Pin mặt trời là gì? Các công bố khoa học về Pin mặt trời
Pin mặt trời, hay pin quang điện, là thiết bị chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng, đóng vai trò quan trọng trong năng lượng tái tạo. Pin được cấu tạo từ silicon và hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện. Có ba loại pin chính: đơn tinh thể, đa tinh thể, và màng mỏng, mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng. Ưu điểm của pin mặt trời bao gồm nguồn năng lượng tái tạo không gây ô nhiễm, giảm chi phí điện năng và bảo trì thấp. Tuy nhiên, chúng đối mặt với thách thức như chi phí đầu tư cao, phụ thuộc vào thời tiết, và cần diện tích lắp đặt lớn. Pin mặt trời là giải pháp tiềm năng cho biến đổi khí hậu, với sự hỗ trợ của công nghệ và chính sách, sẽ phổ biến hơn trong tương lai.
Giới thiệu về Pin Mặt Trời
Pin mặt trời, hay còn gọi là pin quang điện (solar cell), là thiết bị điện tử có khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Đây là một phần quan trọng trong công nghệ năng lượng tái tạo, giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch khai thác và cung cấp một giải pháp năng lượng bền vững cho tương lai.
Cấu Tạo và Nguyên Lý Hoạt Động
Một pin mặt trời bao gồm nhiều tế bào quang điện được mắc nối tiếp hoặc song song để tạo thành một tấm pin lớn. Tế bào quang điện chủ yếu được làm từ silicon tinh khiết, được chế tạo dưới dạng các tấm mỏng. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các tế bào này, các electron sẽ được kích thích và di chuyển tạo thành dòng điện.
Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời dựa trên hiệu ứng quang điện, trong đó các photon từ ánh sáng mặt trời va chạm vào nguyên tử silicon làm giải phóng electron và tạo ra dòng điện một chiều (DC).
Các Loại Pin Mặt Trời
Có ba loại pin mặt trời chính đang được sử dụng phổ biến trên thế giới:
- Pin Mặt Trời Đơn Tinh Thể (Monocrystalline): Được làm từ silicon đơn tinh thể, loại này có hiệu suất chuyển đổi cao nhất và tuổi thọ dài nhất.
- Pin Mặt Trời Đa Tinh Thể (Polycrystalline): Sử dụng silicon đa tinh thể, có hiệu suất thấp hơn đơn tinh thể nhưng chi phí sản xuất thấp hơn.
- Pin Mặt Trời Màng Mỏng (Thin-Film): Được chế tạo từ các lớp vật liệu bán dẫn rất mỏng, loại này nhẹ hơn và linh hoạt hơn nhưng hiệu suất thường thấp hơn hai loại trên.
Ưu Điểm của Pin Mặt Trời
Pin mặt trời có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm:
- Nguồn Năng Lượng Tái Tạo: Ánh sáng mặt trời là nguồn năng lượng vô tận và không gây ô nhiễm môi trường.
- Giảm Chi Phí Điện Năng: Sử dụng pin mặt trời có thể giảm chi phí điện năng trong dài hạn và đôi khi có thể bán lại điện dư thừa cho lưới điện quốc gia.
- Bảo Trì Thấp: Các hệ thống pin mặt trời thường có chi phí bảo trì thấp và tuổi thọ cao.
Nhược Điểm và Thách Thức
Bên cạnh những ưu điểm, pin mặt trời cũng phải đối mặt với một số nhược điểm và thách thức:
- Chi Phí Đầu Tư Ban Đầu Cao: Chi phí lắp đặt hệ thống pin mặt trời ban đầu khá cao, điều này có thể gây khó khăn cho những hộ gia đình hoặc tổ chức không có ngân sách lớn.
- Phụ Thuộc Vào Thời Tiết: Pin mặt trời hoạt động hiệu quả nhất dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp và có thể giảm hiệu suất trong những ngày mưa hoặc nhiều mây.
- Diện Tích Lắp Đặt Lớn: Để đạt được công suất đáng kể, cần một diện tích lớn để lắp đặt các tấm pin mặt trời.
