Năng lượng mặt trời là gì? những lưu ý khi sử dụng

by Trần Cảnh
76 views

Năng lượng mặt trời đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong đời sống. Vậy năng lượng mặt trời là gì, phương pháp khai thác và ứng dụng của nó trong thực tiễn như thế nào? Để giải đáp những thắc mắc này mời bạn đọc hãy cùng SUNEMIT tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Mục lục bài viết

Năng lượng mặt trời là gì?

Năng lượng mặt trời là năng lượng bức xạ và nhiệt được tạo ra bởi mặt trời. Đây là nguồn năng lượng đầu tiên được con người sử dụng trước khi học bí quyết tạo ra lửa. Mỗi ngày, năng lượng mặt trời đều được tái tạo và mang đến trái đất. Chúng là yếu tố quan trọng giúp con người và toàn bộ các loài sinh vật trên thế giới tồn tại & phát triển.

Năng lượng mặt trời

Ngoài năng lượng mặt trời thì năng lượng gió, năng lượng nước, năng lượng sóng… cũng là những nguồn năng lượng tái tạo được ứng dụng phổ biến trên toàn cầu. Tuy nhiên, năng lượng mặt trời vẫn là nguồn năng lượng sạch, dồi dào, vô tận, có ở khắp nơi và dễ dàng khai thác nhất. Nó mang đến nhiều giá trị to lớn cho con người, đặc biệt không ảnh hưởng xấu đến môi trường. Vì vậy, trong những năm gần đây, năng lượng mặt trời đang được nhiều quốc gia khai thác và đưa vào sử dụng.

Vai trò và ứng dụng của năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là gì, ưu nhược điểm và ứng dụng thực tế 2
Tác dụng của năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời, còn được gọi là năng lượng ánh sáng mặt trời hoặc năng lượng mặt trời, là một nguồn năng lượng tái tạo mà con người đã bắt đầu khai thác để cung cấp điện năng và đáp ứng các nhu cầu năng lượng của xã hội. Dưới đây là vai trò quan trọng và các ứng dụng của năng lượng mặt trời:

Vai Trò Của Năng Lượng Mặt Trời:

  1. Nguồn Năng Lượng Tái Tạo: Năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo vô tận. Mặt trời tỏa ra khối lượng lớn năng lượng hàng ngày, và việc sử dụng năng lượng này không gây ra tác động tiêu cực lớn đối với môi trường so với các nguồn năng lượng hóa thạch.
  2. Giảm Phát Thải Khí Nhà Kính: Sử dụng năng lượng mặt trời giúp giảm phát thải khí nhà kính và ảnh hưởng lên biến đổi khí hậu. Không có phát thải CO2 trong quá trình sản xuất năng lượng mặt trời, điều này góp phần hạn chế tác động tiêu cực đối với môi trường.
  3. Độc Lập Năng Lượng: Năng lượng mặt trời giúp tạo ra sự độc lập năng lượng cho các hệ thống và cộng đồng. Các tòa nhà, gia đình và doanh nghiệp có thể sản xuất năng lượng của riêng mình bằng cách sử dụng tấm pin mặt trời.
  4. Phát Triển Kinh Tế Địa Phương: Việc triển khai năng lượng mặt trời có thể tạo ra việc làm và kích thích phát triển kinh tế ở cấp địa phương thông qua việc xây dựng, cài đặt, và bảo trì các hệ thống năng lượng mặt trời.

Ứng Dụng Của Năng Lượng Mặt Trời:

  1. Năng Lượng Điện Mặt Trời (Solar PV): Công nghệ Solar PV sử dụng tấm pin mặt trời để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Đây là ứng dụng phổ biến nhất của năng lượng mặt trời và được sử dụng để cung cấp điện cho các hệ thống nhà ở, doanh nghiệp, và lưới điện quốc gia.
  2. Nước Nóng Mặt Trời (Solar Water Heating): Hệ thống nước nóng mặt trời sử dụng năng lượng mặt trời để sưởi ấm nước cho việc sử dụng hàng ngày như tắm rửa, nấu ăn và sưởi ấm.
  3. Năng Lượng Ánh Sáng Mặt Trời (Solar Lighting): Đèn năng lượng mặt trời sử dụng tấm pin mặt trời để thu thập năng lượng trong ban ngày và sử dụng để cung cấp ánh sáng vào ban đêm.
  4. Hệ Thống Điện Mặt Trời Di Động: Các khu vực nông thôn hoặc xa xôi có thể sử dụng hệ thống điện mặt trời di động để cung cấp điện năng cho các thiết bị di động như đèn, máy tính bảng, điện thoại di động và máy tính xách tay.
  5. Các Dự Án Năng Lượng Mặt Trời Quy Mô Lớn: Năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để xây dựng các dự án quy mô lớn như trang trại năng lượng mặt trời và các nhà máy điện mặt trời để cung cấp điện cho cộng đồng và mạng lưới điện.

