17 Oct PIN MẶT TRỜI: HÀNH TRÌNH TỪ ÁNH SÁNG ĐẾN ĐIỆN NĂNG
Việc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng thông qua các tấm pin năng lượng mặt trời (pin mặt trời) đang trở nên phổ biến trong bối cảnh cạn kiệt nguồn tài nguyên hóa thạch. Vậy pin mặt trời có lịch sử phát triển như thế nào và ứng dụng ra sao?
TỪ THÍ NGHIỆM CỦA BECQUEREL ĐẾN NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO MỚI
Hiệu ứng quang điện được phát hiện đầu tiên năm 1839 bởi nhà vật lý Pháp Alexandre Edmond Becquerel. Phát hiện ra hiệu ứng quang điện là một bước ngoặt quan trọng trong lịch sử phát triển của ngành năng lượng mặt trời. Hiệu ứng quang điện là cơ sở của công nghệ pin mặt trời, cho phép chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng.
Trong thí nghiệm năm 1839 của ông, bạc chloride được đặt trong dung dịch axit và chiếu sáng trong khi kết nối với điện cực platin, tạo ra điện áp và dòng điện. Hiệu ứng quang điện cũng đã được biết đến như là “Hiệu ứng Becquerel“.
Đến năm 1883, Nhà phát minh người Mỹ CharlesFritts phủ lên mạch bán dẫn selenium một lớp cực mỏng vàng để tạo nên mạch nối, và một pin năng lượng mới được tạo thành. Thiết bị này chỉ có hiệu suất 1%.
Năm 1954, tế bào quang điện đạt hiệu suất 6% được làm từ Silic (Phòng thí nghiệm Bell ở Mỹ) và Cu2S/CdS (Không quân Mỹ). Pin mặt trời đầu tiên có khả năng ứng dụng được ra mắt vào 25/4/1954 tại Bell Laboratories bởi Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller và Gerald Pearson.
Năm 1958, Vệ tinh Vanguard I trở thành vệ tinh nhân tạo đầu tiên sử dụng pin mặt trời, được Mỹ phóng vào không gian. Sự kiện này đã thúc đẩy sự phát triển của pin mặt trời trong lĩnh vực hàng không vũ trụ.
Năm 1973, đánh dấu cột mốc quan trọng do cuộc khủng hoảng dầu mỏ, các nước bắt đầu quan tâm nhều hơn tới năng lượng tái tạo. Hội thảo Cherry Hill tại Mỹ đánh dấu sự ra đời quỹ nghiên cứu về điện mặt trời). Ngôi nhà đầu tiên được lắp hệ thống pin mặt trời làm từ Cu2S do trường ĐH Delaware chế tạo.
Giai đoạn từ năm 1980 đến nay, giai đoạn này chứng kiến sự cải thiện đáng kể cải thiện đáng kể về hiệu suất và giá thành của tấm pin mặt trời. Năm 1980, giá thành của pin mặt trời đã giảm đáng kể, giúp cho pin mặt trời trở nên phù hợp với ứng dụng thương mại. Hiện nay, hiệu suất của pin mặt trời thương mại đã đạt khoảng 22%.
PIN MẶT TRỜI TRONG CUỘC SỐNG
Với sự phát triển của xã hội hiện nay, nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cao. Nguồn năng lượng chuyển hóa từ tấm pin mặt trời là lựa chọn lớn của nhiều nơi. Pin mặt trời ngày càng trở nên phổ biến, giá cả phải chăng mở ra nhiều cơ hội mới để ứng dụng pin mặt trời trong đời sống.
Trong gia đình
- Hệ thống điện mặt trời áp mái: tạo ra điện năng phục vụ cho nhu cầu sử dụng điện của gia đình, giúp tiết kiệm chi phí tiền điện đáng kể.
- Pin mặt trời cho thiết bị điện tử: sạc pin các thiết bị điện tử như điện thoại, máy tính bảng, laptop,… giúp người dùng sử dụng các thiết bị này ở bất cứ đâu mà không cần lo lắng về nguồn điện.
- Pin mặt trời cho thiết bị chiếu sáng: cung cấp nguồn điện cho các thiết bị chiếu sáng như đèn đường, đèn sân vườn, đèn trang trí,…
Trong sản xuất
- Hệ thống điện mặt trời công nghiệp: được lắp đặt trên các tòa nhà, nhà máy, khu công nghiệp,… với công suất lớn, từ vài kWp đến vài MWp. Hệ thống điện mặt trời công nghiệp được sử dụng để cung cấp điện năng cho toàn bộ hệ thống thiết bị, phụ tải trong nhà xưởng, nhà máy thay thế cho điện lưới nhà nước, giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí tiền điện và tăng cường tính ổn định của nguồn điện.
Trong giao thông
- Phương tiện giao thông chạy bằng điện (Ô tô, tàu thuỷ, máy bay…): sử dụng pin mặt trời để tích trữ điện năng, giúp phương tiện di chuyển được quãng đường dài mà không cần sạc điện.
- Hệ thống chiếu sáng công cộng (đèn đường, đèn giao thông…) thường được sử dụng cho lối đi ngoài vườn, lối đi công viên, tuyến đường bộ…
- Trạm sạc cho xe điện: được thiết kế chuyên dụng để sử dụng năng lượng mặt trời sạc pin cho xe điện. Trạm sạc có thể kết nối với bộ sạc xe điện năng lượng mặt trời hoặc bộ sạc ô tô điện thông thường.
Trong các lĩnh vực khác
- Viễn thông: Pin mặt trời được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho các vệ tinh nhân tạo, trạm thu phát sóng,…
- Y tế: Pin mặt trời được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho các thiết bị y tế, giúp nâng cao chất lượng khám chữa bệnh.
- Nông nghiệp: Pin mặt trời được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho các thiết bị tưới tiêu, bón phân tự động,… giúp tăng năng suất cây trồng.
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), nhu cầu năng lượng mặt trời toàn cầu đã tăng trưởng mạnh mẽ trong những năm gần đây. Thị trường điện mặt trời hàng năm dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng, đạt gần 310 GW vào năm 2024, tăng hơn 7% so với năm 2023.