Pin năng lượng mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện ” Solar panel ” bao gồm nhiều tế bào quang điện ” solar cells ” là các phần tử bán dẫn có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là diode quang, thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời. Tế bào quang điện có khả năng hoạt động dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nhân tạo.
Chắc trong chúng ta ai cũng đã từng nghe hoặc sử dụng các tấm pin mặt trời để tạo ra nguồn điện độc lập. Tuy nhiên chi phí của các tấm pin mặt trời hiện nay đang khá cao khiến cho người sử dụng khá e ngại. vậy tại sao chúng ta không tự chế tạo pin mặt trời đơn giản ngay tại nhà nhỉ. Hãy cùng tìm hiểu với chúng tôi trong bài viết dưới đây nhé.
Vật tư và phụ kiện cần thiết để tự làm tấm pin năng lượng mặt trời
Các vật tư cần chuẩn bị gồm: Cells, dây hàn nhỏ, dây hàn to, bút hàn, EVA, kính
Hiện nay thông dụng nhất gồm 3 loại cells: 3×6, 5×5, 6×6. Các đơn vị ở đây là inch, nhưng các nhà sản xuất thường làm thêm viền nên kích thước thực tế sẽ lớn hơn. VD cells 3×6 quy đổi ra mm là 76,2mm x 152,4 mm nhưng họ thường làm kích thước là 80mm x 156mm, cells 6×6 kích thước là 156mm x 156mm. Vì vậy khi tự làm tấm Pin năng lượng mặt trời các bác cần lưu ý để cắt kính khỏi bị hụt.
Các thông số của cells cần chú ý gồm có: Công suất tối đa Pmax ở điều kiện tiêu chuẩn có nhiệt độ 25 độ C và ánh sáng 1000 Lumen, dòng ngắn mạch Isc, dòng tại điểm công suất lớn nhất Ipm, điện áp hở mạch và điện áp tại điểm công suất lớn nhất Vpm. Các bạn cần lưu ý các thông số đo dòng ngắn mạch và điện áp hở mạch nên chỉ để tham khảo vì đã chập mạch và hở mạch thì lấy đâu ra công suất, cái cần quan tâm là các thông số: công suất lớn nhất tại điều kiện tiêu chuẩn, dòng Ipm và điện áp Vpm.
Công suất tối đa của tấm PIN bằng tổng Pmax của các cells cộng lại. Hiện nay giá cells cũng khá rẻ so với trước đây, nhưng ngoài tiền bỏ ra mua cells thì các bạn còn phải mua các phụ kiện khác như: kính, dây hàn to & nhỏ, EVA … nên cũng cần cộng tổng các chi phí tất cả các vật tư và chia cho tổng công suất để xem mình phải chi phí mất bao nhiêu tiền/W để xem hiệu quả đầu tư.
Dựng khung cho tấm pin mặt trời
Đầu tiên chúng ta cần dựng tấm ốp lưng và khung nền cho tấm pin mặt trời. Kích thước của khung pin được xác định bởi số lượng của các tấm cell trong mỗi tấm pin. Vì vậy dựa vào số lượng tấm cell mà chúng ta muốn chế tạo để tạo nên viền khung có kích thước phù hợp nhất.
Đầu tiên chúng ta sử dụng kéo cắt các vật liệu theo kích thước mong muốn sau đó dùng kéo và ốc vít để gắn tấm bọc khung vào tấm ốp lưng. Lúc này chúng ta phủ đều tấm ốp lưng và khung nền bằng 3 lớp sơn chống tia cực tím. Để sơn khô hoàn toàn và đảm bảo được khung nền phải vừa khít với tấm ốp lưng.
Gắn các tấm cell
Tại bước này chúng ta lần lượt gắn các tấm cell lên khung pin mặt trời vừa lắp đặt xong. Bạn hãy cắt dây hàn với kích thước vừa đủ và tiến hành gắn lần lượt từng tấm cell. Đầu tiên bạn sử dụng bút hàn làm ướt đường kẻ ở mặt trước của tấm cell bằng dung dịch Flux. Sau đó lấy một đoạn dây hàn và sử dụng chất hàn miết nhẹ nhàng que hàn xuống dây hàn bằng chiếc hàn kim loại.
Gắn các tấm cell để tạo thành chuỗi
Tiếp đến bạn ấn phần dây hàn xuống trên cả đoạn vạch trên tâm cell và giữ cho chất hàn nóng chảy đều khắp vạch cho dây hàn bám chắc vào tấm cell.
Bước tiếp theo : Nối các tấm cell đã được hàn thành 1 chuỗi
Tại bước này chúng ta tiến hành sắp xếp và nối các tấm cell thành một chuỗi. Nếu tấm pin được sắp xếp theo cấu trúc 4 hàng dọc, 9 hàng ngang thì chúng ta chỉ cần dựng 9 cell thành 1 chuỗi.
Chúng ta cần hàn chặt dây dàn còn dư từ mặt trước của tấm cell 1 vào mặt sau của tấm cell 2. Cứ như thế chúng ta tạo thành một chuỗi cell tiếp theo
Bước tiếp theo : Đặt chuỗi cell vào khung nền pin mặt trời
Sau khi cố định xong chuỗi cell chúng ta dán các chuỗi cell này vào khung nên bằng hàn silicon. Tùy theo cách sắp xếp cấu trúc của tấm pin mà chúng ta đặt các tấm cell cho phù hợp. Tuy nhiên các dây hàn cực âm từ mặt trước của chuỗi cell 1 phải được kết nối với các dây cực dương từ phía cuối cùng của chuỗi cell 2 bằng dây hàn dày hơn.
