Pin năng lượng mặt trời có thể là một bổ sung quan trọng cho hệ thống năng lượng mặt trời của bạn.Nó giúp bạn lưu trữ lượng điện dư thừa mà bạn có thể sử dụng khi các tấm pin mặt trời của bạn không tạo ra đủ năng lượng và cung cấp cho bạn nhiều lựa chọn hơn về cách cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của mình.
Nếu bạn đang tìm kiếm câu trả lời cho “Pin năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?”, Bài viết này sẽ giải thích pin năng lượng mặt trời là gì, khoa học về pin năng lượng mặt trời, cách pin năng lượng mặt trời hoạt động với hệ thống năng lượng mặt trời và những lợi ích tổng thể của việc sử dụng năng lượng mặt trời lưu trữ pin.
Pin năng lượng mặt trời là gì?
Hãy bắt đầu với một câu trả lời đơn giản cho câu hỏi, “Pin năng lượng mặt trời là gì?”:
Pin năng lượng mặt trời là một thiết bị mà bạn có thể thêm vào hệ thống năng lượng mặt trời của mình để lưu trữ lượng điện dư thừa do các tấm pin mặt trời của bạn tạo ra.
Sau đó, bạn có thể sử dụng năng lượng dự trữ đó để cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của mình vào những thời điểm khi các tấm pin mặt trời của bạn không tạo ra đủ điện, bao gồm cả ban đêm, những ngày nhiều mây và khi mất điện.
Mục đích của pin năng lượng mặt trời là giúp bạn sử dụng nhiều hơn năng lượng mặt trời mà bạn đang tạo ra.Nếu bạn không có bộ lưu trữ pin, bất kỳ lượng điện dư thừa nào từ năng lượng mặt trời sẽ đi vào lưới điện, có nghĩa là bạn đang tạo ra điện và cung cấp cho người khác mà không tận dụng hết nguồn điện mà các tấm pin của bạn tạo ra trước.
Để biết thêm thông tin, hãy xemHướng dẫn về Pin năng lượng mặt trời: Lợi ích, Tính năng và Chi phí
Khoa học về pin năng lượng mặt trời
Pin Lithium-ion là dạng pin năng lượng mặt trời phổ biến nhất hiện nay trên thị trường.Đây là công nghệ tương tự được sử dụng cho điện thoại thông minh và các loại pin công nghệ cao khác.
Pin Lithium-ion hoạt động thông qua một phản ứng hóa học để lưu trữ năng lượng hóa học trước khi chuyển đổi nó thành năng lượng điện.Phản ứng xảy ra khi các ion liti giải phóng các điện tử tự do và các điện tử đó đi từ cực dương mang điện tích âm sang cực âm tích điện dương.
Sự chuyển động này được khuyến khích và tăng cường bởi chất điện phân muối lithium, một chất lỏng bên trong pin giúp cân bằng phản ứng bằng cách cung cấp các ion dương cần thiết.Dòng electron tự do này tạo ra dòng điện cần thiết để con người sử dụng điện.
Khi bạn hút điện từ pin, các ion lithium chảy ngược qua chất điện phân đến điện cực dương.Đồng thời, các electron di chuyển từ điện cực âm sang điện cực dương qua mạch bên ngoài, cung cấp năng lượng cho thiết bị đang cắm.
Pin lưu trữ năng lượng mặt trời tại nhà kết hợp nhiều tế bào pin ion với các thiết bị điện tử tinh vi giúp điều chỉnh hiệu suất và độ an toàn của toàn bộ hệ thống pin năng lượng mặt trời.Do đó, pin năng lượng mặt trời hoạt động như pin sạc sử dụng năng lượng của mặt trời làm đầu vào ban đầu để khởi động toàn bộ quá trình tạo ra dòng điện.
So sánh các công nghệ lưu trữ pin
Khi nói đến các loại pin năng lượng mặt trời, có hai lựa chọn phổ biến: lithium-ion và chì-axit.Các công ty sản xuất bảng điều khiển năng lượng mặt trời thích pin lithium-ion hơn vì chúng có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn, giữ năng lượng lâu hơn các loại pin khác và có Độ sâu xả cao hơn.
