Lựa chọn tấm pin mặt trời tốt nhất cho ngôi nhà hoặc doanh nghiệp của bạn

Ngày nay, tấm pin mặt trời cung cấp giải pháp năng lượng đáng tin cậy. Chúng không chỉ làm giảm sự phụ thuộc của bạn vào lưới điện mà còn có thể giúp bạn tiết kiệm rất nhiều tiền hóa đơn tiền điện. 

Bài viết này giới thiệu các khái niệm cơ bản về tấm pin mặt trời, phân loại, xu hướng và thách thức của chúng, cũng như mẹo về cách chọn loại phù hợp nhất với nhu cầu của bạn.

Mục lục
Tổng quan về tấm pin mặt trời
Quy mô và tốc độ tăng trưởng thị trường
Các loại tấm pin mặt trời
Xu hướng và thách thức
Một số mẹo trước khi bạn mua

Tổng quan về tấm pin mặt trời

Tấm năng lượng mặt trời sử dụng tế bào quang điện (PV) để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện, mang đến cho người dùng cơ hội cung cấp điện cho gia đình hoặc doanh nghiệp của mình mà không cần lưới điện, đồng thời giảm hóa đơn tiền điện. 

Hệ thống tấm pin mặt trời bao gồm nhiều cell PV riêng lẻ gồm một lớp silicon, một lớp phốt pho (cung cấp điện tích âm) và một lớp bo để tạo ra năng lượng tái tạo (cung cấp điện tích dương). 

Trong khi đó, tế bào quang điện là một tấm bán dẫn quang điện mỏng tạo ra điện trực tiếp từ mặt trời và tạo ra điện áp đầu ra miễn là có đủ ánh sáng mặt trời.

Tấm năng lượng mặt trời thường được phân loại thành các loại sau: tấm pin mặt trời đơn tinh thể, tấm pin mặt trời đa tinh thể, tấm pin mặt trời màng mỏng, tấm pin mặt trời PERC và tấm pin mặt trời hai mặt. Tấm pin mặt trời có thể được triển khai ở các khu vực khác nhau của một bất động sản tùy thuộc vào loại tấm pin mặt trời. 

Tấm pin mặt trời dân dụng thường có kích thước 1.6×1 mét (khoảng 5.25×3.25 feet) và mỗi tấm pin thường tạo ra công suất từ ​​250 đến 400 watt. Tấm pin mặt trời thương mại có thể lớn hơn và có công suất cao hơn tương ứng. 

Tấm năng lượng mặt trời thường có tuổi thọ từ 25-30 năm, nhưng điều này phụ thuộc phần lớn vào thương hiệu và chất lượng. Hầu hết các tấm pin mặt trời cứng sẽ đảm bảo hiệu suất tối thiểu là 20 năm.

Quy mô và tốc độ tăng trưởng thị trường

Grandview ước tính rằng giá trị thị trường toàn cầu của Tấm Pin Mặt Trời đạt 170.25 tỷ đô la vào năm 2023. Con số này dự kiến ​​sẽ đạt tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 7.7% theo năm nhờ nhu cầu liên tục tăng cao. 

Nhu cầu tấm pin mặt trời của Trung Quốc lên tới 36.4%, trong khi nhu cầu ở Châu Âu, Bắc Mỹ, Châu Á - Thái Bình Dương và Ấn Độ lần lượt tăng 16.8%, 17.6%, 13.2% và 6.9%. Châu Âu và Bắc Mỹ chiếm 34.4% nhu cầu của thế giới. 

Nhu cầu ở Đức, Tây Ban Nha, Ba Lan, Hà Lan và các nước châu Âu khác thậm chí đã tăng gấp đôi trong những năm qua. Hoa Kỳ, Đức và các khu vực khác của Tây Âu đang phải đối mặt với sự gia tăng đáng kể về chi phí điện và khí đốt tự nhiên cho hộ gia đình, khiến các quốc gia này áp dụng năng lượng mặt trời với tốc độ nhanh hơn.