Bước tiếp theo : Ráp khung nền vào ốp lưng và đặt tấm phủ cho pin mặt trời
Chúng ta lắp đặt cho tấm khung nền vừa vặn với tấm ốp lưng và bắt vít cố định khung nền vào ốp lưng. Đối với 2 cell cực âm và cực dương chúng ta nối hai dây hàn nhỏ rời trên mỗi tấm cell lại với nhau bằng dây đồng. Tuy nhiên bạn cần đảm bảo hai sợi dây này đủ dài để kéo tới các thiết bị thu nhận năng lượng bên ngoài.
Bạn cũng cần cài đặt 1 diot chặn vào các dây dẫn ở cực dương để ngăn chặn việc tự xả năng lượng vào ban đêm. Kiểm tra lại tấm pin một lần nữa để đảm bảo nó vẫn hoạt động tốt rồi sau đó lắp kính cường lực lên trên mặt của tấm pin và cố định bằng ốc vít.
Kiểm tra tình hình hoạt động của pin mặt trời
Bạn chuyển tấm pin vừa chế tạo xong ra khu vực có ánh nắng mặt trời. Nối cực dương của đồng hồ đa năng với cực dương của tấm pin, cực âm của đồng hồ với cực âm của tấm pin.
Đầu tiên bạn kiểm tra hiệu điện thế của dòng điện phát ra. Nếu như tấm pin của bạn có 4 hàng dọc và 9 hàng ngang là 36 tấm cell thì hiệu điện thế thu được là khoảng 18V. Sau đó kiểm tra cường độ dòng điện, đối với tấm pin này thì cường độ dòng điện khoảng 3,5A.
Trên đây là các bước chế tạo pin mặt trời đơn giản tại nhà mà chúng ta có thể dễ dàng làm được. Tuy nhiên bạn cần phải có những hiểu biết nhất định trước khi bắt tay làm nhé. Nếu không thì chúng tôi khuyên bạn hãy nên mua một tấm pin mặt trời về lắp đặt sẽ mang đến tỷ lệ chuyển đổi tốt hơn và có tuổi thọ sử dụng tuyệt vời hơn.
Tăng hiệu suất Pin
Chỉ cần đặt tấm kính lên trên cell mà chưa có bất kỳ loại keo nào thì hiệu suất bị giảm 15-20% so với để cells khi chưa đậy kính. Lý do là ánh sáng bị tổn hao do phản xạ khi đi qua các bề mặt: mặt trên kính, mặt dưới kính, bề mặt cell. Khi có thêm keo EVA nóng chảy thì sẽ không còn các bề mặt phản xạ nữa và môi trường gần như đồng chất đến tận cells nên phần tổn hao rất nhỏ (chỉ khoảng 2-4%). Vì vậy phải nói là EVA làm tăng công suất chứ không phải giảm công suất của tấm Pin.
Nếu khò keo EVA chưa kỹ thì phần tổn hao hơn nhưng công suất vẫn hơn nhiều so với không có EVA. Ngoài ra do chỉ khoảng 70 độ là EVA đã mềm và tbong ra, khoảng 130-140 độ thì chảy thành nước nên nếu khò không kỹ thì Pin phơi nắng mùa hè EVA cũng tự chảy và bong được.
Chống tác động của môi trường
Do keo bao bọc kín vào cells rồi nên ẩm, hơi nước không thể lọt vào gây hỏng cell. Ngoài ra EVA còn có tác dụng chống tia UV chiếu vào cells gây suy giảm công suất. Độ bền trên 20 năm: Keo EVA có độ xuyên sáng rất cao và không bị suy giảm theo thời gian. Ngoài ra keo còn là loại keo mềm đàn hồi như cao su nên không lo về vấn đề dãn nở. Độ bền của loại keo EVA dùng trong năng lượng mặt trời là hơn 20 năm và cũng chính nhờ EVA mà các tấm PIN NLMT có tuổi thọ rất dài thường trên 20 năm. Vì tấm PIN mặt trời luôn luôn đặt trên mái nhà có môi trường khắc nghiệt, nhiều bạn sử dụng loại keo khác thay thế hoặc không có keo chỉ một thời gian ngắn tấm PIN đã hỏng.
Ảnh hưởng của vật liệu kính đến pin
Mặt trên nên dùng kính cường lực 4mm để đề phòng mưa đá. Mặt dưới có thể dùng kính thường hoặc dán đề can. Ưu điểm của dùng 2 lớp kính là độ bền có khả năng cao hơn đề can, tuy nhiên kính lại giữ nhiệt nên sẽ làm giảm hiệu suất của Pin. Ngoài ra nếu làm 2 tấm kính thì khi mang vác rất nặng, nếu làm có lỗi gì rất khó cậy ra để sửa.
Lợi ích từ việc tự gia công chế tạo pin mặt trời
Tiết kiệm tiền điện
sự tiết kiệm tiền điện của pin năng lượng mặt trời tỉ lệ thuận với kích thước tấm pin và cách sử dụng điện hoặc nhiệt của bạn, tăng hiệu quả trong sinh hoạt.
Ứng dụng đa dạng
pin năng lượng mặt trời được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như: sản xuất điện ở các khu vực không có điện lưới, cung cấp năng lượng vệ tinh trong không gian hoặc tích hợp vào các vật liệu sử dụng cho các tòa nhà.
Chi phí bảo trì thấp và thân thiện với môi trường
Sử dụng pin năng lượng mặt trời, bạn không mất quá nhiều thời gian cũng như chi phí để được bảo trì. theo đó, trung bình từ 2 – 3 lần/năm, bạn cần làm sạch chúng để duy trì tuổi thọ. ngoài ra, vì không có bộ phận chuyển động nên sẽ không có hao mòn.