Còn được gọi là DoD, Depth of Discharge là phần trăm pin có thể được sử dụng, liên quan đến tổng dung lượng của nó.Ví dụ: nếu pin có DoD là 95%, nó có thể sử dụng an toàn đến 95% dung lượng của pin trước khi cần sạc lại.
Pin Lithium-Ion
Như đã đề cập trước đó, các nhà sản xuất pin thích công nghệ pin lithium-ion vì DoD cao hơn, tuổi thọ đáng tin cậy, khả năng chứa nhiều năng lượng hơn và kích thước nhỏ gọn hơn.Tuy nhiên, vì nhiều lợi ích này, pin lithium-ion cũng đắt hơn so với pin axit-chì.
Ắc quy
Ắc quy axit-chì (công nghệ tương tự như hầu hết các loại ắc quy ô tô) đã có từ nhiều năm trước và đã được sử dụng rộng rãi làm hệ thống lưu trữ năng lượng trong nhà cho các tùy chọn điện ngoài lưới.Mặc dù chúng vẫn được bán trên thị trường với mức giá phù hợp với túi tiền, nhưng tính phổ biến của chúng đang mờ dần do DoD thấp và tuổi thọ ngắn hơn.
Bộ nhớ ghép nối AC so với Bộ nhớ ghép nối DC
Khớp nối đề cập đến cách các tấm pin mặt trời của bạn được nối dây với hệ thống lưu trữ pin và các tùy chọn là khớp nối dòng điện một chiều (DC) hoặc khớp nối dòng điện xoay chiều (AC).Sự khác biệt chính giữa cả hai nằm ở con đường lấy điện mà các tấm pin mặt trời tạo ra.
Pin mặt trời tạo ra điện một chiều, và điện một chiều phải được chuyển đổi thành điện xoay chiều trước khi nó có thể được sử dụng trong nhà của bạn.Tuy nhiên, pin năng lượng mặt trời chỉ có thể lưu trữ điện một chiều, vì vậy có nhiều cách khác nhau để kết nối pin năng lượng mặt trời vào hệ thống điện mặt trời của bạn.
Bộ nhớ ghép nối DC
Với khớp nối DC, dòng điện một chiều được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời chạy qua bộ điều khiển sạc và sau đó trực tiếp vào pin năng lượng mặt trời.Không có sự thay đổi dòng điện trước khi lưu trữ và việc chuyển đổi từ DC sang AC chỉ xảy ra khi pin gửi điện đến nhà của bạn hoặc trở lại vào lưới điện.
Pin lưu trữ kết hợp DC hiệu quả hơn vì điện chỉ cần chuyển từ DC sang AC một lần.Tuy nhiên, lưu trữ kết hợp DC thường yêu cầu cài đặt phức tạp hơn, điều này có thể làm tăng chi phí ban đầu và kéo dài thời gian cài đặt tổng thể.
Bộ nhớ ghép nối AC
Với khớp nối AC, điện một chiều được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời của bạn sẽ đi qua một bộ biến tần trước tiên để chuyển đổi thành điện xoay chiều cho các thiết bị trong nhà bạn sử dụng hàng ngày.Dòng điện xoay chiều đó cũng có thể được gửi đến một bộ biến tần riêng biệt để chuyển đổi trở lại thành dòng điện một chiều để lưu trữ trong pin năng lượng mặt trời.Khi đến lúc sử dụng năng lượng dự trữ, dòng điện sẽ chảy ra khỏi pin và quay trở lại bộ biến tần để chuyển đổi trở lại thành điện xoay chiều cho ngôi nhà của bạn.
Với bộ lưu trữ kết hợp AC, điện được đảo ngược ba lần riêng biệt: một lần khi đi từ các tấm pin mặt trời của bạn vào nhà, một lần khác khi đi từ nhà vào bộ lưu trữ pin và lần thứ ba khi đi từ bộ lưu trữ pin trở lại nhà.Mỗi lần đảo ngược sẽ dẫn đến một số tổn thất hiệu quả, do đó, bộ lưu trữ kết hợp AC kém hiệu quả hơn một chút so với hệ thống kết hợp DC.
