Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng dồi dào nhất trên Trái đất. Nó có thể được nắm bắt và sử dụng theo nhiều cách, và như một nguồn năng lượng tái tạo, nó là một phần quan trọng trong tương lai năng lượng sạch của chúng ta.

Năng lượng mặt trời là gì? Bài học chính

• Năng lượng mặt trời đến từ mặt trời và có thể được thu thập bằng nhiều công nghệ khác nhau, chủ yếu là các tấm pin mặt trời
• “Hiệu ứng quang điện” là cơ chế mà các tấm pin mặt trời silicon khai thác năng lượng mặt trời và tạo ra điện
• Bạn muốn tận dụng năng lượng mặt trời cho mình? Tham gia EnergySage Marketplace để so sánh báo giá năng lượng mặt trời cho tài sản của bạn

Năng lượng mặt trời: nó là gì và hoạt động như thế nào?

Mặt trời không chỉ cung cấp ánh sáng cho hành tinh của chúng ta vào ban ngày - mỗi hạt ánh sáng mặt trời (gọi là photon) tới Trái đất đều chứa năng lượng cung cấp nhiên liệu cho hành tinh của chúng ta. Năng lượng mặt trời là nguồn cuối cùng chịu trách nhiệm cho tất cả các hệ thống thời tiết và nguồn năng lượng của chúng ta trên Trái đất và lượng bức xạ mặt trời chiếu tới bề mặt hành tinh mỗi giờ về mặt lý thuyết đủ để đáp ứng nhu cầu năng lượng toàn cầu của chúng ta trong gần cả năm.

Tất cả năng lượng này đến từ đâu? Mặt trời của chúng ta, giống như bất kỳ ngôi sao nào trong thiên hà, giống như một lò phản ứng hạt nhân khổng lồ. Sâu trong lõi Mặt trời, các phản ứng tổng hợp hạt nhân tạo ra lượng năng lượng khổng lồ tỏa ra từ bề mặt Mặt trời và vào không gian dưới dạng ánh sáng và nhiệt.

Năng lượng mặt trời có thể được khai thác và chuyển đổi thành năng lượng có thể sử dụng bằng cách sử dụng quang điện hoặc bộ thu nhiệt mặt trời. Mặc dù năng lượng mặt trời chỉ chiếm một lượng nhỏ trong tổng mức sử dụng năng lượng toàn cầu, nhưng chi phí lắp đặt các tấm pin mặt trời giảm đồng nghĩa với việc ngày càng nhiều người ở nhiều nơi có thể tận dụng năng lượng mặt trời. Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, có thể tái tạo và đóng vai trò quan trọng trong tương lai năng lượng toàn cầu.

Khai thác năng lượng mặt trời để tạo ra nguồn điện có thể sử dụng

Có nhiều cách để sử dụng năng lượng từ mặt trời. Hai cách chính để sử dụng năng lượng từ mặt trời là quang điện và thu nhiệt mặt trời. Quang điện phổ biến hơn nhiều đối với các dự án điện quy mô nhỏ (như lắp đặt tấm pin mặt trời dân dụng) và thu nhiệt mặt trời thường chỉ được sử dụng để sản xuất điện trên quy mô lớn trong lắp đặt năng lượng mặt trời tiện ích. Ngoài việc sản xuất điện, những biến đổi nhiệt độ thấp hơn của các dự án nhiệt mặt trời có thể được sử dụng để sưởi ấm và làm mát.

Năng lượng mặt trời là một trong những nguồn năng lượng phát triển nhanh nhất và rẻ nhất trên thế giới, và sẽ tiếp tục lan rộng nhanh chóng trong những năm tới. Với công nghệ bảng điều khiển năng lượng mặt trời được cải thiện mỗi năm, lợi ích kinh tế của năng lượng mặt trời được cải thiện, bổ sung thêm các lợi ích về môi trường khi chọn nguồn năng lượng sạch, tái tạo.

Năng lượng mặt trời quang điện

Một cách phổ biến để chủ sở hữu tài sản tận dụng năng lượng mặt trời là sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời quang điện (PV). Với hệ thống quang điện mặt trời, các tấm pin mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng có thể sử dụng ngay lập tức, được lưu trữ trong pin năng lượng mặt trời hoặc gửi lên lưới điện để ghi vào hóa đơn tiền điện của bạn.

