Skip to Content

Category Archives: Pin năng lượng mặt trời

Hệ thống pin mặt trời tập trung (CPV)

Content Protection by DMCA.com

Hệ thống pin mặt trời tập trung có nghĩa tiếng Anh là Concentrator Photovoltaics (CPV).

Ý tưởng chung của pin mặt trời tập trung là sử dụng hệ thống quang học tập trung ánh sáng vào một tế bào quang điện nhỏ, nhờ đó diện tích trung tâm của tấm pin được giảm đi, đồng thời cường độ ánh sáng được khuyếch đại lên tương ứng với tỷ lệ tập trung của hệ thống. Nhờ giảm diện tích pin sử dụng và tăng hiệu suất mà có thể giảm được chi phí trên mỗi đơn vị Watt của tấm pin.

3soitec5_fresnel_rdax_341x405
Nguyên lý cơ bản của pin mặt trời tập trung là sử dụng thấu kính phẳng, hội tụ ánh sáng vào tấm pin mặt trời nhỏ có hiệu suất cao. Ảnh: Fraunhofer ISE

Đặc điểm của hệ pin mặt trời tập trung này là nó chỉ hấp thụ được các tia sáng trực tiếp, do đó, các hệ này thường đòi hỏi dàn xoay theo hướng mặt trời (solar tracker) để tận dụng tối đa nguồn sáng trực tiếp. Cùng với bộ phận quang học, dàn xoay làm tăng thêm chi phí và mức độ phức tạp của hệ thống, đồng thời đòi hỏi các công tác bảo trì thường xuyên hơn.

1concentrixsolarmap

Các khu vực màu vàng có cường độ bức xạ phù hợp với công nghệ CPV. Ảnh: Concentrix Solar.

Sau 30 năm nghiên cứu và phát triển, ngày nay thị trường pin mặt trời tập trung dường như đã sẵn sàng “cất cánh”, với tốc độ phát triển nhanh chóng nhờ vào chính sách hỗ trợ giá FIT ở một số nước cũng như việc cải thiện hiệu suất tấm pin lên tới 40% cho loại tế bào quang điện đa kết nối.

Ưu điểm:

– Tiết kiệm nguyên liệu (do diện tích tế bào quang điện nhỏ)
– Hiệu suất cao (sử dụng vật liệu bán dẫn đa tầng, cường độ ánh sáng cực lớn)

Nhược điểm:

– Phải sử dụng dàn xoay (do tế bào quang điện chỉ hấp thụ ánh sáng trực tiếp)
– Chi phí dàn xoay, bộ phận quang học, vật liệu sản xuất pin đắt
– Chỉ thích hợp với một số vùng có cường độ bức xạ lớn

Bộ phận quang học

Có 2 loại phổ biến là dạng thấu kính khúc xạ và gương parabol dạng máng. Thấu kính khúc … Read the rest

READ MORE

First Solar công bố pin mặt trời hiệu suất kỷ lục

Content Protection by DMCA.com

Giá pin mặt trời đang giảm mạnh, điều này buộc các nhà sản xuất phải cắt giảm chi phí và tăng hiệu suất pin mặt trời. First Solar, công ty dẫn đầu trong ngành sản xuất pin mặt trời mỏng, cho biết những tiến bộ mới nhất trong việc tạo ra pin mặt trời có hiệu suất vượt mức kỷ lục thế giới hiện nay. Hôm thứ ba vừa rồi, công ty này tự hào công bố pin mặt trời hiệu suất 17,3%.

Pin mặt trời thử nghiệm đã có hiệu suất vượt mức kỷ lục là 16,7% của pin làm từ hợp chất Cadmium telluride (CdTe) chế tạo bởi Phòng Thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia năm 2001.

d2e3a8a88_firstsolarcellrecord

Hiệu suất của pin có mối tương quan với lượng năng lượng mà một tấm pin với kích thước cho trước có thể sinh ra – năng lượng tạo càng nhiều thì hiệu suất càng cao. Chi phí và thời gian để sản xuất ra một tấm pin mặt trời là cố định, và công nghệ của First Solar cho phép làm ra một tấm pin trong thời gian chưa tới 2,5 giờ. Nếu công ty có thể sản xuất pin mặt trời với tỷ lệ năng lượng cao hơn, chi phí trên một watt năng lượng sẽ giảm.

