Tấm pin năng lượng mặt trời có chức năng gì?

Tấm pin năng lượng mặt trời với độ bền cao, giá khá rẻ, tạo ra nguồn năng lượng xanh phục vụ cho con người nên ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Vậy cụ thể pin năng lượng mặt trời là gì? Nó có cấu tạo, nguyên lý hoạt động và chức năng như thế nào? Mời các bạn cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

1. Pin năng lượng mặt trời là gì?

Pin năng lượng mặt trời hay còn được gọi với các tên khác như Solar panel, tấm quang năng, tấm pin mặt trời. Nó bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) là các phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt những cảm biến của ánh sáng, được sử dụng để chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện.

Tấm pin mặt trời là thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện

Tấm pin mặt trời mang đến nhiều lợi ích thiết thực nên được ứng dụng nhiều trong thực tế. Chúng đặc biệt thích hợp để lắp đặt tại những khu vực có điện lưới khó vươn tới như đảo xa, núi cao,… Thường đặt trên nóc nhà nơi đón ánh sáng mặt trời nhiều nhất và kết nối cùng bộ chuyển đổi của mạng lưới điện.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tấm pin mặt trời

2.1. Cấu tạo

Tấm pin năng lượng mặt trời được cấu tạo bởi nhiều bộ phận với nhau, mỗi phần đảm nhiệm vai trò nhất định. Bao gồm:

• Khung nhôm: Kết cấu cứng cáp để tích hợp các tế bào quang điện và những bộ phận khác.
• Kính cường lực: Có độ dày khoảng 3 – 3.5mm giúp bảo vệ solar cells trước sự tác động của thời điện và va chạm bên ngoài.

• Lớp EVA: Là 2 lớp polymer mỏng, kết dính lớp tế bào điện quang với kính cường lực cùng lớp phía dưới.
• Lớp solar cell: Một solar cell sử dụng 2 lớp silic- chất bán dẫn khác nhau.
• Tấm nền pin: Cách điện, giữ độ ẩm và bảo vệ cơ học, chủ yếu là màu trắng.
• Hộp đấu dây: Là nơi tập trung và chuyển giao năng lượng điện được tạo ra từ tấm quang năng.
• Cáp điện DC: Cách điện tốt, chống chịu được môi trường bên ngoài,
• Jack kết nối MC4: Kết nối tấm pin mặt trời và nguồn điện với nhau.

Tấm pin mặt trời được tạo thành từ nhiều bộ phận

2.2. Nguyên lý hoạt động

Theo cấu tạo của pin năng lượng mặt trời thì 1 solar cell sử dụng 2 lớp silic khác nhau là N và P. Khi 2 silic này tác động vào nhau tạo ra điện tích dương và âm ở 2 mặt.

Photon khi chạm vào 1 mảnh silic sẽ truyền năng lượng của nó đến các hạt electron trong mạng tinh thể. Electron được kích thích trở thành dẫn điện xong tự do di chuyển và tạo ra lỗ trống. Lúc chất bán dẫn tiếp xúc với năng lượng, các electron sẽ chuyển động xong lấp đầy lỗ trống đó.

Tiếp theo, các electron sinh ra điện trường và chúng được thu thập tại đỉnh của solar cell. Từ đây, electron đi vào mạch điện tiêu thụ thực hiện chức năng điện từ biến pin mặt trời trở thành điện năng.

Khi điện trường được tạo ra là có thể thu thập và chuyển thành dòng điện để sử dụng. Một bộ biến tần được gắn với tế bào năng lượng mặt trời giúp chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành dòng điện xoay chiều, cung cấp điện cho các thiết bị cần dùng điện.

Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời

3. Chức năng của tấm pin năng lượng mặt trời

3.1. Tạo ra nguồn năng lượng xanh

Tấm pin mặt trời sử dụng hiệu ứng quang điện để chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện. Khi ánh sáng chiếu vào tấm pin, các tế bào quang điện bên trong tấm pin sẽ tạo ra dòng điện một chiều. Chúng được thiết kế để tận dụng tối đa cả tia sáng trực tiếp từ mặt trời và tia sáng phản xạ từ môi trường xung quanh.

3.2. Cung cấp năng lượng điện cho hệ thống

Tấm quang năng được dùng để cung cấp năng lượng điện cho các hệ thống và thiết bị khác nhau. Chúng có thể được lắp đặt tại công trình nhà ở, tòa nhà, hệ thống điện áp mái nhà, hệ thống điện năng lượng mặt trời tại các trạm viễn thông, những thiết bị di động, đèn chiếu sáng đường phố, thiết bị điện tử như máy tính, điện thoại,…

Nó tạo ra nguồn năng lượng xanh cung cấp cho các thiết bị cần sử dụng điện

3.3. Lưu trữ năng lượng điện

Pin năng lượng mặt trời kết hợp cùng hệ thống lưu trữ năng lượng như ắc quy, hồ điều chỉnh,… Nhằm lưu trữ năng lượng điện dư thừa sản xuất trong ngày để sử dụng vào ban đêm hoặc trong những khoảng thời gian không có ánh sáng mặt trời, vô cùng tiện lợi.

Trên đây là thông tin về định nghĩa, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và chức năng của tấm pin năng lượng mặt trời. Mong rằng, sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về thiết bị này.