Nguyên Lý Hoạt Động Của Quạt Năng Lượng Mặt Trời Chi Tiết từ A-Z

Hiện nay, quạt năng lượng mặt trời đã trở thành một thiết bị gia dụng "quốc dân" được săn đón mạnh mẽ. Tuy nhiên, bạn có bao giờ thắc mắc: Làm thế nào mà một chiếc quạt có thể tự quay chỉ nhờ vào ánh sáng mặt trời? Trong bài viết này DMT Solar sẽ giải thích toàn bộ về nguyên lý hoạt động của quạt năng lượng mặt trời chi tiết từ A-Z nhằm giúp bạn có cái nhìn tổng quan nhất. 

1. Quạt năng lượng mặt trời hoạt động theo nguyên lý nào?

Quạt xài năng lượng mặt trời hoạt động theo một vòng tuần hoàn khép kín chặt chẽ gồm có 04 bước nối tiếp nhau, đó là: hấp thụ ánh sáng, chuyển đổi điện năng, lưu trữ nguồn năng lượng và vận hành động cơ. 

Quạt hoạt động hoàn toàn độc lập mà không cần kết nối với mạng lưới điện của gia đình. Với nguyên lý tự chủ này, người dùng có thể thoải mái sử dụng quạt để làm mát suốt cả ngày mà không phải trả tiền điện nào liên quan đến việc sử dụng quạt. 

2. Chi tiết quy trình hoạt động của quạt năng lượng mặt trời

Để giúp bạn có thể hình dung chi tiết về nguyên lý hoạt động của quạt năng lượng mặt trời, dưới đây là chi tiết quy trình hoạt động của thiết bị:

2.1. Quá trình hấp thụ ánh nắng và tạo ra điện

Khi tấm pin mặt trời được đặt trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời, các hạt photon cừ ánh sáng mặt trời sẽ va chạm với các tế bào quang điện và kích thích các electron trong chất bán dẫn chuyển động. Khi được giải phóng, các hạt mang điện sẽ sinh ra dòng điện một chiều (DC) mức điện áp thấp, dòng điện sẽ chạy dọc theo đường dây cáp truyền trực tiếp đến bộ điều khiển trung tâm có sẵn trong thân quạt.

2.2. Quá trình sạc điện vào pin lưu trữ

Dòng điện một chiều được tạo ra từ tấm pin không đi thẳng đến động cơ cánh quạt mà thay vào đó sẽ đi vào bo mạch điều khiển. Lúc này, bo mạch sẽ thực hiện tính toán, điều chỉnh mức điện áp và dòng sạc phù hợp để nạp vào pin lưu trữ đã được tích hợp ở quạt.

Quá trình này sẽ mất khoảng 4-6 tiếng dưới thời tiết nắng tốt để có thể đầy pin hoàn toàn. Sau khi được sạc đầy, pin lưu trữ sẵn sàng cấp nguồn ngược lại để quạt hoạt động liên tục từ 6-20 giờ tùy vào dung lượng pin và cấp độ gió.

2.3. Quá trình cấp điện cho động cơ của quạt

Khi bạn nhấn trực tiếp vào nút khởi động hoặc qua remote từ xa, bộ điều khiển trung tâm sẽ ngay lập tức cung cấp nguồn điện năng từ hệ thống lưu trữ, bên cạnh đó nó cũng có thể dùng nguồn điện trực tiếp từ tấm pin để truyền tới động cơ.

Nguồn điện một chiều sẽ đi vào động cơ không chổi than và tạo nên lực từ trường mạnh để kích hoạt trực quay chuyển động. Khi đó hệ thống cánh quạt sẽ bắt đầu quay và tạo ra luồng gió mát mẻ cho không gian.

Có thể thấy, toàn bộ quá trình này diễn ra liên tục, tự động mà không cần bạn phải can thiệp.

