Trong bối cảnh năng lượng tái tạo ngày càng phát triển, các loại pin mặt trời đã trở thành một giải pháp hiệu quả giúp đáp ứng nhu cầu sử dụng điện sạch. Hiện nay, có nhiều loại pin mặt trời phổ biến với những ưu, nhược điểm riêng. Vậy đâu là dòng pin năng lượng mặt trời tốt nhất mà bạn nên lựa chọn?
Các loại pin mặt trời phổ biến nhất hiện nay
Pin mặt trời là thiết bị chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành điện năng thông qua hiệu ứng quang điện. Công nghệ này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn thân thiện với môi trường, góp phần giảm thiểu khí thải nhà kính. Các loại pin mặt trời phổ biến hiện nay bao gồm:
Tấm pin mặt trời mono (đơn tinh thể)
Tấm pin mặt trời mono (đơn tinh thể) được chế tạo từ các tế bào quang điện (solar cell) làm từ tấm silic. Mỗi tấm silic này là một lát cắt từ tinh thể silic đơn, tinh khiết. Trong quá trình sản xuất, lớp nhôm dẫn điện và lớp bảo vệ được gắn lên tấm wafer. Sau đó, các tấm wafer lắp thành từng hàng, cột theo hình chữ nhật, phủ kính và đóng khung tạo thành tấm pin hoàn chỉnh.
- Màu sắc: Tấm pin mặt trời mono có màu đen, đặc trưng bởi ánh sáng phản xạ từ tinh thể silic nguyên chất.
- Hình dáng: Những tế bào quang điện có hình vuông vạt góc, được xếp nối tiếp nhau tạo ra khoảng hình thoi màu trắng giữa các tế bào.
- Kích thước: Ban đầu, tấm pin mono có khoảng 60 tế bào quang điện. Hiện nay, số lượng tế bào đã tăng lên từ 120 – 144 tế bào trên mỗi tấm pin.
- Hiệu suất: Trong các loại pin mặt trời, pin mono có hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao, đạt khoảng 20%. Công suất trung bình tầm 300W – 450W.
- Ưu điểm: Tấm pin mono có hiệu suất chuyển đổi và công suất cao, tăng khả năng sản xuất điện từ năng lượng mặt trời.
- Nhược điểm: Do chi phí sản xuất cao làm cho giá thành của tấm pin mono đắt hơn so những dòng pin mặt trời khác.
Tấm pin mặt trời poly (đa tinh thể)
Tấm pin poly (đa tinh thể) cũng giống các loại pin mặt trời khác, chúng được cấu tạo từ solar cell làm bằng silic. Tuy nhiên, khác với tấm pin mono, mỗi tấm silic của pin poly không phải dạng tinh thể đơn mà chúng được tạo thành từ nhiều mảnh tinh thể silic nhỏ.
- Màu sắc: Tấm pin poly có màu hơi xanh lốm đốm, điều này do cấu trúc đa tinh thể của silic. Nếu sử dụng công nghệ Black Silicon, tấm pin có thể có màu đen nhưng vẫn xuất hiện những đốm xanh rõ rệt.
- Kích thước: Một tấm pin năng lượng mặt trời đa tinh thể có khoảng 60 tế bào quang điện. Tuy nhiên, số lượng này sẽ thay đổi tùy theo thiết kế.
- Hiệu suất: Hiệu suất chuyển đổi năng lượng của tấm pin poly nằm trong khoảng 15 – 19%, thấp hơn tấm pin mono. Do các tế bào quang điện không đồng nhất về cấu trúc và ít hiệu quả khi chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.
- Ưu điểm: Tấm pin poly có độ giãn nở và khả năng chịu nhiệt cao, hoạt động hiệu quả ở điều kiện nhiều nắng và giá bán phải chăng.
- Nhược điểm: Độ bền không cao, không đạt hiệu suất và công suất tốt như pin mặt trời mono đặc biệt trong môi trường ánh sáng yếu.
Tấm pin mặt trời thin-film (màng mỏng)
Tấm pin thin-film sản xuất bằng cách phủ một hoặc nhiều lớp vật liệu quang điện mỏng lên bề mặt nền như kính, nhựa, kim loại. Không giống các loại pin mặt trời truyền thống làm từ tinh thể silic đơn (mono) hoặc đa tinh thể (poly), tấm pin thin-film có cấu trúc rất mỏng và linh hoạt.
- Chất liệu: Các loại pin mặt trời thin-film được sản xuất từ nhiều loại vật liệu khác nhau.
- Cadmium Telluride (CdTe): Đây là vật liệu phổ biến nhất của pin thin-film. Gồm có một lớp CdTe nằm giữa hai lớp màng dẫn trong suốt và lớp kính bảo vệ trên cùng của tấm pin.
- Silic vô định hình (a-Si): Silic không kết tinh được đặt trên những chất liệu như nhựa, thủy tinh, kim loại để tạo thành tấm pin. Loại này dễ dàng sản xuất và giá thành thấp hơn silic tinh thể.
- Copper Indium Gallium Selenide (CIGS): Bao gồm bốn thành phần chính là đồng, indium, gallium và selenide đặt giữa hai lớp dẫn điện. Cả hai mặt của tấm pin đều có điện cực giúp thu thập dòng điện tạo ra từ năng lượng mặt trời.
- Màu sắc: Tùy thuộc vào chất liệu cấu tạo, pin thin-film chủ yếu có màu đen hoặc xanh.
- Kích thước: So với các loại pin mặt trời mono và poly, tấm pin thin-film mỏng hơn khoảng 350 lần. Không có tiêu chuẩn kích thước cố định cho tấm pin này mà chúng được tùy biến dựa trên nhu cầu sử dụng.
- Hiệu suất: Khá thấp, chỉ khoảng 11%. Tuy nhiên, hiệu suất cụ thể không cố định mà thay đổi dựa vào loại vật liệu cấu tạo.
- Ưu điểm: Tấm pin thin-film có trọng lượng nhẹ, dễ dàng uốn cong và phù hợp để lắp đặt trên nhiều loại bề mặt khác nhau. Giá bán sản phẩm rẻ giúp tiết kiệm chi phí đầu tư.
- Nhược điểm: Hiệu suất chuyển đổi năng lượng và công suất thấp làm hạn chế khả năng sản xuất điện, cần điểm tựa vững chắc khi lắp đặt.
Một số loại pin năng lượng mặt trời khác
Bên cạnh các loại pin mặt trời phổ biến gồm tấm pin mono, poly và thin-film thì còn một số sản phẩm đang trong quá trình nghiên cứu mà bạn có thể tham khảo thêm. Bao gồm:
Pin mặt trời sinh học
Pin mặt trời sinh học hay còn gọi là pin Biohybrid, đây là một bước đột phá trong công nghệ năng lượng sạch. Thay vì chỉ dựa vào những vật liệu vô cơ, dòng pin này kết hợp giữa chất hữu cơ photosystem 1 và vật liệu vô cơ truyền thống.
Các lớp photosystem 1 có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi trực tiếp thành năng lượng điện hiệu quả. Nhờ đó, pin mặt trời Biohybrid hứa hẹn sẽ mang đến nguồn năng lượng sạch, bền vững và có tiềm năng thay thế những nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống.
Pin mặt trời PV tập trung
Khác biệt so với các loại pin mặt trời thông thường, pin PV tập trung sử dụng hệ thống gương, thấu kính để hội tụ ánh sáng mặt trời vào diện tích tiếp nhận rất nhỏ. Nhờ vậy, cường độ ánh sáng chiếu vào các tế bào pin tăng lên đáng kể, nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng.
Hiện nay, pin mặt trời PV tập trung đạt hiệu suất chuyển đổi lên tới 41%, một con số vượt trội hơn hẳn những dòng sản phẩm khác. Tuy nhiên, muốn đạt được hiệu suất cao, nó yêu cầu phải luôn hướng về phía mặt trời chính xác. Do đó, hệ thống cần được trang bị thiết bị theo dõi và điều chỉnh hướng (solar tracker) dẫn tới chi phí đầu tư sẽ khá cao.
Nên chọn loại pin mặt trời nào tốt nhất?
Hiện trên thị trường có bán các loại pin mặt trời khác nhau. Việc lựa chọn thiết bị phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhu cầu sử dụng, vị trí và không gian lắp đặt. Dưới đây là một số gợi ý chi tiết để bạn đưa ra quyết định chính xác:
Khu vực lắp đặt
- Khu vực nhiều nắng: Ở những vùng có cường độ ánh sáng mặt trời cao và ổn định như miền Nam, miền Trung, tấm pin poly trở thành lựa chọn phù hợp. Chúng sẽ phát huy tối đa hiệu suất mà không tốn nhiều chi phí đầu tư.
- Khu vực ít nắng: Tại những khu vực nhiều mây, ánh sáng yếu như miền Bắc thì hãy ưu tiên lắp đặt tấm pin mono. Loại pin mặt trời này có khả năng hoạt động hiệu quả ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu, đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho gia đình.
Nhu cầu sử dụng điện
- Sử dụng nhiều điện: Nếu gia đình bạn tiêu thụ nhiều điện năng, đặc biệt vào ban ngày nên chọn tấm pin mặt trời mono. Bởi nó có hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn giúp tận dụng tối đa nguồn ánh sáng mặt trời.
- Nhu cầu dùng điện thấp: Trường hợp, nhu cầu dùng điện không quá cao thì bạn nên mua tấm pin poly để tiết kiệm chi phí. Mặc dù hiệu suất của nó có thể thấp hơn một chút so với pin mono nhưng giá thành lại rẻ hơn đáng kể.
Tổng kết
Trên đây là các loại pin mặt trời phổ biến hiện nay, mong rằng sẽ giúp ích bạn có thêm thông tin hữu ích. Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng điện, khu vực lắp đặt và điều kiện tài chính mà chúng ta sẽ chọn cho mình dòng pin năng lượng mặt trời phù hợp nhé!