Không giống như bộ lưu trữ kết hợp DC chỉ lưu trữ năng lượng từ các tấm pin mặt trời, một trong những lợi thế lớn của bộ lưu trữ kết hợp AC là nó có thể lưu trữ năng lượng từ cả tấm pin mặt trời và lưới điện.Điều này có nghĩa là ngay cả khi các tấm pin mặt trời của bạn không tạo ra đủ điện để sạc đầy pin, bạn vẫn có thể nạp đầy điện vào pin từ lưới điện để cung cấp cho bạn nguồn điện dự phòng hoặc để tận dụng chênh lệch tỷ giá điện.
Việc nâng cấp hệ thống năng lượng mặt trời hiện tại của bạn với bộ lưu trữ pin kết hợp AC cũng dễ dàng hơn, vì nó chỉ có thể được thêm vào bên trên thiết kế hệ thống hiện có, thay vì cần phải tích hợp vào nó.Điều này làm cho bộ lưu trữ pin kết hợp AC trở thành một lựa chọn phổ biến hơn để trang bị thêm.
Cách thức hoạt động của pin năng lượng mặt trời với hệ thống năng lượng mặt trời
toàn bộ quá trình bắt đầu với các tấm pin mặt trời trên mái nhà tạo ra năng lượng.Dưới đây là phân tích từng bước về những gì xảy ra với hệ thống DC-ghép nối:
1. Ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm pin mặt trời và năng lượng được chuyển thành điện một chiều.
2. Điện đi vào pin và được lưu trữ dưới dạng điện một chiều.
3. Sau đó, điện một chiều rời khỏi pin và đi vào một bộ biến tần để chuyển thành điện xoay chiều mà gia đình có thể sử dụng.
Quá trình này hơi khác với một hệ thống nối AC.
1. Ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấm pin mặt trời và năng lượng được chuyển thành điện một chiều.
2. Điện đi vào máy biến tần để chuyển thành điện xoay chiều mà gia đình có thể sử dụng.
3. Điện dư sau đó sẽ chảy qua một biến tần khác để chuyển trở lại thành điện một chiều có thể được lưu trữ cho sau này.
4. Nếu ngôi nhà cần sử dụng năng lượng tích trữ trong pin, thì dòng điện đó lại phải chạy qua biến tần để trở thành điện xoay chiều.
Cách hoạt động của pin năng lượng mặt trời với biến tần lai
Nếu bạn có bộ biến tần lai, một thiết bị duy nhất có thể chuyển đổi điện một chiều thành điện xoay chiều và cũng có thể chuyển điện xoay chiều thành điện một chiều.Do đó, bạn không cần hai bộ biến tần trong hệ thống quang điện (PV) của mình: một bộ biến tần để chuyển đổi điện từ các tấm pin mặt trời (bộ biến tần năng lượng mặt trời) và bộ biến tần khác để chuyển đổi điện từ pin năng lượng mặt trời (bộ biến tần pin).
Còn được gọi là bộ biến tần dựa trên pin hoặc bộ biến tần kết hợp lưới điện, bộ biến tần hỗn hợp kết hợp bộ biến tần pin và bộ biến tần năng lượng mặt trời thành một thiết bị duy nhất.Nó giúp loại bỏ sự cần thiết phải có hai biến tần riêng biệt trong cùng một thiết lập bằng cách hoạt động như một bộ biến tần cho cả điện từ pin năng lượng mặt trời và điện từ các tấm pin mặt trời của bạn.
Biến tần lai đang ngày càng phổ biến vì chúng hoạt động có và không có pin lưu trữ.Bạn có thể cài đặt một biến tần lai vào hệ thống năng lượng mặt trời không dùng pin của mình trong quá trình cài đặt ban đầu, cung cấp cho bạn tùy chọn bổ sung bộ lưu trữ năng lượng mặt trời xuống dòng.
