Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng đầu tiên trên thế giới và được con người tận dụng trước cả khi học cách tạo ra lửa. Năng lượng mặt trời được hiểu là năng lượng bức xạ và nhiệt xuất phát từ mặt trời.

Năng lượng mặt trời và các tài nguyên thứ cấp của nó như sức gió, sức sóng, sức nước, sinh khối… tạo nên hầu hết năng lượng tái tạo trên trái đất. Con người và các sinh vật trên trái đất sẽ không thể tồn tại nếu không có mặt trời và nguồn năng lượng từ mặt trời.

Năng lượng mặt trời được dùng để làm gì?

Mặt trời tạo ra nhiệt và ánh sáng. Con người và vạn vật cần cả nhiệt và ánh sáng để tồn tại và phát triển. Chính vì thế, nếu hỏi năng lượng mặt trời có tác dụng gì thì trước hết phải nói đến vai trò sống còn của nó đối với sự sống của các sinh vật trên trái đất, chẳng hạn như để thực vật thực hiện quá trình quang hợp, chiếu sáng, sưởi ấm không gian, làm nước nóng lên…

Vậy con người sử dụng nguồn năng lượng mặt trời để làm gì? Có thể kể đến một số ứng dụng năng lượng mặt trời trong đời sống của con người: tạo ra nước nóng nhờ ánh sáng mặt trời; tạo hệ thống sưởi ấm, làm mát, thông gió; giúp chưng cất nước, biến nước mặn hoặc nước lợ thành nước uống được; dùng để nấu nướng, làm khô, khử trùng…

Năng lượng mặt trời cần thiết cho sự tồn tại của mọi sinh vật trên trái đất này (Ảnh AI)

Ngoài ra, điện năng lượng mặt trời để làm gì nữa? Như bạn đã biết, năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo với trữ lượng dồi dào, có thể gọi là vô tận, hơn nữa lại sạch, thân thiện với môi trường. Việc sử dụng nguồn năng lượng mặt trời thay thế các nguyên liệu hóa thạch còn bao gồm góp phần giảm ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính.

Chính vì vậy, con người ngày càng cải tiến các công nghệ khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên này. Và một ứng dụng của năng lượng mặt trời đang được phổ biến trên hầu khắp thế giới hiện nay là điện năng lượng mặt trời.

Điện năng lượng mặt trời là gì?

Điện năng lượng mặt trời là nguồn điện được tạo ra từ công nghệ dựa trên nhiên liệu là năng lượng mặt trời. Điện năng lượng mặt trời đang được xếp vào nguồn năng lượng tái tạo sạch cần khuyến khích phát triển, không chỉ mang lại nhiều giá trị cho con người mà còn giúp chống lại quá trình biến đổi khí hậu đang diễn ra trên toàn cầu, ngày càng ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của con người cũng như tất cả sinh vật trên trái đất.

Ứng dụng điện năng lượng mặt trời là gì? Điện năng lượng mặt trời được dùng để cung cấp cho tất cả các thiết bị điện, như: hệ thống chiếu sáng (các loại đèn), hệ thống làm mát (quạt, điều hòa...), các thiết bị di động, thiết bị sinh hoạt, máy móc sản xuất, giao thông vận tải (các loại xe, tàu thuyền, máy bay năng lượng mặt trời), máy bơm nước năng lượng mặt trời…

Để tạo ra điện năng lượng mặt trời, cần một hệ thống điện mặt trời được cấu thành bởi nhiều thành phần, thực hiện quá trình chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời là gì?

Hệ thống điện năng lượng mặt trời là bao gồm hệ thống sử dụng tấm pin quang điện (tấm pin năng lượng mặt trời) và một số thành phần khác, hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện, chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Cấu tạo của hệ thống điện năng lượng mặt trời gồm các thành phần như:

• Tấm pin quang điện
• Bộ hòa lưới điện (thiết bị biến tần inverter)
• Tủ phân phối và bảo vệ DC/AC (tủ điện)
• Khung giá đỡ và các phụ kiện chuyên dụng
• Hệ thống đo đếm điện năng và giám sát từ xa
• Hệ thống lưu trữ điện năng (trong hệ thống điện độc lập hoặc hòa lưới có dự trữ)

Hệ thống điện mặt trời có thể chia thành 3 loại: hệ thống hòa lưới, hệ thống độc lập và hệ thống hòa lưới có dự trữ (loại hỗn hợp). Trong đó, điện mặt trời hòa lưới là hình thức đang được áp dụng phổ biến nhất hiện nay, ở cả quy mô hộ gia đình, trên mái nhà xưởng doanh nghiệp, điện mặt trời kết hợp nông nghiệp và dụng cho nhà máy điện mặt trời quy mô lớn.

