Năng lượng mặt trời là gì? Các thành phần trong hệ thống điện mặt trời
Một vài năm trở lại đây, năng lượng mặt trời đang ngày càng được ứng dụng linh hoạt trong nhiều lĩnh vực nhằm giảm thiểu phần nào gánh nặng cho các ngành ứng dụng, nghiên cứu năng lượng. Trong bài viết dưới đây chúng ta cùng đi vào tìm hiểu rõ hơn về loại năng lượng có sẵn và miễn phí này nhé!
Năng lượng mặt trời là gì?
Mục Lục
Năng lượng mặt trời là gì?
Năng lượng mặt trời trong tiếng Anh là Solar Energy hay còn được hiểu là năng lượng bức xạ nhờ mặt trời. Đây là nguồn năng lượng được khai thác, khám phá và tận dụng đầu tiên trên trái đất, trước khi con người tạo ra lửa. Ngày nay năng lượng mặt trời cùng các nguồn tài nguyên từ sức nước, gió, sinh khối đang được nghiên cứu và ứng dụng, tạo nên nguồn năng lượng tái tạo, phục vụ cho cuộc sống của con người.
Bên cạnh đó, năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, thuộc về tài nguyên vô tận. Tức là nó đáp ứng 2 yêu cầu là có thể tái tạo và không lo cạn kiệt. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng: Bức xạ từ mặt trời được phát liên tục và đều đặn trong khoảng 6 tỷ năm tới. Điều này đồng nghĩa với việc chúng ta có thể khai thác và sử dụng năng lượng mặt trời trong khoảng thời gian đó. Trong tương lai đây được kỳ vọng là nguồn năng lượng chủ chốt, được tập trung đầu tư và khai thác.
Năng lượng mặt trời dùng để làm gì?
Mặt trời là nguồn tạo ra ánh sáng và nhiệt độ. Đồng thời con người hay vạn vật muốn tồn tại và phát triển đều cần được đáp ứng cả 2 yêu cầu này. Chình vì vậy nếu được hỏi về vai trò của năng lượng mặt trời trước hết phải đề cập đến sự sống còn của các sinh vật trên thế giới. Ngoài ra nguồn năng lượng này cũng đang được khai thác dưới hai dạng là nhiệt năng và điện năng.
Năng lượng mặt trời được khai thác và áp dụng cho nhiều lĩnh vực
Nhiệt năng
Khai thác nhiệt năng từ năng lượng mặt trời là quá trình chuyển đổi từ bức xạ của ánh sáng mặt trời thành nhiệt năng. Nguồn năng lượng này đang được ứng dụng đa dạng và linh hoạt trong nhiều lĩnh vực từ hệ thống sưởi ấm, làm nóng nước, làm mát, làm quay tuabin điện hoặc thậm chí là nấu ăn, xử lý nước,…
Điện năng
Với ứng dụng này, bức xạ ánh sáng mặt trời sẽ được chuyển đổi thành điện năng để phục vụ cho cuộc sống và sản xuất của con người. Điện được phát thông qua động cơ và pin quang điện. Trong đó điện mặt trời có thể được hợp nhất với nguồn điện quốc gia sau khi được xử lý qua các thiết bị, hệ thống.
Việt Nam chúng ta khá được ưu ái về vị trí địa lý với nguồn năng lượng mặt trời lớn và đều đặn. Nếu được khai thác tốt chúng ta hoàn toàn có thể ứng dụng cho các dự án điện khí hóa nông thôn, tiết kiệm chi phí sản xuất điện từ các nhà máy nhiệt điện, thủy điện. Bên cạnh đó thay vì tốn chi phí lớn cho việc đầu tư đường truyền điện quốc gia tới các khu vực vùng sâu, vùng xa thì việc tích hợp và đưa điện năng từ năng lượng mặt trời tới các địa phương này sẽ dễ dàng và tiết kiệm hơn rất nhiều.
