Mục lục
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch sử dụng bức xạ ánh sáng và nhiệt từ mặt trời, khai thác từ những con người thời cổ đại, từ khi sử dụng để tạo lửa cho tới khi dùng thiết bị hiện đại thu lấy nguồn năng lượng cho tới nay áp dụng các thiết bị tân tiến hơn.
Trong lịch sử, người đầu tiên dùng năng lượng mặt trời này là nhà bác học vĩ đại của Hy Lạp Acsimet (Archimedes), ông dùng gương đồng để hội tụ ánh nắng đốt cháy các chiến thuyền của La Mã.
Điện năng lượng mặt trời là điện được tạo ra từ việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện bằng cách là chúng ta sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời tại nhà hoặc lấy từ nhà máy năng lượng mặt trời dựa trên nguyên lý phản xạ ánh để vận hành lò hơi nước làm quay tuabin tạo điện để chúng ta thuận tiện sử dụng.
Bức xạ nhiệt từ mặt trời chiếu xuống mặt đất một ngày thì sẽ có một lượng rất nhỏ có thể sử dụng, người ta thu thập và tạo thành điện năng lượng từ mặt trời, đây là nguồn năng lượng được phát ra dựa trên động cơ nhiệt và pin quang điện.
Pin là thiết bị chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện, được sử dụng đầu tiên vào năm 1880, năm 1954 tế bào năng lượng mặt trời bằng silicon được ra đời bởi các nhà nghiên cứu Gerald Pearson, Calvin Fuller và Daryl Chapin từ Mỹ, ban đầu giá bán của Pin tới 286 USD/watt với hiệu suất chuyển đổi chỉ đạt 4,5-6%.
Nhờ vào công nghệ pin năng lượng mặt trời từ silicon phát triển tới ngày nay, nhờ các nhà sản xuất, nhà nghiên cứu không ngừng cải tiến công nghệ và nâng hiệu suất lên khoảng 16 – 25%, sắp tới đây sẽ tiếp tục phát triển chúng hiệu quả hơn trong nhiều mặt.
1. Có mấy loại mô hình
Một hệ thống quang điện mặt trời sẽ có cấu hình và sử dụng như sau:
- Tấm quang điện: gắn trên máy nhà để hứng ánh nắng chiếu xuống chuyển thành năng lượng.
- Biến tần: là thiết bị chịu trách nhiệm chuyển dòng điện 1 chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC).
- Hệ thống ắc quy lưu trữ nguồn điện thu được
- Đồng hồ điện 2 chiều để đo nguồn điện dư khi tiêu thụ không hết.
Năng lượng từ ánh nắng chiếu xuống các tấm pin sau đó được chuyển thành điện, các tấm pin này thường được gắn ở trên mái nhà – nơi mà có thể hấp thụ ánh nắng tốt nhất.
Bên cạnh đó, có một số mô hình năng lượng như:
- Điện mặt trời hòa lưới: hệ thống này thường kết hợp với điện năng quốc gia, khi cúp điện thì sử dụng máy này phát điện thay thế cho nguồn điện lưới. Mô hình này được chia ra làm 2 loại đó là điện hòa lưới có dự trữ và điện hòa lưới không dự trữ.
- Hệ thống điện năng lượng độc lập: thiết bị này thích hợp cho những vùng sâu vùng xa chưa có hệ thống năng lượng quốc gia, vì mô hình này dùng độc lập.
2. Cách sử dụng năng lượng mặt trời
Nguồn năng lượng này hiện rất phổ biến ở tất cả các quốc gia trong đó có Việt Nam đang phát triển rất mạnh nhưng rất nhiều người không biết sử dụng, lưu trữ nguồn năng lượng, lắp đặt và bảo trì.