Sản xuất pin mặt trời rẻ hơn chính là lợi thế cạnh tranh chiến lược của First Solar. Trong quý I năm nay, công ty này đã sản xuất pin mặt trời hiệu suất 11,7% với mức giá 0,75USD/watt.

Cạnh tranh khốc liệt

Hiện nay, phần lớn pin mặt trời được làm bằng silicon và thường có hiệu suất cao hơn so với pin không làm từ silicon của First Solar.. Tuy nhiên, chi phí sản xuất những tấm pin silicon đắt hơn nên giá bán đòi hỏi cũng cao hơn.
Pin mặt trời silicon có hiệu suất cao nhất trên thị trường hiện nay là tấm pin 20% của SunPower.  SunPower và những nhà sản xuất pin silicon đang tích cực nâng cao hiệu suất sản phẩm của mình đặc biệt là giảm giá pin silicon hơn một nửa so với 2 năm trước đây. Theo nghiên cứu của IMS Research,  chỉ trong vòng 6 tuần, giá pin silicon đã giảm 15% , mức giá trung bình trong quý I là khoảng 1,8 USD/watt và có thể xuống tới … Read the rest

READ MORE

Pin mặt trời trên cơ sở vật liệu CIGS

Content Protection by DMCA.com

Theo xu hướng năng lượng mới hiện nay, năng lượng mặt trời sẽ đóng vai trò quan trọng trong tương lai. Trong các loại vật liệu để chế tạo pin mặt  trời thì silic được coi là vật liệu truyền thống.

So với các nguồn vật liệu khác thì nguồn silic khá là phong phú, nhưng nó lại cần một quá trình xử lý với năng lượng cao để tinh chế và kết tinh. Hơn thế nữa, việc lắp đặt các pin mặt trời làm từ silic cần có các tấm thủy tinh để bảo vệ khá nặng, điều này làm giảm khả năng ứng dụng trong khu dân cư.

Gần đây có một sự quan tâm mang tính chất thương mại là hướng tới các pin màng mỏng. Với loại pin này sẽ tiết kiệm được nguyên vật liệu, thời gian sản xuất và giảm được trọng lượng của pin. Pin mặt trời dựa trên hệ vật liệu Cu, In, Ga, Se (CIGS) có công nghệ sản xuất cao nhất trong các công nghệ chế tạo màng mỏng. Các thành tựu đạt được trong việc chế  tạo và hiệu suất của nó cho phép sản xuất loại pin này rất nhanh và phù hợp với giá trị thị trường, có thể cạnh tranh với năng lượng dựa trên cacbon.

Lớp hấp thụ CIGS có công thức chung là CuIn1-xGaxSe2. Phương pháp thông dụng để tổng hợp màng CIGS là lắng đọng chân không. Đầu tiên, người ta phủ molypden lên tấm đế bằng kỹ thuật phún xạ, tạo ra đầu tiếp xúc dưới. Tiếp theo lắng đọng hơi lớp hấp thụ CIGS. Sau đó, tạo lớp cadimi sunfua bằng phương pháp lắng đọng bể hóa học, hình thành một chuyển tiếp (heterojunction) với lớp hấp thụ CIGS. Cuối cùng phún xạ kẽm oxit và indi thiếc oxit lên trên để tạo cửa sổ trong suốt và đầu nối ra của pin. Với phương pháp này đã chế tạo được pin mặt trời có hiệu suất lên đến 19.9%. Cấu trúc của pin CIGS được minh họa dưới đây.
cautruccuaCIS
Pin màng mỏng CIGS có hai thuận lợi chính khi đưa vào ứng dụng. Chúng cho năng lượng lên đến 919W/kg, cao hơn bất kỳ loại pin mặt trời nào cùng khối lượng. Các pin màng mỏng CIGS hơn hẳn các pin GaSe về độ cứng bức xạ. Hơn thế, khả … Read the rest

READ MORE

Pin mặt trời rẻ hơn, hiệu quả cao hơn

Content Protection by DMCA.com

Công ty Solar Junction – một công ty tách ra từ Đại học Stanford đang thiết kế những pin  mặt trời tiếp đa tầng, có hiệu quả cao dùng cho thiết bị thu ánh sáng mặt trời tập trung.

Viện nghiên cứu năng lượng tái tạo quốc gia đã chứng nhận khả năng vận hành với mức tiết kiệm 40.9% của loại pin này. Đây là con số khá cao so với mức tiết kiệm năng lượng từ 15-20% của loại tế bào mặt trời silicon điển hình, có khả năng biến đổi ánh sáng thành nhiệt năng.

Pin mặt trời tiếp đa tầng

Làm thế nào để những pin mặt trời này có thể biến đổi ánh sáng thành điện năng một cách hiệu quả?

Ông Craig Stauffer, đồng sáng lập Solar Junction giải thích: “Chúng sử dụng loại vật liệu khác với tế bào silicon truyền thống và các chất bán dẫn được đóng gói lẻ. Về bản chất, chúng ta có ba vật liệu tiểu tế bào cơ bản thu nhận một tia sáng và cho số còn lại đi qua. Chúng được kết nối liền mạch với nhau ở bên trong thiết bị như các tế bào pin”.
MultiJunctionSolarCells
Đây không phải là loại công nghệ hoàn toàn mới, nhưng bởi giá cả và sự phức tạp nên nó chưa được phát triển cũng như ứng dụng rộng rãi trong sản xuất điện bán buôn như các tấm pin mặt trời phẳng thông thường. Tuy nhiên, theo ông Stauffer, nhờ mức tập trung cao hơn và những tiến bộ trong việc sử dụng năng lượng hiệu quả mà giá cả của loại tế bào này đang giảm xuống. “Giờ đây, các sản phẩm thu ánh sáng mặt trời CPV có thể thu được ánh sáng 1000 lần, trong khi đó, chỉ 1 hoặc 2 năm trước, con số này mới đạt tới mức 500”. Ông Stauffer ước tính trong 5 năm nữa, tế bào mặt trời có thể đạt mức tiết kiệm trên 50%.

Solar Junction hi vọng sẽ có thể bắt đầu sản xuất pin mặt trời này từ đầu năm 2012 tại San Jose, California. Công ty hiện đang chờ Bộ Năng lượng đưa ra quyết định về khoản vay 80 triệu đôla cho dự án. Số tiền này sẽ giúp mở rộng công suất nhà máy thử nghiệm hiện tại của họ lên 250 … Read the rest

READ MORE

Pin mặt trời nổi trên mặt nước

Content Protection by DMCA.com

Solaris Synergy – một công ty của Isarel đã thiết kế lưới năng lượng mặt trời có thể nổi trên mặt nước, giảm chi phí sản xuất năng lượng và ngăn ngừa tình trạng nước bay hơi.

 

Sản xuất năng lượng từ mặt trời sẽ còn thiết thực hơn nếu không gặp phải 2 vấn đề sau: một là chi phí cho vật liệu silicon nhằm biến đổi ánh sáng thành điện năng, hai là nhu cầu diện tích đất lớn cho những cánh đồng mặt trời.

Bằng cách giải quyết cả 2 vấn đề này, đồng thời đạt được những hiệu quả không ngờ, Solar Synergy đã giành vị trí số 1 trong cuộc thi ý tưởng công nghệ Isarel mở rộng IDEAS tại Viện kinh tế và môi trường thuộc Đại học Tel Aviv tháng 11 vừa qua. Những nhà tài trợ của cuộc thi quốc tế này muốn tìm kiếm, tài trợ và thúc đẩy phát triển các ý tưởng liên quan tới khủng hoảng kinh tế, môi trường và năng lượng.