Các loại tấm pin mặt trời

Tấm năng lượng mặt trời chủ yếu được phân loại thành tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể, tấm pin mặt trời silicon đa tinh thể, tấm pin mặt trời màng mỏng (silicon vô định hình), tấm pin mặt trời PERC và tấm pin mặt trời hai mặt.

Tấm pin mặt trời đơn tinh thể

Tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể có cấu trúc tinh thể liên tục và đồng nhất, có nghĩa là các electron chảy qua vật liệu dễ dàng hơn, dẫn đến hiệu quả tăng lên. 

Các ô này được cắt từ một tinh thể silicon lớn duy nhất, tạo cho chúng vẻ ngoài tròn, vuông. Tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể có giá thành sản xuất tương đối đắt, chủ yếu là do việc sử dụng vật liệu silicon trong quá trình sản xuất thấp hơn và tính phức tạp của chính quy trình sản xuất. 

Tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể thường có hiệu suất chuyển đổi từ 15% đến 22%, đây là một trong những hiệu suất cao nhất hiện có trong các loại pin mặt trời thương mại hiện nay.

Loại tấm pin mặt trời này có những ưu điểm sau:

Hiệu suất cao: Tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể thường hiệu quả hơn tấm pin mặt trời silicon đa tinh thể vì chúng có khả năng di chuyển electron tốt hơn.

Độ bền: Tấm pin đơn tinh thể thường có tuổi thọ dài hơn, thường lên tới 25 năm hoặc hơn.

Hiệu suất ở nhiệt độ cao: Tấm pin mặt trời silicon đơn tinh thể ít bị suy giảm hiệu suất trong môi trường nhiệt độ cao hơn các loại pin mặt trời khác.

Kịch bản ứng dụng:

Mái nhà dân dụng: Do hiệu suất cao và tính thẩm mỹ, tấm pin đơn tinh thể thường được sử dụng cho hệ thống điện mặt trời trên mái nhà dân dụng.

Tòa nhà thương mại: Tấm pin mặt trời đơn tinh thể thường được lựa chọn cho những dự án có yêu cầu cao về hiệu quả và sử dụng không gian.

Các trang trại năng lượng mặt trời lớn: Trong các dự án này, mặc dù chi phí ban đầu có thể cao hơn, nhưng các tấm pin đơn tinh thể mang lại lợi tức đầu tư tốt hơn về lâu dài do hiệu suất và độ bền cao.

Ứng dụng di động và siêu nhỏ: Tấm pin đơn tinh thể cũng phù hợp cho các ứng dụng liên quan đến bộ sạc năng lượng mặt trời và hệ thống điện di động do có hiệu suất cao.

tấm pin mặt trời đa tinh thể

Tấm pin mặt trời silicon đa tinh thể được làm từ silicon đa tinh thể, một vật liệu bao gồm nhiều tinh thể silicon nhỏ. Trong các ô này, có ranh giới giữa các tinh thể silicon, làm giảm nhẹ tính di động của các electron, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất của ô. 

Bề mặt của tấm pin mặt trời silicon đa tinh thể thường có màu xanh lam và bạn có thể thấy hoa văn không đều của các tinh thể. Tấm pin đa tinh thể thường có hiệu suất từ ​​13% đến 16%, thấp hơn so với tấm pin đơn tinh thể.

Loại tấm pin mặt trời này có những ưu điểm sau:

Tiết kiệm chi phí: Tấm pin mặt trời silicon đa tinh thể có chi phí sản xuất thấp hơn so với tấm pin silicon đơn tinh thể vì chúng có quy trình sản xuất đơn giản hơn và sử dụng vật liệu silicon hiệu quả hơn. 

Tấm pin mặt trời đa tinh thể thường có tuổi thọ khoảng 20 đến 25 năm, ngắn hơn một chút so với tấm pin đơn tinh thể. Tấm pin mặt trời đa tinh thể thường rẻ hơn tấm pin đơn tinh thể, khiến chúng trở nên phổ biến hơn đối với các dự án có ngân sách hạn hẹp.

Mức độ ô nhiễm môi trường thấp: Do quy trình sản xuất đơn giản hơn nên việc sản xuất tấm pin silicon đa tinh thể có tác động tương đối thấp đến môi trường.

