Mặt trời cung cấp năng lượng cũng như ánh sáng cho trái đất một cách tự nhiên. Con người đã sử dụng năng lượng mặt trời để sưởi ấm cũng như để nhìn thấy mọi thứ từ nhiều năm trước đây. Nhưng bây giờ mới phát hiện ra năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào để tạo ra điện trực tiếp từ bức xạ mặt trời. Hiện nay và sau này, công nghệ năng lượng mặt trời sẽ tiếp tục phát triển, hy vọng mọi người có thể chuyển đổi sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch vào năng lượng tái tạo đến từ mặt trời.
Các bức xạ mặt trời có thể được khai thác theo hai cách bạn có thể sản xuất điện và có thể tạo ra nhiệt từ năng lượng đến từ mặt trời:
Điện năng lượng mặt trời
Tế bào quang điện (tế bào PV hoặc pin mặt trời ) chuyển ánh sáng trực tiếp từ mặt trời thành điện năng tiêu thụ. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các tế bào, nó làm cho các electron di chuyển trong vật liệu bán dẫn phân ra thành 2 cực khác nhau (âm – dương), thông qua một mạch bên ngoài và sau đó quay trở lại một mặt khác của tế bào PV. Dòng điện tạo ra sẽ là dòng điện một chiều (DC) có thể được sử dụng để sạc pin hoặc có thể đảo thành dòng điện xoay chiều (AC) để chạy các thiết bị qua bộ biến tần.
Hiệu quả của các tấm pin mặt trời hiện nay được ước tính trung bình khoảng 20 – 30% và có thể tăng lên nhiều trong thời gian tiếp theo. Phần năng lượng mặt trời còn lại thì được biến thành nhiệt chứ không phải là dòng điện. Do lượng điện được sinh ra hiện nay vẫn còn khá thấp nên các tấm pin mặt trời tương đối đắt so với các công nghệ thế hệ khác (tức là thủy điện, than, hạt nhân). Khi mà hiệu quả của các tế bào năng lượng mặt trời tăng lên và kỹ thuật sản xuất được cải thiện, các tấm pin mặt trời sẽ có được giá cả phải chăng có các chủ hộ gia đình và nó sẽ được sử dụng rộng rãi hơn so với hiện nay.
Nhiệt năng lượng mặt trời
Sức nóng của mặt trời có thể được sử dụng để tạo ra các luồn không khí nóng được phân bố trong toàn bộ tòa nhà. Ứng dụng đơn giản nhất từ năng lượng mặt trời là cho phép ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào cửa sổ. Nơi nhiệt bức xạ làm ấm không khí trong nhà (đây là cách để sưởi ấm thụ động). Bạn có thể sử dụng các máy sưởi từ năng lượng để thu năng lượng mặt trời được gắng lên các bứt tường, mái nhà và tấm thu nhiệt của mặt trời để thu bức xạ nhiệt và sử dụng các hệ thống quạt và máy bơm để phân phối nhiệt (tức là nước, ethylene glycol).
Các máy sưởi năng lượng thu nhiệt mặt trời để có thể hoạt động, phần nhiệt đó có thể sử dụng có thiết bị quạt trần để di chuyển không khí từ bộ thu nhiệt. Và có những phương pháp phức tạp hơn như sử dụng nhiệt để làm nóng chất lỏng trong hệ thống bơm nước qua bộ tải nhiệt. Đối với các công trình lớn bạn cần nhiều hơn các hệ thống là sẽ có được những nguồn nước nóng suốt cả ngày để sử dụng trong thời gian dài.
Ưu điểm của năng lượng mặt trời
- Nguồn ánh sáng mặt trời dồi dào, sạch sẽ và miễn phí. Không gây ô nhiễm môi trường.
- Nguồn cung cấp điện di động bạn có thể đem theo và tái tạo sử dụng một cách dễ dàng. Năng lượng cung cấp điện hiệu quả về chi phí cho các ứng dụng nhỏ hiện nay. Nó có thể được sử dụng để sưởi ấm ngôi nhà, bể bơi, nước nóng, và cung cấp tất cả các loại đồ gia dụng và vườn như bồn tắm, đài phun nước vườn, đèn giáng sinh và nhiều thứ khác nữa.
- Mặc dù để lắp đặt thiết bị năng lượng mặt trời phải có một chi phí ban đầu lớn, nó đòi hỏi bảo trì tối thiểu sau khi cài đặt sau một quá trình hoạt động.
Nhược điểm của năng lượng mặt trời
- Năng lượng mặt trời chỉ được tạo ra vào ban ngày và khi không có mây che phủ.
- Mặc dù yêu cầu bảo trì là tối thiểu, nhưng việc bảo trì rất quan trọng – những tấm pin nay thiết bị che phủ bởi những vật dụng khác để có thể loại bọ chúng để tránh các ảnh hưởng đến hoạt động của nó.
- Các địa điểm tốt nhất để sản xuất điện mặt trời là những địa điểm khô cằn và có nhiều nắng, không có người ở có thể không ở gần nơi cần năng lượng. Đường dây truyền tải kết nối hệ thống tốn kém trong quá trình cài đặt.
- Cường độ của mặt trời thay đổi theo các mùa khác và hiệu quả là rõ rệt hơn cách xa đường xích đạo. Biến động năng lượng này có thể không đáp ứng được yêu cầu năng lượng của địa phương.
- Máy phát điện năng lượng mặt trời thường đắt tiền để xây dựng (cần một số lượng lớn đất đai và thiết bị đắt tiền). Ngay cả việc thu gom năng lượng mặt trời theo cách thụ động (tức là nhiều cửa sổ) thêm vào chi phí xây dựng của các tòa nhà mới. Trang bị các thiết bị là tốn kém với các thiết bị đi kèm để có được một hệ thống tốt.
Loại tái tạo điện năng lượng mặt trời và cách năng lượng mặt trời hoạt động cho ứng dụng của bạn phụ thuộc vào vị trí, thời gian trong năm và lượng năng lượng cần thiết. Một không gian lớn thì hệ thống của bạn sẽ tạo ra được nhiều năng lượng hơn, việc tiết kiệm năng lượng hàng ngày có thể giúp bạn giảm yêu cầu năng lượng trong phạm vi nhiệt năng và năng lượng được sản xuất qua những tấm năng lượng.
Vậy ưu nhược điểm của nguồn điện năng lượng mặt trời mà bạn cần biết khi để có thể các nhu cầu khác nhau như thế nào để có thể sử dụng một cách triệt để.