Khi nhắc đến điện mặt trời, hầu hết mọi người đều cho rằng chỉ cần có nắng là có điện. Tuy nhiên, thực tế phức tạp hơn rất nhiều. Bức xạ mặt trời, albedo và nhiệt độ là ba yếu tố tự nhiên đóng vai trò quyết định đến hiệu suất pin mặt trời. Chúng không hề đơn giản như ánh sáng hay nhiệt nóng. Bài viết sau sẽ giúp bạn hiểu rõ cách những yếu tố này ảnh hưởng đến quá trình chuyển đổi năng lượng và tại sao việc nắm bắt chúng là chìa khóa để tối ưu hóa hệ thống điện mặt trời.
Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng chủ đạo mà tấm pin hấp thụ để tạo ra điện – nền tảng cốt lõi cho mọi hệ thống điện mặt trời. Tuy nhiên, bức xạ không chỉ đơn giản là ánh nắng trực tiếp từ mặt trời. Nó bao gồm ba thành phần liên quan chặt chẽ với nhau: bức xạ trực tiếp (ánh sáng đi thẳng từ mặt trời), bức xạ khuếch tán (ánh sáng bị tán xạ qua khí quyển) và bức xạ phản xạ (ánh sáng dội lại từ bề mặt đất hoặc các vật thể xung quanh).
Chính sự cộng hưởng của ba loại bức xạ này tạo nên tổng lượng năng lượng mà tấm pin có thể tiếp nhận và chuyển hóa. Từ đó, chúng quyết định hiệu suất toàn hệ thống.
Mức bức xạ mà tấm pin nhận được phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
Vị trí địa lý: Các vùng gần xích đạo nhận được lượng bức xạ cao hơn so với vùng ôn đới.
Góc nghiêng và hướng lắp đặt: Càng tối ưu, tấm pin càng hấp thụ được nhiều năng lượng trong ngày.
Để hệ thống điện mặt trời hoạt động hiệu quả, cần tính toán chính xác cường độ bức xạ trung bình tại khu vực lắp đặt. Nếu sai lệch, hiệu suất sẽ giảm đáng kể. Điều này sẽ dẫn đến lãng phí chi phí đầu tư.
Albedo là đại lượng đo lường khả năng phản xạ ánh sáng của bề mặt Trái Đất. Bề mặt có albedo cao như tuyết, cát trắng hoặc mái nhà sáng màu sẽ phản xạ lại một lượng đáng kể ánh sáng về phía bầu trời. Các tấm pin có thể được thu nhận như một nguồn bức xạ gián tiếp bổ sung nhờ có điều này.
Trong ngành năng lượng mặt trời, albedo đóng vai trò lớn đối với các hệ thống lắp đặt gần mặt đất hoặc bề mặt phản xạ mạnh. Trong đó chẳng hạn như:
Hệ thống pin gắn trên mái tôn sáng màu thường có hiệu suất nhỉnh hơn so với mái màu tối.
Trang trại điện mặt trời trên sa mạc tận dụng hiệu ứng albedo tự nhiên từ cát trắng, giúp tăng lượng bức xạ tiếp nhận lên đến 5–10%.
Các khu vực có tuyết rơi mùa đông cũng tạo ra albedo cao, nhưng yêu cầu thiết kế tấm pin nghiêng nhiều để tuyết không che phủ bề mặt.
Mặc dù không phải là yếu tố chính, albedo lại có vai trò cộng hưởng. Việc này làm gia tăng hiệu quả cho các tấm pin vốn đã được tối ưu hóa theo hướng bức xạ trực tiếp. Bỏ qua yếu tố này trong thiết kế là đánh mất một phần tiềm năng năng lượng tự nhiên.
Một trong những nghịch lý của pin mặt trời là: trời càng nắng gắt thì hiệu suất lại càng giảm. Nguyên nhân của việc này nằm ở nhiệt độ. Yếu tố này thường bị hiểu lầm là đồng hành tích cực với ánh sáng. Tấm pin hoạt động tốt nhất ở mức nhiệt tiêu chuẩn khoảng 25°C. Khi nhiệt độ tăng cao, hiệu suất chuyển đổi điện của các tế bào quang điện bắt đầu giảm. Cụ thể:
Với mỗi độ C tăng thêm, hiệu suất có thể giảm từ 0,3 đến 0,5% tùy loại pin.