Khả năng áp dụng tốt hơn: Mặc dù hiệu quả kém hơn một chút, nhưng chúng vẫn là lựa chọn tiết kiệm chi phí cho các ứng dụng diện tích lớn, chẳng hạn như trang trại năng lượng mặt trời.

Kịch bản ứng dụng:

Các dự án điện mặt trời quy mô lớn: Tấm pin đa tinh thể thường được sử dụng cho các dự án điện quy mô lớn do chi phí thấp hơn.

Mái nhà dân dụng và thương mại: Tấm pin mặt trời đa tinh thể là lựa chọn tiết kiệm chi phí cho khách hàng dân dụng và thương mại có ngân sách hạn chế.

Hệ thống độc lập: Tấm polysilicon cũng là lựa chọn phổ biến cho một số ứng dụng độc lập như hệ thống năng lượng mặt trời ở vùng sâu vùng xa.

Tấm pin mặt trời màng mỏng

Tấm pin mặt trời màng mỏng silicon vô định hình sử dụng silic vô định hình làm vật liệu quang điện. Trái ngược với silic đơn tinh thể hoặc đa tinh thể, silic vô định hình không có cấu trúc tinh thể riêng biệt. 

Các tấm pin mặt trời này được sản xuất bằng cách phủ một lớp silicon vô định hình rất mỏng lên một chất nền, chẳng hạn như thủy tinh hoặc nhựa, làm cho chúng mỏng và linh hoạt. Do có vẻ ngoài và tính linh hoạt độc đáo, các tấm pin mặt trời màng mỏng silicon vô định hình có những ưu điểm về mặt thẩm mỹ và tính linh hoạt trong thiết kế.

Tuổi thọ của tấm pin mặt trời màng mỏng silicon vô định hình thường là từ 10 đến 15 năm, ngắn hơn so với tấm pin mặt trời silicon tinh thể. Hiệu suất của tấm pin màng mỏng silicon vô định hình thường là từ 6% đến 10%, thấp hơn so với tấm pin silicon tinh thể. 

Tấm pin mặt trời màng mỏng silicon vô định hình thường có giá thành thấp hơn tấm pin mặt trời silicon tinh thể, chủ yếu là do quy trình sản xuất của chúng đơn giản hơn.

Loại tấm pin mặt trời này có những ưu điểm sau:

Mỏng, nhẹ và linh hoạt: Tấm pin mặt trời màng mỏng có thể được sử dụng trên nhiều bề mặt khác nhau do đặc tính mỏng và nhẹ, thậm chí phù hợp với những công trình không chịu được tải trọng nặng.

Hiệu suất trong điều kiện ánh sáng yếu: Tấm pin mặt trời màng mỏng silicon vô định hình thường hoạt động tốt hơn tấm pin mặt trời silicon tinh thể trong điều kiện ánh sáng yếu (ví dụ như những ngày nhiều mây hoặc mùa đông).

Kịch bản ứng dụng:

Hệ thống quang điện tích hợp trong tòa nhà (BIPV): Tấm pin mặt trời màng mỏng đặc biệt thích hợp cho hệ thống quang điện tích hợp trong tòa nhà, chẳng hạn như cửa sổ năng lượng mặt trời hoặc ngói lợp năng lượng mặt trời.

Thiết bị di động và đeo được: Do đặc tính mỏng và linh hoạt, chúng cũng phù hợp cho các thiết bị năng lượng mặt trời di động và công nghệ năng lượng mặt trời đeo được.

Các trang trại năng lượng mặt trời lớn: Trong một số trường hợp, các tấm màng mỏng silicon vô định hình cũng được sử dụng cho các trang trại năng lượng mặt trời lớn do chi phí sản xuất thấp.

Tấm pin mặt trời thụ động và tế bào phía sau

Tấm pin mặt trời thụ động và tế bào phía sau (PERC) có một lớp vật liệu đặc biệt, chẳng hạn như nhôm oxit, ở mặt sau của tế bào quang điện, giúp tăng hiệu suất. Thiết kế này giúp thu được nhiều ánh sáng mặt trời hơn và giảm thiểu sự mất electron.

