Cách ánh sáng tạo ra điện năng như thế nào

Năng lượng mặt trời tạo ra điện năng như thế nào?

Với một sự hội nhập hiện nay những công nghệ thông minh được phát triển một cách tốt nhất để đem lại cho bạn sự lựa chọn tốt hơn. Một sự đổi mới được lựa chọn cho các ứng dụng trong gia đình và các doanh nghiệp công ty để có thể tận dụng một cách tốt nhất về công nghệ.

Ánh sáng mặt trời chuyển thành điện năng như thế nào?

Năng lượng mặt trời được cho là dạng năng lượng tái tạo sạch, đáng tin cậy nhất và có thể được sử dụng dưới nhiều hình thức để giúp cung cấp năng lượng cho gia đình hoặc doanh nghiệp của bạn.

Các tấm quang điện năng lượng mặt trời (PV) chuyển đổi các tia ánh sáng mặt trời thành điện bởi các electron thú vị trong các tế bào silicon sử dụng các photon ánh sáng từ mặt trời. Điện này sau đó có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng tái tạo cho nhà hoặc doanh nghiệp của bạn.

Để hiểu rõ hơn về quy trình này, chúng ta hãy nhìn vào các thành phần năng lượng mặt trời tạo nên một hệ thống năng lượng mặt trời hoàn chỉnh.

Hệ thống năng lượng trên mái nhà

Trong hầu hết các hệ mặt trời, các tấm pin mặt trời được đặt trên nóc nhà. Một nơi lắp đặt lý tưởng sẽ không có bóng râm trên các tấm, đặc biệt là trong các giờ ánh sáng mặt trời chính từ 9 giờ sáng đến 3 giờ chiều. Cách lắp đặt hướng về phía nam thường sẽ cung cấp tiềm năng tối ưu cho hệ thống của bạn, nhưng các định hướng khác có thể cung cấp đủ sản lượng tùy thuộc ngôi nhà của bạn đang hướng về đâu.

Cây cối hoặc các yếu tố khác gây ra bóng râm trong ngày sẽ làm giảm đáng kể sản lượng điện cho hệ thống năng lượng mặt trời mái nhà của bạn. Tầm quan trọng của việc tấm pin phải sạch sẽ không đươc bị che phù bởi các vật không cần thiết và không bị dơ trong quá trình sử dụng sẽ đem lại hiệu quả. Trong bảng điều khiển năng lượng mặt trời, nếu chỉ một trong 36 ô của tấm pin đóng được ánh sáng, thì sản xuất điện sẽ bị giảm hơn một nửa.

Những tấm pin trên mái nhà
Những tấm pin trên mái nhà

Do đó bạn cần tim cho mình những thông tin cũng như các nhà thâu có thể giải quyết được vấn đề khi lắp đặt các tấm pin trên mái nhà của bạn.

Không phải mọi mái nhà đều có hướng hoặc góc nghiêng chính xác để tận dụng năng lượng mặt trời. Một số hệ thống được thiết kế với các bảng xoay vòng nhằm theo dõi mặt trời trong hành trình của nó trên bầu trời. Các hệ thống PV không phải phục thuộc vào góc nghiêng với vĩ độ của mái nhà để hấp thụ lượng năng lượng tối đa quanh năm. Có thể sử dụng phương hướng hoặc khuynh hướng thay thế để tối ưu hóa sản xuất năng lượng cho các thời điểm cụ thể trong ngày hoặc cho các mùa cụ thể trong năm.

Tấm năng lượng mặt trời

Tấm pin mặt trời, còn được gọi là mô-đun, chứa các tế bào quang điện được làm từ silicon biến đổi ánh sáng mặt trời vào điện thay vì nhiệt. (“Quang điện (PV)” có nghĩa là điện từ ánh sáng – ảnh = ánh sáng, voltaic = điện.)

Các tế bào quang điện mặt trời bao gồm một màng silicon dương và âm được đặt dưới một miếng kính mỏng. Khi các photon của ánh nắng chiếu xuống các tế bào này, chúng sẽ tách các electron khỏi silicon. Các electron tự do tích điện âm được ưu tiên thu hút vào một bên của tế bào silicon, tạo ra một điện áp điện có thể được thu thập và truyền đi.

