Photovoltaic là gì? Ý nghĩa và ứng dụng của Photovoltaic
Mục Lục
Photovoltaic có nghĩa là quang điện, là một công nghệ được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực điện năng lượng mặt trời. Để tìm hiểu rõ hơn Photovoltaic là gì, ưu nhược điểm cũng như các ứng dụng của Photovoltaic ra sao, mời các bạn cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
Photovoltaic là gì?
Photovoltaic (PV) có nghĩa là quang điện. Đây là một công nghệ thể hiện sự chuyển đổi năng lượng dưới dạng ánh sáng thành năng lượng điện. Do đó, người ta thường gọi hệ thống PV là hệ thống quang điện hoặc hệ thống điện mặt trời.
Một hệ thống quang điện (hay hệ thống PV) sẽ cần nhiều mô-đun PV kết nối với nhau. Và các mô-đun PV này chính là các tấm pin năng lượng mặt trời. Để tăng công suất đầu ra của hệ thống quang điện, người ta có thể linh hoạt lắp thêm các tấm pin mặt trời để đạt được công suất đầu ra mong muốn.
Photovoltaic hoạt động như thế nào?
Photovoltaic hay còn gọi là tế bào quang điện, chúng được làm từ vật liệu bán dẫn. Khi các photon trong ánh sáng chiếu xuống tế bào PV, chúng có thể đi xuyên qua, phản xạ hoặc hấp thụ lại trên tế bào. Trong đó, chỉ có phần photon được hấp thụ là tạo ra năng lượng điện.
Nguyên nhân là do, khi vật liệu bán dẫn hấp thụ đủ photon, các electron trong vật liệu sẽ bị bật ra ngoài và di chuyển đến mặt trước của tế bào. Điều này tạo ra sự mất cân bằng điện tích giữa mặt trước và mặt sau của tế bào. Cũng giống như 2 cực âm và cực dương của pin có sự chênh lệch điện áp sẽ tạo ra dòng điện. Dòng điện sẽ chảy qua các đường dẫn kim loại trên cell pin và được chuyển đến inverter hoặc ắc quy.
Hiệu suất của các tế bào PV
Hiệu suất của các tế bào PV sẽ phụ thuộc vào 2 yếu tố chính là: loại vật liệu bán dẫn và công nghệ tế bào PV. Chỉ trong một vài thập kỷ, hiệu suất của các tế bào PV đã không ngừng được cải thiện và tăng lên đáng kể.
Tại thời điểm đầu khi điện mặt trời mới được khai thác, hiệu suất của các tấm pin quang điện chỉ đạt trung bình dưới 10% vào những năm 1980. Sau đó tăng lên khoảng 15% vào năm 2015 và hiện đang đạt gần 25% đối với các công nghệ pin hiện đại. Đây là mức hiệu suất đạt được trong các ứng dụng dân dụng và công nghiệp. Còn với các ứng dụng vệ sinh không gian, mức hiệu suất đã lên tới gần 50%. Điều này cho thấy sự phát triển nhanh mạnh của lĩnh vực điện mặt trời cả trong đời sống và các ứng dụng khoa học.
Ưu điểm và hạn chế của công nghệ Photovoltaic
| Ưu điểm | – Hệ thống PV có tuổi thọ cao, không cần phải bảo trì hay can thiệp sau khi lắp đặt. Từ đó, trừ chi phí lắp đặt thì có thể giảm bớt được 1 khoản chi phí trong thời gian vận hành.
– Nguồn năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường. – Năng lượng mặt trời có ở khắp mọi nơi, linh hoạt trong việc lắp đặt. – Vận hành yên tĩnh, không ồn ào như máy phát điện. |
| Hạn chế | – Chi phí sản xuất các tế bào PV vẫn khá tốn kém, từ đó đẩy mức giá pin mặt trời lên cao.
