Ưu và nhược điểm của tấm pin mặt trời: những điều bạn cần biết trước khi lắp đặt

Cả trên thế giới và ở Nga, các tấm pin mặt trời ngày càng trở nên phổ biến. Đây là những tế bào quang điện bán dẫn hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi năng lượng thu được thành điện năng. Nếu bạn lắp một số loại pin này, hiệu suất của chúng sẽ đủ để đáp ứng nhu cầu của toàn bộ ngôi nhà riêng. Bài viết mô tả ưu và nhược điểm của năng lượng mặt trời, đặc tính kỹ thuật và các loại pin.

Thiết kế và nguyên lý hoạt động

Trước khi xem xét ưu và nhược điểm của tấm pin mặt trời, bạn cần hiểu rõ cấu trúc và nguyên lý hoạt động của chúng. Thiết bị chính của loại này là tế bào có tế bào quang điện. Chúng được gắn vào khung, bên trên có kính và lớp phủ bảo vệ làm bằng polyme (trên và dưới - EVA và PVC). Cơ sở là bức tường phía sau, và thậm chí thấp hơn có một hộp tiếp xúc và một giá đỡ để lắp đặt phần tử trên mái nhà hoặc ở một nơi khác.

Bộ phận chính của pin năng lượng mặt trời là tế bào quang điện. Đây là tên được đặt cho một tấm nền mỏng làm bằng vật liệu bán dẫn – silicon, được đặt thành 2 lớp. Có thể dùng vật liệu khác thay thế:

• silicon vô định hình không đắt tiền, nhưng hiệu suất của nó thấp nhất trong số tất cả các chất bán dẫn: hiệu suất không quá 8%;
• cadmium Telluride đắt tiền nhưng có hiệu suất cao 11%;
• CIGS là hợp kim của gali, indi, selen và đồng với hiệu suất 15%.

Như bạn có thể thấy, nhược điểm của các tấm pin mặt trời có liên quan đến hiệu suất thấp, tức là hiệu suất khá thấp. Nhưng chúng ta không nên quên rằng năng lượng được sản xuất miễn phí và với số lượng gần như không giới hạn. Nguyên lý hoạt động khá đơn giản:

1. Tia nắng chiếu vào bề mặt tế bào quang điện.
2. Kết quả của quá trình đốt nóng, tức là hấp thụ năng lượng, giải phóng các electron.
3. Dưới tác dụng của điện trường, chúng bắt đầu chuyển động có trật tự, tức là tạo ra dòng điện.
4. Với sự trợ giúp của biến tần, dòng điện một chiều ngay lập tức được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều, cần thiết để cấp nguồn cho các thiết bị và thiết bị gia dụng (đây là thứ được sử dụng trong ổ cắm).
5. Dòng điện đi vào mạng và được sử dụng cho mục đích đã định.

Ưu và nhược điểm của tấm pin mặt trời

Rõ ràng là năng lượng mặt trời có những ưu và nhược điểm. Ưu điểm của pin như vậy là rõ ràng:

• khả năng nhận điện miễn phí với số lượng không giới hạn;
• hoạt động im lặng;
• cài đặt và bảo trì khá đơn giản;
• tuổi thọ dài;
• không chiếm nhiều không gian - hơn nữa, pin được đặt trên mái nhà, không gian không được sử dụng;
• 100% an toàn với môi trường - không có khí thải hoặc chất thải độc hại.

Nhưng cũng có những nhược điểm rõ ràng của nhà máy điện mặt trời:

• thiết bị khá đắt tiền;
• việc lắp đặt cũng sẽ tốn kém;
• lượng năng lượng phụ thuộc nhiều vào đặc điểm khí hậu của vùng, tức là số lượng và thời lượng ngày nắng;
• Để sản xuất thực sự nhiều điện, bạn cần lắp đặt một số bộ phận trên một diện tích lớn và điều này không phải lúc nào cũng có thể thực hiện được.

Đặc điểm chính và các loại pin

Vì vậy, có những ưu và nhược điểm đối với năng lượng mặt trời.Nhưng để chọn được một tế bào quang điện phù hợp, bạn cũng cần phải làm quen với các đặc điểm chính:

1. Trong thực tế, tiêu chí quan trọng nhất là sức mạnh. Nếu dự định sử dụng pin để tạo ra năng lượng cho cả nhà thì bạn cần cân nhắc những thiết bị có công suất từ ​​1000 W trở lên. Thông thường, các phần tử chỉ được sử dụng cho một số mục đích nhất định, chẳng hạn như cho các thiết bị gia dụng. Sau đó, bạn có thể mua một loại pin rẻ tiền có công suất 500-600 W.
2. Hiệu quả hay hiệu quả cụ thể – tối ưu từ 15%.
3. Dung sai – độ lệch so với công suất khai báo theo cả hai hướng (ví dụ: lên tới 3 W).
4. Phạm vi nhiệt độ hoạt động thường là từ -45 đến +90 độ.
5. Mức độ suy giảm LID là tốc độ mất đi tính chất của tế bào quang điện do hao mòn. Ví dụ, sau 30 năm, hiệu suất của pin có thể giảm 15-20% là điều bình thường.
6. Nhạy cảm với cường độ ánh sáng - tốt nhất nên chọn pin có thành phần đơn tinh thể.
7. Lớp phủ bảo vệ phải được làm bằng vật liệu chất lượng cao, ví dụ như màng EVA hoặc PET.

Cũng rất hữu ích khi biết phân loại pin mặt trời tùy thuộc vào cấu trúc của tế bào quang điện (chất bán dẫn):

1. Đa tinh thể - bao gồm các tinh thể silicon nhỏ, hiệu suất của nó nằm trong khoảng 13-17%.
2. Đơn tinh thể - hiệu quả đạt 20% trở lên.
3. Vô định hình - các nguyên tố có bề mặt có thể uốn cong nhưng hiệu suất không đủ cao (lên tới 11%).
4. Ngoài ra còn có vật liệu màng dựa trên cadmium Telluride hoặc đồng selenide. Chúng cũng uốn cong tốt và nhẹ. Hiệu quả lên tới 12%.

Sử dụng tấm pin mặt trời mang lại lợi nhuận khá cao. Và không chỉ ở miền Nam, mà cả ở miền Bắc. Điều kiện chính không phải là nhiệt độ mà là số ngày nắng.Theo nghĩa này, sẽ có lợi nhất khi sử dụng nguồn điện như vậy ở các thành phố như Khabarovsk, Omsk, Astrakhan. Trước khi mua, điều quan trọng là phải tính toán chính xác công suất cần thiết dựa trên mục tiêu và lượng tiêu thụ của bạn.