Hiệu suất pin mặt trời là gì ?
Trong catalog của nhà sản xuất hoặc trên những tấm pin mặt trời thường được nhà sản xuất dán tem để ghi những thông số kỹ thuật . Các thông số này khá khó để hiểu , tuy nhiên nó là rất quan trọng , đặc biệt là hiệu suất của pin , do nó liên quan trực tiếp để ta có thể thiết kế , tính toán và lựa chọn những thiết bị cụ thể cho hệ thống điện mặt trời . Sau đây Techway xin giải thích để mọi người có thể hiểu rõ ràng hiệu suất pin mặt trời là gì , những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất pin mặt trời .
Trước quan tâm đến yếu tố như lượng nắng, góc nghiêng khi thiết kế….. dưới đây có thể là những yếu tố làm ảnh hưởng đến hiệu suất pin mặt trời. Và đầu tiên bạn phải hiểu về cấu tạo và các tính hiệu suất như sau :
1. Thành phần hợp thành pin mặt trời
Tấm pin mặt trời bao gồm nhiều tế bào quang điện – là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng dạng diode quang , biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện dựa trên hiệu ứng quang điện .
Hiệu ứng quang điện là khả năng phát ra điện tử (electron) khi được ánh sáng chiếu vào của vật chất . Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng . Tế bào quang điện có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo.
Đầu tiên năng lượng từ các photon ánh sáng được hấp thụ và hình thành các cặp electron-hole trong chất bán dẫn.
Các cặp electron-hole sau đó bị phân chia bởi ngăn cách tạo bởi các loại chất bán dẫn khác nhau (p-n junction). Hiệu ứng này tạo nên hiệu điện thế của pin mặt trời . Pin mặt trời sau đó được nối trực tiếp vào mạch ngoài và tạo nên dòng điện.
2. Hiệu suất pin mặt trời
Được hiểu như sau : Hiệu suất pin mặt trời là tỉ số giữa năng lượng điện từ và năng lượng ánh sáng mặt trời .Dùng phương pháp đo lượng ánh sáng mặt trời mà hệ thống pin năng lượng mặt trời có thể chuyển đổi thành điện thực tế . Kết quả xác định chính là hiệu quả của tấm pin năng lượng mặt trời và luôn được đo bằng tỷ lệ phần trăm .
Hiệu suất của một pin mặt trời được xác định là phần của công suất sự cố được chuyển thành điện và được định nghĩa là:

Công thức tính hiệu suất pin

Trong đó:
– Voc là điện áp mạch hở mạch
– ɪsc là dòng ngắn mạch
– FF là hệ số lấp đầy
– η là hiệu quả / hiệu suất

Công suất đầu vào để tính toán hiệu quả là 1 kW / m² hoặc 100 mW / cm² . Do đó công suất đầu vào cho một tế bào 100 × 100 mm 2 là 10 W và cho một tế bào 156 × 156 mm 2 là 24,3 W .
Ví dụ : Một bảng điều khiển năng lượng mặt trời với hiệu suất 20% và diện tích 1 m² sẽ tạo ra 200 W ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn , nhưng nó có thể tạo ra nhiều hơn khi mặt trời có nhiều bức xạ hơn và sẽ tạo ra ít hơn trong điều kiện có mây hoặc khi mặt trời bị che khuất .

Đến phần có lẻ không ít nhiều ảnh hưởng đến hiệu suất pin
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất pin mặt trời
Có rất nhiều các yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu suất pin mặt trời như : Thành phần vật liệu cấu tạo , vĩ độ – vùng miền , vị trí – hướng lắp đặt , điều kiện khí hậu …
Yếu tố thành phần vật liệu cấu tạo như là dạng pin mặt trời đó là loại : Polycrystalline , Monocrystalline , HIT – hybrid hay là silic vô định hình …

Polycrystalline

Đa tinh thể Polycrystalline

Loại tấm pin mặt trời này thường gọi tắt là poly hay pin đa tinh thể. Các tấm pin làm từ tế bào đa tinh thể có hiệu quả kém hơn so với các tế bào được tạo thành từ các tế bào mặt trời đơn tinh thể .Hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời đa tinh thể hiện tại có hiệu suất trung bình khoảng 15-22% . Bạn có thể nhận ra tấm pin năng lượng mặt trời đa tinh thể bởi đặc trưng là màu xanh đậm và màu xanh lốm đốm.

Monocrystalline

Hiệu suất pin mặt trời là
Đơn tinh thể Monocrystalline

Loại tấm pin mặt trời này thường gọi tắt là mono hay pin đơn tinh thể . Những tấm pin này so với poly thì giá có nhỉnh hơn chút xíu , nhưng hiệu quả chúng mang lại cao hơn với cùng một điều kiện lượng nắng và diện tích bề mặt như nhau . Hiệu suất pin năng lượng mặt trời đơn tinh thể hiện tại khoảng 22 – 27% . Bạn có thể nhận ra tấm pin năng lượng mặt trời đơn tinh thể bởi đặc trưng là màu đen đậm .

Pin màng mỏng hay silic vô định hình
Các tấm pin mặt trời mỏng được làm bằng cách phủ một lớp chất nền bằng thủy tinh , nhựa hoặc kim loại với một hoặc nhiều lớp vật liệu quang điện mỏng . Các tấm pin mặt trời mỏng thường linh hoạt và có trọng lượng thấp . Việc sản xuất loại tấm này ít phức tạp hơn , do đó sản lượng của chúng thấp hơn 5% so với hiệu suất bảng năng lượng mặt trời đơn tinh thể . Thông thường , các tế bào màng mỏng có hiệu trong khoảng từ 15 – 22% .

Tầm quan trọng của hiệu suất pin mặt trời
Hiện tại , Các tấm pin mặt trời chưa thể hấp thụ toàn bộ năng lượng của ánh sáng mặt trời . Nói chung, những tế bào năng lượng mặt trời tốt nhất hiện tại chỉ có thể chuyển trung bình khoảng 25% năng lượng mà nó nhận được thành điện . Thực tế là ánh sáng mặt trời , cũng như tất cả các loại ánh sáng khác , nó bao gồm quang phổ với các bước sóng khác nhau , mỗi bước sóng có một cường độ khác nhau . Có những bước sóng quá yếu không thể giải phóng các electron còn một số bước sóng lại quá mạnh với pin năng lượng .
Nói chung , với toàn hệ thống pin Mặt trời thì hiệu suất là rất quan trọng . Xếp hạng hiệu quả của tấm pin mặt trời chỉ là một trong nhiều yếu tố khác nhau phải được tính đến khi xem xét sử dụng năng lượng mặt trời . Hãy xem xét điều này : Các tấm pin mặt trời với tỷ lệ chuyển đổi 8% sẽ cần gấp đôi diện tích như tấm pin mặt trời với tỷ lệ chuyển đổi là 16% . Đó là lý do tại sao hầu hết chủ nhà chọn lựa các tấm pin mặt trời đơn hoặc đa tinh thể bởi chúng có tỷ lệ hiệu suất cao và cũng tiết kiệm không gian lắp đặt .

Vài thông tin sơ bộ về các thông số và yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất pin, Phần sau Ad sẽ giải thích rõ về hai dạng Polycrystalline và Monocrystalline

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *