Nếu bạn thắc mắc trạm năng lượng mặt trời là gì và cách thức hoạt động của các tấm pin năng lượng mặt trời như thế nào thì bài viết này sẽ giúp bạn hiểu cơ chế của chúng.
Các trạm năng lượng mặt trời đang ngày càng phổ biến và ưa chuộng hơn bởi sự tiện lợi và hiệu suất tốt của pin lithium sắt phosphate (LiFePO4) siêu an toàn. Các cải tiến về công nghệ cũng giúp giảm giá thành dễ tiếp cận và nếu bạn có thắc mắc rằng những trạm năng lượng mặt trời là gì? Cách thức hoạt động của những tâm pin năng lượng mặt trời như thế nào thì bài viết này sẽ giải đáp cho bạn.
Trạm năng lượng mặt trời là gì?
Trạm năng lượng mặt trời không giống như máy phát điện truyền thống, thay vì dùng các nhiên liệu để duy trì năng lượng và cung cấp điện cho các thiết bị thì các trạm năng lượng mặt trời đúng như tên gọi sẽ sử dụng nguồn năng lượng sạch này. Hệ thống này sẽ quản lý pin với các ổ cắm điện tiêu chuẩn, các ổ cắm USB và thậm chí cả ổ cắm DC để cung cấp năng lượng cho các thiết bị, dụng cụ, đèn hay bất kỳ vật dụng nào khác mà bạn thường sử dụng với máy phát điện để cấp nguồn.
Các trạm năng lượng mặt trời sẽ lưu trữ năng lượng được chuyển đổi từ các tấm pin năng lượng mặt trời, giúp tạo ra điện sạch và không thải carbon.
Cách thức hoạt động của tấm pin năng lượng mặt trời
Các máy phát điện năng lượng mặt trời sẽ sử dụng các tấm pin mặt trời để thu thập các photon có trong ánh nắng mặt trời. Các chất bán dẫn bên trong những tấm pin, thường là silicon, sẽ giải phóng các electron trong quá trình này và các electron sau đó chạy theo một hướng đến cuối tấm pin dưới dạng điện một chiều (DC).
Sau đó các dòng điện DC này đi từ các tâm pin đến trạm năng lượng dự phòng di động (Portable Power Station), bên trong trạm chứa một pin sẽ được sạc bằng năng lượng sạch này. Bên cạnh đó PPS sẽ có thêm một bộ biến tần tích hợp và các thành phần khác của Hệ thống cân bằng (Balance Of System), giúp chuyển đổi hiệu quả điện dòng điện DC trong pin thành điện xoay chiều (AC).
Sau quá trình nạp và chuyển đổi, các thiết bị của bạn sẽ sử dụng dòng điện AC từ PPS đã lưu trữ để hoạt động. Hoặc bạn có thể kết nối với hệ thống Smart Home Panel của EcoFlow để dễ dàng tích hợp vào hệ thống điện gia đình và sử dụng nguồn năng lượng sạch đó.
Các thành phần của máy phát điện năng lượng mặt trời
Khi chọn mua các máy phát điện năng lượng mặt trời cho gia đình, bạn cần nắm rõ một vài thành phần thiết yếu để tối ưu cho hệ thống và đảm bảo an toàn. Một máy phát điện năng lượng mặt trời sẽ cần có trạm năng lượng di động để lưu trữ và các tấm pin năng lượng mặt trời để chuyển hoá.
Pin
Đây là pin sẽ lưu trữ năng lượng DC mà các tấm pin năng lượng mặt trời của bạn sản xuất vào ban ngày khi trời nắng. Sau đó, bạn có thể sử dụng chúng vào ban đêm hoặc trong những trường hợp khẩn cấp.
Hiện nay có nhiều loại pin hoá học khác nhau với nhiều dung lượng khác nhau, vì vậy bạn sẽ dễ dàng tìm thấy loại phù hợp với nhu cầu của mình. Bạn sẽ cần tính toán mức sử dụng năng lượng của mình và gia đình để xác định dung lượng lưu trữ của máy phát điện cho nhà của bạn, tính toán thời gian hoạt động của mỗi thiết bị mỗi ngày. Sau đó, chọn dung lượng phù hợp. Nên chọn lớn hơn mức cần thiết hoặc chọn hệ thống có thể mở rộng là một ý tưởng hay trong trường hợp nhu cầu năng lượng của bạn tăng lên.