- Khi lắp đặt nên chú trọng tới an toàn kỹ thuật, vì trong quá trình lắp đặt pin có thể sản sinh ra dòng DC ở mức độ nguy hiểm đến người lắp đặt nên phải đảm bảo an toàn nhất định. Ngoài ra, cần chú ý thêm không được đứng trên tấm pin làm pin bị vỡ hoặc bị trầy xước bề mặt kín, không nên sử dụng tấm pin bị vỡ, giữ nguyên các phần của module, không được lắp đặt khi bị ướt hay gió lớn, đảm bảo kết nối mạch.
- Lưu trữ: cất giữ nơi khô ráo, độ ẩm không quá 80%.
- Cách lắp đặt: Hệ thống pin mặt trời nên được lắp cố định miếng pin trên mái nhà, phải để khoảng cách giữa mái nhà và tấm pin là 12cm, khoảng cách giữa các module là 1cm. Siết các module lại và dùng ít nhất 4 kẹp để cố định lại khung.
- Cách đấu dây: nếu ai không biết thì đừng nên làm hãy để người có chuyên môn làm, nếu đấu sai dây sẽ làm hư cả sản phẩm.
- Bảo trì: Nên bảo trì ít nhất một năm một lần, kiểm tra xem bu lông có siết chặt hay chưa, kiểm tra đường dây, dọn cây cối xung quanh đừng để che tấm pin, nếu module bị hư hỏng thì phải thay cái cùng loại.
3. Ưu và nhược điểm từ năng lượng mặt trời?
Ưu điểm:
- Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, tự nhiên không cạn kiệt, quá trình sử dụng và thu không bị ô nhiễm môi trường, về tương lai thì nguồn năng lượng bền vững.
- Nhờ vào công nghệ mới này mà đã mang lại cho chúng ta rất nhiều lợi ích quan trọng trong cuộc sống hiện nay và rất thân thiện với môi trường: máy nước nóng, điện,…
- Đặc biệt, là nguồn năng lượng dồi dào, vô tận và mang lại nhiều ý nghĩa cho nhân loại.
- Tạo ra nhiều công việc làm cho những bạn học bên ngành công nghiệp năng lượng xanh.
- Nguồn năng lượng có thể sử dụng mọi nơi chỉ cần nơi có ánh nắng.
- Công nghệ tiên tiến chi phí càng ngày càng thấp mà hiệu quả công suất lại tăng cao.
- Hiệu quả cao chi phí hoạt động thấp.
Nhược điểm:
- Chi phí lắp đặt ban đầu khá cao
- Không sử dụng được ban đêm, hay những trời bão mưa to thì sử dụng năng lượng dư nhưng không được lâu.
- Chi phí sản xuất cao vì sử dụng nguyên liệu đắt tiền và quý hiếm.
- Mật độ năng lượng thấp nên cần sử dụng tấm pin lớn để đáp ứng nhu cầu đủ sử dụng.
4. Vai trò
Vai trò hay lợi ích của năng lượng mặt trời khá lớn trong công nghiệp 4.0 hiện nay, khi tất cả có thể sử nguồn năng lượng trực tiếp và trong thời gian dài cũng như ưu điểm của chúng để phục vụ cuộc sống chúng ta hiện nay:
- Giảm ô nhiễm môi trường: Khi sử dụng nguồn năng lượng này thì việc gây ra các chất độc hại và ảnh hưởng tới môi trường là ít nhất trong các dòng năng lượng. Nó không tạo ra các khí như CO2, CH4, N2O,.. và không bị ảnh hưởng tới nguồn nước. Không gây ra tiếng ồn, không phải bảo dưỡng nhiều.
- Giảm chi phí cho sử dụng: Tiết kiệm chi phí từ các dịch vụ. Nhưng cũng tùy vào nhu cầu sử dụng ít hay nhiều mà sử dụng tấm pin nhỏ hay lớn nếu không sẽ không đủ năng lượng dùng hoặc tránh lãng phí dư năng lượng.