Vào những ngày nắng nóng đỉnh điểm, nhiệt độ bề mặt tấm pin có thể lên đến 60–70°C – tương đương giảm 10–20% công suất.
Nhiệt độ còn làm tăng nguy cơ xuống cấp vật liệu, lão hóa nhanh lớp phủ và giảm tuổi thọ của hệ thống.
Giải pháp thường được áp dụng là thiết kế khung đỡ nâng cao, tạo khe thoáng phía dưới tấm pin để tản nhiệt tốt hơn. Ngoài ra, một số công nghệ pin như PERC, TOPCon hoặc pin hai mặt (bifacial) cũng có khả năng chống chịu nhiệt tốt hơn, giúp giảm tổn thất do nhiệt.
>> Xem thêm: Trang Trại Điện Mặt Trời – Xu Hướng Tất Yếu Cho Tương Lai Xanh Bền Vững
Trong hệ thống điện mặt trời, bức xạ mặt trời, nhiệt độ và albedo là ba yếu tố tự nhiên có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất tạo điện. Những điểm quan trọng hơn: chúng không tồn tại riêng rẽ. Mỗi dự án lắp đặt đều là một cuộc “cân bằng động” giữa các yếu tố này.
Trong một số điều kiện lý tưởng, ba yếu tố này phối hợp hài hòa để tạo ra sản lượng điện cao và ổn định.
Bức xạ mạnh + nhiệt độ mát + albedo cao là tổ hợp “vàng” cho điện mặt trời. Bức xạ dồi dào cung cấp năng lượng chính, nhiệt độ thấp giúp pin không bị suy giảm hiệu suất, còn albedo cao từ mái nhà hoặc bề mặt sáng màu bổ sung thêm bức xạ phản xạ.
Ví dụ, một vùng cao nguyên có khí hậu mát mẻ, bầu trời trong và nhiều mặt bằng sáng màu sẽ là môi trường lý tưởng cho điện mặt trời hoạt động hiệu quả quanh năm.
Tuy nhiên, không phải lúc nào các yếu tố này cũng bổ trợ cho nhau. Thực tế, chúng thường gây cản trở lẫn nhau nếu thiếu tính toán kỹ thuật.
Nếu bức xạ cao nhưng nhiệt độ quá nóng sẽ khiến hiệu suất chuyển đổi điện giảm đáng kể. Hiện tượng này thường xảy ra ở những vùng nhiệt đới nắng gắt, mái tôn nóng bức. Thông thường, tâm pin hoạt động ở mức nhiệt độ lý tưởng khoảng 25°C. Khi vượt quá mức nhiệt độ đó, pin mặt trời sẽ có nguy cơ lão hóa nhanh và hỏng hóc sớm.
Nếu albedo cao nhưng ánh nắng yếu, hiệu suất tấm pin không cải thiện được như mong muốn. Trường hợp điển hình như một mái nhà sáng màu vào mùa mưa hoặc ở vùng nhiều mây sẽ phản xạ nhiều ánh sáng, nhưng lại không có đủ bức xạ trực tiếp để tận dụng.
Chỉ khi hiểu rõ tác động lẫn nhau giữa các yếu tố, nhà đầu tư mới có thể đưa ra thiết kế phù hợp, từ đó chuyển sự tương tác từ giới hạn thành lợi thế cạnh tranh.
>> Xem thêm: Năng Lượng Mặt Trời Và Những Chính Sách Tiên Tiến Trên Thế Giới
Hiệu suất của tấm pin mặt trời không chỉ phụ thuộc vào ánh nắng mà còn chịu sự chi phối mạnh mẽ từ albedo và nhiệt độ môi trường. Ba yếu tố này, nếu được tính toán kỹ lưỡng, có thể làm nên sự khác biệt. Bạn sẽ nhìn thấy được điều đó khi so sánh giữa một hệ thống hoạt động bền bỉ, hiệu quả và một hệ thống không đạt được kỳ vọng đầu tư.
Trong hành trình khai thác năng lượng sạch, việc hiểu rõ các yếu tố tự nhiên tác động đến hiệu suất pin mặt trời là nền tảng không thể thiếu. Đây chính là bước đầu tiên để xây dựng một hệ thống điện mặt trời ổn định, hiệu quả và tiết kiệm lâu dài.