3. Quạt năng lượng mặt trời hoạt động vào ban ngày như thế nào?

Ban ngày là thời điểm tốt nhất để quạt năng lượng mặt trời phát huy được tối đa nguyên lý hoạt động. Quạt dùng năng lượng mặt trời sẽ hoạt động theo 2 cơ chế song song:

• Vừa sạc pin vừa dùng quạt trực tiếp: Lúc này, tấm pin năng lượng mặt trời sẽ sản sinh ra dòng điện lớn. Điện năng này một phần sẽ đi thẳng vào động cơ để làm mát trực tiếp cho bạn. Phần điện năng dư thừa còn lại sẽ được đưa vào pin tích trữ để dự phòng ban đêm.
• Chỉ sạc pin mà không dùng quạt: Toàn bộ lượng điện năng mà tấm pin chuyển hóa được từ ánh sáng mặt trời sẽ được dồn hết vào việc sạc pin lưu trữ. Thông thường, dưới trời nắng gắt, quạt chỉ cần từ 4-6 tiếng là có thể sạc đầy bình.

Như vậy, việc tận dụng ban ngày để sạc đầy pin sẽ giúp quạt năng lượng mặt trời dư dả nguồn năng lượng để sử dụng cho ban đêm hoặc phòng khi cúp điện đột ngột. 

4. Quạt năng lượng mặt trời hoạt động vào ban đêm như thế nào?

Tương tự như một chiếc đèn năng lượng mặt trời, khi trời dần tối thì tấm pin mặt trời cũng tự động dừng sản sinh điện. thiết bị được hoạt động dựa trên chế độ sử dụng năng lượng dự trữ, cụ thể như sau:

• Kích hoạt nguồn điện dự phòng: Khi bạn bật quạt, bộ điều khiển sẽ tự động lấy nguồn điện đã được tích lũy ban ngày trong viên pin lưu trữ để kích hoạt động cơ quay.
• Tiết kiệm điện năng hiệu quả: Các dòng quạt cao cấp hiện nay thường sử dụng động cơ DC không chổi than siêu tiết kiệm điện. Do đó, dù chạy hoàn toàn bằng pin tích điện, quạt vẫn có thể hoạt động bền bỉ suốt đêm, kéo dài từ 8 đến 12 tiếng liên tục mà không lo hết pin giữa chừng.

Quạt xài năng lượng mặt trời hoạt động vào ban đêm cũng giống như một chiếc quạt tích điện thông thường, nhưng nguồn năng lượng tạo ra nó hoàn toàn "sạch" và miễn phí.

>>>Xem thêm: Cấu Tạo Quạt Năng Lượng Mặt Trời Gồm Những Bộ Phận Nào?

5. Quạt năng lượng mặt trời có hoạt động khi trời mưa hoặc nhiều mây không?

Có, nhưng hiệu suất sẽ bị giảm đi đáng kể. Đó là bởi vì tấm pin năng lượng mặt trời hoạt động dựa trên bức xạ ánh sáng, dù là trời âm u, mây nhiều hay mưa nhỏ thì vẫn có ánh sáng khuếch tán xuyên qua các đám mây. 

Nhưng nếu như lượng điện tạo ra từ tấm pin vào ngày mưa không đủ để chạy quạt trực tiếp, hệ thống sẽ tự động dùng thêm điện sạc sẵn trong pin lưu trữ để bù vào, giúp quạt hoạt động ổn định liên tục khoảng 2-3 ngày mưa mà không lo bị chập chờn.

Dù vậy, bạn cũng đừng lo lắng. Bởi các mẫu quạt NLMT hiện nay đều được trang bị thêm cổng sạc adapter 220V dự phòng hoặc cổng USB. Điều này cũng có nghĩa là vào những tuần mưa bão liên tục, bạn hoàn toàn có thể cắm điện lưới trực tiếp để sạc cho quạt như một chiếc quạt điện thông thường.

Tóm lại, quạt tích điện năng lượng mặt trời vẫn hoạt động được khi trời mưa hoặc nhiều mây nhờ ánh sáng khuếch tán và pin dự trữ, nhưng hiệu suất sạc sẽ chậm hơn. Việc trang bị thêm phương thức sạc điện lưới là giải pháp tối ưu giúp bạn chủ động trong mọi điều kiện thời tiết.

6. Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của quạt năng lượng mặt trời

Dù mang tính độc lập cao, hiệu quả làm mát và tốc độ sạc của quạt vẫn chịu tác động lớn bởi các yếu tố ngoại cảnh và kỹ thuật. Dưới đây là những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất quạt:

• Cường độ ánh sáng: Nắng càng gay gắt, dòng điện sinh ra càng mạnh, hỗ trợ cho việc sạc càng nhanh. Nhưng khi trời âm u hiệu suất sạc pin sẽ giảm đáng kể. Do đó, bạn nên lắp tấm pin ở nơi thông thoáng, không bị bóng râm che khuất để quá trình sạc đạt hiệu quả hơn.
• Góc nghiêng và hướng tấm pin: Hướng lắp đặt quyết định tổng lượng bức xạ tấm pin nhận được trong cả ngày. Vậy nên bạn cần lắp tấm pin quay về hướng Nam hoặc Đông Nam, nghiêng một góc từ 10 - 15 độ để đón nắng tốt nhất nhé. 
• Vệ sinh bề mặt tấm pin: Bụi, phân chim, lá cây bám trên tấm pin có thể làm giảm hiệu suất từ 10 đến 25%. Đừng quên vệ sinh tấm pin định kỳ bằng khăn mềm và nước sạch khoảng 2 - 3 tháng/lần để thiết bị hoạt động ổn định hơn. 
• Chất lượng pin lưu trữ: Pin bị chai hoặc dung lượng thấp sẽ khiến quạt nhanh hết điện vào ban đêm. Khi mua quạt năng lượng mặt trời, bạn hãy chọn các dòng quạt sử dụng pin Lithium LiFePO4 chống chai, độ bền cao.
• Loại động cơ quạt: Một điều ít ai biết đó chính là động cơ chổi than truyền thống sinh nhiệt lớn và hao điện hơn. Trong khi động cơ không chổi than chạy êm ru mà còn tiết kiệm năng lượng.

Nhìn chung, hiệu suất hoạt động của quạt năng lượng mặt trời không cố định. Nó phụ thuộc vào cách bạn lắp đặt, bảo dưỡng tấm pin cũng như chất lượng linh kiện bên trong máy.

7. So sánh nguyên lý hoạt động của quạt năng lượng mặt trời và quạt điện thông thường

Để thấy rõ sự khác biệt mang tính cách mạng của dòng sản phẩm này, hãy cùng so sánh nguyên lý hoạt động của quạt năng lượng mặt trời và quạt điện thông thường:

Nhận xét chung: Tuy có quá trình chuyển hóa năng lượng phức tạp hơn, nhưng nhìn xa hơn, quạt năng lượng mặt trời mang lại sự chủ động tuyệt đối về nguồn điện và khả năng tiết kiệm chi phí vượt trội so với quạt thông thường.

8. Những hiểu lầm phổ biến về nguyên lý hoạt động của quạt năng lượng mặt trời

Trong quá trình tư vấn cho hàng ngàn khách hàng tại DMT Solar, chúng tôi nhận thấy có rất nhiều hiểu lầm tai hại về dòng sản phẩm này dẫn đến việc sử dụng sai cách hoặc mua phải sản phẩm không ưng ý: 

• Để quạt dưới trời nắng thì quạt mới sạc được: Sự thật là bạn chỉ cần mang tấm pin năng lượng mặt trời ra ngoài trời nắng, còn thân quạt và cánh quạt bạn phải để trong nhà, nơi thoáng mát để sử dụng. Tấm pin nối với quạt qua một sợi cáp dài (thường từ 4 - 5m) để đảm bảo sự linh hoạt này.
• Quạt năng lượng mặt trời gió rất yếu, không mát bằng quạt điện: DMT Solar đã thực hiện test trực tiếp các mẫu quạt năng lượng mặt trời chính hãng bên mình và nhận thấy rằng sức gió của quạt hoàn toàn tương đương với các nấc gió số 1, số 2 của quạt điện thông thường. Cho nên bạn có thể hoàn toàn yên tâm khi sử dụng. 
• Pin sạc liên tục ban ngày vừa chạy vừa sạc sẽ nhanh bị nổ/chai pin: Các dòng quạt hiện đại đều tích hợp mạch BMS (Mạch quản lý pin thông minh). Khi pin đầy, mạch tự ngắt dòng nạp và chuyển sang chế độ sử dụng dòng điện trực tiếp từ tấm pin để chạy quạt, hoàn toàn không gây hại cho tuổi thọ của pin.

