hệ thống tạo điện năng mặt trời hữu ích cho việc tạo ra một lượng điện năng vừa phải. Hệ thống hoạt động miễn là có cường độ ánh sáng mặt trời tốt. Nơi lắp đặt các mô-đun mặt trời nên tránh các chướng ngại vật như cây cối và tòa nhà, nếu không sẽ có bóng che trên tấm pin mặt trời, ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống. Đây là quan điểm chung rằng điện năng mặt trời là một giải pháp thay thế không thực tế cho nguồn điện truyền thống và chỉ nên được sử dụng khi không có giải pháp thay thế truyền thống nào khác. Nhưng điều này không phải là trường hợp thực tế. Thường thì điện năng mặt trời là lựa chọn tiết kiệm chi phí hơn so với các giải pháp truyền thống khác của điện năng thông thường.

Ví dụ: – Luôn luôn kinh tế để lắp đặt một đèn mặt trời hoặc nguồn điện mặt trời ở nơi khó khăn và tốn kém để có được điểm từ cơ quan cung cấp điện địa phương như trong vườn xa, nhà kho hoặc gara nơi không có điểm cung cấp điện tiêu chuẩn. Hệ thống điện năng mặt trời đáng tin cậy và không gián đoạn vì nó không bị ảnh hưởng bởi cúp điện không mong muốn từ công ty cung cấp điện. Đối với việc xây dựng nguồn điện di động, với yêu cầu điện năng vừa phải, mô-đun mặt trời là lựa chọn tốt. Nó có thể hữu ích khi đi cắm trại, làm việc tại các địa điểm ngoài trời. Đây là phương tiện hiệu quả nhất để tạo ra năng lượng xanh cho mục đích cá nhân và có thể để bán năng lượng dư thừa cho khách hàng, nhưng để sản xuất điện năng quy mô thương mại, đầu tư và khối lượng của hệ thống sẽ lớn. Trong trường hợp đó, diện tích dự án sẽ lớn hơn nhiều so với dự án truyền thống. Mặc dù, để chạy vài đèn và thiết bị điện tiêu thụ điện năng thấp như máy tính xách tay, tivi kích thước nhỏ, tủ lạnh mini, v.v., hệ thống điện năng mặt trời là phù hợp, miễn là có đủ không gian trống trên mặt đất hoặc mái nhà để lắp đặt các tấm pin mặt trời. Nhưng hoàn toàn không kinh tế để chạy các thiết bị điện tiêu thụ điện năng cao như quạt tốc độ cao, máy sưởi, máy giặt, máy điều hòa và các công cụ điện với sự giúp đỡ của điện năng mặt trời vì chi phí sản xuất năng lượng cao như vậy là khá cao hơn so với mong đợi. Hơn nữa, có thể thiếu không gian trên tài sản của bạn để lắp đặt một tấm pin mặt trời lớn.
Các ứng dụng lý tưởng của các tấm pin mặt trời giá rẻ là sạc pin cho các xe caravan, xe du lịch hoặc trên thuyền khi chúng không di chuyển, với điều kiện phải có cơ sở sạc nhỏ giọt từ dynamo trong quá trình di chuyển của các phương tiện này.

Tuyên bố: Tôn trọng bản gốc, các bài viết tốt đáng được chia sẻ, nếu có vi phạm quyền tác giả hãy liên hệ để xóa.