Kết Luận
Pin mặt trời tiếp tục là một giải pháp quan trọng trong việc đối phó với biến đổi khí hậu và thúc đẩy sử dụng năng lượng tái tạo. Mặc dù còn nhiều thách thức trước mắt, nhưng với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, cùng với các chính sách hỗ trợ từ chính phủ và doanh nghiệp, pin mặt trời sẽ ngày càng trở nên phổ biến và hiệu quả hơn trong tương lai.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "pin mặt trời":
The novel pyrrolo-1,5-benzoxazepine, PBOX-15, synergistically enhances the apoptotic efficacy of imatinib in gastrointestinal stromal tumours; suggested mechanism of action of PBOX-15
Investigational New Drugs - - 2016
Thermal analysis of water distillation system using pv/t collector combined single basin still
Tạp chí Kỹ thuật và Công nghệ Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh - Tập 5 Số 4 - Trang 1661-1678 - 2023
A simulation program combined with experiment for hot water supply system using PV/T collector combined with Single Basin solar still is introduced in this paper. PV/T collector is known as a thermal - electrical co-generation device. Besides the ability to generate electricity, it also generates heat to heat water, serving water distillation at night. This combination not only helps to increase the electrical capacity of the solar cells, but also helps to increase the total distillation output of the day and night for the Single Basin solar still. Based on the energy balance equations at the components of the PV/T collector, the hot water tank and the components of the Single Basin solar still, a simulation program is set up using the MATLAB programming language with the Simulink tool. The simulation results are verified experimentally with high accuracy from 4.24% to 7.11%. The article demonstrates that the electrical capacity of solar cells increased by 8.6%, the average electrical efficiency and average energy efficiency of PV/T collector reached 15.1% and 36.2%, respectively. Besides, the distilled water output in one day increased by an average of 38.2% compared to the traditional Single Basin water distillation equipment. The simulation program in this study can be applied in different weather conditions, saving time and money for the implementation of projects combining PV/T collector and Single Basin solar still for arid localities and remote islands.
#hệ thống PV/T; giải nhiệt cho pin mặt trời; hiệu suất pin mặt trời; thiết bị chưng cất dạng máng đơn; chưng cất nước vào ban đêm
ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG CHE KHUẤT ĐẾN PIN MẶT TRỜI VÀ GIẢI PHÁP
Hoạt động của pin mặt trời phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường xung quanh như nhiệt độ, bức xạ và hiện tượng che khuất là nguyên nhân chính gây tổn thất công suất đầu ra của pin. Bài viết này nghiên cứu về sự ảnh hưởng của đi-ốt bypass đến đặc tính của pin khi xảy ra hiện tượng che khuất hoàn toàn và đề xuất các mô hình cấu hình đi-ốt bypass khác nhau để khắc phục và nâng cao hiệu suất hoạt động của pin mặt trời (PV).
Ở đây, tác giả mô phỏng các đặc tính I-V, P-V của pin thực tế, đó là loại pin CS6X-310P do Canada sản xuất bằng phần mềm PSpice. Dựa vào kết quả mô phỏng là họ các đường đặc tính I-V, P-V để xác định được ưu nhược điểm của từng loại cấu hình đi-ốt bypass cũng như khả năng sử dụng của nó trong thực tế.
