Hệ thống pin mặt trời xoay theo hướng nắng – Hiệu suất cao hơn đến 30%

 

 

Để hạn chế những tác động của tình trạng biến đổi khí hậu, năng lượng tái tạo ngày càng được phát triển rộng rãi, ở cả các quốc gia phát triển và đang phát triển. Trong đó, sử dụng giàn pin mặt trời để chuyển hóa quang năng thành điện năng là một trong các cách thức thông dụng nhất hiện nay. Tuy nhiên, do giá thành các tấm pin mặt trời thường khá cao nên làm thế nào để nâng cao hiệu suất của chúng trở thành một vấn đề đặt ra với các nhà khoa học, các kỹ sư năng lượng.

Nếu lấy trái đất làm chuẩn, mặt trời quay quanh quỹ đạo trái đất, hướng của tia sáng mặt trời đối với mặt phẳng trái đất luôn thay đổi theo thời gian. Vào những ngày có nắng, mặt trời di chuyển một góc khoảng 180 độ so với một điểm cố định trên mặt đất. Trong khi đó, tấm pin năng lượng mặt trời đạt hiệu quả cao nhất khi phương của tia sáng mặt trời vuông góc với mặt phẳng của nó. Năng lượng hấp thụ giảm dần theo cosin của góc phương vị mặt trời. Do vậy, hệ thống tấm pin mặt trời đặt trên khung đỡ cố định sẽ thu được lượng quang năng ít hơn nhiều so với giàn pin có thể xoay để hứng trọn ánh nắng mặt trời.

Hệ thống pin mặt trời xoay theo hướng nắng (Solar Tracker) sẽ tự động điều hướng nhằm giữ cho tia bức xạ luôn chiếu vuông góc lên bề mặt tấm pin trong suốt thời gian chiếu sáng ban ngày, từ đó làm tăng hiệu suất của giàn pin. Hệ thống xoay tự động được chế tạo lần đầu tiên năm 1990 bởi F.M.Al Naima and N.A.Yaghobiam, vận hành hoàn toàn dựa vào truyền dẫn cơ khí. Từ đó đến nay, đã có thêm nhiều nghiên cứu về hệ thống xoay pin mặt trời tự động nhằm tăng hiệu quả vận hành.

Hiện nay, trên thế giới, có nhiều kiểu giàn tự xoay đang được ứng dụng. Tuy nhiên, nhìn chung, có thể xếp thành 2 kết cấu xoay phổ biến: kết cấu xoay một trục và kết cấu xoay hai trục. Kết cấu xoay một trục tuy có hiệu suất thấp hơn một chút so với kết cấu hai trục nhưng có ưu điểm là góc quay lớn, chế tạo đơn giản, dễ lắp ráp, vận hành và bảo dưỡng nên được ứng dụng phổ biến hơn. Theo các nghiên cứu và ứng dụng thực tế, hiệu suất của giàn xoay một trục có thể tăng đến 30% so với kiểu giàn cố định, mức năng lượng thu được cao hơn nhiều so với giàn cố định vào các thời điểm sáng và chiều.
 

Để tối ưu hiệu suất hệ thống, cũng chính là tối ưu lợi nhuận của nhà máy điện mặt trời, ngày càng nhiều chủ đầu tư lựa chọn lắp đặt hệ thống tự động xoay pin mặt trời theo hướng nắng thay vì hệ thống trên khung giàn cố định.

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, miễn phí và vô tận. Theo tính toán của các nhà khoa học, nếu thu được 10% năng lượng mặt trời trên toàn bộ bề mặt trái đất thì có thể cung cấp đến 20TW điện (20 triệu MW). Nếu thu toàn bộ năng lượng mặt trời trên trái đất trong 72 giờ thì sẽ tương đương nguồn năng lượng từ tất cả các mỏ than, dầu và khí thiên nhiên trên khắp thế giới. Hi vọng rằng, với sự miệt mài nghiên cứu của các nhà khoa học, trong tương lai các công nghệ điện mặt trời sẽ tiếp tục được cải tiến, giúp nâng cao hiệu suất vận hành, thúc đẩy ngành điện mặt trời phát triển bền vững, góp phần làm giảm tình trạng biến đổi khí hậu, bảo vệ môi trường.

Xem thêm: Phụ kiện lắp đặt tấm pin mặt trời , giá lắp điện năng lượng mặt trời, Ưu nhược điểm của năng lượng tái tạo?