Hệ thống pin năng lượng mặt trời
Lợi ích của ứng dụng năng lượng mặt trời là gì?
Năng lượng mặt trời được biết đến từ rất sớm, song phải đến thế kỷ 18 mới bắt đầu được ứng dụng rộng rãi hơn. So với nhiều nguồn năng lượng đang được sử dụng, nó được giới chuyên môn và người dùng đánh giá vô cùng tốt. Điển hình dưới đây là một vài lợi ích có thể kể tới:
Có thể tái tạo
Trong tất cả những ưu điểm của năng lượng mặt trời, khả năng tái tạo là một trong những điều quan trọng nhất. Theo đó chúng ta có thể khai thác nguồn năng lượng này ở bất kỳ khu vực nào bởi nó luôn có sẵn mỗi ngày. Miễn có mặt trời tức là sẽ có năng lượng để khai thác và sử dụng. Điều này đồng nghĩa với việc con người có thể sử dụng loại năng lượng này trong hàng tỷ năm nữa.
Đáp ứng nhiều mục đích sử dụng
Bằng sự phát triển của công nghệ và trang thiết bị hiện đại, hiện năng lượng mặt trời đang được khai thác và ứng dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Trong đó phổ biến nhất là nhiệt điện và quang điện. Cụ thể năng lượng mặt trời được sử dụng để cung cấp điện cho các khu vực chưa có lưới điện, chưng cất nước sạch, cấp năng lượng cho các vệ tinh trong không gian hoặc dùng trong sản xuất, cuộc sống sinh hoạt hằn
Đèn năng lượng mặt trời
Tiết kiệm chi phí
Tiết kiệm chi phí là một trong những lợi thế lớn nhất khi ứng dụng năng lượng mặt trời. Không chỉ được sử dụng trong nghiên cứu, chế tạo, các hệ thống năng lượng mặt trời đang được lắp đặt và xây dựng tại nhiều hộ dân. Đặc biệt thông qua máy móc, lượng điện năng DC thu được có thể chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều, sử dụng cho các thiết bị điện gia dụng. Hơn nữa người dân cũng có thể bán phần điện năng không dùng hết cho nhà nước với đơn giá tương ứng.
Xét về tổng thể, sự phát triển của năng lượng mặt trời mang đến cho con người rất nhiều lợi ích. So với sử dụng điện từ các nhà máy nhiệt, thủy điện, sử dụng năng lượng mặt trời giúp mang đến hiệu quả cực tốt cùng mức chi phí đầu tư thấp nhất.
Giảm tác động xấu cho môi trường
So với tất cả những nguồn năng lượng khác, năng lượng mặt trời không có quá nhiều tác động tiêu cực cho môi trường sống của con người. Nó không phải tác nhân gây ra các hiện tượng hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm môi trường,… Đồng thời quá trình khai thác và sử dụng không tốn nhiều tài nguyên, không gây tiếng ồn hay bất kỳ ảnh hưởng không tốt nào cho cuộc sống của con người. Đây cũng là một trong những lý do lớn nhất để người ta nhận định rằng năng lượng mặt trời sẽ là nguồn năng lượng của tương lai.
Năng lượng mặt trời không gây hại cho môi trường sống
Chi phí bảo trì thấp
Hệ thống khai thác và xử lý năng lượng mặt trời không có yêu cầu cao về công tác bảo trì. Về cơ bản người dùng chỉ cần đảm bảo vệ sinh cho hệ thống làm việc với chu kỳ khoảng 2 đến 3 lần một năm. Ngoài ra các bảng điều khiển năng lượng được sử dụng đều được bảo hành từ 22 đến 25 năm. Các bộ phận khác gần như không chuyển động nên mức hao mòn luôn ở mức thấp nhất.