Tuổi thọ của tấm pin mặt trời PERC thường tương tự như tấm pin mặt trời silicon tinh thể thông thường, dao động từ khoảng 25 đến 30 năm. Tuy nhiên, chi phí sản xuất tấm pin mặt trời PERC cao hơn một chút so với tấm pin silicon tinh thể thông thường. 

Tuy nhiên, với sự trưởng thành của kỹ thuật và sản xuất quy mô lớn, chi phí đang dần giảm xuống. Hiệu suất của tấm pin mặt trời PERC thường nằm trong khoảng từ 18% đến 22%, cao hơn so với tấm pin silicon tinh thể thông thường.

Loại tấm pin mặt trời này có những ưu điểm sau:

Hiệu suất cao: Tấm pin mặt trời PERC hiệu quả hơn tấm pin mặt trời silicon tinh thể truyền thống vì chúng sử dụng ánh sáng mặt trời hiệu quả hơn và giảm mất electron.

Hiệu suất ánh sáng yếu tốt hơn: Công nghệ PERC cho phép tấm pin hoạt động tốt hơn trong điều kiện ánh sáng yếu, chẳng hạn như buổi chiều muộn hoặc những ngày nhiều mây.

Kịch bản ứng dụng:

Mái nhà dân dụng và thương mại: Tấm pin mặt trời PERC rất phù hợp để sử dụng cho mục đích dân dụng và các dự án mái nhà thương mại có không gian hạn chế do hiệu suất cao.

Các trang trại năng lượng mặt trời quy mô lớn: Hiệu suất cao cũng làm cho tấm pin mặt trời PERC trở nên phổ biến tại các trang trại năng lượng mặt trời quy mô lớn, đặc biệt là những nơi có diện tích đất hạn chế.

Vùng khí hậu khắc nghiệt: Tấm pin mặt trời PERC cũng rất phù hợp do có hiệu suất tuyệt vời ở những vùng có nhiệt độ cao khắc nghiệt hoặc điều kiện ánh sáng yếu.

Tấm pin mặt trời hai mặt

Tấm pin mặt trời hai mặt có khả năng thu ánh sáng mặt trời từ cả hai phía và tạo ra điện. Các tấm pin này có các tế bào quang điện ở cả mặt trước và mặt sau của tấm pin, thu ánh sáng mặt trời trực tiếp cũng như ánh sáng mặt trời phản chiếu vào mặt sau của tấm pin.

Tuổi thọ của tấm pin mặt trời hai mặt tương đương với tấm pin mặt trời một mặt thông thường chất lượng cao, thường là khoảng 25 đến 30 năm. Tấm pin mặt trời hai mặt thường có chi phí sản xuất cao hơn so với tấm pin một mặt thông thường, chủ yếu là do quy trình sản xuất phức tạp và việc sử dụng vật liệu hoạt tính hai mặt. 

Đồng thời, chi phí lắp đặt có thể cao hơn một chút so với các tấm pin một mặt truyền thống, đặc biệt nếu có yêu cầu tối đa hóa sản lượng điện ở cả hai mặt.

Hiệu suất tổng thể của tấm pin mặt trời hai mặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm góc lắp, độ phản xạ của mặt đất và điều kiện môi trường. Về mặt lý thuyết, chúng có thể hiệu quả hơn từ 10% đến 30% so với tấm pin đơn.

Loại tấm pin mặt trời này có những ưu điểm sau:

Sản xuất điện năng cao hơn: Nhờ khả năng thu được ánh sáng mặt trời từ cả hai phía, tấm pin mặt trời hai mặt thường sản xuất nhiều điện hơn so với tấm pin đơn thông thường.

Hiệu quả cao hơn: Hiệu quả của tấm pin hai mặt có thể được tăng đáng kể theo một số tiêu chí nhất định, chẳng hạn như khi lắp đặt trên bề mặt có độ phản chiếu cao (ví dụ mái nhà hoặc sàn nhà màu trắng).

Tận dụng không gian tốt hơn: Đối với các ứng dụng hạn chế về không gian, chẳng hạn như ở môi trường đô thị, tấm pin mặt trời hai mặt có thể tận dụng không gian có sẵn hiệu quả hơn.

