Ngôi sao của hệ mặt trời - mặt trời - liên tục gửi năng lượng về phía hành tinh của chúng ta. Trên thực tế, chỉ trong hai giờ, năng lượng từ mặt trời đổ xuống bề mặt Trái đất nhiều hơn tất cả những gì con người tiêu thụ chung trong cả năm.
Với những tiến bộ trong công nghệ, chúng ta đang ngày càng khai thác tốt hơn nguồn năng lượng khổng lồ này. Năng lượng mặt trời hiện là nguồn điện phát triển nhanh nhất ở Mỹ và sẽ chiếm gần một nửa tổng sản lượng năng lượng tái tạo vào năm 2050.
Bài viết này sẽ cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về nguồn năng lượng tái tạo đầy hứa hẹn này.
Các loại năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời là bất kỳ dạng năng lượng nào được khai thác trực tiếp từ tia nắng mặt trời. Trong thuật ngữ kỹ thuật hơn, nó đề cập đến việc thu nhận bức xạ điện từ từ mặt trời và chuyển hóa nó thành năng lượng có thể sử dụng được, dưới dạng điện hoặc nhiệt.
Điện mặt trời đề cập cụ thể đến điện năng được
tạo ra từ năng lượng mặt trời. Năng lượng mặt trời có thể được tạo ra theo một
trong hai cách:
Ø Hệ thống
quang điện: Các tấm quang điện (PV) (thường được gọi là 'tấm
pin mặt trời') trực tiếp chuyển đổi bức xạ từ ánh sáng mặt trời thành dòng điện.
Ø Tập
trung năng lượng mặt trời: Công nghệ này sử dụng một số
lượng lớn các tấm gương đặc biệt để tập trung năng lượng của mặt trời. Nhiệt lượng
được dẫn đến các chất có thể tạo ra hơi nước; hơi nước sau đó dẫn động một
tuabin điện để tạo ra năng lượng.
Tấm quang điện mặt trời (PV) đề cập đến công nghệ được sử dụng bởi hầu hết các nhà máy điện mặt trời - và tất cả các ngôi nhà - dựa vào năng lượng mặt trời để sản xuất điện.
Nhiệt mặt trời: Năng lượng mặt trời dưới dạng nhiệt
Nhiệt năng mặt trời là nhiệt năng từ mặt trời. Nhiệt năng mặt trời ở dạng thô thực sự là nguồn năng lượng duy trì sự sống trên Trái đất; nó giữ cho nhiệt độ ở mức có thể sống được và cung cấp năng lượng cho thực vật phát triển.
Bây giờ, nhờ công nghệ hiện đại, chúng ta có một
số cách mới để sử dụng năng lượng nhiệt này:
Ø Thiết kế
năng lượng mặt trời thụ động: Thiết kế năng lượng mặt trời
thụ động sử dụng các yếu tố cấu trúc của một tòa nhà để sưởi ấm và làm mát tòa
nhà, nhằm giảm việc sử dụng các thiết bị tiêu thụ cao như HVAC. Công nghệ này
thường được gọi là 'làm mát và sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời'.
Ø Nước
nóng năng lượng mặt trời: Là khi bạn sử dụng các tấm
nhiệt năng lượng mặt trời để làm nóng nước chứa trong xi lanh. Hệ thống được
thiết kế phù hợp hoạt động hiệu quả bất kể nhiệt độ bên ngoài và có thể đáp ứng
hầu hết các nhu cầu về nước nóng của gia đình.
Ø Nấu ăn bằng năng lượng mặt trời: Nấu ăn bằng năng lượng mặt trời là một trong những ví dụ đơn giản nhất về công nghệ năng lượng mặt trời. Lò nướng năng lượng mặt trời có thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu và có khả năng đạt nhiệt độ từ 400 độ F trở lên.
Từ ánh sáng mặt trời thành điện năng: Năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?
Năng lượng mặt trời có một chất lượng kỳ diệu đối với nó: các electron được lấy ra khỏi không khí loãng và biến thành điện năng! Quy trình thực sự đáp ứng các nguyên tắc khoa học đơn giản và tương đối đơn giản để thực hiện.
Dưới đây là giải thích ngắn gọn về cách hoạt động
của nó; trước tiên chúng ta hãy xem xét thiết bị cần thiết, sau đó xem cách các
bộ phận hoạt động cùng nhau (giải thích chi tiết hơn về quy trình có sẵn tại
đây).
Thiết bị cần thiết để tạo ra điện mặt trời
Dưới đây là các thành phần chính đi vào hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời.
ü Solar Cell là một thiết bị điện có chứa vật liệu bán dẫn
- thường là silicon - tạo ra điện thông qua hiệu ứng quang điện khi bị bức xạ mặt
trời chiếu vào. Năng lượng do pin mặt trời tạo ra là dòng điện một chiều (DC).
ü Tấm pin
năng lượng mặt trời là một tập hợp các tế bào năng lượng mặt trời
được gắn với nhau trong một khung và được bao phủ trong kính. Thường có 60-72
pin mặt trời trong mỗi bảng điều khiển năng lượng mặt trời riêng lẻ. Các tấm
pin mặt trời còn được gọi là tấm pin quang điện (PV) hoặc mô-đun năng lượng mặt
trời.
ü Một mảng
năng lượng mặt trời là nhiều tấm pin mặt trời được nối với nhau để
tạo thành một mạch điện.
ü Hệ thống
bảng điều khiển năng lượng mặt trời là thiết
lập hoàn chỉnh cung cấp điện mặt trời có thể sử dụng được. Nó bao gồm một hoặc
nhiều mảng, được kết nối với thiết bị đi kèm bao gồm lắp và giá đỡ, hệ thống
dây điện và bộ biến tần năng lượng mặt trời. Nó tạo ra và truyền tải điện năng ở
dạng sẵn sàng để sử dụng, lưu trữ hoặc xuất vào lưới điện.
ü Bộ biến tần năng lượng mặt trời là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống năng lượng mặt trời sau các tấm pin mặt trời. Công việc của biến tần là nhận nguồn điện một chiều do mảng năng lượng mặt trời tạo ra và biến nó thành điện xoay chiều có thể được sử dụng tại chỗ hoặc gửi vào lưới điện.
Cách tất cả hoạt động cùng nhau
Các tấm pin mặt trời được gắn ở vị trí đón được nhiều ánh sáng mặt trời.
Sơ đồ trên cho thấy cách dòng điện giữa các thiết bị. Các mũi tên màu cam đại diện cho hoạt động của hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời, như đã mô tả ở trên. Trong khi đó, các mũi tên màu xanh lam đại diện cho nguồn điện nhập từ lưới điện - hữu ích khi năng lượng mặt trời không thể đáp ứng nhu cầu năng lượng, chẳng hạn như vào ban đêm.
Năng lượng mặt trời có phải là nguồn năng lượng tái tạo không?
Năng lượng mặt trời được coi là tái tạo vì nó không làm cạn kiệt nguồn tài nguyên hữu hạn của trái đất. Việc khai thác năng lượng mặt trời để sưởi ấm hoặc cung cấp điện không làm giảm nguồn cung cấp - bất kể chúng ta sử dụng bao nhiêu, mặt trời sẽ tiếp tục chiếu sáng!
Năng lượng mặt trời cũng là một nguồn năng lượng
sạch. Khi các tấm pin mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng,
không có gì bị đốt cháy và không có khí thải hoặc chất thải nào được thải vào
khí quyển.
Sự kết hợp các đặc điểm này - rằng năng lượng mặt trời vừa là nguồn năng lượng tái tạo vừa là nguồn năng lượng sạch - có nghĩa là nó là một thành phần quan trọng trong nỗ lực chống biến đổi khí hậu của nhân loại.
Thật đáng để vẽ ra sự tương phản giữa năng lượng mặt trời và các nguồn năng lượng truyền thống của chúng ta - nhiên liệu hóa thạch. Nhiên liệu hóa thạch không thể tái tạo: chỉ có rất nhiều vật liệu này trong lòng đất và mỗi khi bạn sử dụng một số thì sẽ còn lại ít hơn trên Trái đất. Tệ hơn nữa, than đá và khí đốt tự nhiên còn bẩn. Khi chúng được đốt cháy để tạo ra điện, chúng thải ra khí CO2 trong khí quyển và 97% các nhà khoa học đồng ý rằng khí thải CO2 là nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu thảm khóc.
Điện mặt trời là một nguồn năng lượng tuyệt vời cho các ngôi nhà
Nếu bạn là chủ nhà muốn tiết kiệm tiền - và giảm lượng khí thải carbon của bạn trong quá trình này - hãy cân nhắc lắp đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà.
Không giống như các nguồn năng lượng khác như gió và thủy điện, năng lượng mặt trời có giá cả phải chăng, dễ lắp đặt và có sẵn ở bất kỳ nơi nào có mặt trời chiếu sáng, có khá nhiều ở mọi nơi.
Hơn nữa, đối với hầu hết các chủ nhà, sử dụng năng lượng mặt trời để đáp ứng nhu cầu năng lượng của họ rẻ hơn nhiều so với việc phụ thuộc vào công ty tiện ích của họ.
Tương lai của năng lượng mặt trời
Trong thập kỷ qua, năng lượng mặt trời đã bùng nổ, nhờ giá cả giảm và công nghệ năng lượng mặt trời phát triển. Các tấm pin mặt trời hiện đang hoạt động hiệu quả hơn bao giờ hết, đồng thời bán với giá ngày càng thấp.
Giá năng lượng mặt trời thấp kỷ lục, trở thành năm rẻ nhất để sử dụng năng lượng mặt trời.
Trên thực tế, chi phí năng lượng mặt trời được dự đoán sẽ giảm đến mức các nhiên liệu hóa thạch sẽ không thể cạnh tranh được. Khi chúng ta tiếp tục tập trung vào việc xây dựng cơ sở hạ tầng năng lượng sạch, chúng ta sẽ thấy một tương lai xanh hơn, sạch hơn và rẻ hơn!
Từ khóa quan trọng
Ø Năng lượng mặt trời có thể được sử dụng ở hai dạng: dưới
dạng năng lượng mặt trời (tức là điện) hoặc dưới dạng nhiệt mặt trời, nghĩa là
nhiệt.
Ø Hệ thống năng lượng mặt trời là các thiết lập nhằm khai
thác ánh sáng mặt trời và chuyển nó thành điện năng có thể sử dụng cho gia đình
và doanh nghiệp.
Ø Điện mặt trời hoàn toàn có thể tái tạo. Nó cũng là một
nguồn năng lượng sạch không thải ra carbon. Nó được coi là công nghệ then chốt
trong việc chống biến đổi khí hậu.
Ø Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo duy nhất
thực tế được sử dụng trong hầu hết các gia đình và việc lắp đặt bảng điều khiển
năng lượng mặt trời có thể mang lại khoản tiết kiệm tài chính lớn.
Ø Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đang phát triển
nhanh chóng và hiện đang sử dụng rộng rãi
Ø Năng lượng mặt trời sẽ tiếp tục tăng trưởng bùng nổ trong
những năm tới. 2021-2023 sẽ là những năm rẻ nhất đối với năng lượng mặt trời
Nhận xét
Đăng nhận xét