Tóm lại, năng lượng mặt trời đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng sạch, đáng tin cậy và bền vững. Với sự phát triển của công nghệ và sự tăng cường nhận thức về vấn đề môi trường, năng lượng mặt trời đang trở thành một phần quan trọng của tương lai năng lượng của chúng ta.

Ưu nhược điểm của năng lượng mặt trời

Ưu Điểm Của Năng Lượng Mặt Trời:

  1. Nguồn Năng Lượng Tái Tạo và Vô Tận: Năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo và vô tận, được tạo ra từ ánh sáng mặt trời. Mặt trời tỏa ra khối lượng lớn năng lượng hàng ngày, và chúng ta có thể sử dụng nó trong suốt thời gian dài.
  2. Không Gây Phát Thải Khí Nhà Kính: Việc sử dụng năng lượng mặt trời không tạo ra khí nhà kính hay các chất gây ô nhiễm khác như việc sử dụng năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch. Điều này góp phần giảm thiểu tác động tiêu cực đối với biến đổi khí hậu.
  3. Độc Lập Năng Lượng: Việc sử dụng năng lượng mặt trời cho phép tạo ra sự độc lập năng lượng. Người dùng có thể sản xuất năng lượng cho riêng mình thông qua các hệ thống điện mặt trời.
  4. Giảm Chi Phí Điện Năng: Sử dụng năng lượng mặt trời có thể giúp giảm chi phí điện năng dài hạn, đặc biệt trong những nơi có chi phí điện năng cao.
  5. Phát Triển Kinh Tế Địa Phương: Việc triển khai năng lượng mặt trời có thể tạo ra việc làm và kích thích phát triển kinh tế ở cấp địa phương thông qua việc xây dựng, cài đặt và bảo trì các hệ thống năng lượng mặt trời.

Nhược Điểm Của Năng Lượng Mặt Trời:

  1. Phụ Thuộc Vào Điều Kiện Thời Tiết: Năng lượng mặt trời có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết như mây mù và mưa. Trong những ngày không có ánh sáng mặt trời, hiệu suất sản xuất điện năng sẽ giảm.
  2. Chi Phí Ban Đầu: Mặc dù chi phí sản xuất năng lượng mặt trời đã giảm đáng kể trong những năm gần đây, chi phí ban đầu vẫn có thể cao đối với việc cài đặt các hệ thống điện mặt trời.
  3. Lưu Trữ Năng Lượng: Cần có các hệ thống lưu trữ năng lượng hiệu quả để sử dụng năng lượng mặt trời khi không có ánh sáng mặt trời. Các hệ thống lưu trữ hiện nay còn đắt đỏ và không phải lúc nào cũng hiệu quả.
  4. Tạo Dấu Ấn Và Không Gian: Cài đặt các tấm pin mặt trời yêu cầu không gian và cơ sở hạ tầng. Điều này có thể là một thách thức ở các khu vực đô thị đã quá tải.
  5. Hiệu Quả Năng Lượng Thấp Trong Môi Trường Mờ Sương Hoặc Tối: Trong môi trường mờ sương hoặc tối, hiệu suất sản xuất điện năng từ các hệ thống năng lượng mặt trời có thể giảm đáng kể.

Tổng cộng, năng lượng mặt trời mang lại nhiều ưu điểm về môi trường, tài chính và độc lập năng lượng. Tuy nhiên, nhược điểm về hiệu suất và chi phí cài đặt cũng cần được xem xét khi đánh giá sử dụng năng lượng mặt trời.

Điện năng lượng mặt trời là gì?

Điện năng lượng mặt trời
đèn năng lượng mặt trời là gì

Điện năng lượng mặt trời, còn được gọi là điện năng lượng ánh sáng mặt trời hoặc điện năng lượng mặt trời quang điện, là loại năng lượng được tạo ra từ việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng bằng cách sử dụng tấm pin mặt trời hoặc tấm pin quang điện. Quá trình chuyển đổi này dựa trên hiệu ứng quang điện, trong đó ánh sáng mặt trời tạo ra dòng điện trong vật liệu bán dẫn của tấm pin.