- Sử dụng theo khung giờ: Ở Việt Nam đa số dân đi làm ban ngày, chủ yếu tiêu thụ vào ban đêm vào khung giờ từ 17h tới 22h sẽ tăng cao, vì thế ban ngày nên tích trữ để ban sử dụng đủ vào thời gian cao điểm đó. Đến thời gian khách thì nên giảm công suất để giảm sự tiêu hao hao phí.
- Năng lượng mặt trời có khắp mọi nơi chỉ cần nơi đó có ánh nắng mặt trời, thì có thể sử dụng, phù hợp với những vùng sâu vùng xa không có điện quốc gia.
5. Ứng dụng năng lượng mặt trời trong đời sống
Cũng như tôi đã phân tích ở trên nguồn năng lượng này có rất nhiều ứng dụng như:
- Hệ thống nước nóng năng lượng: Hầu hết nhà nào cũng có hệ thống máy nước nóng nên không còn ai xa lạ nữa. Khi bước vào mùa lạnh thì máy nước nóng năng lượng mặt trời rất cần thiết cho mọi người.
- Hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời tại các tòa nhà: Các tòa nhà lớn, cao ốc thường có diện tích tiếp xúc với mặt trời khá nhiều nên sử dụng hệ thống điện thích hợp.
- Bơm: Với những nơi nông nghiệp thì có thể ứng dụng tưới tiêu, dùng tấm pin năng lượng mặt trời, không phải kéo dây điện ra tới nông sản.
- Bếp, người ta cũng sử dụng kỹ thuật hội tụ ánh sáng mặt trời để tạo nhiệt phục vụ nấu ăn, điển hình là các bếp công nghiệp ở Ấn Độ đang phục vụ tới 35.000 suất ăn mỗi ngày. Nhờ có bếp này mà cung cấp đủ phần ăn cho nhiều khu công nghiệp có số lượng công nhân đông.
- Bên cạnh đó còn dùng rất nhiều trong: thắp sáng, nấu ăn, pin đồng hồ, xe điện, sạc pin,….
- Xe điện : Nhiều nước trên thế giới đã phát triển các loại phương tiện sử dụng điện như xe hơi, máy bay, tàu thủy, khí cầu. Tại Úc, còn được tổ chức cuộc thi đua thanh niên tên là “Thách thức mặt trời thế giới” cho các trường đại học và các doanh nghiệp so tài trên quãng đường có độ dài 3.021km, tốc độ của người chiến thắng gần đây nhất lên tới 90,87km/h.
6. Ý nghĩa kinh tế của năng lượng mặt trời
- Nguồn cung cấp vô tận, chi phí sản xuất pin đang ngày càng giảm, sản lượng điện cung cấp đang tăng dần theo thời gian góp phần giảm giá thành tiêu thụ điện. Nhờ vào công nghệ tiên tiến ngày càng đi lên nên phí thấp mà lượng năng lượng mặt trời lại tăng nên hỗ trợ giá thành cho người dân sài thấp bớt phần chi phí kinh tế cho mỗi gia đình.
Nhờ năng lượng mặt trời mang lại nhiều lợi ích, ưu điểm cho cuộc sống của tất cả mọi người. Ngày nay, nguồn năng lượng này đã được ứng dụng rất rộng rãi phổ biến đặc biệt trong nông nghiệp của Việt Nam. Chúng đem lại cho ta cuộc sống tươi sáng hơn, chẳng những thắp sáng mà còn có nhiều ứng như internet, cáp quang,…. Con người cũng dựa vào đó mà kiếm thêm thu nhập bằng internet. Thử hỏi chỉ mất điện một ngày thôi mà con người ta giống như thiếu đi một thứ gì đó rất quan trọng, khi có điện lại thì cả làng hô to. Năng lượng mặt trời góp phần rất to lớn đối với cuộc sống của mỗi con người Việt Nam nói riêng và Thế Giới nói riêng.
