Tìm hiểu về năng lượng mặt trời và những ứng dụng trong thực tiễn

5 (100%) 4 votes

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng xanh vô tận, không sản sinh khí thải CO2, sạch và không ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên. Tận dụng nguồn năng lượng vô tận và quý giá luôn là điều mà các nhà khoa học từ thời xưa đến ngày nay quan tâm. Vậy chúng ta tận dụng và ứng dụng được gì từ điện mặt trời trong cuộc sống. Hãy cùng tham khảo qua bài viết chi tiết dưới đây.

pin năng lượng mặt trời

Mặt trời – nguồn cung cấp năng lượng sạch, vô tận

Năng lượng mặt trời và ứng dụng trong cuộc sống

Việc thu giữ năng lượng từ mặt trời cũng như sử dụng không ảnh hưởng đến môi trường, không thải khí và nước độc hại. Vì thế không góp phần khiến cho môi trường bị ô nhiễm hay gây ra hiệu ứng nhà kính có hại cho tầng khí quyển.

Nhiệt độ của mặt trời đặt đến xấp xỉ 15 triệu độ với áp suất được tính ra gấp đến 70 tỉ lần khi so với áp suất khí quyển trái đất. Và chính điều này là điều kiện lý tưởng cho phản ứng phân hạch nguyên tử Hydro. Những bức xạ gamma của phản ứng phân hạch được truyền từ tâm của mặt trời ra bên ngoài. Sau đó tương tác với những nguyên tố khác bên trong rồi chuyển thành bức xạ có mức năng lượng thấp hơn nhiều so với ban đầu. Năng lượng đó chủ yếu là ánh sáng, nhiệt của phổ năng lượng. Bức xạ điện từ, phổ năng lượng sẽ trải dài từ hồng ngoại đến tia cực tím, phát mọi hướng khác nhau trong không gian.

Quá trình bức xạ đã diễn ra từ 5 tỉ năm và tiếp tục trong vài tỉ năm tiếp theo. Cứ mỗi giây mặt trời sẽ phát một khối năng lượng lớn vào khối Thái Dương Hệ, nhưng chỉ có 1 phần vô cùng nhỏ tổng lượng bức xạ đến trái đất. Phần năng lượng này vào khoảng 1.367 MW/ m2 ở phần ngoại tầng khí quyển trái đất. Khoảng 99% bức xạ mặt trời chuyển thành nhiệt khi chiếu xuống bề mặt trái đất và tiếp tục tỏa nhiệt về lại không gian. Trong đó chỉ có phần nhỏ năng lượng mặt trời đáp ứng nhu cầu về nguồn năng lượng thế giới.

Phương pháp để thu nhận và lưu trữ năng lượng mặt trời

1, Phương pháp thụ động

Phương pháp này sử dụng nguyên tác thu giữ nhiệt trong cấu trúc, các vật liệu công trình xây dựng. Phương pháp thụ động đã được sử dụng lâu dài và có lịch sử phát triển dày dặn.

2,Phương pháp chủ động

Phương pháp thụ động sử dụng những thiết bị được thiết kế đặc biệt để có thể thu được bức xạ nhiệt, sử dụng hệ thống quạt, máy bơm để có thể phân phối nhiệt. Phương pháp được phát triển vào thế kỷ XX.

Ứng dụng của năng lượng mặt trời trong thực tế

Năng lượng mặt trời có các ứng dụng chính, cụ thể:

  • Nhiệt mặt trời : chuyển các bức xạ mặt trời để trở thành nhiệt năng. Sử dụng cho hệ thống sưởi, đun nước nóng, làm mát không gian.
  • Điện mặt trời : chuyển các bức xạ mặt trời trực tiếp thành nguồn điện năng.
  • Nhiệt quy trình : sử dụng công nghệ năng lượng tập trung như máng, bộ xả Scheffler, đĩa Parabol cung cấp nhiệt quá trình cho những ứng dụng thương mại, công nghiệp.
  • Xử lý nước bằng cách dùng năng lượng mặt trời để chưng cất các nước mặn hay lợ có thể uống được như nước ngọt.

Hiện nay ứng dụng phổ biến nhất của việc sử dụng năng lượng mặt trời chính là hệ thống sưởi nhiệt, hệ thống quang điện. Ngoài ra các hệ thống khác gồm: hệ thống để đun nước, điện mặt trời tập trùng, máy bơm. Bài viết này sẽ tập trung chính vào ứng dụng điện mặt trời từ năng lượng mặt trời.