Hòa lưới điện là gì?

Trong hệ thống điện năng lượng mặt trời, các tấm pin quang điện tạo ra dòng điện một chiều (DC). Dòng điện DC này sau đó sẽ được bộ biến tần hoà lưới inverter chuyển thành AC (điện xoay chiều) cùng pha và cùng tần số với điện lưới của hệ thống điện quốc gia. Ở hệ thống điện hòa lưới hoặc hòa lưới có dự trữ, dòng diện mặt trời tạo ra sẽ được hòa vào lưới điện.

Điện mặt trời hòa lưới là gì?

Điện năng lượng mặt trời hòa lưới là hệ thống điện mặt trời nối trực tiếp vào hệ thống điện lưới có sẵn. Trong hệ thống điện mặt trời hòa lưới, điện tạo ra nếu không cung cấp cho các thiết bị điện thì sẽ tự động hòa lên lưới điện, không lưu trữ ở các thiết bị như ắc-quy, các tấm pin lưu trữ… Ở gia đình hay các doanh nghiệp lắp đặt của hệ thống này, điện năng lượng mặt trời sẽ được ưu tiên sử dụng trước, nếu thiếu sẽ tự động lấy điện từ lưới điện.

Còn nếu hệ thống điện mặt trời tạo ra nhiều hơn so với điện tiêu thụ thì điện dư sẽ hòa vào lưới điện để bán lại cho ngành điện với giá hấp dẫn, tạo nguồn thu nhập thụ động cho chủ đầu tư và rút ngắn thời gian hoàn vốn, giúp điện mặt trời trở thành một hình thức đầu tư sinh lời hiệu quả, an toàn với độ rủi ro rất thấp.

Cũng chính vì vậy, ngày càng nhiều hộ gia đình, doanh nghiệp đầu tư lắp đặt hệ thống điện mặt trời áp mái để vừa dùng vừa bán điện dư - một cách đầu tư đơn giản trong khi lại được dùng điện sạch, góp phần bảo vệ môi trường.

Điện mặt trời áp mái là gì?

Theo Quyết định số 13/2020/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về chính sách hệ thống điện mặt trời áp mái hay điện mặt trời mái nhà là hệ thống điện mặt trời đáp ứng được các tiêu chuẩn sau:

• Có các tấm quang điện được lắp đặt trên mái nhà của công trình xây dựng.
• Có công suất không quá 01 MW.
• Được đấu nối trực tiếp hoặc gián tiếp vào lưới điện có cấp điện áp từ 35 kV trở xuống của Bên mua điện.

Hệ thống điện năng lượng mặt trời thường có tuổi thọ lên đến 30-50 năm. Để đảm bảo tuổi thọ của hệ thống cũng như khả năng sinh lời, người sử dụng cần chọn các thiết bị chất lượng cao từ thương hiệu uy tín, thi công đúng chuẩn. Các tấm pin quang điện đang ngày càng được cải tiến về hiệu suất, người dùng nên chọn các tấm pin có hiệu suất cao, cung cấp bởi đơn vị uy tín để đảm bảo chất lượng hệ thống.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

TỔNG QUAN VỀ CÁC HÌNH THỨC LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

Hệ thống điện mặt trời là hệ thống có tác dụng biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời trực tiếp thành năng lượng điện thông qua các tấm pin quang điện. Dòng điện một chiều từ các tấm pin quang điện thông qua bộ chuyển đổi điện DC-AC (thiết bị inverter) sẽ chuyển dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều để đấu nối vào lưới điện, cấp điện cho phụ tải.