Kịch bản ứng dụng:

Các trang trại điện mặt trời lớn: tấm pin mặt trời hai mặt có thể tăng sản lượng điện trên một đơn vị diện tích, đặc biệt là ở những khu vực có hệ số phản xạ mặt đất cao.

Hệ thống mái nhà thương mại: Trên mái nhà của các tòa nhà thương mại, đặc biệt là những tòa nhà có vật liệu lợp có độ phản xạ cao như các công ty, tấm pin mặt trời hai mặt có thể cung cấp thêm nguồn điện.

Nhà để xe và mái nhà: Tấm pin mặt trời hai chiều cũng phù hợp với các công trình như nhà để xe, mái che hành lang, v.v. và có thể thu được ánh sáng mặt trời từ cả phía trên và phía dưới.

Xu hướng và thách thức

Xu hướng

Hiệu suất của tấm pin mặt trời tiếp tục được cải thiện

Công nghệ PERC: Công nghệ PERC làm giảm sự mất mát tái hợp của các electron và cải thiện hiệu suất chuyển đổi quang điện của pin bằng cách thêm một lớp thụ động và một lớp phản xạ ở mặt sau của pin mặt trời silicon tinh thể thông thường. Công nghệ này đã trở thành phương pháp sản xuất chính thống.

Tấm pin mặt trời hai mặt: Bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời phản chiếu từ mặt đất hoặc các bề mặt khác, tấm pin hai mặt có thể thu thêm ánh sáng mặt trời từ mặt sau. Công nghệ này đặc biệt có giá trị ở những khu vực có cường độ bức xạ mặt trời yếu và có thể tăng đáng kể sản lượng điện.

Pin mặt trời Heterojunction (HJT): Kết hợp những ưu điểm của silicon vô định hình và tinh thể, công nghệ HJT cải thiện tính di động của electron và hiệu suất chung của pin bằng cách thêm một lớp silicon vô định hình vào bề mặt của silicon tinh thể. Pin HJT hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp và trong điều kiện ánh sáng yếu.

TopCon: Công nghệ tiếp xúc thụ động oxit đường hầm (TopCon) là phương pháp tiên tiến để sản xuất pin mặt trời. Nó tăng cường đáng kể hiệu suất và độ ổn định của cell bằng cách tạo lớp oxit đường hầm và lớp tiếp xúc thụ động ở mặt sau của cell silicon tinh thể. Công nghệ TopCon đặc biệt phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao và độ tin cậy cao.

Pin mặt trời Perovskite: Công nghệ Perovskite là công nghệ pin mặt trời mới nổi được biết đến với chi phí thấp và hiệu suất cao. Các pin này sử dụng vật liệu perovskite (một loại kim loại halide) làm lớp hấp thụ ánh sáng, mang lại lợi thế về chi phí trong sản xuất trong khi vẫn duy trì hiệu suất chuyển đổi năng lượng tái tạo cao. Pin Perovskite cho thấy tiềm năng lớn trong lĩnh vực tấm pin mặt trời linh hoạt và có thể in.

Chi phí tiếp tục giảm

Với công nghệ sản xuất tốt hơn, chi phí sản xuất tấm pin mặt trời tiếp tục giảm. Ví dụ, sản xuất tự động, kỹ thuật phát triển tinh thể silicon tốt hơn có thể giảm mức sử dụng nguyên liệu thô và mức tiêu thụ năng lượng.

Những thách thức

Cân bằng giữa kỹ thuật và chi phí: Việc phát triển công nghệ mới để nâng cao hiệu quả phải đi kèm với kiểm soát chi phí để đảm bảo tính cạnh tranh trên thị trường của sản phẩm PV.

Tính bền vững và ô nhiễm môi trường: Toàn bộ quy trình sản xuất pin mặt trời cần được xem xét, bao gồm khai thác nguyên liệu thô, quy trình sản xuất và xử lý tái chế cuối cùng. 

Ví dụ, mức tiêu thụ năng lượng và xử lý chất thải trong quá trình tinh chế silicon và sản xuất tấm pin là những vấn đề chính.

