Phía sau tấm Pin mặt trời, ta có thể nhìn thấy vào thông số kỹ thuật in trên nhãn hoặc trong các tài liệu Catalog của tấm pin, các thông số này khá khó để hiểu, tuy nhiên nó là rất quan trọng, đặc biệt là hiệu suất của pin, do nó liên quan trực tiếp để ta có thể thiết kế, tính toán và lựa chọn những thiết bị cụ thể cho hệ thống điện mặt trời, dưới đây Solar LV xin giải thích để mọi người có thể hiểu rõ hơn về hiệu suất pin mặt trời là gì, những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất pin mặt trời .
1.Thành phần cấu tạo pin mặt trời
Pin mặt trời bao gồm nhiều tế bào quang điện – là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng dạng diode quang, biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện dựa trên hiệu ứng quang điện .
Hiệu ứng quang điện là khả năng phát ra điện tử (electron) khi được ánh sáng chiếu vào của vật chất . 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 có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo.
Đầu tiên năng lượng từ các photon ánh sáng được hấp thụ và hình thành các cặp electron-hole trong chất bán dẫn.
Các cặp electron-hole sau đó bị phân chia bởi ngăn cách tạo bởi các loại chất bán dẫn khác nhau (p-n junction). Hiệu ứng này tạo nên hiệu điện thế của pin mặt trời, Pin mặt trời sau đó được nối trực tiếp vào mạch ngoài và tạo nên dòng điện.
2.Hiệu suất pin mặt trời
Hiệu suất pin mặt trời là tỉ số giữa năng lượng điện từ và năng lượng ánh sáng mặt trời .Dùng phương pháp đo lượng ánh sáng mặt trời mà hệ thống pin năng lượng mặt trời có thể chuyển đổi thành điện thực tế. Kết quả xác định chính là hiệu quả của tấm pin năng lượng mặt trời và luôn được đo bằng tỷ lệ phần trăm. Ngoài việc phản ánh hiệu suất của chính pin mặt trời, hiệu suất còn phụ thuộc vào phổ và cường độ của ánh sáng mặt trời tới và nhiệt độ của pin mặt trời. Do đó, các điều kiện theo đó hiệu quả được đo phải được kiểm soát cẩn thận để so sánh hiệu suất của thiết bị này với thiết bị khác. Pin mặt trời trên mặt đất được đo trong điều kiện AM1.5 và ở nhiệt độ 25 ° C. Pin mặt trời dành cho sử dụng không gian được đo trong điều kiện AM0.
Hiệu suất của một pin mặt trời được xác định là phần của công suất sự cố được chuyển thành điện và được định nghĩa là
Trong đó:
V oc là điện áp mạch hở;
I sc là dòng điện ngắn mạch;
FF là yếu tố điền và
η là hiệu quả.
Công suất đầu vào để tính toán hiệu quả là 1 kW / m 2 hoặc 100 mW / cm 2 . Do đó, công suất đầu vào cho ô 100 × 100 mm 2 là 10 W và đối với ô 156 × 156 mm 2 là 24,3 W
Ví dụ : Một bảng điều khiển năng lượng mặt trời với hiệu suất 20% và diện tích 1 m² sẽ tạo ra 200 W ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn , nhưng nó có thể tạo ra nhiều hơn khi mặt trời có nhiều bức xạ hơn và sẽ tạo ra ít hơn trong điều kiện có mây hoặc khi mặt trời bị che khuất .
Nói một cách đơn giản, Hiệu suất pin năng lượng mặt trời (tính bằng phần trăm) định lượng khả năng của bảng mặt trời để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Với cùng một lượng ánh sáng mặt trời chiếu trong cùng một khoảng thời gian trên hai tấm pin mặt trời với các mức hiệu suất khác nhau, bảng hiệu quả hơn sẽ tạo ra nhiều điện hơn so với bảng kém hiệu quả hơn.
Về mặt thực tế, đối với hai tấm pin mặt trời có cùng kích thước vật lý, nếu một tấm có tỷ lệ hiệu suất 21% và tấm kia có mức hiệu suất 14%, thì tấm pin hiệu suất 21% sẽ tạo ra thêm 50% kilowatt giờ (kWh) điện các điều kiện tương tự như bảng hiệu quả 14%. Do đó, tối đa hóa việc sử dụng năng lượng và tiết kiệm hóa đơn phụ thuộc rất nhiều vào việc có hiệu quả của bảng điều khiển năng lượng mặt trời hàng đầu.
