Pin năng lượng Mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quangđiện (solar cells) - là phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. 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 được ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin mặt trời). Tế bào quang điện có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo. Chúng có thể được dùng như cảm biến ánh sáng (vd cảm biến hồng ngoại), hoặc các phát xạ điện từ gần ngưỡng ánh sáng nhìn thấy hoặc đo cường độ ánh sáng.
Sự chuyển đổi này thực hiện theo hiệu ứng quang điện. Hoạt động của pin mặt trời được chia làm ba giai đoạn:
- 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.
Các pin năng lượng Mặt trời có nhiều ứng dụng trong thực tế. Do giá thành còn đắt, chúng đặc biệt thích hợp cho các vùng mà điện lưới khó vươn tới như núi cao, ngoài đảo xa, hoặc phục vụ các hoạt động trên không gian; cụ thể như các vệ tinh quay xung quanh quỹ đạo trái đất, máy tính cầm tay, các máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước... Các Pin năng lượng Mặt trời được thiết kế như những modul thành phần, được ghép lại với nhau tạo thành các tấm năng lượng Mặt trời có diện tích lớn, thường được đặt trên nóc các tòa nhà nơi chúng có thể có thể đó ánh sáng nhiều nhất, và kết nối với bộ chuyển đổi của mạng lưới điện. Các tấm pin Mặt Trời lớn ngày nay được lắp thêm bộ phận tự động điều khiển để có thể xoay theo hướng ánh sáng, giống như loài hoa hướng dương hướng về ánh sáng Mặt Trời.
Khi mà các nguồn năng lượng hóa thạch được sử dụng trong sản xuất điện năng đang được khai thác với tốc độ nhanh hơn,khối lượng nhiều hơn và quy mô lớn hơn thì đến một ngày nào đó nguồn nguyên liệu thiên nhiên này sẽ bị cạn kiệt và câu hỏi đặt ra cho con người là chúng ta sẽ phải sử dụng nguồn năng lượng nào ,loại nhiên liệu nào để sản xuất ra điện năng phục vụ đời sống của chính mình?Đó cũng là tiền đề để các hướng tìm kiếm nguồn năng lượng thiên nhiên mới thay thế cho năng lượng từ nguyên liệu hóa thạch ra đời.Một trong số các nguồn năng lượng mà con người đang hướng đến đó là nguồn năng lượng chuyển hóa từ năng lượng ánh sáng mặt trời và đó chính là lý do cho sự ra đời của các hệ thống điện năng lượng mặt trời,Pin mặt trời mà chúng ta thấy ngày nay.Đó thực sự là nguồn năng lượng vô tận mà con người có thể sử dụng nó để phục vụ cuộc sống.
Sự ra đời của các loại PIN năng lượng mặt trời là tiền đề cho sự ra đời các sản phẩm sử dụng PIN mặt trời như oto chạy bằng năng lượng mặt trời,máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời cực kỳ thú vị ngày nay.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét