Công nghệ năng lượng mặt trời dần trở nên phổ biến và được nhiều hộ gia đình, doanh nghiệp quan tâm ứng dụng. Cùng Inteh Solar tìm hiểu 4 cải tiến công nghệ đáng kinh ngạc nhất trong lĩnh vực năng lượng mặt trời. Qua đó, bạn sẽ có cái nhìn tổng quan và chính xác để khai thác hiệu quả hơn nguồn năng lượng sạch vô tận này.
Công nghệ năng lượng mặt trời là gì?
Công nghệ năng lượng mặt trời là giải pháp tiến tiến chuyển đổi ánh sáng từ mặt trời thành điện năng hoặc nhiệt năng để phục vụ sinh hoạt và sản xuất. Hệ thống hoạt động dựa trên các tấm pin quang điện có khả năng hấp thụ bức xạ mặt trời, sau đó tạo ra dòng điện một chiều và chuyển đổi thành điện xoay chiều thông qua inverter để sử dụng cho các thiết bị điện.
Hiện nay, giải pháp này được đánh giá là một trong những nguồn năng lượng tái tạo có tốc độ phát triển nhanh nhất nhờ khả năng tiết kiệm điện, giảm phụ thuộc vào lưới điện truyền thống và thân thiện với môi trường. Cùng tìm hiểu bốn công nghệ được dự đoán sẽ trở thành xu hướng chủ đạo trong vài năm tới qua phần dưới đây.
Các công nghệ năng lượng mặt trời tiên tiến hiện nay
1. Tòa nhà quang điện tích hợp (BIPV)
Năng lượng mặt trời tích hợp trong tòa nhà (BIPV). Những cell pin/tấm pin năng lượng mặt trời được tích hợp trực tiếp vào các bộ phận của tòa nhà. Ví dụ phổ biến nhất là ngói năng lượng mặt trời. Mái ngói năng lượng mặt trời có tích hợp tấm pin mặt trời trong đó. Bằng cách này, mái nhà của bạn trông giống như một mái nhà điển hình, thậm chí còn tốt hơn. Nhưng đồng thời, mái nhà đang tạo ra năng lượng và tiết kiệm hóa đơn tiền điện của bạn.
Một ví dụ khác là bức tường BIPV, được làm bằng các tấm BIPV và có thể không nhất thiết phải hỗ trợ cấu trúc của tòa nhà. Nhà để xe năng lượng mặt trời đang rất phổ biến, trong đó các tấm pin mặt trời cũng hoạt động tạo ra năng lượng. Một cách tiếp cận tương tự cũng đã được sử dụng cho nhà kính năng lượng mặt trời.
Trong số những bước phát triển mới có sản phẩm kính năng lượng mặt trời – tương tự như kính thông thường nhưng hơi trong mờ và có khả năng tạo ra điện năng. Các tòa nhà thương mại lớn thường được phủ bằng kính. Sử dụng kính năng lượng mặt trời có nghĩa là tòa nhà có thể sử dụng diện tích lớn để phát điện, bất kể kích thước mái của nó.
BIPV giải quyết hai vấn đề quan trọng – tính thẩm mỹ và giới hạn không gian. Một số người không thích ý tưởng về các tấm pin mặt trời trên những ngôi nhà xinh đẹp của họ. Nhiều hiệp hội nhà ở cũng cân nhắc lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời để duy trì tính thẩm mỹ đặc trưng của một địa điểm. Chỉ có một số lượng hạn chế các tấm pin mặt trời có thể được lắp đặt trên mái nhà của bạn hoặc mặt đất sẵn có. BIPV mở ra khả năng sử dụng bất kỳ và tất cả các khu vực tiếp xúc của tòa nhà hoặc cấu trúc để tạo ra năng lượng mặt trời. Khả năng của BIPV chỉ bị giới hạn bởi trí tưởng tượng mà thôi.
2. Tấm pin năng lượng mặt trời dẻo
Trong một tấm pin mặt trời cơ bản, cell pin mặt trời của nó chỉ chiếm 10% trọng lượng của toàn bộ tấm pin? Phần lớn trọng lượng của tấm pin năng lượng mặt trời đến từ tấm kính phía trước của nó. Trong khi lớp kính bảo vệ các tế bào năng lượng mặt trời mỏng manh ở bên trong.
Và đó là lý do tại sao nhiều công ty đang sử dụng các tấm pin mặt trời dẻo. Ưu điểm của tấm pin loại này là nhẹ, không thể phá vỡ và dễ dàng cất giữ, vận chuyển và thậm chí lắp đặt. Mặc dù các tấm pin mặt trời màng mỏng có thể rẻ hơn nhưng chúng cũng có hiệu suất thấp hơn nhiều so với các tấm pin mặt trời công nghệ tinh thể silic đang được sử dụng rộng rãi.
