Skip to Content

Category Archives: Pin năng lượng mặt trời

First Solar công bố pin mặt trời hiệu suất kỷ lục

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 dưới 1,4USD/watt .

Có hai nguyên nhân chính dẫn tới việc giảm giá mạnh của pin mặt trời: sự cắt giảm trợ cấp của Chính phủ tại hai thị trường lớn nhất Đức và Italy, và cầu với sản phẩm này đang giảm. Việc Chính phủ cắt giảm trợ cấp đã buộc các nhà sản xuất và nhà cung cấp linh kiện phải hạ giá nếu không khách hàng của họ sẽ không có lợi nhuận khi đầu tư xây dựng các dự án năng lượng mặt trời.

Các nhà sản xuất pin mặt trời từ lâu đã nhận ra họ cần phải tăng hiệu suất cho sản phẩm. Điều này càng được thúc đẩy mạnh mẽ bởi sự sụt giá nhanh chóng hiện nay.

First Solar cho biết công ty này dự định sẽ tăng hiệu suất pin mặt trời hiện có trên thị trường từ 11,7% lên 13,5-14,5% vào cuối năm 2014.

READ MORE

Pin mặt trời trên cơ sở vật liệu CIGS

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 năng đàn hồi của chúng giúp cho việc lưu trữ dưới nhiều hình thức mới và có nhiều lựa chọn trong ứng dụng hơn. Dưới đây là bảng phân tích điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội phát triển của pin mặt trời dựa trên vật liệu CIGS

Điểm mạnh

– CIS (x=0) cho hiệu suất cao lên đến18,8 % trên 1,1 cm2, hiệu suất cao có thể giữ được trên cả diện tích lớn.

– Các module CIS được đưa vào thị trường với hiệu suất tương đối cao (>9%)

– Quy trình xử lý CISCuT diễn ra nhanh, ở áp suất thường, sản xuất dây chuyền được.

Điểm yếu

– Nguồn indi bị hạn chế, có thể sẽ làm tăng giá chi phí sản xuất mặc dù hiện nay indi chỉ chiếm 2,5% chi phí sản xuất.

Cơ hội phát triển

– Thị trường PV đang phát triển không ngừng.

– Màng mỏng được tin là hướng đi cho PV giá thành thấp.

Khó khăn

– Các pin mặt trời loại Si vô định hình và CdTe có mặt trên thị trường với giá cả có thể chấp nhận được.

– Silic tinh thể màng có một “người anh lớn” strong hoạt động nghiên cứu và phát triển (cả với silic đa tinh thể và điện tử)

Nhìn chung pin mặt trời dựa trên hệ vật liệu CIGS đang rất thu hút sự quan tâm của thế giới, bởi khả năng cho hiệu suất cao, bền, chi phí sản xuất có thể canh tranh được với các loại mang mỏng khác (như silic vô định hình, CdTe). Nhược điểm chính của CIGS là sự hạn chế của nguồn indi, dẫn đến sự hạn chế về số lượng pin CIS cũng như số lượng pin CIGS. Song vấn đề này có thể xảy ra trong một thời gian rất lâu nữa , vì vậy CIS được xem như là sự lựa chọn hấp dẫn trong các vật liệu PV.

READ MORE

Pin mặt trời rẻ hơn, hiệu quả cao hơn

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 megawatt một năm.

Solar Junction không đơn độc

Không chỉ có Solar Junction, một số công ty khác cũng đang đẩy nhanh phát triển công nghệ này. pire Semicondutor được cho là đã thiết lập kỉ lục thế giới mới về tính hiệu quả của tế bào mặt trời vào tháng 10 năm 2010. Theo một dự án ấp ủ 18 tháng hợp tác cùng Phòng thí nghiệm năng lượng mặt trời quốc gia Mỹ (NREL), công ty đã sản xuất tế bào, đạt hiệu quả 42.3%. Một số công ty đang phát triển công nghệ này cũng đã đạt được thành công rực rỡ.

“Nó đã vượt qua con số lớn nhất là 41.6% của Spectrolab hồi năm ngoái cũng như 41.1% của Viện Năng lượng mặt trời Fraunhofer đầu năm 2009, và đang tiếp tục duy trì mức tăng cao nhất trong lĩnh vực pin mặt trời đa tầng từ vài thập kỉ trở lại đây”.

Hiệu suất biến đổi của pin mặt trơi rất quan trọng trong những công nghệ mặt trời này vì nó chiếm một phần lớn trong chi phí toàn hệ thống.

Spire cũng cho biết hãng này đã chuẩn bị sẵn sàng để ra mắt công nghệ pin mặt trời của mình và có thể bán ngay trên thị trường.

