Năng lượng mặt trời là gì, ưu nhược điểm và ứng dụng thực tế

Năng lượng mặt trời đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong đời sống. Vậy năng lượng mặt trời là gì, phương pháp khai thác và ứng dụng của nó trong thực tiễn như thế nào? Để giải đáp những thắc mắc này mời bạn đọc hãy cùng HACOTECH tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Năng lượng mặt trời là gì?

Năng lượng mặt trời là năng lượng bức xạ và nhiệt được tạo ra bởi mặt trời. Đây là nguồn năng lượng đầu tiên được con người sử dụng trước khi học bí quyết tạo ra lửa. Mỗi ngày, năng lượng mặt trời đều được tái tạo và mang đến trái đất. Chúng là yếu tố quan trọng giúp con người và toàn bộ các loài sinh vật trên thế giới tồn tại & phát triển.

Ngoài năng lượng mặt trời thì năng lượng gió, năng lượng nước, năng lượng sóng… cũng là những nguồn năng lượng tái tạo được ứng dụng phổ biến trên toàn cầu. Tuy nhiên, năng lượng mặt trời vẫn là nguồn năng lượng sạch, dồi dào, vô tận, có ở khắp nơi và dễ dàng khai thác nhất. Nó mang đến nhiều giá trị to lớn cho con người, đặc biệt không ảnh hưởng xấu đến môi trường. Vì vậy, trong những năm gần đây, năng lượng mặt trời đang được nhiều quốc gia khai thác và đưa vào sử dụng.

Vai trò và ứng dụng của năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời có vai trò quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của các sinh vật trên trái đất, ví dụ như thực vật cần ánh sáng mặt trời để quang hợp, sinh sôi và phát triển. Con người cần ánh sáng mặt trời để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và cuộc sống thường ngày.

Không chỉ tác động đến sự sống của con người và các loài sinh vật, năng lượng mặt trời còn là nguồn tài nguyên vô tận, thân thiện với môi trường. Giúp thay thế phần nào nguồn nhiên liệu hóa thạch, tránh phát thải khí CO2 có hại cho môi trường.

Với những vai trò to lớn này, năng lượng mặt trời được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Chẳng hạn như sử dụng năng lượng mặt trời để làm máy nước nóng năng lượng mặt trời, đèn năng lượng mặt trời, hệ thống lọc nước biến nước mặn hoặc nước lợ thành nước uống được. Hay sử dụng năng lượng mặt trời để đun nấu, phơi sấy, khử trùng hoặc tạo ra điện phục vụ cho mục đích sinh hoạt, kinh doanh.

Điện năng lượng mặt trời là gì?

Điện năng lượng mặt trời là nguồn điện được tạo ra từ bức xạ ánh sáng mặt trời. Điện mặt trời không chỉ tạo ra điện phục vụ cho nhu cầu của con người mà còn giúp chống lại quá trình biến đổi khí hậu đang diễn ra trên toàn cầu, tác động lớn đến cuộc sống của con người cũng như các sinh vật trên trái đất.

Cũng giống như điện sản xuất từ các nhà máy nhiệt điện truyền thống, điện mặt trời cũng sử dụng được cho tất cả những thiết bị điện gia dụng, sản xuất,… Thậm chí, điện mặt trời còn ứng dụng trong cả các phương tiện giao thông như ô tô, xe bus, tàu thuyền,… Tuy nhiên, hiện nay điện mặt trời vẫn chủ yếu được lắp đặt để sử dụng cho mục đích sinh hoạt và kinh doanh, sản xuất. Điều này được thể hiện qua việc nhu cầu lắp điện mặt trời áp mái và xây dựng các nhà máy điện mặt trời ngày càng tăng cao.

Các thành phần của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Hệ thống điện mặt trời hiện nay được chia thành 3 loại: Hệ hòa lưới, Hòa lưới có lưu trữ và Hệ độc lập. Tùy vào loại hệ thống năng lượng mặt trời được lắp đặt mà cấu tạo của chúng sẽ khác nhau. Tuy nhiên, trong hệ thống điện năng lượng mặt trời, mỗi thiết bị sẽ có một nhiệm vụ riêng nhưng được kết nối mật thiết với nhau, cụ thể:

1. Tấm pin năng lượng mặt trời

Là thiết bị quan trọng nhất cũng có mức giá cao nhất của hệ thống. Hệ thống được ghép nhiều tấm pin mặt trời lại với nhau để thu bức xạ mặt trời và biến đổi thành điện năng. Mỗi tấm pin năng lượng mặt trời có tuổi thọ khá cao từ 25-30 năm sử dụng.

2. Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời

Đây là thiết bị có nhiệm vụ điều khiển quá trình sạc điện từ pin mặt trời sang hệ thống ắc quy lưu trữ. Nó giúp hệ thống luôn hoạt động đúng chiều của nó. Không để điện từ bình ắc quy trào ngược trở lại tấm pin mặt trời. Giúp bảo vệ tuổi thọ của ắc quy cũng như của hệ thống điện mặt trời.

