Hãy tưởng tượng mái nhà của bạn biến đổi từ một hàng rào thời tiết đơn giản thành một nhà máy năng lượng xanh liên tục.Các cuộc khảo sát gần đây trong ngành cho thấy hơn ba phần tư chủ nhà coi năng lượng mặt trời là một khoản đầu tư khôn ngoanNhưng làm thế nào mà những tấm pin đơn giản này chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện cho cuộc sống hàng ngày của chúng ta?
Bài viết này khám phá hoạt động bên trong của các tấm pin mặt trời, kiểm tra từng thành phần cốt lõi và cách chúng cùng nhau chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng sạch, đáng tin cậy.chúng ta sẽ chi tiết các chức năng, vật liệu và công nghệ mới nhất đằng sau mỗi yếu tố, cung cấp hướng dẫn rõ ràng cho chủ nhà xem xét chuyển đổi sang năng lượng mặt trời.
Các tế bào mặt trời, còn được gọi là pin quang điện (PV), phục vụ như là lõi của mọi tấm pin mặt trời.Khi các photon từ ánh sáng mặt trời đâm vào bề mặt tế bào, chúng kích thích các electron trong các nguyên tử silicon, khiến chúng thoát ra và chảy dưới dạng dòng điện.
Loại công nghệ pin mặt trời quyết định hiệu suất tổng thể và ứng dụng lý tưởng của tấm pin.
Lớp trên của hầu hết các tấm pin mặt trời bao gồm thủy tinh thô, chiếm khoảng 75% tổng trọng lượng của tấm silic tinh thể.Lớp phòng thủ đầu tiên này bảo vệ các tế bào năng lượng mặt trời tinh tế khỏi thời tiết và chất thảiCác nhà sản xuất chọn thủy tinh thắt vì nó mạnh hơn gấp bốn lần so với thủy tinh thông thường, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong nhiều thập kỷ trong điều kiện khắc nghiệt.
Độ bền không phải là cân nhắc duy nhất, kính cũng ảnh hưởng đến lượng ánh sáng đạt đến pin mặt trời.Để bù đắp, hơn 90% các tấm hiện đại kết hợp lớp phủ chống phản xạ thu ánh sáng nhiều hơn và cải thiện hiệu quả tổng thể.
Nằm giữa lớp kính phía trên và lớp nền phía dưới, các tế bào mặt trời được bao bọc trong một lớp bảo vệ.Vật liệu này kết nối tất cả các thành phần với nhau trong khi bảo vệ tế bào khỏi độ ẩm và thiệt hại môi trường có thể gây ra sự suy thoái lâu dàiCác encapsulant cũng duy trì cách điện giữa các lớp trong khi vẫn đủ minh bạch để ánh sáng mặt trời đến các tế bào.
Các chất đóng gói phổ biến nhất là ethylene-vinyl acetate (EVA), một vật liệu linh hoạt, bền và hiệu quả về chi phí tương tự như đệm trong giày chạy bộ.một số nhà sản xuất sử dụng elastomer polyolefin (POE) để tăng độ bền lâu dài.
Lật một tấm pin mặt trời cho thấy lớp đằng sau là một lớp polymer (nhựa) bền bỉ bảo vệ tế bào khỏi độ ẩm và bức xạ tia cực tím trong khi cung cấp cách điện và hỗ trợ cấu trúc quan trọng.
Bởi vì sự phân hủy của tấm lưng là nguyên nhân chính làm giảm hiệu quả và rút ngắn tuổi thọ của tấm, các nhà sản xuất cẩn thận lựa chọn các vật liệu này.Hầu hết các tấm "một mặt" tiêu chuẩn sử dụng các tấm nền polyme màu (thường là màu trắng hoặc đen)Ngược lại, các tấm hai mặt thu ánh sáng mặt trời từ cả hai bên, thường sử dụng cấu trúc "cái kính kép" với các lớp kính thay thế tấm sau.Cách tiếp cận này phổ biến trong các thiết bị mặt đất quy mô tiện ích và thương mại, nơi ánh sáng mặt trời phản xạ có thể tăng sản lượng.
Mặc dù bạn thường không tìm thấy các tấm hai mặt trên mái nhà dốc, nhưng chúng có thể xuất hiện trên mái nhà phẳng, hệ thống gắn trên mặt đất, cổng xe và mái vòm.Một số nhà sản xuất giờ đây cung cấp các thiết kế nhẹ hơn "băng đằng sau" làm giảm trọng lượng bảng từ 7 đến 13 pound, tạo điều kiện vận chuyển và lắp đặt dễ dàng hơn.
Các khung tấm pin mặt trời thường sử dụng nhôm vì sức mạnh, trọng lượng nhẹ và khả năng chống ăn mòn đảm bảo độ bền ngoài trời trong nhiều thập kỷ.nhôm vẫn là tiêu chuẩn của ngành công nghiệp năng lượng mặt trời dân cư.
Các khung phục vụ một mục đích quan trọng khác: tạo ra một khoảng trống không khí bên dưới các tấm.
Bên sau mỗi tấm có một hộp kết nối nhỏ chống thời tiết để giữ an toàn các kết nối điện trong khi bảo vệ chúng khỏi các mảnh vụn và thiệt hại do thời tiết.
Các hộp kết nối cũng chứa các diode bypass quan trọng để bảo vệ các tấm khỏi mất điện và thất bại tiềm năng.các đèn LED chuyển hướng dòng điện xung quanh phần bị ảnh hưởng, ngăn ngừa quá nóng trong khi cho phép phần còn lại của bảng điều khiển tiếp tục tạo ra năng lượng.
Khi kiểm tra kỹ hơn, bạn sẽ thấy một mạng lưới các đường dây kim loại trên bề mặt của bảng điều khiển, những đường dây mỏng nhất (ngón tay) thu thập điện trên bề mặt của mỗi tế bào.trong khi các đường thẳng đứng dày hơn (busbars) hoạt động như đường cao tốc điệnMặc dù là tiêu chuẩn trên hầu hết các tấm, một số thiết kế mới hơn loại bỏ các thanh bus để cải thiện hiệu quả và giảm mất bóng.
Các nhà lắp đặt sử dụng các đầu nối tiêu chuẩn để kết nối các tấm và kết nối chúng với hệ thống rộng hơn.Một sự thay thế mới, Ethernet một cặp (SPE), có thể truyền cả dữ liệu và điện thông qua một cáp duy nhất, có khả năng đơn giản hóa các cài đặt trong tương lai mặc dù chưa phổ biến.
Mặc dù không phải là một phần vật lý của bảng điều khiển, các biến tần là các thành phần hệ thống thiết yếu chuyển đổi dòng điện liên tiếp (DC) mà các bảng điều khiển sản xuất thành dòng điện xoay chiều (AC) mà các ngôi nhà sử dụng.Hệ thống nhà ở thường sử dụng một trong hai loại biến tần:
Năng lượng mặt trời có thể giảm chi phí điện và cung cấp sự độc lập năng lượng lâu dài.bao gồm cả các loại thiết bị, các điều khoản bảo hành và quy trình lắp đặt.