Ví dụ bạn có thể chọn dòng EcoFlow River 2 cho các nhu cầu từ ít đến nhiều, nhưng cũng có thể chọn dòng DELTA series với dung lượng lớn, công suất lớn hơn và khả năng mở rộng nếu nhu cầu ngày càng nhiều hơn nữa. Điểm cộng của các trạm năng lượng từ EcoFlow là đa dạng nhu cầu, kích thước tối ưu và linh hoạt cao di chuyển thoải mái; đặc biệt là sử dụng loại pin Lithium Iron Phosphate (LFP/LiFePO4) chất lượng cao và an toàn.
Bộ điều khiển sạc
Bộ điều khiển sạc là một thành phần cần thiết giúp điều chỉnh năng lượng khi nó di chuyển từ các tấm pin mặt trời của bạn đến trạm năng lượng lưu trữ. Nó ngăn chặn các xung điện có thể làm hỏng pin của bạn, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo tuổi thọ. Bộ điều khiển sạc luôn được đi kèm với bất kỳ trạm năng lượng di động chất lượng.
Bộ biến tần (Inverter)
Bộ biến tần là thành phần thiết yếu để chuyển đổi điện một chiều (DC) được lưu trữ trong trạm năng lượng của bạn thành điện xoay chiều (AC) để có thể sử dụng cho các thiết bị và công cụ trong gia đình, giống như bộ điều khiển sạc, khi chọn mua các trạm năng lượng di động chất lượng cũng đã có sẵn bộ biến tần này.
Sự khác biệt giữa máy phát điện xăng/dầu với máy phát điện năng lượng mặt trời
Sự khác biệt chính giữa máy phát điện năng lượng mặt trời và các máy phát điện sử dụng nhiên liệu chính là nguồn nhiên liệu cung cấp năng lượng giữa chúng. Các máy phát điện truyền thống sẽ sử dụng chất đốt là xăng hoặc dầu hay một số nhiên liệu khác để chạy động cơ tạo ra điện, chúng ồn ào và thải ra nhiều khói độc hại. Ngoài ra nguy cơ cháy nổ cao và không an toàn cũng rất đáng lo ngại, cần bảo trì thường xuyên.
Máy phát điện năng lượng mặt trời sử dụng năng lượng sạch, vô hạn từ mặt trời, được chuyển đổi thành điện thông qua các tấm pin mặt trời. Vì chúng không thải ra khói độc hại nên việc mang chúng vào trong nhà hay mang đi cắm trại đều rất thoải mái. Ngoài ra thì các trạm năng lượng mặt trời cũng có kích thước tối ưu và dễ di chuyển hơn, khi hoạt động cũng sẽ im lặng hơn và việc bảo dưỡng cũng rất dễ dàng, chỉ cần vệ sinh bụi từ các trạm hoặc bám trên bề mặt các tấm pin mặt trời.
Lợi ích của máy phát điện năng lượng mặt trời
Chi phí bảo dưỡng thấp
Vì chạy bằng năng lượng từ nên không gần như không có bộ phận chuyển động nào và từ đó sẽ ít cần phải bảo trì. Sử dụng pin LiFePO4 không yêu cầu bảo trì giống như các mẫu chì axit cũ, và tất cả các tấm pin mặt trời của bạn đôi khi chỉ cần rửa sạch bề mặt để loại bỏ bụi bẩn cho phép tiếp nhận ánh nắng mặt trời tốt hơn là xong.
Tính di động cao
Mặc dù các mô hình máy phát điện chạy xăng hoặc dầu cũng di động nhưng vì chứa khối động cơ nên kích thước sẽ rất lớn. Ngoài ra bạn sẽ cần dự phòng các nhiên liệu nên vì vậy sử dụng cho mục đích du lịch là rất khó.
Năng lượng sạch và an toàn
Không giống như xăng và dầu, các máy phát điện mặt trời không tạo ra khói độc hại. Điều này có nghĩa là ngoài việc sản xuất năng lượng không thải carbon và không gây ô nhiễm cho môi trường, chúng còn có thể được mang an toàn vào nhà hoặc đặt trong các không gian khác của bạn. Ngoài ra trong quá trình dùng vì không tạo ra nhiệt như các máy sử dụng nhiên liệu đốt nên cũng hoạt động tốt hơn trong các điều kiện thời tiết khắc nghiệt khác.
Năng lượng vô hạn
Với một trạm năng lượng mặt trời, bạn có thể cắm trại bên ngoài lưới điện trong một thời gian dài mà không cần phải đi đến các thành phố hoặc hộ dân để mua xăng/dầu.
Nhiều tùy chọn sạc lại
Điểm cộng của các trạm năng lượng di động là khả năng sạc lại vô cùng linh hoạt. Nếu gặp những ngày ít nắng thì bạn cũng có thể nạp lại năng lượng từ cổng AC, hoặc từ cổng sạc ô tô và cả USB-C.
