Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời
Sơ đồ hệ thống điện quang điện mặt trời
Các tấm pin mặt trời thu thập năng lượng tái tạo sạch dưới dạng ánh sáng mặt trời và chuyển đổi ánh sáng đó thành điện năng, sau đó có thể sử dụng để cung cấp năng lượng cho các phụ tải điện.
Các tấm pin mặt trời bao gồm một số pin mặt trời riêng lẻ, bản thân chúng được cấu tạo từ các lớp silicon, phốt pho (cung cấp điện tích âm) và boron (cung cấp điện tích dương). Các tấm pin mặt trời hấp thụ các photon và từ đó tạo ra dòng điện. Năng lượng thu được được tạo ra từ các photon chạm vào bề mặt của tấm pin mặt trời cho phép các electron bị đánh bật khỏi quỹ đạo nguyên tử của chúng và giải phóng vào điện trường do pin mặt trời tạo ra, sau đó kéo các electron tự do này thành dòng điện có hướng. Toàn bộ quá trình này được gọi là “hiệu ứng quang điện”.
Một ngôi nhà trung bình có đủ diện tích mái cho số lượng tấm pin mặt trời cần thiết để sản xuất đủ điện mặt trời nhằm cung cấp cho toàn bộ nhu cầu năng lượng của nó. Lượng điện dư thừa được tạo ra sẽ đi vào lưới điện chính, trả hết lượng điện sử dụng vào ban đêm.
Trong cấu hình kết nối lưới cân bằng tốt, mảng năng lượng mặt trời tạo ra năng lượng vào ban ngày và sau đó được sử dụng trong nhà vào ban đêm. Các chương trình đo lượng điện ròng cho phép chủ sở hữu máy phát điện năng lượng mặt trời được trả tiền nếu hệ thống của họ tạo ra nhiều điện hơn mức cần thiết trong nhà.
Trong các ứng dụng năng lượng mặt trời không nối lưới, bộ pin, bộ điều khiển sạc và trong hầu hết các trường hợp, bộ biến tần là những thành phần cần thiết. Mảng năng lượng mặt trời gửi dòng điện một chiều (DC) thông qua bộ điều khiển sạc đến bộ ắc quy. Sau đó, nguồn điện được rút từ bộ pin đến bộ biến tần, biến tần này chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều (AC) có thể được sử dụng cho các thiết bị không phải DC. Được hỗ trợ bởi một biến tần, các tấm pin mặt trời có thể được điều chỉnh kích thước để đáp ứng các yêu cầu tải điện khắt khe nhất. Dòng điện xoay chiều có thể được sử dụng để cấp điện cho các thiết bị tải trong nhà hoặc tòa nhà thương mại, phương tiện giải trí và thuyền, cabin, biệt thự hoặc nhà ở từ xa, điều khiển giao thông từ xa, thiết bị viễn thông, giám sát dòng dầu khí, RTU, SCADA, v.v.