Thúc đẩy sự phát triển của công nghệ
Tiềm năng và sự phát triển của ngành công nghiệp năng lượng mặt trời sẽ là tiền đề, thúc đẩy những cải tiến tăng cường trong tương lai. Gần đây nhất là đề xuất đổi mới vật lý lượng tử, công nghệ nano để làm tăng hiệu quả sử dụng các tấm pin mặt trời, thu về lượng năng lượng lớn hơn 2 đến 3 lần so với bản hiện hành.
Tiềm năng phát triển và các cách khai thác năng lượng mặt trời
Từ những thành công ban đầu của việc khai thác và ứng dụng năng lượng mặt trời, hiện đây đã và đang là nguồn năng lượng được đánh giá cao về tiềm năng phát triển. Thậm chí nếu thuận lợi nó có thể trở thành một trong những nguồn năng lượng chủ đạo của tương lai. Liệu điều này có thật sự xảy ra?
Năng lượng mặt trời ngày càng được đẩy mạnh khai thác và ứng dụng
Ứng dụng năng lượng mặt trời – Xu thế tương lai
Xét trên thế giới, các quốc gia Châu Âu đang là nơi có ngành năng lượng tái tạo phát triển mạnh nhất. Tuy nhiên do số giờ nắng khá ít, thậm chí mùa đông rất dài, lạnh và có tuyết nên quá trình phát triển gặp rất nhiều khó khăn cùng trở ngại. Điều này dĩ nhiên cũng sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến việc khai thác, sản xuất và sử dụng những tấm pin mặt trời.
Trong khi đó Việt nam chúng ta là một nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, ít lạnh cùng mua tuyết nên dĩ nhiên lượng bức xạ nhiệt từ mặt trời sẽ cao hơn. Nhất là khu vực miền Trung và miền Nam với trung bình giờ nắng khoảng 2000 -2600 giờ/năm. Tất cả những điều này đều mang đến điều kiện thuận lợi cho việc khai thác và ứng dụng điện, nhiệt từ năng lượng mặt trời. Nếu được phát triển đúng hướng đây sẽ là cơ hội chuyển mình để đất nước ta nhanh chóng sánh bước với các cường quốc năm châu.
Năng lượng mặt trời đang được khai thác như thế nào?
Sau khi nhận thức rõ về tiềm năng phát triển, cách thức khai thác năng lượng mặt trời đang là chủ đề nhận về nhiều sự chú ý. Ở thời điểm hiện tại, đây là nguồn năng lượng tái tạo, bất tận. Dù vậy chúng ta mới chỉ khai thác và ứng dụng được một phần rất nhỏ trong đó. Điều này đặt ra thử thách đối với các nhà khoa học để có thể khai thác và tận dụng tối đa, hiệu quả nhất. Hiện có 2 phương pháp khai thác là chủ động và bị động.
Có nên đầu tư hệ thống khai thác năng lượng mặt trời?
- Khai thác thụ động
Quá trình khai thác ứng dụng nguyên tắc thu giữ nhiệt trong vật liệu và cấu trúc của công trình xây dựng để thu về nguồn năng lượng cần dùng. Phương pháp này đã được ứng dụng từ rất lâu trước kia.
- Khai thác chủ động
Đây là phương thức được cải tiến nhằm mang đến hiệu quả khai thác tối ưu hơn. Cách thức này mới chỉ được phát triển từ thế kỷ 20 và đang được nghiên cứu để nâng cao hiệu quả công việc. Theo đó người ta sử dụng các thiết bị chuyên dụng để thu về bức xạ nhiệt từ mặt trời.
Tiết kiệm, tiện lợi lại không gây ảnh hưởng xấu cho không gian sống và môi trường, năng lượng mặt trời quả thật là nguồn năng lượng tuyệt vời cho cả hiện tại và tương lai. Trên đây là tất cả những thông tin về năng lượng mặt trời cũng như tiềm năng phát triển, lợi ích cùng cách khai thác đang được triển khai. Mong rằng bài viết có thể mang đến cho bạn những thông tin tham khảo hữu ích!
