Điện năng lượng mặt trời là điện được chuyển đổi từ bức xạ ánh sáng và nhiệt từ mặt trời thành năng lượng điện, bằng cách sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời. các tấm pin mặt trời thu nhận năng lượng từ ánh sáng mặt trời biến đổi thành dòng điện một chiều.
Lợi ích to lớn từ điện năng lượng mặt trời
Điện năng lượng mặt trời là nguồn điện được chuyển đổi từ năng lượng ánh sáng bức xạ mặt trời thành điện năng, nên đầu tiên chúng ta có một nguồn tài nguyên có thể xem là vô tận để khai thác.
Ý nghĩa kinh tế của điện năng lượng mặt trời.
Nguồn cung cấp vô tận, chi phí sản xuất pin năng lượng mặt trời đang ngày càng giảm, sản lượng điện cung cấp đang tăng dần theo thời gian góp phần giảm giá thành tiêu thụ điện.
Lợi ích môi trường của điện năng lượng mặt trời.
Điện năng lượng mặt trời được công nhận là nguồn năng lượng xanh, sạch và thân thiện với môi trường, công nghệ tái chế pin năng lượng mặt trời cũng dần hoàn thiện, theo thống kê năm 2014, lượng phát thải khí CO2 trung bình của điện năng lượng mặt trời là 41g/kWh so với điện than là 820g/kWh và dầu khí là 490g/kWh
Ngoài ra, điện năng lượng mặt trời được ứng dụng sâu rộng trong đời sống của con người từ sinh hoạt đến sản xuất, có khả năng triển khai với quy mô rất đa dạng và phù hợp với mọi đối tượng.
An ninh năng lượng
Điện năng lượng mặt trời trong tương lai có thể thay thế các hình thức sản xuất điện khác từ việc đốt nguyên liệu hóa thạch cũng như hạn chế thủy điện làm thay đổi hệ sinh thái
Pin năng lượng mặt trời.
pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) – là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin mặt trời). Tế bào quang điện có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo. Chúng có thể được dùng như cảm biến ánh sáng (ví dụ cảm biến hồng ngoại), hoặc các phát xạ điện từ gần ngưỡng ánh sáng nhìn thấy hoặc đo cường độ ánh sáng.
Phát Minh.
Hiệu ứng quang điện được phát hiện đầu tiên năm 1839 bởi nhà vật lý Pháp Alexandre Edmond Becquerel lúc ông 19 tuổi khi đang làm thí nghiệm tại phòng nghiên cứu của cha. Willoughby Smith nhắc đến phát minh này trong một bài báo xuất bản ngày 20 tháng 2 năm 1873 trên tạp chí Nature. Tuy nhiên cho đến 1883 một pin năng lượng mới được tạo thành, bởi Charles Fritts, ông phủ lên mạch bán dẫn selen một lớp cực mỏng vàng để tạo nên mạch nối, thiết bị chỉ có hiệu suất 1%. Năm 1888, nhà vật lý học người Nga Aleksandr Stoletov tạo ra tấm pin đầu tiên dựa vào hiệu ứng quang điện được phát hiện bởi Heinrich Hertz trước đó vào năm 1887.
Ứng dụng trong cuộc sống.
Điện năng lượng mặt trời cho hộ gia đình.
Trong khi các nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ đang dần cạn và nguồn cung không ổn định, nhiều nguồn năng lượng đang được tính đến và đặc biệt là nguồn năng lượng mặt trời.
Hiện nay với sự phát triển nhanh chóng về công nghệ và tiến bộ khoa học kỹ thuật, điện năng lượng mặt trời không còn là nguồn điện “xa xỉ” đối với người tiêu dùng Việt Nam. Do nằm trong những nước có giải phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ mặt trời của thế giới, nên Việt Nam có tiềm năng rất lớn về năng lượng mặt trời.
Xe điện năng lượng mặt trời
Các nước trên thế giới đã phát triển các loại Phương tiện sử dụng điện năng lượng mặt trời như xe hơi, máy bay, tàu thủy, khí cầu. Tại Úc, họ tổ chức cuộc đua thường 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.
Helios UAV trong chuyến bay sử dụng năng lượng mặt trời
Lưu trữ điện năng lượng mặt trời
Vì các hệ thống tạo ra điện năng lượng mặt trời chỉ trực tiếp tạo ra điện ở điều kiện ban ngày có ánh sáng tốt, nên việc lưu trữ điện hoặc duy trì sản xuất điện năng lượng mặt trời để phục vụ vào ban đêm là vấn đề quan trọng cần xử lý.
Để điều tiết nhiệt độ trong nhà, các kỹ sư xây dựng đã thiết kế thệ thống nhiệt khối để tích trữ năng lượng nhiệt của mặt trời để làm ấm hoặc làm mát ngôi nhà.
Đối với hoạt động của các nhà máy CSP (nhà máy điện năng lượng mặt trời tập trung), sử dụng muối nóng chảy lưu trong các bể chứa để duy trì hoạt động cho nhà máy
Với hệ thống pin quang điện để tạo ra điện năng lượng mặt trời, hình thức phổ biến nhất là sử dụng các hệ thống pin sạc để tích trữ hoàn toàn (đối với hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập) hoặc điện dư thừa (đối với hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới).
Sự phát triển của điện năng lượng mặt trời
Với lịch sử phát triển của pin quang điện qua hơn nửa thế kỷ, công nghệ và hiệu quả của hệ thống điện năng lượng mặt trời đã tăng lên rất đáng kể, các nhà sản xuất lớn trên thế giới vẫn đang không ngừng nghiên cứu để cải thiện hiệu suất của pin năng lượng mặt trời. Các tiêu chuẩn trong sản xuất và nguyên phụ liệu sản xuất cũng ngày được nâng cao nhằm đáp ứng yêu cầu về sức khỏe và môi trường
Tổng sản lượng điện năng lượng mặt trời dự kiến từ 2017 đến 2022 là 572.9GW
Tăng trưởng trung bình hằng năm (CAGR) là 5.2%.