Không có bộ phận nào chuyển động. Không có quá trình đốt cháy nào diễn ra, cũng như không tạo ra bất kỳ tiếng ồn nào. Không yêu cầu không gian ngoài trừ bề mặt mái nhà của bạn. Cũng không yêu cầu nhiên liệu, chỉ cần ánh sáng mặt trời. Và bất chấp tất cả những điều đó, hệ thống có thể cung cấp điện cho toàn bộ ngôi nhà của bạn và tạo ra nguồn điện dư để bán lại cho EVN.
Vâng, tôi đang nói về năng lượng mặt trời. Cách thức hoạt động của nó có vẻ rất đáng chú ý và bí ẩn, nó gần giống như “ma thuật”. Nhưng việc sản xuất điện mặt trời thực sự khá đơn giản. Và, tin hay không tin, công nghệ năng lượng mặt trời được sử dụng trong các tấm pin hiện đại về cơ bản vẫn được duy trì không thay đổi kể từ những năm 1950.
Vậy, một hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào? Điều gì sẽ xảy ra để ánh sáng mặt trời đơn thuần được chuyển hóa thành điện năng để cung cấp nguồn điện cho các thiết bị gia dụng của bạn?
Bài viết này sẽ trả lời những câu hỏi đó, chúng ta sẽ xem xét cách năng lượng mặt trời hoạt động vào ban đêm và vai trò của tấm pin trong một hệ thống:
Làm thế nào để năng lượng mặt trời cung cấp điện cho ngôi nhà của bạn?
Trong phần này, chúng tôi sẽ giải thích quy trình mà các ngôi nhà có thể tạo ra và sử dụng điện mặt trời bằng cách sử dụng các tấm pin
Điện mặt trời có thể sử dụng được sản xuất theo 4 bước:
- Tấm pin mặt trời tạo ra điện một chiều
- Biến tần chuyển đổi điện năng thành điện xoay chiều có thể sử dụng được
- Biến tần cung cấp điện cho gia đình
- Điện dư thừa được xuất vào lưới
Tấm pin tạo ra điện một chiều:
Những ngôi nhà có hệ thống năng lượng mặt trời thường có từ 15 đến 25 tấm pin mặt trời được lắp đặt trên mái nhà.
Mỗi tấm pin bao gồm một chuỗi 60 hoặc 72 cell quang điện, mỗi cell được làm từ silicon đơn tinh thể hoặc đa tinh thể. Các tấm pin được thiết kế để thu ánh sáng mặt trời và chuyển nó thành dòng điện một chiều (DC) thông qua hiệu ứng quang điện
Lượng điện mặt trời được sản xuất phụ thuộc vào cường độ ánh sáng mặt trời và thiết kế của tấm pin. Càng ngày các tấm pin càng đcược sản xuất với công suất càng lớn, hiện nay các tấm dùng trogn lắp đặt thường trên 400W.
Biến tần chuyển đổi điện DC thành AC
Các thiết bị gia dụng được thiết kế để sử dụng điện xoay chiều (AC), do đó, nguồn điện một chiều do pin mặt trời tạo ra từ các cell cần được chuyển đổi trước khi cung cấp cho gia đình. Chức năng này được thực hiện bởi một biến tần.
Trong hầu hết các gia đình, có một biến tần “chuỗi” duy nhất được lắp đặt. Các bộ biến tần này, còn được gọi là “bộ biến tần trung tâm”, nhận công suất kết hợp từ tất cả các tấm pin trước khi chuyển đổi nó.
Tuy nhiên, biến tần cũng có thể được cài đặt ở cấp độ mô-đun; trong những trường hợp đó, các bộ biến tần nhỏ được gắn vào từng tấm pini riêng lẻ để thực hiện chuyển đổi
Biến tần cung cấp điện cho gia đình
Sau đó biến tần sẽ cấp nguồn điện AC ở điện áp yêu cầu (120V / 240V) cho bảng mạch của bạn; nguồn điện lúc này đã sẵn sàng để cung cấp cho bất kỳ tải điện nào trong nhà bạn.
Với hệ thống điện mặt trời hòa lưới – loại phổ biến nhất được lắp đặt trong gia đình – bạn có thể sử dụng điện mặt trời, điện lưới hoặc kết hợp cả hai bất kỳ lúc nào.
Nếu tải điện trong nhà của bạn lớn hơn công suất do biến tần cung cấp, thì tải điện của bạn có thể được đáp ứng bởi sự kết hợp của nhiều nguồn: một phần từ điện mặt trời trên mái nhà của bạn và một phần từ lưới điện.
Năng lượng mặt trời dư thừa được xuất vào lưới
Nếu bạn đã lắp đặt các tấm pin, thông thường sẽ tạo ra nhiều năng lượng mặt trời hơn tổng tải điện yêu cầu (nhu cầu năng lượng của bạn là gì). Khi điều này xảy ra, lượng điện dư thừa sẽ được đưa ngược vào lưới điện thông qua đồng hồ đo tiện ích của bạn.
Đồng hồ đo tiện ích sẽ cần phải là một “đồng hồ 2 chiều” đặc biệt, có thể lưu giữ một bản ghi riêng biệt về lượng điện bạn xuất lên lưới và những gì bạn tiêu thụ từ lưới điện.
Hệ thống năng lượng mặt trời có hoạt động vào ban đêm?
Các tấm pin cần phải có ánh sáng mặt trời để tạo ra điện, nên chúng chắc chắn sẽ KHÔNG hoạt động vào ban đêm khi không có ánh sáng mặt trời. Nhiều người vẫn thắc mắc về vấn đề này có thể là do liên quan đến khả năng lưu trữ, vào ban đêm nó vẫn cũng cung cấp điện để sử dụng.
