Khái niệm về công nghệ quang điện
Công nghệ quang điện (Photovoltaic – PV) là một công nghệ chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng. Nó là một phương pháp sử dụng các thiết bị điện tử đặc biệt để tạo ra dòng điện từ ánh sáng mặt trời.
Công nghệ quang điện (PV) – thường được gọi là tấm pin mặt trời – tạo ra năng lượng bằng cách sử dụng các thiết bị hấp thụ năng lượng từ ánh sáng mặt trời và chuyển nó thành năng lượng điện thông qua các vật liệu bán dẫn. Các thiết bị này, được gọi là pin mặt trời, sau đó được kết nối để tạo thành các đơn vị tạo ra năng lượng lớn hơn được gọi là mô-đun hoặc tấm pin.
Công nghệ quang điện hoạt động như thế nào?
Nguyên lý hoạt động của công nghệ quang điện PV dựa trên hiệu ứng quang điện. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào vật liệu bán dẫn trong các tế bào quang điện, nó gây ra các hiện tượng điện tử trong vật liệu. Trong môi trường này, nguyên tử trong vật liệu bán dẫn bị kích thích và tạo ra dòng điện. Quá trình này được gọi là hiệu ứng quang điện.
Các tế bào quang điện, hay tế bào mặt trời, là thiết bị cơ bản của công nghệ quang điện PV. Chúng bao gồm một tấm bán dẫn, thường là silicong, được chia thành hai lớp với một lớp âm và một lớp dương. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào tế bào, các electron trong lớp năng lượng cao được kích thích và di chuyển từ lớp âm sang lớp dương. Quá trình di chuyển này tạo ra một dòng điện liên tục.
Vật liệu và thiết bị quang điện (PV) chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện (hay còn gọi là điện năng lượng mặt trời). Một thiết bị PV duy nhất được gọi là một tế bào. Một tế bào PV riêng lẻ thường nhỏ, thường tạo ra công suất khoảng 1 hoặc 2 watt. Những tế bào này được làm từ các vật liệu bán dẫn khác nhau và thường nhỏ hơn độ dày của 4 sợi tóc người. Để có thể chịu được ở ngoài trời trong nhiều năm, các tế bào được kẹp giữa các vật liệu bảo vệ kết hợp giữa thủy tinh và / hoặc nhựa.
Để tăng sản lượng điện của các tế bào PV, chúng được kết nối với nhau theo chuỗi để tạo thành các đơn vị lớn hơn được gọi là mô-đun hoặc bảng. Các mô-đun có thể được sử dụng riêng lẻ hoặc một số mô-đun có thể được kết nối với nhau để tạo thành mảng. Một hoặc nhiều mảng sau đó được kết nối với lưới điện như một phần của hệ thống PV hoàn chỉnh. Do cấu trúc mô-đun này, các hệ thống PV có thể được xây dựng để đáp ứng hầu hết mọi nhu cầu điện năng, dù nhỏ hay lớn.
Các mô-đun và mảng PV chỉ là một phần của hệ thống PV . Các hệ thống cũng bao gồm các cấu trúc lắp đặt hướng các tấm pin về phía mặt trời, cùng với các thành phần lấy điện một chiều (DC) được tạo ra bởi các mô-đun và chuyển nó thành điện xoay chiều (AC) được sử dụng để cung cấp năng lượng cho tất cả các thiết bị.
>>Xem thêm: Năng lượng tái tạo là gì? Ưu và nhược điểm của năng lượng tái tạo
Ưu điểm của công nghệ quang điện
Công nghệ quang điện PV có nhiều ưu điểm. Đầu tiên, nó là một nguồn năng lượng sạch và không gây ra khí thải carbon. Nó giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch và hỗ trợ việc xây dựng một hệ thống năng lượng tái tạo và bền vững. Thứ hai, công nghệ quang điện PV có tuổi thọ dài và ít cần bảo trì. Các tấm tế bào mặt trời có thể hoạt động hiệu quả trong nhiều năm và có thể đáp ứng nhu cầu điện năng của các gia đình và doanh nghiệp. Cuối cùng, công nghệ này có tiềm năng phát triển và được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới.
Tuy nhiên, công nghệ quang điện PV cũng đối mặt với một số thách thức. Hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành điện năng của tế bào quang điện vẫn còn hạn chế và cần được cải thiện. Ngoài ra, đòi hỏi một khu vực rộng lớn để lắp đặt các mô-đun PV và một hệ thống lưu trữ năng lượng hiệu quả để sử dụng trong các điều kiện thiếu ánh sáng mặt trời.
Công nghệ quang điện PV đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển nguồn năng lượng tái tạo và giảm thiểu tác động của chúng ta đối với môi trường. Với khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng, công nghệ này đang mở ra một tương lai sáng cho nguồn điện sạch và bền vững.