Tìm hiểu về hệ thống điện mặt trời

Điện mặt trời hay còn được gọi là quang điện hoặc quang năng bằng cách ứng dụng các kỹ thuật chuyển hóa ánh sáng từ mặt trời thành điện năng nhờ hệ thống pin năng lượng mặt trời.

Hiện nay điện mặt trời được tận dụng khá rộng rãi bởi những lợi ích mà nó mang lại. Cụ thể là nhiều gia đình đã tiến hành lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời để sử dụng nguồn điện năng phục vụ cho sinh hoạt hàng ngày.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Từ hệ thống pin năng lượng mặt trời ánh sáng được chuyển hóa thành điện năng để tạo ra dòng điện 1 chiều. Dòng điện được tạo ra sẽ được dẫn đến bộ điều khiển (tự động điều hòa phần dòng điện từ pin năng lượng mặt trời, dòng điện để nạp cho ắc quy), thông qua bộ chuyển đổi năng lượng( Inverter) để tạo ra dòng điện xoay chiều 220V/ 50Hz chạy được các thiết bị điện tử trong gia đình từ máy quạt, tivi, máy tính, tủ lạnh,đèn điện….

Các mô hình của hệ thống điện năng lượng mặt trời

Hệ thống điện năng lượng mặt trời có nhiều mô hình khác nhau, tùy theo nhu cầu sử dụng hay mục đích sử dụng mà người dùng sẽ chọn lựa hệ thống điện sao cho phù hợp nhất để phát huy hiệu quả hoạt động tốt nhất.

1,Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới ( nối lưới)

hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới

Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới ( nối lưới)

Hệ thống điện mặt trời nối lưới : Hệ thống các tấm pin mặt trời sẽ hấp thụ bức xạ ánh sáng của mặt trời, sau đó chuyển hóa thành nguồn điện năng 1 chiều(DC). Nguồn điện năng 1 chiều lại được chuyển đổi trở thành nguồn điện xoay chiều(AC) thông qua bộ hòa lưới(Grid Tie Inverter). Grid Tie Inverter sẽ có chức năng đổi nguồn điện DC-AC cùng pha với tần số điện lưới để hòa chung  với điện lưới quốc gia.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới gồm 2 mô hình:

  • Hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới dự trữ.
  • Hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới không dự trữ.

2,Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập

năng lượng mặt trời độc lập

Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập

Hệ thống điện mặt trời độc lập sử dụng nguồn năng lượng từ mặt trời để tạo ra nguồn điện, hoạt động tự động và không cần nối lưới với điện lưới quốc gia.

Nguyên lý hoạt động : Hệ thống những tấm pin mặt trời nhận các bức xạ từ ánh sáng mặt trời, sau đó chuyển hóa thành nguồn điện 1 chiều(DC). Nguồn điện 1 chiều nạp vào ắc qui để có thể lưu trữ  thông qua bộ điều khiển sạc. Số điện lưu trữ được kích đến 220Volt sine để các thiết bị điện trong sinh hoạt có thể sử dụng.

Hệ thống thích hợp để sử dụng cho những vùng chưa có điện lưới quốc gia, hay nơi có điện lưới hoạt động không ổn định…

3,Hệ thống điện mặt trời trên mái (Rooftop)

năng lượng mặt trời trên mái

Hệ thống điện mặt trời trên mái (Rooftop)

Hệ thống điện mặt trời trên mái thường tận dụng các khoảng trống như sân thượng, mái nhà để lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời.

Nguyên lý hoạt động: Hệ thống pin mặt trời sẽ hấp thụ lượng bức xạ ánh sáng mặt trời để tạo ra dòng điện 1 chiều( DC). Dòng điện DC chuyển đến bộ chuyển hóa năng lượng( Inverter), thông qua bộ chuyển hóa để biến đổi dòng điện DC thành AC ( Xoay chiều).

Hệ thống phù hợp để sử dụng cho các hộ gia đình vừa tiết kiệm điện năng, vừa cung cấp nguồn điện sinh hoạt cho gia đình.

Việc sử dụng năng lượng mặt trời là giải pháp hữu hiệu giúp giảm gánh nặng cho các nguồn năng lượng truyền thống, thân thiện với môi trường, góp phần giảm tải nhu cầu sử dụng năng lượng của các quốc gia, góp phần bảo vệ an ninh năng lượng toàn cầu và phát triển kinh tế.

Trả lời

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