Cách Hoạt Động:

Tấm pin mặt trời, còn gọi là tấm pin quang điện hoặc tấm pin năng lượng mặt trời, được chế tạo từ các lớp vật liệu bán dẫn như silic và có khả năng tạo ra điện mạch mở khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào tấm pin, năng lượng của ánh sáng được hấp thụ bởi các hạt điện tử trong vật liệu bán dẫn, làm cho chúng năng lượng hóa và tạo ra dòng điện. Dòng điện này sau đó có thể được thu thập và sử dụng để cung cấp điện năng cho các thiết bị và hệ thống khác.

Các Bước Quá Trình Chuyển Đổi:

  1. Hấp Thụ Ánh Sáng: Tấm pin mặt trời hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.
  2. Tạo Dòng Điện: Năng lượng của ánh sáng làm cho các điện tử trong vật liệu bán dẫn trở nên năng lượng hóa và di chuyển. Sự di chuyển này của điện tử tạo ra dòng điện trong mạch.
  3. Thu Thập Dòng Điện: Dòng điện được tạo ra trong tấm pin được thu thập và điều chỉnh qua các mạch điện để cung cấp điện năng cho các thiết bị và hệ thống khác.

Ứng Dụng Của Điện Năng Lượng Mặt Trời:

Các ứng dụng của điện năng lượng mặt trời bao gồm:

  1. Sản Xuất Điện Năng: Điện năng lượng mặt trời được sử dụng để sản xuất điện năng cho hệ thống nhà ở, doanh nghiệp và lưới điện quốc gia.
  2. Lưu Trữ Điện Năng Dự Phòng: Điện năng lượng mặt trời cũng có thể được lưu trữ trong các ắc quy hoặc hệ thống lưu trữ năng lượng để cung cấp điện năng dự phòng trong trường hợp cần thiết.
  3. Ứng Dụng Nước Nóng Mặt Trời: Điện năng lượng mặt trời cũng có thể được sử dụng để sưởi ấm nước cho việc sử dụng hàng ngày, như tắm rửa và sưởi ấm.
  4. Ánh Sáng Năng Lượng Mặt Trời: Các hệ thống đèn năng lượng mặt trời sử dụng điện năng mặt trời để cung cấp ánh sáng trong các khu vực không có nguồn điện.
  5. Hệ Thống Năng Lượng Mặt Trời Di Động: Các hệ thống năng lượng mặt trời di động có thể được sử dụng trong các khu vực không có nguồn điện cố định, như khu vực nông thôn hoặc xa xôi.

Điện năng lượng mặt trời đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng sạch, đáng tin cậy và bền vững trong tương lai.

Các thành phần của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Hệ thống điện mặt trời hiện nay được chia thành 3 loại: Hệ hòa lưới, Hòa lưới có lưu trữ và Hệ độc lập. Tùy vào loại hệ thống năng lượng mặt trời được lắp đặt mà cấu tạo của chúng sẽ khác nhau. Tuy nhiên, trong hệ thống điện năng lượng mặt trời, mỗi thiết bị sẽ có một nhiệm vụ riêng nhưng được kết nối mật thiết với nhau, cụ thể:

1. Tấm pin năng lượng mặt trời

Là thiết bị quan trọng nhất cũng có mức giá cao nhất của hệ thống. Hệ thống được ghép nhiều tấm pin mặt trời lại với nhau để thu bức xạ mặt trời và biến đổi thành điện năng. Mỗi tấm pin năng lượng mặt trời có tuổi thọ khá cao từ 25-30 năm sử dụng.

2. Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời

Đây là thiết bị có nhiệm vụ điều khiển quá trình sạc điện từ pin mặt trời sang hệ thống ắc quy lưu trữ. Nó giúp hệ thống luôn hoạt động đúng chiều của nó. Không để điện từ bình ắc quy trào ngược trở lại tấm pin mặt trời. Giúp bảo vệ tuổi thọ của ắc quy cũng như của hệ thống điện mặt trời.

3. Bộ hòa lưới điện mặt trời inverter

Bộ Inverter điện mặt trời có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện một chiều từ bình ắc quy lên dòng điện xoay chiều. Dòng điện này sẽ phù hợp với tất cả các thiết bị điện năng chúng ta sử dụng cũng như cùng hệ thống với điện lưới. Tùy theo công suất hệ thống điện mặt trời mà chúng ta lựa chọn loại inverter có công suất phù hợp.

