Các vấn đề cần quan tâm khi lắp đặt hệ thống sản xuất điện mặt trời

Năng lượng mặt trời là gì?

Hiểu một cách đơn giản, năng lượng mặt trời hay còn gọi là quang năng chính là phần năng lượng có được từ ánh sáng mặt trời. Trong ánh sáng mặt trời có các hạt siêu nhỏ gọi là photon, những hạt này khi va chạm với các tấm pin quang năng sẽ giải phóng các hạt electron tự do. Nhờ vào sự chuyển động của nhưng electron tự do này trong tấm pin quang năng sẽ tạo ra điện năng.

Cơ chế hoạt động của năng lượng mặt trời:

Quang năng biến thành điện năng nhờ vào 1 loại pin đặt biệt, gọi là pin quang năng hoặc pin năng lượng mặt trời. Pin năng lượng mặt trời được cấu thành từ các phần tử bán dẫn là tế bào quang điện (solar cells). Tế bào quang điện làm từ các tấm silicon có độ tinh khiết nhưng được pha tạp với các tạp chất đặc biệt (Silicon loại N và Silicon loại P) trong cấu trúc mạng có nhiều “electron” và “lỗ”.  Xét về bản chất, tế bào quang điện là các thiết bị bán dẫn silic, bao gồm một lớp loại P (dương) và một lớp N (âm), ghép nối với nhau để tạo thành một “Liên kết P/N”

Dựa theo hiệu ứng quang điện, các biến đổi trong pin mặt trời chia thành các giai đoạn như sau:

• Ánh sáng mặt trời bao gồm các hạt photon, những hạt này tiếp xúc với các tế bào năng lượng mặt trời, nhờ vào tác động của chất bán dẫn và nới lỏng liên kết hạt, giải phóng ra các electron ở điện cực N
• Các elentron này di chuyển tự do từ điện cực N tới điện cực P tạo ra dòng điện một chiều DC.
• Dòng điện từ một chiều (DC) biến thành dòng điện xoay chiều (AC) nhờ bộ biến tần được gắn với các tế bào năng lượng mặt trời.

Các loại công nghệ năng lượng mặt trời:

Có 3 loại chính công nghệ năng lượng mặt trời chính như sau:

• Công nghệ quang điện (Photovoltaic technology)

Thường được gọi là PV, công nghệ này chuyển đổi quang năng thành điện năng nhờ vào các tấm pin năng lượng mặt trời. Những tấm pin này được sử dụng như vật liệu bán dẫn để thu ánh sáng, sau đó giải phóng ra các electron tự do di chuyển trên các tế bào quang năng và từ đó tạo thành dòng diện một chiều. Công nghệ này thường được áp dụng tại hệ thống điện mặt trời cho hộ gia đình hoặc doanh nghiệp.

• Công nghệ năng lượng mặt trời hội tụ (Concentrated Solar Power)

Hay gọi tắt là CSP, công nghệ năng lượng mặt trời hội tụ thường đường sử dụng trong các nhà máy sản xuất năng lượng lớn, không dùng cho hộ gia đình hay doanh nghiệp nhỏ. Công nghệ này thu ánh sáng bằng cách sử dụng các các bộ hội tụ (ví dụ như bộ hội tụ từ gương phẳng, máng gương hình parabol, bộ hội tụ Fresnel, …) để biến năng lượng mặt trời thành nhiệt năng. Sau đó công nghệ nhiệt sẽ biến nhiệt mặt trời thành năng lượng cơ học trước khi để hóa hơi nước (hoặc dầu) ở áp suất và nhiệt độ cao từ đó cấp năng lượng cho tua bin của máy phát điện và sản sinh ra điện. Các nhà máy sử dụng công nghệ này cũng có thể trữ điện để sử dụng bất cứ lúc nào.

• Nhiệt trực tiếp (Direct thermal)

Là dùng năng lượng mặt trời để như một nguồn nhiệt để làm nước nóng cho hộ gia đình hoặc cho hồ bơi hay sưởi ấm không gian làm việc, sinh hoạt. Ngoài ra còn có hệ thống làm mát bằng năng lượng mặt trời còn lưu thông điều hòa không khí thông qua qua hệ thống HVAC msà không cần sử dụng điện.

Các vấn đề cần quan tâm khi lắp đặt hệ thống sản xuất điện mặt trời:

Để tối ưu hiệu quả cho hệ thống điện mặt trời, trước khi tiến hành lắp đặt hệ thống cần xem xét các vấn đề sau:

• Hóa đơn tiền điện hàng tháng

Lắp đặt hệ thống điện mặt trời đòi hỏi chi phí đầu tư không hề nhỏ. Vì thế, nếu như nhu cầu sử dụng điện của gia đình ít hoặc dùng ban ngày ít hơn ban đêm thì cần phải so sánh chi phí giữa hai hệ thống. Thông thường nếu hóa đơn điện hàng tháng thấp hơn 2 triệu thì mới nên dùng điện mặt trời.

• Kết cấu và hướng của mái nhà

Tuổi thọ hệ thống điện mặt trời có thể keo dài đến 40 năm. Vì thế cần khảo sát thực tế mái nhà có khả năng đáp ứng được việc lắp đặt hệ thống không, cần bổ sung hệ thống khung giàn, giá đỡ không.

• Lượng ánh nắng mặt trời hàng ngày chiếu lên mái nhà

Đây là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến tính khả thi của việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời. Có đủ ánh nắng cung cấp cho hệ thống không? Xung quanh có bóng che của cây cối hay tòa nhà không? Hoặc vị trí ở vùng nhiều mưa hay nhiều nắng?

Các loại nhà cung cấp cho hệ thống điện mặt trời

• Nhà sản xuất thiết bị

Là bên sản xuất ra các thiết bị cung cấp cho hệ thống điện mặt trời như pin quang năng, bộ hòa lưới, ắc quy,…Nhiều khi người mua hàng có thể mua trực tiếp từ đơn vị sản xuất hoặc thông qua công ty trung gian khác.

• Bên lắp đặt, thi công

Là bên cung cấp dịch vụ thi công lắp đặt hệ thống cho người mua. Bên này có thể là công ty thứ ba cung cấp dịch vụ riêng hoặc thuộc quản lý của bên công ty sản xuất thiết bị hay công ty trung gian.

• Công ty trung gian

Công ty trung gian có thể là bên đứng giữa kết nối người mua với nhà cung cấp thiết bị, đội ngũ kĩ thuật thi công lắp đặt, bán luôn hoặc cho thuê hệ thống điện mặt trời. Có vài công ty trung gian còn có cả giải pháp tài chính cho người mua khi muốn lắp đặt các thiết bị.