#PSpice #PV #pin mặt trời #che khuất #chồng chéo #đi-ốtbypass
Nghiên cứu đánh giá công nghệ kết hợp năng lượng mặt trời với hydro cấp điện độc lập cho vùng sâu
Công nghệ kết hợp pin năng lượng mặt trời với công nghệ sản xuất, lưu trữ hydro để cấp điện độc lập (off-grid) là một công nghệ rất mới mẻ không chỉ ở Việt Nam mà trên toàn thế giới. Do chi phí đầu tư ban đầu khá lớn nên việc thiết kế lựa chọn tối ưu công suất thiết bị ban đầu đóng vai trò rất quan trọng. Bài báo này sẽ ứng dụng phần mềm HOMER để nghiên cứu phân tích lựa chọn hệ thống và đánh giá tính tiêu chí kinh tế và kỹ thuật của hệ thống công nghệ lai ghép tiên tiến này trong điều kiện Việt Nam. Bài báo sẽ phân tích đánh giá các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật cho hệ thống cung cấp điện cho 12 hộ dân sống ở trên đảo Hòn Chuối, Cà Mau, Việt Nam như một case study. Kết quả cho thấy rằng công nghệ kết hợp NLMT-Hydro đáp ứng về tiêu chí kỹ thuật, nhưng về tiêu chí kinh tế thì chưa đáp ứng được do chi phí đầu tư ban đầu và giá điện còn rất cao (~7700 đống/kWh)
#pin NLMT #khí hydro #mô phỏng #công nghệ NLMT-Hydro #cấp điện độc lập
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ BÁM ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI DÀN PIN ĐIỆN MẶT TRỜI DƯỚI ĐIỀU KIỆN CÓ BÓNG CHE
Bài báo đề xuất phương pháp điều khiển tối ưu đa điểm PSO, mô phỏng MPPT. Kết quả cho thấy hệ thống luôn bám chính xác điểm công suất cực đại, thời gian quá độ ngắn, độ quá điều chỉnh nhỏ dàn pin PV khi không có bóng che và có bóng che, dao động quanh điểm công suất cực đại không đáng kể dẫn đến hao tổn công suất của dàn Pin PV nhỏ.
#Bám sát điểm công suất cực đại (MPPT) #Bóng che #Thuật tối ưu đa điểm (PSO) #Dàn Pin PV
Bộ điều khiển dự báo cho nghịch lưu nguồn qZ nối lưới
So với nghịch lưu áp, nghịch lưu qZSI được xem là giải pháp hữu ích cho hệ thống pin mặt trời nhờ khả năng nâng cao điện áp một chiều đầu vào và khắc phục được nhược điểm ngắn mạch xảy ra trong các khóa bán dẫn. Bài báo trình bày cấu trúc điều khiển dự báo cho lưới điện nối hệ thống pin mặt trời sử dụng qZSI để được đáp ứng động học nhanh mà không cần cấu trúc điều khiển nối tầng, khối điều chế. Một mô hình toán học của qZSI được sử dụng để dự báo đáp ứng của dòng điện tải, cuộn cảm và điện áp trên tụ điện. Một hàm mục tiêu được định nghĩa bao gồm sai lệch của những giá trị tham chiếu và giá trị dự báo. Quá trình tối ưu hóa hàm mục tiêu được tiến hành để xác định trạng thái chuyển mạch tốt nhất, đưa điều khiển đóng cắt các khóa bán dẫn của qZSI. Các phân tích được khảo sát bằng Matlab/Simulink với các điều kiện hoạt động khác nhau của hệ thống để xác nhận tính hiệu quả, khả thi của phương pháp đề xuất.
#Pin mặt trời #nối lưới #nghịch lưu nguồn qZ (qZSI) #điều khiển dự báo hữu hạn (FCS-MPC) #hệ thống năng lượng tái tạo
ĐẶC TRƯNG QUANG ĐIỆN TỬ CỦA PIN MẶT TRỜI TRÊN CƠ SỞ MÀNG MỎNG Ag/SnS CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ SÓNG VÔ TUYẾN TẦN SỐ CAO
Chúng tôi trình bày các đặc trưng về pin năng lượng mặt trời chế tạo với màng mỏng SnS/Ag/SnS được tổng hợp bằng phương pháp phún xạ sóng vô tuyến tần số cao. Cấu trúc này có khả năng tăng cường hiệu suất chuyển đổi quang và độ ổn định cao của pin năng lượng mặt trời nhờ khả năng truyền hạt tải tốt dựa vào sự đồng nhất và liên tục của màng Ag/SnS, giảm dòng điện thất thoát và điện trở tiếp xúc nhỏ dựa vào tiếp xúc ohmic tốt giữa điện cực và lớp TiO2. Linh kiện chế tạo dựa trên cấu trúc SnS/Ag/SnS cung cấp hiệu suất chuyển đổi quang học (h) là 4,83% (mật mật độ dòng quang điện ngắn mạch (JSC) 15,1 mA/cm2, hiệu điện thế hở mạch (VOC) 0,5 V) tại nhiệt độ phòng. Từ kết quả nghiên cứu này, chúng tôi hướng đến khả năng kết hợp giữa một số kim loại quý với vật liệu SnS nhằm nâng cao hiệu suất chuyển đổi quang điện và độ ổn định của pin năng lượng mặt trời SnS.