Các loại pin cho trạm năng lượng mặt trời
Hiện nay có rất nhiều pin hoá học để sử dụng và trong đó có 4 loại pin chính với các ưu/nhược điểm như sau:
Pin axit chì (lead-acid)
Do chi phí ban đầu thấp, pin axit chì từ lâu đã là lựa chọn hàng đầu trong nhiều năm. Tuy nhiên, chúng thường có chu kỳ sạc rất kém chỉ đạt được khoảng 200 đến 500 lần sạc trước khi bắt đầu mất dung lượng. Với các mẫu chất lượng hơn thì có thể cho chu kỳ nhiều hơn nhưng đắt và đặc biệt là loại pin này cũng thải ra khói độc hại.
Các loại rẻ hơn với chất điện giải dạng lỏng thì sẽ dễ bị rò rỉ hoặc gặp phải biến động nhiệt độ mạnh, điều này sẽ ăn mòn bất cứ thứ gì nó chạm vào và rất nguy hiểm. Ngoài ra thao tác bảo trì cực kỳ nguy hiểm cũng là những hạn chế của dòng pin này.
Niken-cadmium (NiCad)
Pin niken-cadmium là một lựa chọn thay thế sớm cho pin axit chì và đã tồn tại song song với nhau. Loại pin này hoạt động tốt hơn axit chì trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt, yêu cầu ít bảo trì hơn nhiều. Trước khi các mô hình lithium được sản xuất, đây là những lựa chọn thay thế cao cấp với mật độ năng lượng gấp đôi axit chì. Nhưng một nhược điểm lớn là chất cadmium của chúng rất độc hại khi được khai thác từ môi trường. Nó cũng cực kỳ độc hại trong giai đoạn xử lý và cần các trung tâm tái chế chuyên nghiệp.
Lithium-ion (Li-ion)
Khi lithium-ion ra đời vào những năm 1990 và đã thay đổi tất cả. Chúng có mật độ năng lượng cao hơn nhiều so với axit chì hoặc NiCad, vì vậy bạn có thể trữ nhiều năng lượng hơn trong một kích thước nhỏ hơn. Tuổi thọ cũng cực kỳ ấn tượng với 2000-3000 chu kỳ sạc trước khi dung lượng bắt đầu giảm.
Vấn đề với lithium-ion cũ là chúng dễ phát hoả hoặc nổ nếu không xử lý kỹ hoặc sạc không đúng cách.
Lithium Iron Phosphate (LFP/LiFePO4)
Pin LiFePO4 đang nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn hiện nay bởi tính an toàn vượt trội so với tất cả các mô hình khác. Chúng không tạo ra khói độc hại, không chứa kim loại nặng như cadmium hoặc coban, và không dễ bị cháy nhưng vẫn cung cấp chu kỳ sạc tốt hơn với 3000 lần sạc trở lên trước khi mất dung lượng.
Vì mật độ năng lượng của chúng gần giống với lithium-ion nên cũng rất nhẹ, không cần phải hi sinh dung lượng để đổi lấy sự linh hoạt. Do các ưu điểm này mà LiFePO4 dần phổ biến hơn và giá thành của chúng cũng đã bắt đầu tốt hơn. Tuy nhiên điểm trừ của dòng pin này vẫn là mật độ năng lượng thấp hơn so với lithium-ion và giá thành cao hơn nên chúng ta vẫn chưa thể thay thế hoàn toàn được lithium-ion.
Lời kết
Hiện nay với sự phổ biến của các trạm năng lượng di động cùng với các tấm pin năng lượng mặt trời, giá thành của chúng đã dễ tiếp cận hơn. Đây là một khoản đầu tư để cung cấp năng lượng sạch để tối ưu chi phí và sự an toàn so với các trạm phát điện truyền thống. Các trạm năng lượng mặt trời cần ít bảo trì, rất di động, cực kỳ yên tĩnh và có nhiều tùy chọn sạc, cũng như dung lượng và khả năng nâng cấp sẽ đáp ứng tốt các nhu cầu sử dụng của bạn.
Nếu nhu cầu đơn giản chỉ là cắm trại dã ngoại, hoặc cần một lựa chọn dự phòng khi mất điện trong thời gian ngắn thì dòng EcoFlow River 2 sẽ là lựa chọn tốt. Hiện đang có chương trình khuyến mãi khi bạn mua River 2 Pro sẽ được tặng tấm pin năng lượng mặt trời 60W phù hợp với trải nghiệm thử trước khi bắt đầu đầu tư vào các tấm pin công suất lớn hơn.
Hoặc nếu bạn cần giải pháp dự phòng cho gia đình, cần một giải pháp giảm phụ thuộc vào lưới điện thì dòng Delta series sẽ phù hợp với bạn.
