Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời Là Gì Và Được Tạo Như Thế Nào?

Trong bối cảnh giá điện ngày càng “leo thang” và pin năng lượng mặt trời được xem như giải pháp cứu tinh đã “cứu rỗi” hóa đơn điện của nhiều hộ gia đình và doanh nghiệp. Nhưng để hiểu rõ tấm pin năng lượng mặt trời là gì thì không phải ai cũng biết. Ở bài viết này, hãy cùng DMT Solar đi sâu tìm hiểu về pin mặt trời, cách mà pin mặt trời sử dụng năng lượng cho đến lợi ích thiết thực và các tiêu chí lựa chọn giúp bạn hiểu rõ từ A-Z trước khi quyết định “xuống tiền”.

1. Tìm hiểu về tấm pin năng lượng mặt trời là gì?

Khái niệm về tấm pin năng lượng mặt trời là gì? Pin mặt trời là một thiết bị điện tử nhận ánh sáng mặt trời và chuyển hóa trực tiếp thành điện năng. Các cell pin năng lượng mặt trời liên kết với nhau được gọi là mô-đun năng lượng mặt trời, các mô-đun ghép thành các đơn vị lớn hơn được gọi là tấm pin mặt trời. Cũng giống như các cell pin, các mô-đun cũng được thiết kế để tạo ra điện, nhưng không phải bằng hóa chất mà thay vào đó các cell pin của tấm pin năng lượng mặt trời tạo ra năng lượng bằng cách thu ánh sang mặt trời. Chúng được gọi là tế bào quang điện vì chúng sử dụng ánh sáng mặt trời. Ánh sáng được tạo ra từ các hạt nhỏ gọi là photon, vì vậy ánh sáng mặt trời mang theo hàng nghìn tỷ photon. Nếu chúng ta đặt một tấm pin mặt trời vào đường đi của nó và bắt các photon năng lượng này sau đó chuyển chúng thành dòng điện thì sẽ tạo ra một lượng điện và điện áp hữu ích.

-> Bạn có thể quan tâm: Lịch sử ra đời pin năng lượng mặt trời, từ thuở so khai đến năng lượng mặt trời hiện đại.

2. Pin mặt trời được tạo ra như thế nào?

Hầu như tất cả các pin mặt trời ngày nay đều được làm từ các silicon (là một nguyên tố hóa họa phổ biến có trong cát). Silicon là thứ tạo ra các bóng bán dẫn trong vi mạch và các cell pin năng lượng mặt trời hoạt động theo cách tương tự.

Silicon được tinh chế để đạt độ tinh khiết cao, sau đó nung chảy ở nhiệt độ và làm nguội để tạo ra các tính thể silicon tinh khiết. Có hai loại tinh thể chính là monocrystalline (đơn tinh thê) và polycrystalline (đa tinh thể)

Silicon được đúc thành những thỏi lớn, sau đó cắt lát mỏng gọi là các tấm wafer. Bề mặt của wafer được phủ một lớp các nguyên tố khác nhau (như boron, photpho) để tạo ra hai lớp bán dẫn: lớp P và lớp N. Các lớp này khi ghép lại còn được gọi là tế bào quang điện, sự khác biệt về điện tích giữa lớp P và lớp N tạo ra một điện trường bên trong wafer.

Hai lớp bán dẫn P và N được ghép lại với nhau. Khi ánh sáng chiếu vào, các electron trong lớp N sẽ di chuyển sang lớp P, tạo ra dòng điện. Một lớp kim loại mỏng hoặc một chất dẫn điện được phủ lên bề mặt để thu thập dòng điện ấy. Nhiều tế bào quang điện như vậy được nối với nhau tạo thành một module (mô-đun) lớn. 

Sau đó những module này sẽ được phủ một lớp kính cường lực để bảo vệ các tế bào bên trong khỏi tác động từ môi trường, cuối cùng chúng được gắn vào một khung nhôm để tạo thành một tấm pin năng lượng mặt trời hoàn chỉnh. Các tấm pin này sẽ được trải qua các bài kiểm tra và đưa ra thị thường. 

3. Cách pin mặt trời sử dụng năng lượng tái tạo ra sao?

Một pin mặt trời bao gồm một lớp silicon loại P được đặt bên cạnh một lớp silicon loại N. Ở lớp loại N chứa electron, còn ở lớp loại P thừa lỗ trống mang điện dương (là những chỗ trống do thiếu electron hoá trị). Gần chỗ tiếp giáp của hai lớp, các electron ở một bên của lớp tiếp giáp (lớp loại N) di chuyển vào các lỗ trống ở phía bên kia của lớp tiếp xúc (lớp loại P). Điều này tạo ra một vùng xung quanh đường giao nhau, được gọi là vùng suy giảm, trong đó các điện tử lấp đầy các lỗ trống.

Khi tất cả các lỗ trống được lấp đầy bởi các điện tử trong vùng suy giảm, thì mặt loại P của vùng suy giảm bây giờ chứa các ion mang điện tích âm và mặt loại N của vùng suy giảm bây giờ chứa các ion mang điện tích dương. Sự có mặt của các ion mang điện trái dấu này tạo ra điện trường bên trong ngăn cản các electron ở lớp N lấp đầy các lỗ trống ở lớp P.

Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào pin mặt trời, các điện tử trong silicon bị đẩy ra, dẫn đến hình thành các "lỗ"(chỗ trống do các điện tử thoát ra để lại). Nếu điều này xảy ra trong điện trường, điện trường sẽ chuyển các electron đến lớp loại N và các lỗ trống đến lớp loại P. Nếu chúng ta nối một một sợi dây kim loại giữa hai lớp, các electron sẽ đi từ lớp loại N sang lớp loại P bằng cách băng qua vùng suy giảm sau đó đi qua dây bên ngoài tạo ra một dòng điện.

>>>Xem chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời 

4. Tìm hiểu về pin mặt trời có mấy loại? Ưu - nhược điểm từng loại

Tấm pin năng lượng mặt trời được phân loại chủ yếu dựa trên vật liệu silicon được dùng để chế tạo tế bào quang điện. Mỗi một loại đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng về hiệu suất, giá thành và ứng dụng. Dưới đây là bảng so sánh tổng hợp các loại pin phổ biến hiện nay trên thị trường giúp bạn dễ dàng phân biệt: 

Nhận xét: 

• Đối với công nghệ cải tiến Half-cell PERC đang là lựa chọn tối ưu nhất cho cả hộ gia đình lẫn dự án thương mại bởi hiệu suất cao, ít nóng và cho tuổi thọ bền trên 20 năm. 
• Ngược lại, Thin-film chỉ phù hợp với nhu cầu đặc biệt, không phổ biến trong các hệ thống điện mặt trời dân dụng. 

5. Những lợi ích của pin năng lượng mặt trời trong đời sống 

Việc điều chỉnh giá điện hàng năm làm dấy lên làn sóng “phẫn nộ” ở nhiều hộ gia đình khi mà thị trường kinh tế đang có nhiều sự biến động. Thay vì chờ đợi giá điện “hạ nhiệt” thì nhiều gia đình rẽ hướng tận dụng năng lượng tái tạo. Đó là vì các tấm pin năng lượng mặt trời mang đến nhiều lợi ích thiết thực trong đời sống hiện này đó là: 

• Tạo ra nguồn năng lượng sạch thân thiện: Lợi ích nổi bật nhất của tấm pin năng lượng mặt trời đó chính là sản xuất năng lượng xanh - sạch mà không gây ô nhiễm môi trường. Góp phần giảm thiểu các tác động tiêu cực ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe của con người. 
• Sử dụng miễn phí năng lượng tái tạo vô tận: Pin mặt trời sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời - một nguồn năng lượng tái tạo, vĩnh cửu và miễn phí. Kể từ khi lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời, bạn sẽ bất ngờ với chi phí điện “tuột” đáng kể. Thậm chí là lượng điện dư thừa có thể bán lại cho lưới điện quốc gia, giúp tạo ra nguồn thu nhập thụ động. 
• Độ bền cao - tuổi thọ trên 20 năm: Tấm pin mặt trời được thiết kế để chống chịu được với các điều kiện thời tiết khắc nghiệt ngoài trời. Nhờ đó mà chúng có độ bền cao, tuổi thọ dài từ 25 - 30 năm, giảm đáng kể chi phí bảo trì và thay thế trong nhiều năm. 
• Tính ứng dụng rộng rãi: Pin năng lượng mặt trời có tính ứng dụng cao, từ dân dụng cho đến công nghiệp, từ quy mô nhỏ đến quy mô lớn. Do đó, bạn có thể lắp đặt tấm pin tại nơi dễ tiếp nhận ánh sáng mặt trời nhiều nhất như mái nhà, sân vườn,..

6. Tiêu chí để lựa chọn tấm pin mặt trời chất lượng

Trong tương lai gần, nhiều gia đình và doanh nghiệp sẽ chuyển từ điện truyền thống sang điện tái tạo. Vì vậy mà trên thị trường hiện nay có khá nhiều đơn vị chuyên phân phối sản phẩm này. Để lựa chọn một tấm pin năng lượng mặt trời chất lượng, bạn cần lưu ý một số tiêu chí sau đây: 

6.1. Chọn theo chất lượng của tế bào quang điện

Tế bào quang điện (solar cell) chính là các đĩa silicon mỏng đóng vai trò biến đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Một tấm pin loại 6V sẽ có cấu tạo là 18 tế bào quang điện, pin năng lượng mặt trời 12V sẽ là 36 tế bào, 18V có 52 tế bào và 24V sẽ là 72 tế bào. Các tế bào quang điện quang điện này phải hoạt động thì mới đảm bảo chất lượng pin, nếu như một tế bào chết được coi như là hỏng cả tấm pin. 