4. Ắc quy lưu trữ

Đây là hệ thống dùng để lưu trữ điện mặt trời, dùng cho những lúc trời mưa hay ban đêm  pin mặt trời không sản xuất ra điện. Tùy vào công suất của hệ thống mà chúng ta cần kết hợp nhiều bình ắc quy lại với nhau. 

5. ATS bộ chuyển mạch tự động

Là thiết bị dùng để tự động chuyển mạch giữa điện lưới và điện mặt trời. Đây là bộ chuyển mạch thông minh sẽ tự động sử dụng điện mặt trời khi pin mặt trời tạo ra nguồn điện đủ cung cấp cho tải tiêu thụ. Nó sẽ chuyển sang dùng điện lưới cung cấp cho tải khi điện mặt trời không sản xuất kịp. Chúng ta cũng có thể thay thế bộ chuyển mạch tự động này sang chuyển mạch thủ công.

Các phương pháp khai thác năng lượng mặt trời hiện nay

Khai thác năng lượng mặt trời là quá trình chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng sử dụng được, thường là điện năng. Có một số phương pháp khai thác năng lượng mặt trời để tận dụng ánh sáng mặt trời và chuyển đổi nó thành các nguồn năng lượng hữu ích. Dưới đây là các phương pháp chính để khai thác năng lượng mặt trời:

  1. Tấm Pin Mặt Trời (Solar Photovoltaic – Solar PV): Phương pháp này sử dụng tấm pin mặt trời để chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. Tấm pin mặt trời chứa các tế bào quang điện bán dẫn (thường là silic) có khả năng tạo ra dòng điện khi ánh sáng chiếu vào chúng. Điện năng này sau đó được điều chỉnh và sử dụng để cung cấp điện năng cho các thiết bị và hệ thống khác.
  2. Hệ Thống Nước Nóng Mặt Trời (Solar Water Heating): Hệ thống này sử dụng ánh sáng mặt trời để sưởi ấm nước cho việc sử dụng hàng ngày. Nước được cưỡng bức lưu thông qua các ống dẫn nhiệt nhiệt động học, được sưởi ấm bởi nhiệt từ ánh sáng mặt trời, sau đó nước ấm được lưu trữ và sử dụng.
  3. Hệ Thống Năng Lượng Mặt Trời Di Động (Solar Mobile Power System): Các hệ thống năng lượng mặt trời di động thường sử dụng trong các khu vực không có nguồn điện cố định. Chúng bao gồm tấm pin mặt trời để thu thập ánh sáng mặt trời và lưu trữ năng lượng trong ắc quy hoặc hệ thống lưu trữ khác, sau đó cung cấp điện năng cho các thiết bị di động như đèn, máy tính bảng và điện thoại di động.
  4. Năng Lượng Ánh Sáng Mặt Trời (Solar Lighting): Các hệ thống đèn năng lượng mặt trời sử dụng điện năng mặt trời để cung cấp ánh sáng trong các khu vực không có nguồn điện. Tấm pin mặt trời thu thập năng lượng trong ngày và sử dụng nó để cung cấp ánh sáng vào ban đêm.
  5. Hệ Thống Năng Lượng Mặt Trời Quy Mô Lớn (Solar Power Plants): Các dự án năng lượng mặt trời quy mô lớn như trang trại năng lượng mặt trời và các nhà máy điện mặt trời sử dụng hàng loạt tấm pin mặt trời để tạo ra năng lượng điện quy mô lớn, cung cấp điện năng cho cộng đồng và lưới điện.

Tất cả các phương pháp trên đều có mục tiêu chung là tận dụng năng lượng ánh sáng mặt trời và chuyển đổi nó thành các nguồn năng lượng sử dụng được để đáp ứng các nhu cầu năng lượng của con người.

Tiềm năng phát triển điện mặt trời tại Việt Nam

Hiện nay trên thế giới, các quốc gia Châu Âu là những nơi có ngành năng lượng tái tạo phát triển bậc nhất. Tuy nhiên, so sánh về tiềm năng phát triển điện mặt trời thì đây là những nước có nhiều hạn chế nhất. Nguyên nhân là do số giờ nắng trung bình/ năm tại các nước Châu Âu rất thấp. Do thời tiết tại đây lạnh, chủ yếu là tuyết cùng mùa đông kéo dài. Điều này gây ảnh hưởng không nhỏ đến khả năng sản xuất điện của các tấm pin mặt trời.