Lợi ích của việc lưu trữ pin năng lượng mặt trời
Thêm pin dự phòng cho các tấm pin mặt trời là một cách tuyệt vời để đảm bảo bạn tận dụng tối đa hệ thống năng lượng mặt trời của mình.Dưới đây là một số lợi ích chính của hệ thống lưu trữ pin năng lượng mặt trời tại nhà:
Cửa hàng phát điện dư thừa
Hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời của bạn thường có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn bạn cần, đặc biệt là vào những ngày nắng khi không có ai ở nhà.Nếu bạn không có bộ lưu trữ pin năng lượng mặt trời, năng lượng bổ sung sẽ được chuyển vào lưới điện.Nếu bạn tham gia vào mộtchương trình đo sáng net, bạn có thể kiếm được tín dụng cho việc phát thêm đó, nhưng nó thường không phải là tỷ lệ 1: 1 cho lượng điện bạn tạo ra.
Với bộ lưu trữ pin, lượng điện bổ sung sẽ sạc pin của bạn để sử dụng sau này, thay vì đi vào lưới điện.Bạn có thể sử dụng năng lượng dự trữ trong thời gian phát điện thấp hơn, điều này làm giảm sự phụ thuộc của bạn vào lưới điện.
Cung cấp cứu trợ khi mất điện
Vì pin của bạn có thể lưu trữ năng lượng dư thừa được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời của bạn, nhà của bạn sẽ có điện trong thời gian mất điện và những lúc khác khi lưới điện gặp sự cố.
Giảm lượng khí thải carbon của bạn
Với việc lưu trữ pin năng lượng mặt trời, bạn có thể phát triển xanh bằng cách tận dụng tối đa năng lượng sạch được sản xuất bởi hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời của bạn.Nếu năng lượng đó không được lưu trữ, bạn sẽ dựa vào lưới điện khi các tấm pin mặt trời của bạn không tạo ra đủ cho nhu cầu của bạn.Tuy nhiên, hầu hết điện lưới được sản xuất bằng nhiên liệu hóa thạch, vì vậy bạn có thể sẽ sử dụng năng lượng bẩn khi rút từ lưới điện.
Cung cấp điện ngay cả sau khi mặt trời lặn
Khi mặt trời lặn và các tấm pin mặt trời không tạo ra điện, lưới điện sẽ cung cấp năng lượng rất cần thiết nếu bạn không có bất kỳ bộ lưu trữ pin nào.Với pin năng lượng mặt trời, bạn sẽ sử dụng nhiều điện mặt trời hơn vào ban đêm, giúp bạn độc lập hơn về năng lượng và giúp bạn giữ hóa đơn tiền điện ở mức thấp.
Một giải pháp yên tĩnh cho nhu cầu điện dự phòng
Pin năng lượng mặt trời là một lựa chọn lưu trữ điện dự phòng 100% không ồn ào.Bạn được hưởng lợi từ năng lượng sạch miễn phí bảo trì và không phải đối mặt với tiếng ồn phát ra từ máy phát điện dự phòng chạy bằng khí đốt.
Bài học rút ra chính
Việc hiểu cách hoạt động của pin năng lượng mặt trời là rất quan trọng nếu bạn đang nghĩ đến việc bổ sung bộ lưu trữ năng lượng từ tấm pin mặt trời vào hệ thống năng lượng mặt trời của mình.Bởi vì nó hoạt động giống như một pin sạc lớn cho ngôi nhà của bạn, bạn có thể tận dụng mọi năng lượng mặt trời dư thừa mà các tấm pin mặt trời của bạn tạo ra, giúp bạn kiểm soát nhiều hơn thời gian và cách bạn sử dụng năng lượng mặt trời.
Pin Lithium-ion là loại pin năng lượng mặt trời phổ biến nhất và hoạt động thông qua phản ứng hóa học lưu trữ năng lượng, sau đó giải phóng nó thành năng lượng điện để sử dụng trong nhà của bạn.Cho dù bạn chọn hệ thống kết hợp DC, ghép AC hay kết hợp, bạn có thể tăng lợi tức đầu tư cho hệ thống điện mặt trời của mình mà không cần phụ thuộc vào lưới điện.
Thời gian đăng bài: 07-09-2022