Hiện nay, có 03 hình thức lắp đặt hệ thống điện mặt trời bao gồm: Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On Grid), hệ thống điện mặt trời độc lập (Off Grid) và hệ thống điện mặt trời kết hợp (Hybrid).

1. Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On grid)

Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới (On Grid solar system) là hệ thống điện mặt trời đấu nối với lưới điện của Điện lực.

Cấu tạo cơ bản của hệ thống điện mặt trời hòa lưới gồm các thành phần cơ bản sau:

- Tấm pin năng lượng mặt trời;

- Biến tần hòa lưới (inverter);

- Công tơ 2 chiều.

Hình 1: Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (sưu tầm)

Hệ thống điện mặt trời hòa lưới là hình thức lắp đặt phổ biến hiện nay, đặc biệt sau khi có cơ chế khuyến khích phát triển điện mặt trời tại Việt Nam tại Quyết định số 13/2020/QĐ-TTg ngày 06/04/2020. Việc lắp đặt hệ thống điện mặt trời hòa lưới có các thuận lợi như sau: Chi phí đầu tư ban đầu thấp nhất (so với các hình thức khác lắp đặt khác); không sử dụng pin lưu trữ hoặc ắc quy nên tuổi thọ hệ thống được lâu hơn và chi phí vận hành, bảo dưỡng thấp; tiết kiệm tối đa chi phí sử dụng điện hàng tháng; bán điện thừa cho Điện lực thông qua công tơ 2 chiều với giá bán ưu đãi; hỗ trợ Điện lực trong việc giảm truyền tải điện. Tuy nhiên, khi bị mất điện lưới thì hệ thống điện mặt trời sẽ ngắt, phụ tải sẽ không còn điện để sử dụng. Do vậy, hệ thống này phù hợp với các khách hàng đang sử dụng điện từ lưới điện của Điện lực.

2. Hệ thống điện mặt trời độc lập

Hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập (Off Grid solar system) là mô hình lắp đặt hệ thống điện mặt trời không kết nối với lưới điện của ngành Điện.

Cấu tạo cơ bản của hệ thống gồm các thành phần cơ bản sau:

- Tấm pin năng lượng mặt trời;

- Inverter độc lập;

- Bộ lưu trữ điện.

Hình 2: Cấu tạo hệ thống điện mặt trời độc lập (sưu tầm)

Hệ thống điện mặt trời độc lập không phụ thuộc vào tình trạng vận hành của lưới điện Điện lực, do vậy phụ tải sẽ luôn được cấp điện, ngay cả khi mất điện lưới. Tuy nhiên, hệ thống này sử dụng pin lưu trữ hoặc ắc quy để lưu trữ điện năng, nên chi phí đầu tư ban đầu cao và chi phí bảo dưỡng, bảo trì hàng năm của hệ thống lưu trữ lớn. Do vậy, hệ thống này phù hợp với khách hàng tại các khu vực vùng sâu, vùng xa, khu vực không có lưới điện của Điện lực.

3. Hệ thống điện mặt trời kết hợp

Hệ thống điện năng lượng mặt trời kết hợp (Hybrid solar system) là sự kết hợp giữa 2 giải pháp điện mặt trời hòa lưới và độc lập.

Cấu tạo cơ bản của hệ thống gồm các thành phần cơ bản sau:

- Tấm pin năng lượng mặt trời;

- Inverter kết hợp (hybrid inverter);

- Bộ lưu trữ điện;

- Công tơ 2 chiều.

Hình 3 Cấu tạo hệ thống điện mặt trời kết hợp (sưu tầm)

Hệ thống điện mặt trời kết hợp sử dụng lưới điện từ Điện lực hoặc hệ thống lưu trữ (pin sạc, ắc quy) để cấp điện cho phụ tải. Trường hợp bình thường, phụ tải sẽ được cấp điện từ lưới điện Điện lực; trường hợp mất điện lưới, phụ tải sẽ được cấp điện từ hệ thống lưu trữ. Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu sẽ lớn hơn so với hệ thống điện mặt trời hòa lưới. Do vậy, hệ thống này phù hợp với các khách hàng đang sử dụng điện từ lưới điện của Điện lực và có nhu cầu cấp điện liên tục 24/24.