Tại trụ sở chính của Solaris ở khu công nghiệp Har Hotzyim, Jerusalem, ông Yossi Fisher, đồng sáng lập và CEO của hãng này cho biết mỗi phần nhỏ của hệ thống quang điện tập trung nổi trên mặt nước (F-CPV module) giống như đồ chơi Lego, chúng được bao phủ bởi một tấm phim tráng gương có hình cong, có thể thu ánh sáng thành một đường mỏng. Bề mặt của thiết bị chỉ cần 5% silicon, do đó, có thể giảm được chi phí đắt đỏ của loại vật liệu này.

floatingsolarpanel

Phát biểu với ISRAEL21c, Fisher cho biết “Bởi chúng tôi không sử dụng nhiều silicon, nên chúng tôi có đủ tiền chi trả cho gương và các vật liệu khác mà vẫn đảm bảo giá thành vừa túi tiền”. Thêm vào đó, bởi việc sản xuất silicon thải ra các chất gây ô nhiễm vào không khí, nên sử dụng ít đi cũng là một biện pháp bảo vệ môi trường.

Không tốn diện tích

Để không gặp phải nhu cầu về đất đai, Solaris đã đưa những thiết kế của mình xuống dưới nước. Được sản xuất từ  sợi thủy tinh và chất dẻo siêu nhẹ , một mạng lưới được kết nối từ các phần nhỏ có thể nổi trên mặt nước sạch, nước mặn hoặc nước thải. Bên … Read the rest

READ MORE

Tòa nhà loa kèn xanh nhất Trung Quốc

Content Protection by DMCA.com

Hai kiến trúc sư Rontmij và Soeters Van Eldonk chuyên nghiên cứu về việc sử dụng các nguồn năng lượng mới. Tại cuộc thi thiết kế quốc tế cho công trình “trung tâm năng lượng mới Vũ Hán”, họ đã chiến thắng.
Building

Lấy cảm hứng từ hoa loa kèn, các kiến trúc sư đã thiết kế một tòa tháp hình bông hoa với độ cao 140 m, các phòng thí nghiệm ở xung quanh trong vai trò như những chiếc lá.

Dựa hoàn toàn vào thiên nhiên, công trình có những bể chứa nước mưa lớn để đáp ứng nhu cầu về nước trong tòa nhà. Đồng thời, các tấm pin mặt trời được đặt xung quanh mái để cung cấp năng lượng.

Phần “nhụy hoa” là các tua bin chạy bằng sức gió với trục thẳng đứng để tái tạo năng lượng. Các lỗ thông gió được bố trí một cách tối ưu để làm mát cũng như sưởi ấm cho tòa nhà. Với kiến trúcđộc đáo và đẹp mắt, mô hình hứa hẹn là một chuẩn mực về thiết kế đáp lại lời kêu gọi bảo vệ môi trường hiện nay.

Trần Liễu (ST) VNEEP
Read the rest
READ MORE

Nâng cao hiệu suất pin mặt trời hữu cơ hybrid

Content Protection by DMCA.com

Thành công đã đến với nhóm nghiên cứu của Học viên công nghệ Nano quốc gia (NINT) – Hội đồng nghiên cứu quốc gia và Trường đại học Alberta, Canada. Pin mặt trời làm bằng nhựa giờ đây đã có thời gian hoạt động lên đến 8 tháng thay vì chỉ vài tiếng như trước đây. Chúng có chi phí thấp và thân thiện với môi trường – một nguồn năng lượng sạch.

Sản xuất những tấm pin mặt trời bằng nhựa với quy mô lớn từ lâu đã là mục tiêu của các nhà khoa học, vì chi phí cho silicon siêu tinh khiết dùng trong sản xuất pin mặt trời theo phương pháp truyền thống là quá cao. Đây là loại pin mặt trời của tương lai vì chúng dễ dàng đến được tay người dân. Nhóm nghiên cứu của trường đại học Alberta – NINT đã nghiên cứu vấn đề này khá lâu.

Nguyên mẫu pin mặt trời

Một nhóm nghiên cứu đa ngành đã phát triển thành công một nguyên mẫu pin mặt trời. Nó hoạt động với công suất cao trong khoảng 10 tiếng. Sau đó, các vấn đề bắt đầu xuất hiện và làm giảm hiệu suất của pin. Họ nhận thấy rằng lớp chất hóa học phủ xung quanh điện cực là nguyên nhân của mọi vấn đề. Trong vài tháng qua, nghiên cứu tiếp tục được tiến hành để giải quyết vấn đề này.
nano-flake-2
Vai trò của điện cực

Sản sinh ra điện từ pin mặt trời là vai trờ chủ chốt của điện cực và nhóm nghiên cứu đã phát hiện rằng lớp chất hóa học không bền vững đã rò rỉ xung quanh mạch điện của pin mặt trời và giảm công suất hoạt động của pin. Họ đã phát triển một lớp chất mới để giải quyết vấn đề.

Lớp chất phủ bên ngoài bằng polyme

Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi David Rider và 2 thành viên Micheal J.Brett, Jillian Burial đến từ trường đại học Alberta – NINT, đã phát triển thành công một lớp chất phủ bên ngoài bằng polyme có độ bền và tuổi thọ cao hơn dành cho các điện cực, lớp chất này đã giải quyết hiện tượng rò rỉ chất hóa học và giúp cho pin hoạt động liên tục với công suất cao.

Thành công

Vào thời điểm mà David Rider … Read the rest

READ MORE

Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời Là Gì

Content Protection by DMCA.com

Tấm năng lượng mặt trời là thiết bị để thu nhận năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Thuật ngữ này được sử dụng để chỉ chung cả các tấm năng lượng mặt trời để nung nước nóng (cung cấp nước nóng dùng trong nhà) hay tấm quang điện (cung cấp điện năng).

Phát triển hiện thời

Hiện nay, các công ty và các học viện đang phát triển phương pháp để tăng tính thực tế cho năng lượng mặt trời. Các công ty tiến hành rất nhiều các nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này và các trường đại học cũng đang tiến hành nghiên cứu về thiết bị điện mặt trời, đặc biệt là xe dùng năng lượng mặt trời. Các loại xe dùng năng lượng mặt trời đã xuất hiện thường xuyên trong các buổi trình diễn khoa học và xe hơi, tàu sử dụng năng lượng mặt trời đã trở thành một đề tài thú vị hiện nay. Các trường đại học và học viện đang cạnh tranh nhau trong các cuộc thi thuộc lĩnh vực này. Các cuộc thi diễn ra tại Bắc Mỹ như Solar Splash competition và Frisian Nuon Solar Challenge ở Châu Âu.

Tấm năng lượng mặt trời cho nước nóng

Máy nung nước nóng dùng năng lượng mặt trời để nung nóng chất lỏng, dùng làm phương tiện để truyền nhiệt đến một mạch tụ nhiệt. Trong nhà nước nóng dùng trong phòng tắm, có thể nung nóng và trữ trong một bồn nước. Các tấm trên trần nhà có tấm hấp thụ nhiệt có gắn các ống luân chuyển chất lỏng. Thiết bị thu (thường được sơn màu tối) đảm bảo sự chuyển đổi tia bức xạ mặt trời thành nhiệt, trong khi chất lỏng thì luân chuyển trong ống truyền nhiệt tới nơi cần dùng hay dự trữ. Chất lỏng nóng được bơm vào thiết bị chuyển nhiệt (một cuộn dây kim loại trong bồn trữ hay thiết bị chuyển nhiệt ngoài) nơi mà chất lỏng này truyền nhiệt và trở về để tiếp tục hấp thụ nhiệt. Điều này cung cấp một phương pháp đơn giản và hiệu quả trong việc khai thác năng lượng mặt trời.

Tấm quang điện mặt trời

Tấm quang điện mặt trời chứa nhiều dãy pin năng lượng mặt trời có thể chuyển ánh sáng thành điện năng. Pin năng lượng Read the rest

READ MORE