Một số công ty đã sản xuất các tấm pin mặt trời dẻo đơn tinh thể, nhưng so với loại truyền thống thì chúng đắt hơn. Điều này có nghĩa là các tấm pin mặt trời dẻo không khả thi cho các dự án lớn. Do đó, chúng được sử dụng cho các dự án không thể lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời thông thường. Tuy nhiên, với nghiên cứu đang được tiến hành, các tấm pin mặt trời dẻo, hiệu quả cao mà cũng không tốn kém có thể sớm trở thành hiện thực.
3. Năng lượng mặt trời nổi
Chúng ta đã biết về các hệ thống điện năng lượng mặt trời thông thường sẽ dùng tấm pin mặt trời gắn trên mặt đất hoặc gắn trên mái nhà. Nhưng khi bạn xem xét thực tế rằng gần ba phần tư diện tích bề mặt Trái đất được bao phủ bởi nước, rõ ràng là có rất nhiều không gian cho các tấm pin mặt trời mà không thể tìm thấy hoặc có đủ không gian trên đất liền. Điều này rất quan trọng ở các khu vực đô thị, nơi các khu vực rộng lớn, thoáng đãng bị hạn chế nhưng có bờ biển hoặc hồ trong đó.
Các nhà máy điện năng lượng mặt trời nổi sử dụng các cấu trúc lắp đặt nổi, thường được làm bằng nhựa. Điều này cũng làm cho các cấu trúc không bị ăn mòn, một đặc điểm cần thiết cho những thứ thường xuyên tiếp xúc với nước.
Mặc dù hệ thống dây điện và kết nối cần các biện pháp bổ sung đặc biệt để làm cho chúng không ngấm nước, nhưng các nhà máy điện năng lượng mặt trời nổi có một số lợi ích quan trọng. Ở những vùng khô hạn, nơi bảo tồn nước là điều cần thiết, thiết bị nổi làm giảm sự bốc hơi của nước. Và thực tế, việc lắp đặt gần nước cũng làm giảm quá trình tăng nhiệt độ của các tấm pin mặt trời, nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của chúng.
4. Pin mặt trời Perovskite
Vào năm 2017, Giáo sư Vật lý Zeev Valy Vardeny của Đại học Utah đã mô tả perovskite là một “vật liệu kỳ diệu, không thể tin được”. Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia Hoa Kỳ (NREL) mô tả perovskites là “vật liệu mang lại khả năng hấp thụ ánh sáng tuyệt vời, khả năng di chuyển của chất mang điện tích và tuổi thọ, mang lại hiệu suất thiết bị cao với cơ hội hiện thực hóa công nghệ có chi phí thấp, có thể mở rộng trong ngành”.
Perovskites là một họ vật liệu có cấu trúc tinh thể cụ thể. Tên của chúng xuất phát từ tên của khoáng chất có cấu trúc tương tự. Chỉ trong khoảng 15 năm kể từ khi được phát hiện, perovskites đã cho thấy triển vọng đáng kinh ngạc như một vật liệu pin mặt trời. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng của chúng dao động trong khoảng 25-26% và thậm chí vượt quá 29% đối với tế bào song song perovskite-Silico. Để so sánh, pin mặt trời thông thường hầu như không đạt hiệu suất 25%.
Những trở ngại hiện tại ngăn cản perovskites trở thành xu hướng chủ đạo là tính ổn định thấp và khả năng sản xuất khó phát triển của nó. Hầu hết các tế bào perovskites ngày nay chỉ tồn tại vài tháng trước khi phân hủy. Tuy nhiên, các cơ quan nghiên cứu dự đoán đủ sự phát triển để khiến tuổi thọ chúng được 20, thậm chí 30 năm. Perovskites đã chứng kiến sự phát triển nhanh chóng trong một thời gian ngắn và trước khi chúng ta biết điều đó, chúng có thể thay thế hoàn toàn các tế bào năng lượng mặt trời truyền thống trong vài năm nữa.
>>Xem thêm: Hướng dẫn bảo trì và giữ sạch các tấm pin mặt trời
Công nghệ năng lượng mặt trời đã không ngừng phát triển và tốc độ thay đổi của nó nhanh hơn bao giờ hết. Các công nghệ năng lượng mặt trời mới có thể được phân loại thành hai phần. Đầu tiên là những đổi mới trong các ứng dụng (BIPV, năng lượng mặt trời nổi, v.v.), sử dụng công nghệ hiện có và triển khai nó theo một cách mới. Thứ hai là những đổi mới trong công nghệ cơ bản (vật liệu tế bào mới). Trong cả hai trường hợp, một điều chắc chắn là chúng ta sẽ thấy những sự thay đổi mới trong cách sử dụng năng lượng mặt trời trong thời gian tới.
