1. Định nghĩa về điện năng lượng mặt trời?
-Theo các nghiên cứu khoa học thì điện năng lượng mặt trời là điện được tạo ra từ việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện bằng cách sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời hoặc từ nhà máy năng lượng mặt trời dựa trên nguyên lý phản xạ ánh để vận hành lò hơi nước làm quay tua bin tạo điện.
– Điện năng lượng mặt trời chia ra thành 2 loại:
#1. Pin năng lượng mặt trời
Pin mặt trời, hay còn gọi là tế bào quang điện (PV: Photovoltaic), pin năng lượng mặt trời là thiết bị chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện, điện được tạo ra này còn được gọi phổ biến là điện năng lượng mặt trời. Cơ chế hoạt động của thiết bị này dựa trên hiệu ứng quang điện trong vật lý.
Vào năm 1880,Pin năng lượng mặt trời lần đầu được tạo ra, tiếp đến năm 1954 tế bào năng lượng mặt trời bằng silicon được tạo ra bởi các nhà nghiên cứu Gerald Pearson, Calvin Fuller và Daryl Chapin từ Mỹ, ban đầu giá bán của pin năng lượng mặt trời tới 286 USD/watt với hiệu suất chuyển đổi chỉ đạt 4,5-6%.
Công nghệ pin năng lượng mặt trời từ silicon được phát triển cho tới bây giờ, các nhà sản xuất lớn trên thế giới như Canadian Solar, Sharp, Q-cell,.. đã cải tiến công nghệ và nâng mức hiệu suất lên 16-25% và tới gần 40% trong các phòng thí nghiệm. Trong tương lai, công nghệ pin mặt trời sẽ tiếp tục được phát triển để khai thác hiệu quả hơn về nhiều mặt.
#2. Hệ thống điện năng lượng mặt trời tập trung
– Hệ thống điện năng lượng mặt trời tập trung (CSP: Concentrated solar power) người ta sử dụng gương, ống kính và các hệ thống theo dõi để phản chiếu ánh sáng mặt trời trên một khu vực rộng thành một chùm nhỏ tạo ra nhiệt lượng rất lớn, nhiệt lượng này dùng làm nóng chảy muối ở nhiệt độ lên đến 5660C, muối nóng chảy được dẫn đi làm sôi bể nước tạo luồng hơi nước mạnh làm quay tua bin máy phát điện.
– Trong lịch sử thời xa xưa, kỹ thuật này được 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.
– Ưu điểm của hệ thống CSP là nguyên vật liệu để sản xuất đầu tư cho thiết bị khá phổ biến và giá thành rẻ, hiệu suất cao, không ảnh hưởng xấu tới môi trường, tuy nhiên chỉ phù hợp để xây dựng các nhà máy điện năng lượng mặt trời lớn.
2. Các ứng dụng khác từ năng lượng mặt trời trong đời sống
Tạo ra các máy nước nóng sử dụng nguồn nhiệt từ mặt trời để sử dụng trong sinh hoạt, bể bơi….
Hệ thống sưởi ấm từ năng lượng mặt trời áp dụng trong xây dựng, sử dụng các vật liệu nhiệt khối như đá, xi màng, nước,..
Hệ thống xử lý nước sử dụng nhiệt mặt trời và điện năng lượng mặt trời để khử mặn hoặc khử khuẩn
Bếp năng lượng mặt trời, 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.
3. Ví dụ của năng lượng điện mặt trời
#1. 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.
– Điển hình như 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.
#2. 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.
