Hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào: Pin quang điện và pin gương

Mục lục
Tế bào quang điện
Nguyên tắc làm việc
Ưu điểm trong việc tạo ra điện
Tính năng cho việc phát điện
phân loại
Tế bào gương
Nguyên tắc làm việc
Ưu điểm trong việc tạo ra điện
Tính năng cho việc phát điện
Kết luận

Năng lượng mặt trời ngày càng trở nên phổ biến như là nguồn năng lượng điện chính hoặc là nguồn bổ sung cho các dạng năng lượng khác. Khía cạnh của việc thân thiện với môi trường đã khiến hình thức năng lượng này trở thành lựa chọn của nhiều người, đặc biệt là trong thời đại mà hiện tượng nóng lên toàn cầu đang là mối quan tâm lớn. Ngoài ra, năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng chính ở những khu vực xa lưới điện chính.

Trên toàn cầu, việc sử dụng năng lượng mặt trời đã tăng lên. Sự gia tăng này được thúc đẩy bởi chi phí ngày càng tăng của các nguồn năng lượng thay thế và chi phí lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời giảm. Tại Hoa Kỳ, năng lượng mặt trời đã chứng kiến ​​sự tăng trưởng vượt bậc. Ngày nay, quốc gia này sản xuất 97.2 GW công suất so với 0.34 GW vào năm 2008. Người ta ước tính rằng khoảng 3% hộ gia đình ở Hoa Kỳ sử dụng năng lượng mặt trời và con số này có khả năng sẽ tăng lên khi mọi người tiếp tục sử dụng năng lượng xanh.

Hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động theo hai cách chính: tế bào quang điện và tế bào gương. Việc lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của người dùng cuối.

Tế bào quang điện

Đây là phương pháp sản xuất điện năng lượng mặt trời phổ biến nhất. Phương pháp này bao gồm việc sử dụng các tế bào quang điện được lắp vào các tấm pin mặt trời. Các tế bào hấp thụ năng lượng mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng điện. Điện được tạo ra theo cách này có thể được sử dụng trực tiếp để cung cấp điện cho các thiết bị gia dụng. Điện cũng có thể được lưu trữ trong pin để sử dụng sau, đặc biệt là vào ban đêm khi không có ánh sáng mặt trời.

Nguyên tắc làm việc

Tế bào quang điện hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng mặt trời thành dòng điện. Mỗi tấm pin mặt trời được tạo thành từ một số hộp vuông, mỗi hộp tạo ra từ một đến hai watt. Các hộp này được kết nối bằng các mô-đun năng lượng mặt trời giúp tăng công suất đầu ra do từng tế bào tạo ra. Các tế bào quang điện nằm bên trong các mô-đun năng lượng mặt trời hấp thụ năng lượng mặt trời và trong quá trình này, năng lượng tìm thấy trong các photon ánh sáng được truyền đến vật liệu bán dẫn. Quá trình truyền năng lượng khiến các electron chảy bên trong chất bán dẫn dưới dạng điện. Điện được tạo ra có thể được sử dụng trực tiếp hoặc có thể được đưa vào lưới điện quốc gia để phân phối. Điều này chỉ xảy ra khi năng lượng mặt trời được sản xuất trên quy mô lớn bằng cách sử dụng nhiều tấm pin.

Ưu điểm trong việc tạo ra điện

– Hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể dễ dàng nâng cấp tùy thuộc vào nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cũng như cải thiện tình hình tài chính. Việc nâng cấp hệ thống chỉ cần thêm nhiều tấm pin mặt trời và tăng khả năng lưu trữ cho pin.
– Tế bào quang điện không cần thêm không gian để lắp đặt và thậm chí có thể lắp trên nóc tòa nhà.

Tính năng cho việc phát điện

Tinh thể silic

Mô-đun điện

tế bào quang điện

phân loại

Tấm pin mặt trời có thể được phân loại thành ba loại dựa trên vật liệu được sử dụng để sản xuất chúng. Các loại này là tấm pin mặt trời đơn tinh thể, đa tinh thể và màng mỏng.

Tế bào gương

Theo hệ thống này, năng lượng mặt trời được tập trung thông qua việc sử dụng gương và hướng vào các máy thu. Các máy thu thu thập năng lượng này và chuyển đổi nó thành nhiệt. Năng lượng nhiệt được tạo ra theo cách này có thể được sử dụng để tạo ra điện hoặc được lưu trữ để sử dụng sau này. Việc sử dụng gương để khai thác năng lượng mặt trời chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy điện lớn.

Nguyên tắc làm việc

Ý tưởng đằng sau loại hệ thống phát điện này là tập trung các tia nắng mặt trời vào một vị trí trung tâm và sau đó sử dụng nó để tạo ra nhiệt. Trong một hệ thống thông thường, gương có hình dạng parabol để cải thiện khả năng thu thập và phản xạ năng lượng mặt trời vào hệ thống thu trung tâm. Hệ thống được thiết kế để luôn căn chỉnh các gương theo trục của mặt trời để đảm bảo chúng nhận được nhiều ánh nắng nhất. Năng lượng phản xạ được thu thập bởi một bộ thu truyền nhiệt đến động cơ. Trong động cơ, năng lượng nhiệt được chuyển đổi thành năng lượng cơ học. Thông qua việc sử dụng máy phát điện xoay chiều, năng lượng cơ học này được chuyển đổi thành năng lượng điện.

Ưu điểm trong việc tạo ra điện

– Có khả năng tạo ra điện cao hơn.

– Chúng hiệu quả hơn đối với sản xuất công nghiệp quy mô lớn.

Tính năng cho việc phát điện

– Gương phản chiếu hình parabol để tăng khả năng phản xạ

– Bộ thu chuyển đổi năng lượng mặt trời thành nhiệt

– Động cơ tạo ra điện bằng cách biến đổi động năng thành điện năng

– Cơ chế quay để căn chỉnh gương theo trục của mặt trời

Kết luận

Việc sử dụng năng lượng mặt trời có thể giúp giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Năng lượng mặt trời có thể được khai thác bằng cách sử dụng các tế bào quang điện hoặc gương. Sự lựa chọn giữa hai phương pháp phát điện chủ yếu phụ thuộc vào quy mô.

Tấm pin mặt trời phù hợp nhất cho mục đích sử dụng trong gia đình và có thể nâng cấp tùy thuộc vào nhu cầu điện tăng lên. Gương có thể được áp dụng cho các cơ sở thương mại lớn vì chúng có thể tạo ra nhiều điện hơn. Bất kể ứng dụng nào, điểm mấu chốt là cả hai phương pháp này đều là nguồn năng lượng sạch và thân thiện với môi trường.