Pin mặt trời hoạt động ra sao trong các đợt nắng nóng?

Pin mặt trời hoạt động ra sao trong các đợt nắng nóng?

Những năm gần đây liên tục nằm trong nhóm nóng nhất từng được ghi nhận, phản ánh xu hướng nhiệt độ trung bình toàn cầu tiếp tục gia tăng.

Trong bối cảnh nhu cầu làm mát tăng cao, điện mặt trời được xem là giải pháp giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, nghịch lý là nhiệt độ quá cao lại khiến chính các tấm pin mặt trời hoạt động kém hiệu quả hơn.

Các tấm pin mặt trời tạo ra điện khi photon trong ánh sáng Mặt Trời kích thích các electron bên trong vật liệu bán dẫn, tạo thành dòng điện. Tuy nhiên, khi nhiệt độ của tế bào quang điện tăng lên, dao động của các nguyên tử trong vật liệu cũng mạnh hơn, làm giảm điện áp đầu ra và kéo theo hiệu suất chuyển đổi điện năng suy giảm.

Theo điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC), hiệu suất của tấm pin được đo ở nhiệt độ tế bào quang điện 25°C. Trên thực tế, với phần lớn các tấm pin silicon thương mại, hiệu suất thường giảm khoảng 0,3-0,5% cho mỗi 1°C nhiệt độ tế bào tăng vượt ngưỡng này.

Trong những đợt nắng nóng, nhiệt độ bề mặt tấm pin có thể vượt 60°C, thậm chí cao hơn, khiến sản lượng điện giảm khoảng 15-25%, tùy theo công nghệ chế tạo và hệ số nhiệt của từng loại pin. Nếu hệ thống không được thiết kế để tản nhiệt hiệu quả, mức suy giảm này có thể còn lớn hơn.

Giữ tấm pin mát hơn để duy trì hiệu suất

Mặc dù không thể kiểm soát nhiệt độ môi trường, người dùng vẫn có thể hạn chế tình trạng quá nhiệt bằng cách tối ưu thiết kế hệ thống điện mặt trời.

Khi lắp đặt trên mái nhà, các tấm pin không chỉ hấp thụ nhiệt từ ánh nắng mà còn chịu lượng nhiệt tỏa lên từ mái. Vì vậy, các chuyên gia khuyến nghị tạo một khoảng hở khoảng 10-20cm giữa mái và tấm pin để không khí lưu thông tự nhiên, giúp tản nhiệt hiệu quả hơn.

Bên cạnh đó, bộ biến tần (inverter) – thiết bị chuyển đổi dòng điện một chiều từ tấm pin thành dòng điện xoay chiều để sử dụng – cũng cần được lắp đặt ở nơi thông thoáng, tránh ánh nắng trực tiếp nhằm hạn chế hiện tượng quá nhiệt và duy trì hiệu suất vận hành của toàn hệ thống.

Trong tương lai, các nhà khoa học đang nghiên cứu những vật liệu và lớp phủ mới có khả năng tản nhiệt tốt hơn nhưng vẫn duy trì hiệu quả hấp thụ ánh sáng. Những công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp hệ thống điện mặt trời hoạt động ổn định hơn trong điều kiện nắng nóng ngày càng cực đoan do biến đổi khí hậu.

Tin Gốc: Dân Trí