Chúng ta chỉ mới bàn về hệ thống hòa lưới: Nếu lượng điện do hệ thống tạo ra vượt mức nhu cầu sử dụng của bạn, thì lượng dư thừa sẽ được lưu trữ vào lưới điện. Còn một loại nữa là hệ thống độc lập: lượng điện dư sẽ được lưu trữ trong các bình ắc quy điện. Nên vào buổi tối hay kể cả khi cúp điện, bạn vẫn có điện sử dụng nhờ nguồn điện lưu trữ sẵn trong bình lưu trữ.
Vì vậy nên nhiều người vẫn lầm tưởng là hệ thống điện mặt trời vẫn hoạt động vào ban đêm.
Làm thế nào để pin lưu trữ hoạt động với điện mặt trời?
Như đã đề cập, chúng ta chỉ thảo luận về loại lắp đặt năng lượng mặt trời phổ biến nhất là hệ thống nối lưới.
Bạn có thể nhận thấy rằng các hệ thống này hoạt động mà không cần bất kỳ pin lưu trữ điện nào. Khi có lưới điện, đối với hầu hết mọi người, việc bổ sung pin vào hệ thống năng lượng mặt trời gia đình là tùy chọn.
Hơn nữa, việc mua bộ lưu trữ pin thường không có ý nghĩa kinh tế. Các giải pháp lưu trữ pin đắt tiền và có tuổi thọ tương đối ngắn.
Hiện nay vẫn có nhiều nơi, khu vực sử dụng các giải pháp lưu trữ pin. Dưới đây là hai tình huống phổ biến mà các chủ nhà chọn sử dụng giải pháp thêm pin để lưu trữ điện:
Tình huống 1: Sử dụng pin như một phần của hệ thống không nối lưới
Một số người sử dụng năng lượng mặt trời để đáp ứng mọi nhu cầu điện năng của họ; điều này là do họ đang tìm kiếm một lối sống không có lưới điện hoặc do kết nối lưới điện không khả dụng hoặc đắt tiền để kết nối (thường xảy ra ở các vùng sâu vùng xa).
Trong những trường hợp như vậy, chủ nhà ghép hệ thống của họ với bộ lưu trữ pin để tạo ra một hệ thống độc lập với lưới điện. Điều này cho phép họ lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa vào ban ngày để sử dụng vào ban đêm.
Hệ thống không nối lưới thường sử dụng pin axit-chì, tương tự như pin được sử dụng trong pin ô tô. Chúng là giải pháp pin hợp lý nhất và do đó, là lựa chọn ưu tiên khi yêu cầu dung lượng lưu trữ lớn.
Tình huống 2: Sử dụng pin để làm nguồn dự phòng:
Các chủ nhà sống ở những khu vực dễ bị mất điện tìm đến bộ lưu trữ pin như một nguồn dự phòng. Chúng hoạt động êm hơn và sạch hơn so với các máy phát điện dầu diesel truyền thống và không cần phải ra ngoài mua nhiên liệu.
Ngày nay, hầu hết mọi người mua pin cho nguồn dự phòng đều lựa chọn các tùy chọn lithium-ion mới hơn. Loại pin này có kích thước nhỏ và có thể dễ dàng được thiết lập để hoạt động như một nguồn dự phòng độc lập trong trường hợp mất điện lưới.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các giải pháp pin đắt tiền và tuổi thọ ngắn, với thời gian bảo hành chỉ từ 5-10 năm.
Làm cho năng lượng mặt trời hoạt động cho ngôi nhà của bạn
Đầu tiên, quá trình lắp đặt năng lượng mặt trời có thể phức tạp. Nhưng với các nguồn lực phù hợp, bạn có thể lắp đặt và vận hành hệ thống trên mái nhà của mình trong vòng vài ngày nếu bạn nắm bặt cách lắp đặt đi dây.
Thử thách đầu tiên chính là hiểu cách thức hoạt động của công nghệ năng lượng mặt trời.
Bước tiếp theo trong hành trình sử dụng điện mặt trời của bạn có khả năng còn phức tạp hơn: tìm hiểu xem liệu năng lượng mặt trời có phù hợp với bạn hay không.
Chỉ còn một bước quan trọng sau đó nữa: chọn thương hiệu thiết bị năng lượng mặt trời tốt nhất và công ty năng lượng mặt trời phù hợp để lắp đặt chúng cho bạn.
Ngay khi các tấm pin mặt trời được lắp đặt hoàn tất, chúng thiết kế để kéo dài tuổi thộ tối thiểu 25 năm và các yêu cầu bảo trì tối thiểu. Sau đó, bạn có thể tận hưởng nguồn năng lượng sạch mà hệ thống sản xuất – nếu có lượng điện dư, bạn còn có thêm một nguồn thu từ việc lắp đặt này.
Kết luận:
- Các tấm pin chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng nhờ hiệu ứng quang điện.
- Bộ biến tần chuyển đổi điện năng thành điện xoay chiều để cung cấp cho thiết bị điện trong nhà bạn
- Điện mặt trời dư thừa được xuất đưa ngược vào lưới điện; đổi lại, bạn có thể nhận được một nguồn thu từ việc bán điện
- Hệ thống điện mặt trời không hoạt động vào ban đêm
- Việc bổ sung bộ lưu trữ pin là tùy chọn, nhưng thường được sử dụng trong các ngôi nhà không có lưới điện và như một nguồn điện dự phòng.