Lê My VNEEP (theo cleantechica.com)
READ MORE

Pin mặt trời nổi trên mặt nước

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 cạnh đó, tấm pin mặt trời trên mặt nước này còn nhân đôi lợi ích khi nó trở thành bề mặt của hồ chứa nước thoát khí, giảm đáng kể sự bay hơi, ngăn chặn sự phát triển của tảo và các sinh vật hữu cơ.

Để giữ cho các tia sáng mặt trời hội tụ lại trong silicon, lưới này xoay dần dần theo sự di chuyển của mặt trời trong cả ngày. Có một động cơ nhỏ cung cấp năng lượng cho vòng xoay để tránh sức cản của nước. Những quy tắc theo dấu mặt trời phức tạp được sử dụng làm công cụ hướng dẫn thiết bị kiểm soát từ xa. Một ăng ten gửi tất cả dữ liệu từ máy kiểm soát, qua sóng di dộng, tới máy chủ trung tâm và cảnh báo cho nhóm kỹ thuật các vấn đề có thể xảy ra.

Phù hợp với nhiều vị trí

Một mạng lưới F-CPV sản xuất 200 kilowatt và có thể tùy chỉnh để phù hợp với bất cứ mặt nước nào, dù là hồ hay bồn nước.

Ông Fisher cho biết: “Trên thế giới, có một số lượng lớn các loại hồ nước nằm trong đất liền và rất nhiều trong số đó nằm ở những vị trí có các thiết bị chắn ánh sáng mặt trời tốt”. Hệ thống này hoạt động tốt nhất ở những vùng có ánh sáng mạnh như Châu Phi, châu Á, Australia, các nước Địa Trung Hải, vùng Nam Mỹ, Trung Mỹ, và phía nam Bắc Mỹ.

Thả nổi lưới này trên khoảng hơn 400 hồ nước thải tái chế của Israel có thể cho phép quốc gia này nghĩ tới mục tiêu sản xuất 10 đến 20% năng lượng từ nguồn tái tạo tới năm 2020.

Địa hình nước cho F-CPV một thuận lợi khác nữa khi thông qua một công nghệ đã được cấp bằng sáng chế, ở đó sử dụng chất lỏng bên trong để giữ silicon luôn ở nhiệt độ thấp. Silicon càng lạnh thì hiệu quả biến đổi ánh sáng thành điện năng của nó càng cao. Điều này cũng là vấn đề đối với những người sản xuất pin mặt trời truyền thống.

Fisher nói: “Trên thế giới hiện nay, chúng tôi là những người duy nhất có silicon lạnh, và hiệu quả sản xuất năng lượng nhờ vậy mà cao hơn thông thường 20%”.

Bước phát triển năm 2011

Công ty này đang thực hiện bản thiết kế đầu tiên trên mái nhà của trụ sở công ty mình và sẽ tiến hành lắp đặt theo khuôn khổ dự án thử nghiệm năm 2011, dưới sự bảo trợ của Mekorot – cơ quan quản lí nguồn nước của Israel. Kế hoạch lắp đặt thử nghiệm lần 2 tại một hồ nước gần Marseilles, hợp tác cùng công ty điện lực Pháp sẽ được hỗ trợ một phần bởi liên minh dự án nghiên cứu và phát triển Isael – châu Âu Eureka.

Sự chú ý đối với phát minh mới này của Solaris đóng vai trò như một bệ phóng thiết thực cho một doanh nghiệp mới bước chân vào lĩnh vực công nghệ sạch. Nó đã dành vị trí thứ 4 chung cuộc trong vòng thi quốc tế, nơi mà các công ty từ hơn 20 nước trên thế giới cạnh tranh nhau để dành những dịch vụ khởi đầu trị giá 100,000 đôla.

Fisher vốn là một chuyên gia điện quang học đã từng làm việc tại Intel, cũng là người sáng lập một vài hoạt động kinh doanh trước khi Solaris Synergy ra đời. Theo dự đoán của ông, những đối tác – tập đoàn lớn liên quan tới Cleantech có thể sẽ muốn hợp tác với công ty ông.

Ông nói: “Israel là một nơi thuận lợi để thực hiện những ý tưởng”. Solaris được thành lập với 300 nghìn đôla đầu tư tư nhân và hai nguồn vốn nghiên cứu và phát triển của Bộ cơ sở hạ tầng quốc gia. “Chúng tôi có cơ sở vật chất công nghiệp tốt, những con người tài năng và sự hỗ trợ về mặt nghiên cứu và phát triển thị trường từ phía chính phủ. Nhưng khi bạn qua được bước nghiên cứu và phát triển, nếu muốn thành công, bạn phải hợp tác với một tập đoàn lớn nào đó. Và thật không may, ở Israel không có nhiều tập đoàn như thế”.

