Các tấm pin mặt trời là thành phần chính của nhà máy điện mặt trời, tỷ trọng của chúng trong chi phí của các nhà máy điện mặt trời là khoảng 80%. Đây là lý do tại sao độ bền của chúng là chìa khóa. Hiện tại, hầu hết tất cả các nhà sản xuất tấm pin mặt trời đều khẳng định tuổi thọ của sản phẩm của họ ít nhất là 30 năm. Tôi sẽ nói về tuổi thọ của các tấm pin mặt trời và những yếu tố nào ảnh hưởng đến độ bền và hiệu suất của chúng trong bài viết này.
- Nguyên lý hoạt động cơ bản của tấm pin mặt trời và các loại của chúng
- Cấu trúc của tấm pin mặt trời và các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của chúng
- Thời gian hoạt động của các tấm pin mặt trời: số liệu thống kê hiện tại
- Ví dụ về hoạt động thành công lâu dài của các tấm pin mặt trời
- Mẹo thiết thực để tăng tuổi thọ của tấm pin mặt trời
- Triển vọng sử dụng tấm pin mặt trời
Nguyên lý hoạt động cơ bản của tấm pin mặt trời và các loại của chúng
Một tấm pin mặt trời (còn được gọi là pin mặt trời hoặc mô-đun năng lượng mặt trời quang điện) được làm từ hai loại tấm silicon có tạp chất đặc biệt và do đó có các đặc tính khác nhau. Các tấm được kết nối với nhau bằng các thanh dẫn điện. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm silicon, điện một chiều sẽ được tạo ra, được các thanh cái thu vào và gửi đến cáp đầu ra.
Có nhiều loại tấm pin mặt trời và chúng được sử dụng trong các lĩnh vực hoạt động hoàn toàn khác nhau, cả trên trái đất và trong không gian. Những loại phổ biến hơn cho các ứng dụng trong nước và thương mại chủ yếu là đơn tinh thể và đa tinh thể.
- Tinh thể đơn là các tấm dựa trên tế bào quang điện được làm từ tinh thể silicon nguyên khối được phát triển đặc biệt. Nhìn bề ngoài, các tấm tế bào quang điện làm bằng silicon đơn tinh thể như vậy có cấu trúc đồng nhất có màu xanh đậm. Các phần tử đơn tinh thể và các tấm được lắp ráp từ chúng có hiệu suất cao hơn.
- Đa tinh thể là các tấm dựa trên tế bào quang điện được làm từ tinh thể silicon tái chế. Các nguyên tố đa tinh thể có màu sắc và hoa văn không đồng nhất đặc trưng. Chúng có giá thành rẻ hơn so với loại đơn tinh thể nhưng cũng có hiệu quả thấp hơn.
Cả hai loại tế bào quang điện silicon cũng khác nhau về loại chất lượng, được biểu thị bằng thông số “Cấp”. Đây là một thông số rất quan trọng phụ thuộc vào hiệu suất và giá thành của tấm pin mặt trời:
- Hạng A – loại cao nhất với hiệu suất cao nhất, không có chip, vết nứt và vết trầy xước. Lớp này cũng là lớp phổ biến nhất.
- Cấp B – cấp thứ hai, được đặc trưng bởi các vết nứt nhỏ, vết trầy xước và khuyết tật một phần không thể nhìn thấy được. Những phần tử này già đi nhanh hơn và ban đầu có hiệu suất năng lượng thấp hơn.
- Cấp C – cấp thấp với hiệu suất thấp. Những sản phẩm như vậy có khuyết tật, vết nứt, chip, v.v. Chúng rẻ hơn nhiều so với loại A và B, phù hợp cho nhiều thử nghiệm khác nhau nhưng không thể sử dụng liên tục.
- Cấp D – cấp thấp nhất (bị loại bỏ) với hiệu quả thấp nhất. Đây là những phần tử bị hỏng, đôi khi chúng được sử dụng để chế tạo các tấm năng lượng thấp từ các mảnh vụn của tấm silicon. Những tấm pin và pin mặt trời như vậy được tái chế thành silicon mới.
Cấu trúc của tấm pin mặt trời và các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của chúng
Tấm pin mặt trời có cấu trúc nhiều lớp, bao gồm màng chống chói, kính cường lực, lớp màng EVA thứ nhất, pin mặt trời, lớp màng EVA thứ hai, màng bảo vệ màu trắng, khung nhôm, dây điện và hộp kết nối.
Thời gian hoạt động của các tấm pin mặt trời: số liệu thống kê hiện tại
Thông thường, chủ sở hữu các trạm năng lượng mặt trời chỉ nghĩ đến việc thay đổi các tấm pin mặt trời nếu họ muốn bổ sung điện cho cơ sở đã được lắp đặt sẵn.