Nhiều người tiêu dùng và người dân trong ngành năng lượng mặt trời coi hiệu suất của tấm pin mặt trời là tiêu chí quan trọng nhất khi đánh giá chất lượng của tấm pin mặt trời. Mặc dù đây là một tiêu chí quan trọng, nhưng đây không phải là điều duy nhất cần xem xét trong khi bạn đánh giá xem có nên lắp đặt một tấm pin mặt trời cụ thể hay không. Hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời liên quan đến khả năng của tấm PV chuyển đổi năng lượng với chi phí thấp và tỷ lệ cung cấp cao.
Hầu hết các tấm pin mặt trời có hiệu suất từ 15% đến 20% , với các ngoại lệ ở hai bên. Các tấm pin mặt trời chất lượng cao có thể vượt quá 22% hiệu suất trong một số trường hợp (và gần như đạt 23%!), Nhưng phần lớn các tấm pin quang điện có sẵn không đạt hiệu suất trên 20%.
3 .Các yếu tố ảnh hưởng đến Hiệu suất tấm Pin năng lượng mặt trời:
Hiệu suất của tấm PMT, phụ thuộc vào công nghệ chế tạo, về lý thuyết có thể lên tới 30%, tuy nhiên với các sản phẩm thương mại (hiện bán trên thị trường Việt Nam) hiệu suất trung bình đạt được từ 15% đến 18% ở điều kiện tiêu chuẩn của nhà sản xuất. Trong điều kiện thực tế, hiệu suất đạt được chỉ đạt từ 85 - 90% hiệu suất tiêu chuẩn. Bên cạnh đó, một số yếu tố tự nhiên và cách lắp đặt, sử dụng có tác động lớn đến hiệu suất của PMT như: điều kiện khí hậu, hướng lắp đặt, góc nghiêng lắp đặt, chất lượng của các tế bào quang, chế độ bảo dưỡng.
Là thiết bị biến đổi quang năng thành điện năng, vì thế PMT chỉ hoạt động khi có ánh sáng. Khi ánh sáng yếu, mưa, thời tiết âm u, buổi đêm,...thì PMT sẽ không hoạt động hoặc với hiệu quả rất thấp.
Về góc làm việc của tấm pin NLMT, đối với Việt Nam, hướng Nam là hướng có tổng thời gian đón bức xạ mặt trời nhiều nhất trong năm và là hướng tối ưu để lắp tấm pin năng lượng mặt trời. Để nhận được tối đa năng lượng mặt trời dưới dạng quang năng, khi lắp đặt cần phải quan tâm đến độ nghiêng của thiết bị. Ở Việt Nam góc nghiêng tối ưu nhất khi lắp đặt các tấm pin mặt trời là 15 - 45 độ, độ dốc nghiêng thấp dần về phía Nam. Ví dụ ở Hà Nội, độ nghiêng hợp lý nhất là khoảng 20 - 22 độ, và ở TP HCM là 16 - 18 độ.
Hiệu suất tấm pin cũng sẽ giảm dần theo thời gian, khi một tế bào quang trên tấm pin hỏng thì hiệu suất giảm rất nhiều. Các tấm PMT hiện đang bán tại Việt Nam phần lớn có xuất xứ từ Trung Quốc, một số ít từ Châu Âu được quảng cáo có thời gian sử dụng lên tới 30 năm, tuy nhiên thời hạn này cũng chưa được kiểm chứng. Tại Việt Nam chưa có một khuyến cáo chính thức, tuy nhiên Hiệp hội quang điện Úc (APVA), hiệp hội năng lượng mặt trời Úc (AUSES) khuyến cáo người tiêu dùng nên chọn các sản phẩm có nhà bảo hành là nhà sản xuất chứ không phải đơn vị nhập khẩu.
Việc bảo dưỡng thường xuyên, ở đây là công tác làm sạch các tấm PMT là rất cần thiết trong điều kiện môi trường, khí hậu tại Việt Nam, việc bề mặt các tấm PMT bị bám bẩn sẽ ngăn cản quá trình biến đổi quang năng thành điện năng, làm giảm hiệu suất hoạt động của thiết bị.
long
20/09/2022