Ánh nắng trở thành năng lượng mặt trời như thế nào?

Hệ thống điện năng lượng mặt trời lấy năng lượng từ mặt trời và chuyển nó đến một máy biến tần (Inverter) nơi mà năng lượng được chuyển đổi thành điện để sử dụng cho nhu cầu hàng ngày.

Hình ảnh dưới đây sẽ minh họa chi tiết cho bạn thấy một hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?

1. Pin quang điện (PV) chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện một chiều (DC)

2. Bộ biến tần chuyển dòng điện một chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC

3. Hệ thống điện sẽ gửi dòng điện xoay chiều này đến đèn và các thiết bị để sử dụng

4. Các biện pháp đo lường sẽ tính toán năng lượng bạn đã tiêu thụ và phản hồi lại lưới điện

Hệ thống điện năng lượng mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện một chiều, hoặc dạng điện tương tự giống như trong những quả pin nơi mà dòng điện chỉ chuyển động theo một hướng. Pin năng lượng mặt trời, thường gồm 2 lớp sillicon (vật liệu bán dẫn) và một lớp phân tách, được nối với nhau và lắp ráp thành tấm pin năng lượng mặt trời hoặc mô-đun.

Khi các pin này được tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, photon từ mặt trời tương tác với electron trong lớp silicon trên, về cơ bản là đánh chúng bật ra khỏi các nguyên tử liên quan. Các electron tự do sẽ được hút vào các nguyên tử trong lớp silicon bên dưới và đi vào dây để đến được đầu bên kia. Quá trình di chuyển của các electron từ một phía đến phía khác của pin thông qua dây chính là dòng điện. Thuật ngữ "quang điện" hay PV chính là sự mô tả độc đáo cho quá trình này.

Khi hệ thống năng lượng mặt trời được sản xuất, các pin quang điện được nối với nhau thành một sê-ri. Điện áp đầu ra của hệ thống phụ thuộc vào số lượng pin tạo nên nó. Điện áp đầu ra thường là 12, 18 hoặc 24 vôn. Công suất đầu ra phụ thuộc vào hiệu quả của pin và kích thước, diện tích của mỗi vùng trên pin trong hệ thống. Pin càng lớn và hiệu quả càng cao thì công suất trên mỗi diện tích vuông sẽ lớn hơn. Những hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng pin "xịn" thường sẽ có xu hướng đắt hơn.

Khi trình cài đặt lắp ráp một hệ thống PV, con số chính xác về các tấm pin (chứa nhiều pin) được nối với nhau trong sê-ri sẽ được xác định cụ thể, để đạt được mục tiêu điện áp theo yêu cầu của bộ biến tần hoặc trọng tải. Sau đó, các nhóm tấm pin này sẽ được nối "song song" với nhau để tăng công suất của hệ thống. Khi tất cả các thành phần này được lắp đặt, mặt trời cung cấp năng lượng và hệ thống đơn giản chỉ việc sản xuất điện.

Hy vọng bài viết này sẽ giúp các bạn có thể hình dung dễ dàng hơn một hệ thống điện năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào để lấy được điện từ ánh sáng mặt trời.