Lưu trữ năng lượng và lưới điện: Việc phát triển các công nghệ lưu trữ năng lượng tái tạo hiệu quả, chi phí thấp là chìa khóa để giải quyết tính chất không liên tục của quá trình sản xuất điện mặt trời. Đồng thời, cơ sở hạ tầng lưới điện cần được tối ưu hóa để có thể tiếp cận được lượng điện mặt trời phân tán đáng kể.

Hỗ trợ thị trường và chính sách: Các chính sách, trợ cấp và ưu đãi thuế của chính phủ đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy công nghệ năng lượng mặt trời. Đồng thời, đầu tư R&D của khu vực công và tư nhân là yếu tố chính thúc đẩy đổi mới công nghệ.

Chuỗi cung ứng: Duy trì tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm cao trong khi vẫn đạt được sản xuất quy mô lớn. Đồng thời, có nguy cơ chi phí nguyên liệu thô biến động và gián đoạn trong chuỗi cung ứng toàn cầu, chẳng hạn như các vấn đề về tính khả dụng của silicon và bạc.

Một số mẹo trước khi bạn mua

Đánh giá nhu cầu năng lượng

Ước tính sản lượng điện lý thuyết bằng cách xem xét vị trí địa lý và khí hậu địa phương (ví dụ: số giờ nắng trung bình, kiểu thời tiết). Chọn góc và hướng của ánh sáng mặt trời tại một vị trí cụ thể để xác định góc đặt tấm pin tối ưu.

Chọn loại tấm pin mặt trời phù hợp

Nếu không gian hạn chế, cần hiệu suất cao và ngân sách đủ lớn, chủ nhà nên chọn loại đơn tinh thể. Tấm Pin Mặt TrờiTuy nhiên, nếu ngân sách hạn chế hoặc không gian có sẵn lớn hơn thì tấm pin đa tinh thể có thể phù hợp hơn, mặc dù hiệu quả kém hơn một chút. 

Tấm pin mặt trời màng mỏng (ví dụ CIGS, CdTe) phù hợp với các ứng dụng có bề mặt không bằng phẳng hoặc nơi cần lắp đặt linh hoạt. Tấm pin mặt trời hai mặt có thể cung cấp năng lượng tái tạo cao hơn tại các vị trí có thể sử dụng ánh sáng phản xạ từ mặt đất hoặc các cấu trúc khác.

Phân tích hiệu quả chi phí

• Tính toán chi phí lắp đặt ban đầu của tấm pin mặt trời, bao gồm chi phí thiết bị như tấm pin, biến tần và giá đỡ, cũng như chi phí lắp đặt.
• Đánh giá sản lượng năng lượng tái tạo dự kiến ​​và chi phí vận hành dài hạn, bao gồm chi phí bảo trì và thay thế tấm pin.
• Hãy cân nhắc đến các khoản trợ cấp của chính phủ, ưu đãi thuế và các chính sách hỗ trợ khác.
• Ước tính sản lượng năng lượng tái tạo hàng năm của hệ thống và tính toán thời gian hoàn vốn và tỷ lệ hoàn vốn.

Chọn một đơn vị lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời có kinh nghiệm và uy tín

• Đảm bảo nhóm lắp đặt nắm rõ các quy định xây dựng tại địa phương và yêu cầu về khả năng tiếp cận lưới điện.
• Kiểm tra và vệ sinh thường xuyên để đảm bảo hiệu suất tối ưu của tấm pin mặt trời.
• Sử dụng hệ thống giám sát thông minh để theo dõi hiệu suất hệ thống và xác định vấn đề kịp thời.
• Lên lịch bảo trì thường xuyên bao gồm vệ sinh tấm pin mặt trời và kiểm tra kết nối điện.
• Đối với các dự án lớn hơn, hãy cân nhắc sử dụng hệ thống giám sát từ xa để kiểm tra hiệu suất hệ thống theo thời gian thực.

Cuối cùng, nếu bạn quan tâm đến việc mua tấm pin mặt trời, bạn sẽ tìm thấy hàng ngàn sản phẩm phù hợp từ các nhà cung cấp có uy tín trên AliExpress.