Cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời luôn là một trong những chủ đề nhiều người tìm hiểu. Bởi tấm pin này là bộ phận đầu tiên và vô cùng quan trọng trong hệ thống điện mặt trời. Vậy tấm pin NLMT có cấu tạo ra sao? Nguyên lý hoạt động như thế nào? Cùng Chondungnhat tìm hiểu ngọn ngành trong bài viết này nhé!
Vật liệu làm pin mặt trời là gì?
Có nhiều loại vật liệu được sử dụng để sản xuất pin mặt trời, tuy nhiên vật liệu phổ biến nhất là silic. Silic được sử dụng trong các tế bào quang điện (solar cells) để chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng. Silic có khả năng chuyển đổi ánh sáng thành điện năng một cách hiệu quả và nó cũng là một vật liệu rẻ và phổ biến.
Ngoài ra, các vật liệu khác cũng được sử dụng để sản xuất pin mặt trời như các hợp chất bán dẫn (semiconductor compounds) như cadmium telluride (CdTe) và copper indium gallium selenide (CIGS) hay các vật liệu hữu cơ (organic materials) như polyme dẫn điện (conductive polymers) và hỗn hợp phân tử carbon (fullerene).
Cấu tạo của tấm pin năng lượng mặt trời
Lớp tế bào quang điện Solar Cells bên trong tấm pin
Pin NLMT được cấu tạo từ nhiều đơn vị nhỏ hơn Solar Cells. Những loại pin NLMT thông dụng như poly hay mono đều được làm từ silic – Một trong những loại bán dẫn khá phổ biến. Trong cell thì tinh thể silic bị kẹp giữa hai lớp dẫn điện đó là các thanh busbar và ribbon.
Lớp kính cường lực trước của tấm pin mặt trời
Kính cường lực có khả năng bảo vệ solar cell khỏi các tác động của thời tiết như mưa, gió, buijvaf các tác động va đập khác. Kinh cường lực thường được thiết kế độ dày từ 2mm – 4mm nhằm đảm bảo đủ khả năng bảo vệ cũng như duy trì độ trong suốt cho tấm pin NLMT.s
Tấm nền của tấm pin
Tấm nền có công dụng cách điện và bảo vệ cơ học, chống ẩm. Vật liệu được sử dụng thường là PET, PP, PVF, nhựa và polymer. Tấm nền sẽ có độ dày khác nhau phụ thuộc vào mỗi hãng sản xuất.
Khung nhôm
Khung nhôm giúp tạo ra một kết cấu đủ cứng cáp giúp tích hợp solar cell với những bộ phận khác. Được thiết kế cứng cáp nhưng vẫn đảm bảo trọng lượng vừa nhẹ và khung nhôm bảo vệ, cố định các thành phần bên trong trước trọng tải gió lớn hay ngoại lực tác động từ bên ngoài.
Hộp đựng mối nối mạch điện tấm pin năng lượng mặt trời
Đây là nơi tập hợp cũng như chuyển đổi năng lượng điện được sinh ra từ tấm pin NLMT ra ngoài. Không những thế, còn là điểm trung tâm nên được thiết kế bảo vệ vô cùng chắc chắn.
Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời
Pin năng lượng mặt trời (hay còn gọi là pin quang điện) hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện (photoelectric effect), tức là chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng.
Pin năng lượng mặt trời bao gồm một số lượng lớn các tế bào quang điện, mỗi tế bào quang điện bao gồm hai lớp bán dẫn (semiconductor) đặt lên nhau. Lớp bán dẫn dưới cùng có tính âm điện (n-type), trong khi lớp bán dẫn trên cùng có tính dương điện (p-type).
Khi ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện, các hạt photon trong ánh sáng sẽ đánh thức các electron trong lớp bán dẫn n-type và tạo ra một lỗ trống trong lớp bán dẫn p-type. Sự chênh lệch điện thế giữa hai lớp bán dẫn sẽ khiến các electron di chuyển từ lớp bán dẫn n-type sang lớp bán dẫn p-type để lấp đầy lỗ trống, tạo nên dòng điện.
Để tăng hiệu suất của tế bào quang điện, các tế bào này thường được kết hợp thành các mô-đun pin năng lượng mặt trời lớn hơn. Mô-đun pin năng lượng mặt trời bao gồm nhiều tế bào quang điện được kết nối với nhau theo cách song song hoặc nối tiếp. Sau đó, một số mô-đun này được kết hợp với nhau để tạo thành các bảng pin lớn hơn, có thể được sử dụng để sản xuất năng lượng điện lớn hơn.
Tuổi thọ của Pin mặt trời là bao nhiêu
Tuổi thọ của pin mặt trời phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm chất lượng của vật liệu sử dụng để sản xuất pin, môi trường hoạt động của pin, và cách sử dụng và bảo trì pin.
Những pin mặt trời được sản xuất bởi các nhà sản xuất uy tín và được sử dụng và bảo trì đúng cách có thể có tuổi thọ từ 25 đến 30 năm hoặc hơn. Tuy nhiên, nếu pin mặt trời bị lắp đặt trong môi trường khắc nghiệt, như môi trường có nhiều bụi bẩn, độ ẩm cao hoặc nhiệt độ cao, tuổi thọ của pin có thể giảm xuống.
Ngoài ra, hiệu suất của pin mặt trời cũng có thể giảm sau một thời gian sử dụng, do quá trình oxy hóa và mòn của các vật liệu trong pin. Thông thường, các nhà sản xuất đưa ra độ bền của pin dựa trên hiệu suất của pin giảm xuống 20% so với hiệu suất ban đầu.
Cách làm tăng tuổi thọ pin năng lượng mặt trời
Để tăng tuổi thọ của pin năng lượng mặt trời, có một số cách sau đây:
- Chọn mua pin chất lượng tốt từ các nhà sản xuất uy tín, đảm bảo chất lượng của vật liệu, kết cấu và quá trình sản xuất.
- Lắp đặt pin ở vị trí tốt nhất để tối đa hóa hiệu suất hoạt động, tránh nơi có bóng râm, chắn gió, phủ bụi hoặc có nhiều độ ẩm. Đồng thời, cần lắp đặt pin một cách chắc chắn để tránh bị hư hỏng do các tác động vật lý như gió mạnh, động đất hoặc mưa lớn.
- Sử dụng bộ điều khiển tối ưu để giám sát và điều khiển hoạt động của hệ thống năng lượng mặt trời đúng cách, đảm bảo hoạt động của pin trong điều kiện tối ưu.
- Điều chỉnh hướng của pin theo hướng tối ưu để tối đa hóa hiệu suất hoạt động của pin trong suốt quá trình sử dụng.
- Điều chỉnh độ nghiêng của pin để tránh tình trạng dư thừa hoặc thiếu năng lượng so với nhu cầu sử dụng.
- Thực hiện bảo trì định kỳ cho pin như lau chùi bụi, kiểm tra dây cáp, đảm bảo các kết nối đúng cách để tránh tình trạng chập điện hoặc ngắt kết nối.