Nguyên lý hoạt động của tấm pin năng lượng
Nguyên lý hoạt động của tấm pin năng lượng

Dòng điện này được tập hợp bằng cách nối các tấm pin mặt trời với nhau thành một dãy quang điện mặt trời. Tùy thuộc vào kích thước của quá trình cài đặt, nhiều dây cáp quang điện mặt trời kết thúc trong một hộp điện, được gọi là bộ kết hợp mảng hợp nhất. Chứa trong hộp kết hợp là cầu chì được thiết kế để bảo vệ các dây cáp mô-đun cá nhân, cũng như các kết nối cung cấp điện cho biến tần.

Biến tần

Biến tần hay còn gọi là inverter thường nằm ở một vị trí dễ tiếp cận, gần với các mô-đun. Trong một ứng dụng dân cư, biến tần thường được gắn vào bên ngoài của ngôi nhà gần các bảng điện chính hoặc phụ. Vì biến tần tạo ra một tiếng ồn nhỏ, nên điều này cần được cân nhắc khi chọn vị trí.

Biến tần biến điện DC được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời thành AC 120-volt có thể được đưa vào sử dụng ngay lập tức bằng cách kết nối biến tần trực tiếp với bộ ngắt mạch chuyên dụng trong bảng điện.

Bộ biến tần và đồng hồ điện
Bộ biến tần và đồng hồ điện

Biến tần, đồng hồ đo điện và đồng hồ đo điện được kết nối để điện năng được sản xuất bởi hệ thống điện mặt trời của bạn trước tiên sẽ được tiêu thụ bởi các tải điện hiện đang hoạt động. Sự cân bằng quyền lực được sản xuất bởi hệ thống điện mặt trời của bạn đi qua bảng điện của bạn và ra vào lưới điện. Bất cứ khi nào bạn đang sản xuất nhiều điện hơn từ hệ thống điện mặt trời của bạn hơn bạn tiêu thụ ngay lập tức, đồng hồ điện của bạn sẽ quay ngược trở lại!

Đồng hồ

Trong một hệ thống điện mặt trời cũng được gắn với lưới điện, điện DC từ mảng năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng AC 120/240 volt và được cấp trực tiếp vào hệ thống phân phối điện tiện ích của tòa nhà. Sức mạnh là “net metered”, có nghĩa là nó làm giảm nhu cầu về năng lượng từ các tiện ích khi mảng năng lượng mặt trời đang tạo ra điện – do đó làm giảm hóa đơn tiện ích.

Các hệ thống liên kết lưới này sẽ tự động tắt nếu nguồn điện ngoại tuyến hoạt động, bảo vệ người lao động khỏi bị cấp điện trở lại vào lưới điện trong khi cúp điện. Những loại hệ thống điện chạy bằng năng lượng mặt trời này được gọi là “trên lưới” hoặc nói cách khác là “không có pin” và chiếm khoảng 98% các hệ thống năng lượng mặt trời được lắp đặt hiện nay.

Các lợi ích khác của năng lượng mặt trời

Bằng cách giảm hóa đơn tiện ích của một tòa nhà, các hệ thống này không chỉ tự trả tiền theo thời gian, mà còn giúp giảm ô nhiễm không khí do các công ty tiện ích gây ra.

Ví dụ, các hệ thống năng lượng mặt trời giúp gia tăng một cái gì đó gọi là “công suất phát tải đỉnh”, do đó tiết kiệm tiện ích từ việc bật các hệ thống bổ sung đắt tiền và gây ô nhiễm trong các giai đoạn nhu cầu cao điểm.

Các hệ thống năng lượng mặt trời tạo ra năng lượng mặt trời được lắp đặt trong khu vực dịch vụ của một tiện ích nhất định, công suất cần ít hơn để xây dựng, do đó tiết kiệm cho tất cả mọi người. Đóng góp năng lượng sạch, xanh từ hệ thống điện mặt trời của riêng bạn sẽ giúp tạo việc làm và là một cách tuyệt vời để giảm thiểu ô nhiễm và các vấn đề khác do điện sinh ra từ nhiên liệu hóa thạch.