3. Bộ hòa lưới điện mặt trời inverter

Bộ Inverter điện mặt trời có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện một chiều từ bình ắc quy lên dòng điện xoay chiều. Dòng điện này sẽ phù hợp với tất cả các thiết bị điện năng chúng ta sử dụng cũng như cùng hệ thống với điện lưới. Tùy theo công suất hệ thống điện mặt trời mà chúng ta lựa chọn loại inverter có công suất phù hợp.

4. Ắc quy lưu trữ

Đây là hệ thống dùng để lưu trữ điện mặt trời, dùng cho những lúc trời mưa hay ban đêm  pin mặt trời không sản xuất ra điện. Tùy vào công suất của hệ thống mà chúng ta cần kết hợp nhiều bình ắc quy lại với nhau.

5. ATS bộ chuyển mạch tự động

Là thiết bị dùng để tự động chuyển mạch giữa điện lưới và điện mặt trời. Đây là bộ chuyển mạch thông minh sẽ tự động sử dụng điện mặt trời khi pin mặt trời tạo ra nguồn điện đủ cung cấp cho tải tiêu thụ. Nó sẽ chuyển sang dùng điện lưới cung cấp cho tải khi điện mặt trời không sản xuất kịp. Chúng ta cũng có thể thay thế bộ chuyển mạch tự động này sang chuyển mạch thủ công.

Ưu nhược điểm của năng lượng mặt trời

Ưu điểm:

• Nguồn năng lượng tái tạo, bền vững.
• Điện mặt trời sạch về sinh thái.
• Giảm hóa đơn tiền điện.
• Tăng giá trị và thẩm mỹ cho công trình.
• Hiệu quả cao, chi phí bảo trì thấp.
• Công nghệ phát triển, hiệu suất ngày càng cao.
• Dễ dàng lắp đặt tại nhiều khu vực (kể cả những nơi không có điện lưới)

Nhược điểm:

• Chi phí lắp đặt không rẻ.
• Phụ thuộc thời tiết.
• Chi phí mua ắc quy/pin lưu trữ cao.

Phương pháp khai thác năng lượng mặt trời

Điện mặt trời là nguồn năng lượng lớn nhất mà con người tận dụng và đưa vào sử dụng được. Đặc biệt đây là nguồn năng lượng tái tạo vô cùng sạch, đáng tin cậy và chúng ta có thể khai thác thoải mái mà không bao giờ sợ cạn kiệt.

Có hai phương pháp khai thác điện năng lượng mặt trời đó là phương pháp chủ động và bị động.

• Phương pháp thụ động: Là sử dụng các nguyên tắc thu giữ nhiệt trong cấu trúc vật liệu các công trình xây dựng.
• Phương pháp chủ động: Là phương pháp hiện đại có sử dụng các thiết bị đặc biệt để thu nguồn năng lượng từ bức xạ mặt trời. Sau đó dùng hệ thống quạt hay máy bơm để phân phối nguồn điện năng lượng mặt trời.

Tiềm năng phát triển điện mặt trời tại Việt Nam

Hiện nay trên thế giới, các quốc gia Châu Âu là những nơi có ngành năng lượng tái tạo phát triển bậc nhất. Tuy nhiên, so sánh về tiềm năng phát triển điện mặt trời thì đây là những nước có nhiều hạn chế nhất. Nguyên nhân là do số giờ nắng trung bình/ năm tại các nước Châu Âu rất thấp. Do thời tiết tại đây lạnh, chủ yếu là tuyết cùng mùa đông kéo dài. Điều này gây ảnh hưởng không nhỏ đến khả năng sản xuất điện của các tấm pin mặt trời.

Trong khi đó, ở Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới gió mùa, ít lạnh và mưa tuyết hơn nên lượng bức xạ mặt trời nhận được cũng sẽ cao hơn. Đặc biệt, số giờ nắng ở các tỉnh miền Trung và miền Nam vô cùng lớn, khoảng 2000 – 2600 giờ mỗi năm. Còn miền Bắc cũng rất tiềm năng với 1700 – 2100 giờ nắng/năm. Với số lượng giờ nắng dồi dào như vậy, dù ở bất cứ tỉnh thành nào tại Việt Nam, khi lắp đặt điện mặt trời, chủ đầu tư cũng sẽ nhận được mức lợi ích lớn cho mình.

Với những chia sẻ trên HACOTECH hy vọng đã cung cấp những thông tin hữu ích về năng lượng mặt trời. Nếu có bất kỳ thắc mắc về hệ thống và các thiết bị năng lượng mặt trời, hãy liên hệ trực tiếp với chúng tôi qua website của HACOTECH hoặc thông qua hotline để được các chuyên gia hàng đầu của chúng tôi tư vấn cụ thể cho bạn nhé!