Việc hiểu đúng về sản phẩm giúp bạn tránh được những thao tác sai lầm làm giảm tuổi thọ của thiết bị, đồng thời yên tâm hơn trong quá trình sử dụng hàng ngày.

FAQs

Câu 1: Quạt năng lượng mặt trời lấy điện từ đâu?

Quạt lấy điện trực tiếp từ tấm pin năng lượng mặt trời (vào ban ngày khi có nắng) và lấy điện từ hệ thống pin lưu trữ (Lithium) được tích hợp sẵn bên trong thân quạt (vào ban đêm hoặc những ngày không có nắng).

Câu 2: Vì sao quạt vẫn hoạt động vào ban đêm?

Quạt vẫn hoạt động vào ban đêm nhờ nguồn điện năng dự trữ trong pin. Ban ngày, tấm pin mặt trời đã hấp thụ ánh sáng và chuyển hóa thành điện năng để sạc đầy viên pin này, chuẩn bị năng lượng cho quạt hoạt động suốt đêm.

Câu 3: Trời mưa quạt năng lượng mặt trời có chạy được không?

Có. Quạt vẫn chạy được nhờ lượng điện còn lại trong pin lưu trữ. Ngoài ra, nếu trời mưa nhỏ, tấm pin vẫn có thể hấp thụ ánh sáng khuếch tán để tạo ra một lượng điện nhỏ hỗ trợ vận hành.

Câu 4: Một lần sạc đầy quạt dùng được bao lâu?

Thời gian sử dụng phụ thuộc vào tốc độ gió bạn chọn. Thông thường, một chiếc quạt năng lượng mặt trời chính hãng khi sạc đầy từ 4 – 6 tiếng có thể sử dụng liên tục từ 8 – 12 tiếng ở mức gió nhẹ/vừa, và khoảng 5 – 7 tiếng ở mức gió mạnh nhất.

Câu 5: Có cần cắm điện để sạc quạt năng lượng mặt trời không?

Không bắt buộc. Mục đích chính của quạt là dùng năng lượng mặt trời tự nhiên. Tuy nhiên, trong trường hợp mùa lạnh, trời mưa bão kéo dài nhiều ngày liền, bạn hoàn toàn có thể sử dụng dây sạc Adapter đi kèm để cắm vào nguồn điện lưới 220V trong nhà để sạc pin cho quạt.

Câu 6: Pin quạt năng lượng mặt trời có thay được không?

Hoàn toàn thay được. Sau khoảng 3 – 5 năm sử dụng, pin lưu trữ có thể bị chai tự nhiên theo thời gian. Bạn có thể dễ dàng mua viên pin mới cùng thông số (điện áp, dung lượng) tại DMT Solar để tự thay thế tại nhà hoặc mang qua trung tâm bảo hành của chúng tôi để được hỗ trợ kỹ thuật nhé. 

Kết Luận 

Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của quạt năng lượng mặt trời sẽ giúp bạn khai thác tối đa công năng, kéo dài tuổi thọ thiết bị và biến nó thành giải pháp giải nhiệt hoàn hảo cho gia đình trong những ngày hè oi bức hay những lúc mất điện đột xuất. Việc lựa chọn một chiếc quạt chất lượng cao với tấm pin chuẩn kết hợp động cơ không chổi than chính là sự lựa chọn đúng đắn của mọi nhà. Nếu bạn đang cần tìm mẫu quạt năng lượng mặt trời chính hãng với các linh kiện cao cấp hãy kết nối ngay với DMT Solar qua hotline 0978.126.123 để được tư vấn chuyên sâu nhé.