Các nhà sản xuất tấm pin mặt trời hiện đại, phần lớn đến từ Trung Quốc, đưa ra chế độ bảo hành cho các tấm pin mặt trời khoảng 12-15 năm, điều này thực sự khẳng định độ bền của chúng. Theo quy định, quá trình xuống cấp tự nhiên của tấm pin mặt trời do năng lượng mà nó tạo ra sẽ được xác định ngay lập tức và nó cũng gần như giống nhau đối với tất cả mọi người.
Ví dụ về hoạt động thành công lâu dài của các tấm pin mặt trời
Một trong những nhà máy năng lượng mặt trời đầu tiên ở châu Âu có công suất 10 kW, được lắp đặt trên mái của Đại học Nam Thụy Sĩ (SUPSI), được đưa vào hoạt động vào năm 1982. Đương nhiên, sau nhiều năm, nó không còn mang tên mà nó được thiết kế nữa.
Mặc dù vậy, nhà ga vẫn đang hoạt động và được sử dụng ngang hàng với cơ sở vật chất hiện đại hơn.
Tất nhiên, chất lượng của các tấm pin mặt trời phụ thuộc vào từng nhà sản xuất cụ thể, nhưng công nghệ đang phát triển và cải tiến nhanh chóng, vì vậy các trạm năng lượng mặt trời đưa vào hoạt động ở thời đại chúng ta thậm chí có thể tồn tại lâu hơn.
Mẹo thiết thực để tăng tuổi thọ của tấm pin mặt trời
Việc bảo trì không ảnh hưởng đến tuổi thọ của các tấm pin mặt trời nhiều như hiệu suất sản xuất. Tuy nhiên, có một số khuyến nghị có thể kéo dài tuổi thọ.
Khi lắp đặt và trong quá trình vận hành các tấm pin mặt trời, cần tránh để chúng bị che một phần (khi một phần của tấm pin ở trong ánh sáng và một phần ở trong bóng râm). Điều này có thể do cành cây, bụi rậm, vị trí không đúng, lá cây, bụi bẩn, v.v.
Việc che bóng một phần liên tục của tấm pin mặt trời có thể ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ của nó do cái gọi là “hiệu ứng cháy” do quá nhiệt bên trong gây ra. Nhưng trước hết, bóng râm hoặc ô nhiễm ảnh hưởng đến việc sản xuất điện, điện năng này sẽ được tạo ra ở mức độ thấp hơn, tức là hiệu suất sẽ giảm đi rất nhiều. Nếu bạn thường xuyên (mỗi năm một lần và thường xuyên hơn nếu cần thiết) kiểm tra các tấm, rửa chúng bằng nước và loại bỏ bóng của những cây gần đó thì chúng sẽ hoạt động lâu dài và hiệu quả.
Bảo vệ khỏi những tác động bên ngoài
Hầu hết các tấm pin mặt trời đều có khung nhôm dày 35 mm, mang lại độ cứng khá tốt và chịu được tải trọng tuyết (5400 Pa) và gió (2400 Pa) cao. Tất nhiên, có những trường hợp xảy ra nhiều thảm họa thiên nhiên khác nhau, nhưng đây là những hiện tượng cực kỳ hiếm gặp.
Lựa chọn nhà cung cấp đáng tin cậy
Độ bền chủ yếu bị ảnh hưởng bởi chất lượng cấu tạo của pin mặt trời, độ kín của nó, chất lượng hàn và chất lượng của pin silicon mà tấm pin mặt trời được tạo ra. Điều kiện lắp đặt chắc chắn có ảnh hưởng, vì tấm pin mặt trời bị hỏng trong quá trình lắp đặt hoặc lắp đặt không đúng cách có thể bị hỏng sớm.
Nên chọn nhà cung cấp có nhiều kinh nghiệm thực hiện các dự án năng lượng mặt trời. Nếu nhà cung cấp có đủ chuyên môn, hỗ trợ và bảo hành thì sẽ không có khó khăn gì với họ. Sẽ thuận tiện hơn nhiều khi tìm kiếm sự hỗ trợ từ một nhà cung cấp địa phương, người có thể giải quyết mọi vấn đề kịp thời hơn là chờ phản hồi khiếu nại nếu sản phẩm được đặt hàng trực tiếp từ Trung Quốc.
Triển vọng sử dụng tấm pin mặt trời
Năng lượng mặt trời tái tạo là lĩnh vực rất có triển vọng, đặc biệt là ở các khu vực phía Nam, nơi có ánh nắng mặt trời thường xuyên và mức độ bức xạ mặt trời cao.
Do đó, theo báo cáo thường niên mới nhất của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) về triển vọng năng lượng toàn cầu, hơn 1 tỷ USD được chi mỗi ngày cho việc triển khai năng lượng mặt trời ở nhiều lĩnh vực khác nhau. Theo dự báo của IEA, đến năm 2050, tỷ trọng năng lượng mặt trời và năng lượng gió trong tổng mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu sẽ là 54-72%. Những dữ liệu này cho thấy triển vọng tăng trưởng đáng kể trong việc áp dụng công nghệ năng lượng mặt trời trên toàn thế giới.