Lê My (theo israel21c.org)
READ MORE

Tòa nhà loa kèn xanh nhất Trung Quốc

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 MORE

Nâng cao hiệu suất pin mặt trời hữu cơ hybrid

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 và các cộng sự công bố nghiên cứu của mình trên tạp chí Advanced Functional Materials ngày 22/6/2010, nguyên mẫu pin mặt trời đã hoạt động được 500 giờ với hiệu suất cao. Trong lĩnh vực pin mặt trời bằng nhựa có tính cạnh tranh cao như hiện nay, nghiên cứu này thực sự là một thành tựu rất đáng ghi nhận. Và tấm pin tiếp tục hoạt động được thêm 8 tháng nữa trước khi bị hỏng trong lúc được vận chuyển giữa các phòng thí nghiệm.

Tương lai

Pin mặt trời hữu cơ hybrid đang có một tương lai rất hứa hẹn. “Những sản phẩm pin mặt trời nhỏ gọn với chi phí thấp, như một tấm thảm hay một tờ giấy có thể cuộn lại, sẽ thay đổi cả nền công nghiệp năng lượng mặt trời”, Rider nói.

Minh Đức VNEEP (theo alternative-energy-news.info)
READ MORE

Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời Là Gì

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 mặt trời có thể gọi là pin quang điện. Pin quang điện có tác dụng hấp thụ năng lượng của mặt trời và tạo ra dòng điện giữa 2 cực điện từ nghịch dấu.

Trong một ngày nắng, mặt trời cung cấp khoảng 1 kW/m² đến mặt đất (khi Mặt Trời đứng bóng và quang mây, ở mực nước biển).

Ứng dụng của pin quang điện

Cùng với pin dự phòng, pin quang điện trở nên thông dụng cho các thiết bị điện năng thấp, như là phao điện hay thiết bị ở vùng xa.

Giá thành và chi phí lắp đặt cao (hiện nay tại khu vực châu Âu khoảng 0,50 €/W, tại các khu vực nhiều nắng khoảng 0,25 €/W) tạo ra sự hạn chế sử dụng ở quy mô lớn. Năng lượng mặt trời đóng góp một phần rất nhỏ trong sản xuất năng năng lượng thế giới.

Các chương trình khích lệ với quy mô lớn được thực hiện, khuyến khích tài chính như là bán lại năng lượng dư cho mạng lưới điện công cộng, đã thúc đẩy quá trình xây dựng hệ thống điện năng mặt trời ở Tây Ban Nha, Nhật Bản và Hoa Kỳ cũng như vài nước khác.

Lý thuyết và lắp đặt

Các tinh thể silic (Si) hay gali asenua (GaAs) là các vật liệu được sử dụng làm pin mặt trời. Gali asenua đặc biệt tạo nên để dùng cho pin năng lượng mặt trời, tuy nhiên thỏi tinh thể silic cũng có thể dùng được với giá thành thấp hơn, sản xuất chủ yếu để tiêu thụ trong công nghiệp vi điện tử. Đa tinh thể silic có hiệu quả kém hơn nhưng giá tiền cũng thấp hơn.

Khi để trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời, một pin silic có đường kính 6 cm có thể sản xuất dòng điện khoảng 0,5 ampe ở 0,5 volt.

Các tấm tinh thể mỏng hình đĩa, được đánh bóng để loại bỏ các khuyết tật trong quá trình cắt, chất kích thích được dùng cho các pin, và các tấm kim loại dẫn truyền đặt vào một mặt: một lưới mỏng trên bề mặt chiếu ánh sáng mặt trời, và mặt phẳng trên mặt còn lại. Tấm năng lượng mặt trời tạo thành từ các pin như vậy cắt theo hình dạng thích hợp, được bảo vệ khỏi tia bức xạ và hư hại trên mặt trước bằng các miếng gương, dán vào chất nền. Sự liền mạch được tạo nên thành các dãy song song để quyết định năng lượng tạo ra. Chất keo và chất nền phải có tính dẫn nhiệt, vì khi các pin được làm nóng khi hấp thụ năng lượng hồng ngoại, vốn không thể chuyển hóa thành năng lượng. Một khi các pin bị làm nóng thì giảm hiệu suất hoạt động vì thế nên phải làm giảm thiểu nhiệt năng.

Tấm năng lượng mặt trời tạo thành từ nhiều pin mặt trời. Mặc dù mỗi pin chỉ cung cấp một lượng nhỏ năng lượng, nhưng nhiều pin trải dài trên một diện tích lớn tạo nên nguồn năng lượng đủ dùng. Để đạt được hiệu năng tốt nhất, tấm năng lượng phải hướng trực tiếp đến mặt trời.

READ MORE