Điện năng lượng mặt trời là gì? tổng quan về năng lượng mặt trời

Điện năng lượng mặt trời là gì?

Điện mặt trời (tiếng Anh: solar power), cũng được gọi là quang điện hay quang năng (tiếng Anh: photovoltaics – PV) là lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng nhờ pin mặt trời. Ngày nay, do nhu cầu năng lượng sạch ngày càng nhiều nên ngành sản xuất pin mặt trời phát triển cực kỳ nhanh chóng

Sản lượng điện mặt trời tăng 48% mỗi năm kể từ 2002, nghĩa là cứ 2 năm lại tăng gấp đôi và đã giúp ngành năng lượng này đạt tốc độ tăng trưởng cao nhất thế giới. Dữ liệu đến hết năm 2007 cho biết toàn thế giới đạt 12400 MW công suất quang điện trong đó khoảng 90% hòa vào mạng lưới điện chung, còn lại được lắp trên tường hay mái của nhiều tòa nhà gọi là Điện mặt trời áp mái hoặc Hệ thống tích hơp điện mặt trời cho tòa nhà.

Nhiều ưu đãi tài chính như chính sách trợ thuế đã giúp ngành điện mặt trời ở một số nước như Đức, Nhật, Israel, Hoa Kỳ, và Úc đã thúc đẩy ngành sản xuất phát triển nhanh chóng.

Lịch sử phát triển của ngành năng lượng mặt trời

Điện mặt trời được phát hiện đầu tiên vào năm 1839 bởi Alexandre-Edmund Becquerel một nhà vật lý người Pháp khi ông mới 19 tuổi, sự kiện này đã đánh dấu bước ngoặt to lớn và mở ra một kỷ nguyên mới năng lượng tái tạo trong tương lai.

Trải qua hơn 140 năm cùng sự phát triển của nền khoa học – kỹ thuật công nghệ hiện đại, đến nay cuộc cách mạng năng lượng tái tạo đã đạt được nhiều thành tựu to lớn. Hiện nay nguồn điện khai thác từ những tấm pin năng lượng mặt trời và các loại năng lượng tái tạo khác đã đáp ứng được gần 30% nhu cầu tiêu thụ điện toàn cầu, đóng góp vào 2% tổng sản lượng sản xuất điện trên thế giới.

Phương pháp khai thác điện năng lượng mặt trời

Có hai phương pháp để khai thác nguồn điện năng lượng mặt trời: khai thác chủ động, khai thác bị động.

• Phương pháp thụ động: là sử dụng các nguyên tắc thu giữ nhiệt trong cấu trúc vật liệu các công trình xây dựng.
• Phương pháp chủ động: đây là phương pháp hiện đại có sử dụng các thiết bị đặc biệt để thu nguồn năng lượng từ bức xạ mặt trời. Sau đó dùng hệ thống quạt hay máy bơm để phân phối nguồn điện năng lượng mặt trời.

Ưu điểm & Nhược điểm của điện năng lượng mặt trời

Ưu điểm

– Nguồn năng lượng tái tạo

Bên cạnh lợi ích của những tấm pin năng lượng mặt trời điều quan trọng là năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo, không giống như các nhiên liệu hóa thạch như than, khí đốt, dầu mỏ… là những nguồn nhiên liệu không thể phục hồi. Chúng ta có thể khai thác chúng ở tất cả các khu vực trên thế giới và có sẵn mỗi ngày. Theo tính toán của NASA, ánh sáng mặt trời sẽ cung cấp năng lượng cho chúng ta trong khoảng 6,5 tỷ năm nữa.

– Điện mặt trời sạch về sinh thái

Trong công cuộc đấu tranh bảo vệ môi trường trên toàn quốc, năng lượng mặt trời là lĩnh vực triển vọng nhất trong việc bảo vệ môi trường từ sự tăng nhiệt toàn cầu. Năng lượng mặt trời có thể thay đổi một phần năng lượng từ các nguồn nhiên liệu không tái tạo được. Đặc biệt, trong quá trình sản xuất, lắp đặt và vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời về cơ bản hệ thống này không phát sinh các loại khí thải độc hại vào khí quyển. 