– Hiệu suất phụ thuộc vào thời tiết. – Phụ thuộc vào vị trí lắp đặt. |
Ứng dụng của công nghệ Photovoltaic
Hiện nay, công nghệ Photovoltaic (quang điện mặt trời) được ứng dụng chủ yếu các lĩnh vực sau:
a. Điện mặt trời dân dụng và công nghiệp
Đó chính là các hệ thống năng lượng mặt trời áp mái với các tấm pin được lắp đặt trên mái nhà. Hệ thống sẽ hấp thụ năng lượng ánh sáng để chuyển đổi thành điện năng, giúp cung cấp nguồn điện bổ sung thay thế điện lưới cho hộ gia đình. Giúp các hộ gia đình hoặc doanh nghiệp có thể tiết kiệm chi phí tiền điện, đồng thời còn có thể thu về lợi nhuận khi bán lại điện dư thừa cho EVN (khi có chính sách giá FIT mới).
b. Hệ thống xử lý nước thải
Quang năng sau khi được chuyển đổi thành điện năng sẽ được ứng dụng trong hệ thống xử lý nước thải. Phương pháp này giúp làm giảm hiệu ứng nhà kính và ô nhiễm môi trường xảy ra không chỉ ở thành thị mà còn cả nông thôn.
c. Giao thông vận tải
Các hệ thống tàu điện, ô tô điện, thuyền và thậm chí cả máy bay cũng có thể sử dụng công nghệ quang điện để cung cấp năng lượng phụ trợ trong quá trình di chuyển. Trong đó, phương tiện được ứng dụng nhiều nhất là ô tô điện. Tại các nước phát triển, các sản phẩm ô tô điện ngày càng được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi, đi theo đó là rất nhiều trạm sạc năng lượng mặt trời được xây dựng để hỗ trợ cho mạng lưới giao thông này.
d. Năng lượng ngoài không gian
Đây là lĩnh vực đầu tiên được ứng dụng công nghệ quang điện. Do đó, hiệu suất của các tế bào quang điện trong lĩnh vực này luôn ở mức cao hơn so với các lĩnh vực khác. Chúng thường được ứng dụng trong các không gian như trạm vũ trụ, các vệ tinh quay quanh Trái đất và tàu thám hiểm bề mặt.
Tương lai của công nghệ quang điện Photovoltaic
Mặc dù có những hạn chế nhất định nhưng rõ ràng công nghệ quang điện vẫn được đánh giá cao bởi những lợi ích to lớn mà nó mang lại. Đặc biệt, công nghệ Photovoltaic có ý nghĩa rất lớn đối với mục tiêu phát thải ròng bằng 0 (net zero) của nhiều quốc gia trên thế giới.
Với đà phát triển của ngành năng lượng mặt trời, dự kiến đến năm 2050, thế giới sẽ giảm được 21% lượng phát thải CO2 nhờ việc triển khai quang điện mặt trời. Cùng với đó, các hệ thống quang điện có thể đáp ứng được 1/4 nhu cầu điện của toàn thế giới, giúp giảm thiểu đáng kể việc khai thác và sử dụng các nguồn nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm môi trường.
Trên đây là những chia sẻ của SUNEMIT về Photovoltaic là gì, ưu nhược điểm cũng như ứng dụng của nó trong đời sống. Hi vọng sẽ hữu ích với các bạn!
Tôi là Nguyễn Hoàng Minh, là người đam mê về các loại năng lượng tái tạo sạch. Hiện tại tôi đang là marketing specialist tại SUNEMIT – Công ty hàng đầu tại Việt Nam về cung cấp các giải pháp thiết kế lắp đặt điện mặt trời. Với mong muốn giới thiệu đến các bạn đọc giả thêm nhiều thông tin hữu ích, tôi đã soạn thảo những nội dung có kiến thức chuyên môn sâu liên quan đến lĩnh vực điện mặt trời. Hi vọng sẽ đem lại những trải nghiệm mới lạ và hữu ích cho các bạn đọc giả.
