Năng Lượng Mặt Trời là Gì? Vai Trò | Ưu nhược điểm

Từ xưa đến này chúng ta đã biết nguồn năng lượng từ mặt trời giúp cây cối phát triển xanh tươi, hoa lá nở rộ. Nhưng năng lượng mặt trời không chỉ nuôi dưỡng sự sống, mà còn có thể giúp chiếu sáng, cung cấp điện cho ngôi nhà của bạn, cho các nhà máy và thậm chí cả các phương tiện.

Trong bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về năng lượng mặt trời, hệ thống điện năng lượng mặt trời, được sử dụng để làm gì? Được tạo ra như thế nào?…. Nếu bạn đang quan tâm đến việc tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, hoặc đơn giản là muốn tìm hiểu về một nguồn năng lượng sạch và bền vững, thì đây chính là bài viết dành cho bạn.

1. Năng lượng mặt trời là gì?

Năng lượng mặt trời là năng lượng bức xạ được tạo ra từ Mặt Trời, đây cũng được xem là nguồn năng lượng được con người sử dụng từ thuở sơ khai đến nay, ngay trước cả khi phát minh ra lửa. Hàng ngày, Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất một lượng năng lượng khổng lồ, dự kiến đủ để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng của toàn nhân loại trong nhiều năm. Hiện nay, năng lượng mặt tời được chuyển đổi thành nhiều dạng năng lượng khác nhau như nhiệt năng, quang năng và đặc biệt nổi lên trong những năm gần đây đó là điện năng.

2. Điện mặt trời là gì?

Điện mặt trời là loại điện năng được sản xuất trực tiếp từ ánh sáng mặt trời. Quá trình này diễn ra nhờ vào các tấm pin mặt trời (pin quang điện). Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào tấm pin, nó sẽ kích thích các electron trong vật liệu bán dẫn của pin di chuyển tạo thành dòng điện. Dòng điện này sau đó được chuyển đổi thành điện năng mà chúng ta có thể sử dụng.

Hiện nay, có 3 loại hệ thống điện năng lượng mặt trời chính: 

• Hệ thống điện mặt trời hoà lưới (nối lưới – On-grid): Điện năng sản xuất được từ hệ thống sẽ được đưa lên nguồn lưới điện quốc gia, chính vì vậy chúng không có hệ thống pin lưu trữ. 
• Hệ thống điện mặt trời độc lập (Off-grid): Giống với tên gọi, đây là hệ thống hoạt động hoàn toàn độc lập, không kết nối với nguồn lưới, do đó chúng được kết nối với hệ thống lưu trữ hay còn gọi là Battery bank.
• Hệ thống điện mặt trời Hybrid : Về cơ bản đây là hệ thống kết hợp của 2 hệ thống trên. Tức là hệ thống vừa có khả năng cung cấp nguồn điện sử dụng trực tiếp, vừa có thể tích trữ điện vào trong hệ thống lưu trữ. Ngoài ra, hệ này cũng có thể kết nối với lưới điện nhằm tích trữ điện giá rẻ, hay bán điện cho điện lưới quốc gia.

Bạn có thể tìm hiểu chi tiết hơn về lịch sử ra đời của pin năng lượng mặt trời, nguồn gốc, thuở sơ khai con người đã tận dụng nguồn năng lượng mặt trời ra sao cho đến thời đại hiện nay.

Mặc dù năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng sạch, vĩnh cữu những cũng có những ưu điểm và nhược điểm (điểm hạn chế) nhất định, cùng tìm qua những điểm ấy trong phần dưới đây.

3. Ưu điểm và hạn chế của năng lượng mặt trời

3.1 Ưu điểm của hệ thống năng lượng mặt trời

• Sạch và bền vững: Đây là ưu điểm nổi bật nhất. Năng lượng mặt trời không gây ô nhiễm môi trường, không thải ra khí nhà kính và là nguồn năng lượng vô tận.
• Tiết kiệm chi phí dài hạn: Sau khi lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời, chi phí vận hành hệ thống điện mặt trời rất thấp, thậm chí là bằng không.
• Đảm bảo an ninh năng lượng: Giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu và giá nhiên liệu tăng cao.
• Ứng dụng đa dạng: Điện mặt trời có thể được sử dụng để cung cấp điện cho các hộ gia đình, doanh nghiệp, các thiết bị điện tử, thậm chí cả các phương tiện giao thông.

3.2 Hạn chế của năng lượng mặt trời

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời đòi hỏi một khoản vốn đầu tư khá lớn, đặc biệt là đối với các hệ thống quy mô lớn.
• Hiệu suất phụ thuộc vào thời tiết: Năng lượng mặt trời chỉ có thể sản xuất điện khi có ánh sáng mặt trời. Vào những ngày nhiều mây hoặc ban đêm, hiệu suất của hệ thống sẽ giảm.
• Diện tích lắp đặt: Cần có diện tích mái nhà hoặc đất trống đủ lớn để lắp đặt các tấm pin mặt trời.
• Công nghệ còn hạn chế: Mặc dù đã có nhiều tiến bộ, nhưng hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng của các tấm pin vẫn chưa đạt mức tối ưu.
• Lưới điện: Việc tích hợp hệ thống điện mặt trời vào lưới điện quốc gia đòi hỏi chi phí cao hơn.

4. Ứng dụng của năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, như:

• Sản xuất điện: Cung cấp điện cho hộ gia đình, doanh nghiệp, nhà máy nhằm mục đích sử dụng điều hoà, điện, thang máy, sản xuất,….
• Chiếu sáng: Một ứng dụng không kém phổ biến với hệ thống điện năng lượng đó là đèn năng lượng mặt trời, giúp chiếu sáng mọi nơi kể cả những nơi không có điện lười với chi phí 0đ tiền điện.
• Sưởi ấm: Hệ thống làm nóng nước từ năng lượng mặt trời được sử dụng rộng rái hiện nay.
• Nấu ăn: Bếp mặt trời.
• Chế biến nước: Máy khử muối bằng năng lượng mặt trời, tiệt trùng nước bằng nhiệt năng từ mặt trời.
• Giao thông: Ô tô điện, tàu thuyền chạy bằng năng lượng mặt trời.
• Một số ứng dụng khác: sấy khô nông sản, mô tơ tưới tiêu, cung cấp năng lượng chó các trạm sóng ở vùng không có điện,….

5. Điện năng lượng mặt trời được tạo ra như thế nào?