Các tấm pin mặt trời chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng có thể sử dụng được thông qua một quá trình được gọi là hiệu ứng quang điện. Ánh sáng mặt trời chiếu vào vật liệu bán dẫn (thường là silicon) và đánh bật các electron ra, khiến chúng chuyển động và tạo ra dòng điện có thể thu được bằng hệ thống dây điện. Dòng điện này được gọi là dòng điện một chiều (DC) và phải được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC) bằng bộ biến tần năng lượng mặt trời. Việc chuyển đổi này là cần thiết vì lưới điện Hoa Kỳ hoạt động bằng nguồn điện xoay chiều, cũng như hầu hết các thiết bị điện gia dụng.

Năng lượng mặt trời có thể được thu giữ ở nhiều quy mô bằng cách sử dụng quang điện và lắp đặt các tấm pin mặt trời là một cách thông minh để tiết kiệm tiền điện đồng thời giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch không thể tái tạo. Các công ty lớn và các công ty điện lực cũng có thể hưởng lợi từ việc sản xuất năng lượng mặt trời quang điện bằng cách lắp đặt các mảng năng lượng mặt trời lớn có thể cung cấp năng lượng cho hoạt động của công ty hoặc cung cấp năng lượng cho lưới điện.

Nhiệt mặt trời

Cách thứ hai để sử dụng năng lượng mặt trời là thu nhiệt trực tiếp từ bức xạ mặt trời và sử dụng lượng nhiệt đó theo nhiều cách khác nhau. Năng lượng nhiệt mặt trời có phạm vi sử dụng rộng hơn hệ thống quang điện, nhưng sử dụng năng lượng nhiệt mặt trời để phát điện ở quy mô nhỏ không thực tế bằng sử dụng quang điện.

Có ba loại năng lượng nhiệt mặt trời phổ biến được sử dụng: nhiệt độ thấp, dùng để sưởi ấm và làm mát; nhiệt độ trung bình, dùng để đun nóng nước; và nhiệt độ cao, được sử dụng để phát điện.

Hệ thống năng lượng nhiệt mặt trời nhiệt độ thấp sử dụng hệ thống sưởi và làm mát không khí như một phương tiện kiểm soát khí hậu. Một ví dụ về kiểu sử dụng năng lượng mặt trời này là thiết kế tòa nhà năng lượng mặt trời thụ động. Trong các ngôi nhà được xây dựng để sử dụng năng lượng mặt trời thụ động, tia nắng mặt trời được phép chiếu vào không gian sống để sưởi ấm một khu vực và bị chặn lại khi khu vực đó cần được làm mát.

Hệ thống năng lượng nhiệt mặt trời nhiệt độ trung bình bao gồm hệ thống sưởi ấm nước nóng năng lượng mặt trời. Trong hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời, nhiệt từ mặt trời được thu giữ bởi các bộ thu trên sân thượng của bạn. Nhiệt lượng này sau đó được truyền sang nước chạy qua đường ống trong nhà bạn, do đó bạn không cần phải phụ thuộc vào các phương pháp làm nóng nước truyền thống, chẳng hạn như máy nước nóng chạy bằng dầu hoặc gas.

Hệ thống năng lượng nhiệt mặt trời nhiệt độ cao được sử dụng để tạo ra điện ở quy mô lớn hơn. Trong nhà máy nhiệt điện mặt trời, gương tập trung tia nắng vào các ống chứa chất lỏng có khả năng giữ nhiệt tốt. Chất lỏng được làm nóng này sau đó có thể được sử dụng để biến nước thành hơi nước, sau đó có thể làm quay tua-bin và tạo ra điện. Loại công nghệ này thường được gọi là năng lượng mặt trời tập trung.

Tận dụng năng lượng mặt trời trên tài sản của bạn

Cách tốt nhất để chủ sở hữu tài sản cá nhân tiết kiệm tiền bằng năng lượng mặt trời là lắp đặt hệ thống quang điện mặt trời tại nhà. Để tìm được hệ thống phù hợp với mức giá hợp lý, bạn nên mua sắm trên EnergySage Solar Marketplace. Sau khi đăng ký, bạn sẽ nhận được báo giá năng lượng mặt trời miễn phí từ các nhà lắp đặt năng lượng mặt trời đủ tiêu chuẩn, được kiểm tra trước ở gần bạn. Xem báo giá trong thiết lập táo của chúng tôi là một cách tuyệt vời để hiểu các ưu đãi và so sánh các số liệu chính như nhu cầu năng lượng được đáp ứng và chi phí mỗi watt.