Solar hoạt động như thế nào?

Năng lượng mặt trời hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành điện năng. Có hai dạng năng lượng được tạo ra từ ánh sáng mặt trời để sử dụng - điện và nhiệt. Cả hai đều được tạo ra thông qua việc sử dụng các tấm pin mặt trời, có kích thước từ các mái nhà dân dụng đến 'các trang trại mặt trời' trải dài trên mẫu đất nông thôn.

Năng lượng mặt trời có phải là một nguồn năng lượng sạch không?

Có, năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo và vô hạn không tạo ra bất kỳ khí thải nhà kính có hại nào - miễn là mặt trời vẫn chiếu sáng, năng lượng sẽ được giải phóng. Dấu chân carbon của các tấm pin mặt trời đã khá nhỏ, vì chúng có tuổi thọ trên 25 năm. Ngoài ra, các vật liệu được sử dụng trong các tấm pin ngày càng được tái chế nhiều hơn, vì vậy dấu chân carbon sẽ tiếp tục thu nhỏ.

Khi nào năng lượng mặt trời được phát hiện?

Năng lượng mặt trời đã được con người sử dụng từ sớm như thế kỷ 7 trước Công nguyên khi con người sử dụng ánh sáng mặt trời để thắp sáng lửa bằng cách phản xạ ánh sáng mặt trời lên các vật sáng. Sau đó, vào thế kỷ 3 trước Công nguyên, người Hy Lạp và La Mã đã khai thác năng lượng mặt trời với gương để thắp đèn cho các nghi lễ tôn giáo.

Năm 1839, khi mới 19 tuổi, nhà vật lý người Pháp Edmond Becquerel đã phát hiện hiệu ứng quang điện (PV) khi thử nghiệm với một tế bào làm bằng các điện cực kim loại trong một dung dịch dẫn điện. Ông lưu ý rằng tế bào tạo ra nhiều điện năng hơn khi nó tiếp xúc với ánh sáng - đó là một tế bào quang điện.

Vào năm 1954, công nghệ PV ra đời khi Daryl Chapin, Calvin Fuller và Gerald Pearson phát triển tế bào PV bằng silic tại Bell Labs vào năm 1954 - đây là tế bào mặt trời đầu tiên có khả năng hấp thụ và chuyển đổi đủ năng lượng của mặt trời thành điện năng để vận hành các thiết bị điện hàng ngày.

Hiện nay, các vệ tinh, tàu vũ trụ quay quanh Trái Đất được cung cấp năng lượng bằng năng lượng mặt trời.

Làm thế nào chính xác để tạo ra điện từ năng lượng mặt trời?

Các tấm pin mặt trời thường được làm từ silic, hoặc một vật liệu bán dẫn khác được lắp đặt trong một khung thép có kính bảo vệ. Khi vật liệu này tiếp xúc với các photon của ánh sáng mặt trời (những gói năng lượng rất nhỏ), nó phát ra electron và tạo ra một điện tích điện.

Điện năng PV này tạo ra một dòng điện (cụ thể là dòng điện một chiều hoặc DC), được thu nhận bởi dây điện trong các tấm pin mặt trời. Điện năng DC này sau đó được chuyển đổi sang dòng điện xoay chiều (AC) bằng một bộ biến tần. AC là loại dòng điện điện thông thường được sử dụng khi bạn cắm các thiết bị vào ổ cắm điện thông thường.

Sự khác biệt giữa tấm pin mặt trời PV và tấm pin nhiệt mặt trời là gì?

Cả hai tấm pin mặt trời PV và tấm pin nhiệt mặt trời đều tạo ra năng lượng từ ánh sáng mặt trời, nhưng công nghệ trong mỗi hệ thống lại khác nhau.

Tấm pin mặt trời PV dựa trên hiệu ứng quang điện, khi mà một photon (đơn vị cơ bản của ánh sáng) va chạm với bề mặt bán dẫn như silic và tạo ra sự phóng thải electron. Trong khi đó, tấm pin nhiệt mặt trời đơn giản là làm nóng nước (hoặc các chất lỏng khác) bằng ánh sáng mặt trời. Đối với sử dụng trong hộ gia đình, các tấm pin nhiệt mặt trời cũng được lắp đặt trên mái nhà hướng ra mặt trời, nóng nước được lưu trong bình nước nóng và cung cấp nước nóng và sưởi ấm. Trên quy mô lớn hơn, năng lượng nhiệt mặt trời cũng có thể được sử dụng trong các nhà máy điện.

Các trang trại mặt trời là gì?

Các trang trại mặt trời, còn được gọi là công viên mặt trời hoặc cánh đồng mặt trời, là các khu vực rộng lớn chứa các tấm pin mặt trời được kết nối với nhau qua nhiều mẫu đất, để thu hoạch lượng năng lượng mặt trời lớn cùng một lúc. Các trang trại mặt trời được thiết kế cho việc sản xuất năng lượng mặt trời quy mô lớn để cung cấp trực tiếp vào lưới điện, so với các tấm pin mặt trời cá nhân thường chỉ cung cấp năng lượng cho một gia đình hoặc tòa nhà duy nhất.

Có thể tạo ra năng lượng mặt trời trong ngày nhiều mây không?

Có, có thể - năng lượng mặt trời chỉ cần một mức độ ánh sáng nhất định để khai thác năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, tốc độ tạo ra điện năng của các tấm pin mặt trời sẽ thay đổi tùy thuộc vào lượng ánh sáng mặt trời trực tiếp và chất lượng, kích thước, số lượng và vị trí của các tấm pin đang được sử dụng.

Ai là nhà sản xuất năng lượng mặt trời lớn nhất trên toàn thế giới?

Cho đến năm 2022, Trung Quốc là nhà sản xuất năng lượng điện mặt trời lớn nhất thế giới. Hoa Kỳ đứng ở vị trí thứ hai, tiếp theo là Nhật Bản, Đức và Ấn Độ. Cả hai chính phủ của Anh và Hoa Kỳ đều đặt mục tiêu thanh lọc hệ thống điện của họ vào năm 2035, trong đó các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời được dự định sẽ đóng một vai trò quan trọng.

Cách nào để đưa thêm năng lượng mặt trời vào hệ thống điện của chúng ta?

Cả hai chính phủ của Anh và Hoa Kỳ đều đặt mục tiêu thanh lọc hệ thống điện của họ vào năm 2035, trong đó các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời được dự định sẽ đóng một vai trò quan trọng. Cách tiếp cận này bao gồm việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo, khuyến khích sử dụng năng lượng mặt trời trong cả gia đình và doanh nghiệp, và thúc đẩy phát triển công nghiệp năng lượng mặt trời thông qua các chính sách khuyến khích và hỗ trợ tài chính.