#radio frequency sputtering #solar cell
Nghiên cứu thiết kế hệ thống cấp điện độc lập sử dụng năng lượng mặt trời kết hợp điện gió cho hộ gia đình miền núi
Trong những năm gần đây, với tốc độ phát triển mạnh mẽ của thế giới, nhu cầu về điện năng ngày một tăng cao. Các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, gió, thủy triều… đang là những lựa chọn tối ưu cho tương lai. Tại Việt Nam, vẫn còn nhiều vùng núi xa xôi, chưa thể tiếp cận với nguồn điện quốc gia. Điện mặt trời kết hợp điện gió chính là giải pháp phù hợp nhất để có thể cung cấp điện cho người dân miền núi mà nhóm tác giả hướng đến. Cấu hình hệ thống được tính toán theo nhu cầu sử dụng thực tế của một hộ gia đình điển hình đảm bảo quá trình sử dụng thực tế ổn định. Điểm mới ở công trình nghiên cứu này là có sự hỗ trợ của phần mềm chuyên dụng PVsys để thiết kế hệ thống điện mặt trời, kiểm tra và đưa ra dự toán đề xuất phù hợp.
#Pin năng lượng mặt trời #tuabin gió mini #điện độc lập cho miền núi #điện mặt trời kết hợp điện gió
Đánh giá hiệu quả làm việc của các thuật toán bắt điểm công suất cực đại khi hệ thống pin mặt trời bị che khuất
Hiện nay, việc nghiên cứu về hệ thống năng lượng mặt trời đang tập trung vào việc nâng cao hiệu suất làm việc, tuổi thọ của tấm pin. Trong quá trình hoạt động, yếu tố ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất làm việc, tuổi thọ đó là hiện tượng che khuất đang là chủ đề được quan tâm nghiên cứu nhiều hiện nay. Hệ thống pin quang điện có thể bị che khuất bởi các đám mây, tòa nhà, cây cối… làm đặc tính P-V xuất hiện nhiều điểm cực đại khiến các thuật toán bắt điểm công suất cực đại thông thường không làm việc hiệu quả, dẫn đến giảm công suất đầu ra của hệ thống này. Bài báo này tập trung vào mô hình hóa đặc tính I-V và P-V của hệ thống pin dưới điều kiện bị che khuất để từ đó phân tích đánh giá ảnh hưởng của nó đến hiệu quả làm việc của các thuật toán bắt điểm công suất cực đại trong hệ thống PV dựa trên mô phỏng Matlab – Simulink@.
#Hệ thống pin quang điện #hiện tượng che khuất #đặc tính I-V #đặc tính P-V #công suất đầu ra
NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUY TRÌNH CHẾ TẠO PIN MẶT TRỜI NHẠY QUANG TRÊN CHẤT MÀU N719 NHẰM NÂNG CAO HIỆU SUẤT CỦA PIN
Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn và Giáo dục Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng - Tập 4 Số 1 - Trang 25-29 - 2014
Trong nghiên cứu này, chúng tôi chế tạo pin mặt trời trên chất màu nhạy quang bằng phương pháp in lụa. Bằng phương pháp này, TiO2 và platin được phủ lên đế thủy tinh dẫn FTO để chế tạo điện cực anode và cathode. Trong đó, chất màu N719 được sử dụng làm chất nhạy quang, có đỉnh hấp thụ nằm trong vùng ánh sáng khả kiến và có bước sóng khoảng 488 nm được xác định bằng phổ hấp thụ. Các kết quả nghiên cứu tính chất quang thông qua phổ hấp thụ, hình thái bề mặt phân tích bằng ảnh SEM, cấu trúc thông qua phổ nhiễu xạ tia X (XRD) và phổ Raman. Hiệu suất thu được cao nhất của pin là 3,02% đo bằng thiết bị Keiley 2400 dưới cường độ chiếu sáng 100mW/cm2. Các thông số đặc trưng của pin như thế mạch hở, dòng ngắn mạch và hệ số FF thu được khá cao lần lượt tương ứng là 0,68 V, 7,38 mA và 0,59.
#solar cells; dye; TiO2.
Tổng số: 40
- 1
- 2
- 3
- 4