6.2. Chọn theo công nghệ của tấm pin mặt trời

Với sự cải tiến không ngừng, các tấm pin năng lượng mặt trời ngày càng được chú trọng về chất lượng giúp tạo ra hiệu suất cao hơn trước. Một số công nghệ hiện đại tiên tiến được ứng dụng như: 

• Công nghệ PERC: Cải thiện hiệu suất của tấm pin thông qua việc cho phép các electron di chuyển dễ dàng hơn. Đồng thời, tăng cường độ phản xạ ánh sáng ở mặt sau của cell pin mặt trời giúp cho việc chuyển hóa lượng quang năng lớn hơn so với thông thường.
• Công nghệ Multi Busbar: Vai trò chính của công nghệ này đó là dẫn các electron từ cell pin ra mạch ngoài để tạo dòng điện. Cell pin có nhiều busbar thì các electron sẽ dễ dàng tập trung và tạo nhiều dòng điện hơn. Khi đó dòng điện càng đi vào ổn định và ít bị tiêu hao hơn. 
• Công nghệ Half-cut cells: Là kỹ thuật sử dụng laser để chia đôi các cell quang điện, giúp cho số lượng cell pin hoạt động độc lập sẽ tăng lên gấp đôi. Ưu điểm của công nghệ này làm giảm suy hao công suất, không bị nóng khi hoạt động và cho tuổi thọ cao hơn so với thông thường. 

6.3. Chọn nhà cung cấp tấm pin năng lượng mặt trời uy tín 

Thật khó để đảm bảo các tấm pin không xảy ra bất kỳ sự cố nào trong nhiều năm vận hành. Vì vậy mà việc tìm kiếm một dịch vụ bảo hành từ nhà cung cấp uy tín cũng là điều quan trọng. Một đơn vị  phân phối uy tín sẽ nắm rõ các phương pháp trong thiết kế, lắp đặt, cài đặt hệ thống nhằm tối ưu hiệu suất. Nhờ đó đáp ứng các tiêu chuẩn và hỗ trợ bảo hành nhanh chóng khi không may hệ thống gặp sự cố. 

6.4. Dựa theo chất lượng của phụ kiện đi kèm

Khi mua tấm pin sẽ đi kèm nhiều phụ kiện và người mua cần quan sát kỹ lưỡng các phụ kiện để chắc chắn phụ kiện đi kèm đạt tiêu chuẩn. Một phụ kiện chất lượng sẽ gồm khung nhôm dày, chắc chắn, mặt kính dày và chắc chắn. Chất lượng của lớp màng phía sau không quá mỏng và nhăn nheo. 

>>>Xem ngay:  Top 10+ Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời Tốt Nhất Hiện Nay

7. Tấm pin năng lượng mặt trời bao nhiêu tiền hiện nay?

Giá tấm pin năng lượng mặt trời sẽ khác nhau tùy theo công suất, thương hiệu sản xuất và công nghệ ứng dụng trên tấm pin. Hiện nay, giá pin mặt trời dao động từ 1 triệu đến 3 triệu và sẽ thay đổi theo sự biến động thị trường, chính sách nhập khẩu và số lượng đặt hàng. Để biết được mức giá chính xác của từng loại, mời bạn vui lòng kết nối với DMT Solar qua số 0978.126.123 để được tư vấn chính xác. 

>>>Xem thêm: [Cập Nhật] Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời 1000w Giá Bao Nhiêu?

Hy vọng qua những chia sẻ trên giúp bạn có câu trả lời về tấm pin năng lượng mặt trời là gì? Có thể thấy pin năng lượng mặt trời là phát minh to lớn và vĩ đại của nhân loại, bởi nó mang đến nhiều lợi ích thiết thực trong đời sống và sản xuất. Việc đầu tư vào hệ thống điện năng lượng mặt trời không chỉ đóng góp về lợi ích kinh tế mà còn giảm áp lực lên nguồn lưới điện quốc gia và bảo vệ môi trường sống. 

Những câu hỏi thường gặp

1. Tấm pin mặt trời có bị sét đánh không?

Nếu lắp đặt tấm pin đúng kỹ thuật thì hệ thống sẽ không bị sét đánh trực tiếp. Nên trang bị thiết bị chống sét lan truyền (SPD) cùng hệ thống tiếp địa đạt chuẩn để bảo vệ toàn bộ hệ thống. 

2. Có nên mua pin năng lượng mặt trời mái tháo không?

Không nên mua. Vì đây là loại pin được tháo ra từ các hệ thống cũ, lúc này hiệu suất đã giảm, hết thời hạn bảo hành và dễ bị hư hỏng trong quá trình sử dụng. 

3. Tấm pin mặt trời loại nào tốt nhất? 

Pin năng lượng mặt trời dòng Mono Half-cell PERC là loại pin được ưa chuộng hiện nay nhờ hiệu suất vượt trội trên 20%, cấu trúc Half-cell giúp giảm tổn hao điện và độ bền cao từ 25 - 30 năm. 

4. Đâu là thương hiệu pin nổi bật và tiêu chuẩn bảo hành bao lâu?

Các thương hiệu uy tín toàn cầu có thể kể đến như Longi Solar, Trina Solar, Jinko Solar, JA Solar, Canadian,... Với tiểu chuẩn bảo hành vật lý 12 năm và 25 năm duy trì hiệu suất trên 80%.