– Giảm hóa đơn tiền điện

Với hệ thống điện năng lượng mặt trời sẽ đáp ứng một số nhu cầu năng lượng của bạn với điện mà hệ thống pin mặt trời của bạn đã tạo ra, từ đó hóa đơn năng lượng của bạn sẽ giảm. Hơn nữa, bên cạnh việc tiết kiệm hóa đơn tiền điện bạn còn có thể sinh lời từ chính nguồn năng lượng dư thừa khi bán lại trực tiếp cho EVN.

– Tăng giá trị và thẩm mỹ cho công trình

Với việc lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời, công trình của bạn không chỉ trở nên đẳng cấp hơn mà còn tăng cao giá trị về mặt kinh tế. Nhiều nghiên cứu cho thấy, các tài sản được trang bị hệ thống điện năng lượng mặt trời có giá trị hơn nhiều so với với chi phí đầu tư ban đầu.

– Hiệu quả cao chi phí bảo trì thấp

Với hệ thống điện năng lượng mặt trời các hộ gia đình và các doanh nghiệp sẽ có được khoản tiết kiệm lớn trong ngân sách chi tiêu. Hệ thống điện năng lượng mặt trời không sử dụng ắc quy do đó các doanh nghiệp không phải tốn chi phí đầu tư, bảo trì, bảo dưỡng.

Ngoài ra, việc đồng hồ hai chiều mua bán điện của EVN là giải pháp lý tưởng thay thế việc đầu tư hệ thống lưu trữ điện. Hệ thống luôn được các nhà sản xuất chính hãng bảo hành trong khoảng thời gian lên đến 30 năm giúp mang lại hiệu quả lâu dài về mặt kinh tế và môi trường. 

– Phát triển công nghệ

Công nghệ ngành năng lượng mặt trời sẽ không ngừng cải tiến và phát triển trong tương lai. Những đổi mới trong vật lý lượng tử và công nghệ nano có khả năng sẽ làm tăng công suất của các tấm pin năng lượng mặt trời lên gấp nhiều lần so với hiện nay.

Nhược điểm của điện năng lượng mặt trời

– Phụ thuộc thời tiết

Các tấm pin năng lượng mặt trời sản sinh ra điện phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời để thu thập hiệu quả năng lượng mặt trời. Do vậy, trong những ngày nhiều mây và mưa hệ thống năng lượng mặt trời sẽ sản sinh ra điện cực thấp hoặc không thể sản sinh ra điện năng vào buổi tối. Tuy nhiên so với nguồn năng lượng gió thì năng lượng điện mặt trời vẫn là giải pháp có lợi hơn rất nhiều.

– Sử dụng nhiều diện tích không gian

Nếu mong muốn sản xuất nhiều điện thường cần sử dụng nhiều tấm pin mặt trời vì càng nhiều ánh sáng mặt trời được thu thập thì hệ thống sản sinh ra càng được nhiều điện.

Thực tế cho thấy các tấm pin mặt trời đòi hỏi nhiều không gian và một số mái nhà không đủ lớn để phù hợp với số lượng tấm pin mặt trời mà bạn muốn có, điều đó buộc bạn phải lắp thêm ở sân vườn hoặc những khu vực còn trống khác.

Tuy nhiên với sự phát triển không ngừng của ngành năng lượng tái tạo, trong tương lai gần công nghệ điện năng tái tạo cụ thể là ngành năng lượng mặt trời sẽ ngày càng phát triển – hiện đại hứa hẹn sẽ đáp ứng và giảm thiểu được những nhược điểm kể trên. Chính vì thế nỗi lo không có không gian lắp đặt cũng như nhược điểm về thời tiết sẽ dần được cải thiện.