Trong khi đó, ở Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới gió mùa, ít lạnh và mưa tuyết hơn nên lượng bức xạ mặt trời nhận được cũng sẽ cao hơn. Đặc biệt, số giờ nắng ở các tỉnh miền Trung và miền Nam vô cùng lớn, khoảng 2000 – 2600 giờ mỗi năm. Còn miền Bắc cũng rất tiềm năng với 1700 – 2100 giờ nắng/năm. Với số lượng giờ nắng dồi dào như vậy, dù ở bất cứ tỉnh thành nào tại Việt Nam, khi lắp đặt điện mặt trời, chủ đầu tư cũng sẽ nhận được mức lợi ích lớn cho mình.

Những lưu ý khi sử dụng điện năng lượng mặt trời

Khi sử dụng điện năng lượng mặt trời, có một số lưu ý quan trọng để bạn cân nhắc để đảm bảo hiệu suất, an toàn và sự bền vững của hệ thống năng lượng mặt trời. Dưới đây là một số lưu ý khi sử dụng điện năng lượng mặt trời:

  1. Bảo Trì Định Kỳ: Hãy thực hiện bảo trì định kỳ cho hệ thống năng lượng mặt trời của bạn. Kiểm tra tấm pin mặt trời, dây cáp và các thành phần khác để đảm bảo chúng hoạt động hiệu quả.
  2. Vệ Sinh Tấm Pin Mặt Trời: Tấm pin mặt trời cần được vệ sinh định kỳ để loại bỏ bụi bẩn, lá cây và bất kỳ chất cản trở nào khác. Sự cản trở này có thể làm giảm hiệu suất sản xuất điện năng.
  3. Kiểm Tra Hiệu Suất: Theo dõi hiệu suất của hệ thống năng lượng mặt trời để xác định xem nó có hoạt động đúng cách hay không. Nếu bạn phát hiện bất kỳ sự cố nào, hãy thực hiện kiểm tra và sửa chữa ngay.
  4. Bảo Vệ Khỏi Thời Tiết Xấu: Bảo vệ các thành phần của hệ thống năng lượng mặt trời khỏi thời tiết khắc nghiệt như mưa, gió mạnh và tuyết. Đảm bảo rằng tất cả các thành phần đều được gắn đặt chắc chắn và an toàn.
  5. Sử Dụng Thiết Bị An Toàn: Nếu bạn thực hiện bất kỳ công việc bảo trì hoặc sửa chữa nào trên hệ thống năng lượng mặt trời, hãy đảm bảo sử dụng các thiết bị bảo hộ và tuân thủ các quy tắc an toàn.
  6. Bảo Vệ Trước Sự Cố Điện: Sử dụng các bộ ngắt mạch và thiết bị bảo vệ phù hợp để đảm bảo rằng hệ thống năng lượng mặt trời của bạn sẽ tắt nguồn nếu xảy ra sự cố điện.
  7. Lưu Trữ Năng Lượng Dự Phòng: Nếu bạn có hệ thống lưu trữ năng lượng để sử dụng khi không có ánh sáng mặt trời, hãy kiểm tra định kỳ và bảo trì các thành phần lưu trữ để đảm bảo sự hoạt động hiệu quả.
  8. Giám Sát Tiêu Thụ Năng Lượng: Sử dụng thiết bị theo dõi năng lượng để theo dõi tiêu thụ và hiệu suất sản xuất năng lượng mặt trời của bạn. Điều này giúp bạn hiểu rõ hơn về cách sử dụng năng lượng và tối ưu hóa hiệu suất.
  9. Hợp Tác Với Chuyên Gia: Nếu bạn không có kinh nghiệm về cài đặt và bảo trì hệ thống năng lượng mặt trời, hãy tìm kiếm sự hỗ trợ từ các chuyên gia hoặc công ty chuyên cung cấp dịch vụ trong lĩnh vực này.
  10. Tuân Thủ Luật Pháp Và Quy Định: Đảm bảo tuân thủ tất cả các luật pháp và quy định liên quan đến việc sử dụng và cài đặt năng lượng mặt trời trong khu vực của bạn.

Nhớ rằng, việc duy trì và sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời một cách đúng đắn sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo rằng hệ thống hoạt động bền vững trong thời gian dài.

You may also like

Leave a Reply