LASI sở hữu thiết bị công nghệ cao, giúp đo chính xác bức xạ, albedo, nhiệt độ và nhiều yếu tố môi trường khác. Liên hệ ngay hôm nay để tối ưu hiệu suất từ dữ liệu thực tế – giải pháp thông minh cho hệ thống điện mặt trời của bạn
CÔNG TY CỔ PHẦN VẬT TƯ KHOA HỌC KỸ THUẬT LASI
Bài viết liên quan
Ngành thủy sản hiện đang giữ vai trò trụ cột trong phát triển kinh tế nông nghiệp Việt Nam, đóng góp đáng kể vào GDP và xuất khẩu quốc gia. Tuy nhiên, sự tăng trưởng nhanh kéo theo nhiều vấn đề về môi trường, dịch bệnh và hiệu quả sản xuất. Trong bối cảnh đó, […]
Trong lĩnh vực giao thông hàng hải, quá trình tàu cập cầu được xem là một trong những thao tác kỹ thuật phức tạp và rủi ro nhất. Chỉ trong vài phút cuối cùng của hành trình, một sai lệch nhỏ về góc cập cầu, tốc độ hay khoảng cách cũng có thể dẫn đến […]
Trong lĩnh vực giao thông hàng hải, việc tàu cập cảng là một trong những giai đoạn quan trọng và tiềm ẩn nhiều rủi ro nhất. Chỉ cần một sai lệch nhỏ về khoảng cách tàu cập cảng, vận tốc hoặc góc tiếp cận có thể dẫn đến va chạm, gây thiệt hại lớn về […]
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, nhu cầu sử dụng năng lượng tăng nhanh trong khi nguồn nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí đốt) dần cạn kiệt, thế giới đang chuyển mình mạnh mẽ sang các nguồn năng lượng sạch – hướng đi vừa đảm bảo phát […]
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và giá vật tư ngày càng tăng. Người nuôi trồng thủy sản đang phải đối mặt với nhiều thách thức: chất lượng nước kém, dịch bệnh bùng phát, năng suất không ổn định, và chi phí sản xuất cao. Để giải quyết bài toán […]
Trong bối cảnh chuyển dịch năng lượng toàn cầu đang diễn ra mạnh mẽ, điện mặt trời đã trở thành một trong những nguồn năng lượng tái tạo được ưu tiên phát triển hàng đầu. Tuy nhiên, để khai thác tối đa tiềm năng của nguồn năng lượng sạch này, việc dự báo sản lượng […]
Trong thời đại chuyển đổi xanh và phát triển bền vững, dự án năng lượng đang trở thành từ khóa trọng tâm trong chiến lược phát triển của nhiều quốc gia và doanh nghiệp. Không chỉ đơn thuần là những công trình sản xuất điện, mỗi dự án năng lượng ngày nay còn thể hiện […]
Trong bối cảnh nguồn tài nguyên biển đang chịu áp lực nghiêm trọng từ khai thác quá mức và biến đổi khí hậu, chứng chỉ MSC (Marine Stewardship Council) trở thành một trong những tiêu chuẩn quốc tế quan trọng nhất nhằm thúc đẩy nghề khai thác thủy sản bền vững. Đây không chỉ là […]
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng và nhu cầu năng lượng toàn cầu không ngừng mở rộng, năng lượng gió đang nổi lên như một trong những trụ cột quan trọng của quá trình chuyển đổi năng lượng sạch. Trong đó, điện gió trên bờ (onshore wind power) được xem […]
Trong bối cảnh toàn cầu hóa và lưu lượng vận tải biển ngày càng gia tăng, nước dằn tàu (ballast water) đóng vai trò không thể thiếu trong việc đảm bảo ổn định, cân bằng và an toàn cho tàu biển trong suốt hành trình. Tuy nhiên, chính nguồn nước tưởng chừng “vô hại” này […]
Trong bối cảnh toàn cầu hóa và nhu cầu về thực phẩm an toàn, truy xuất nguồn gốc ngày càng cao, ngành nuôi trồng thủy sản đang đứng trước yêu cầu cấp thiết phải chuyển đổi theo hướng bền vững, có trách nhiệm và thân thiện với môi trường. Để đáp ứng những tiêu chuẩn […]
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng, kiểm soát chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản trở thành một trong những yếu tố then chốt quyết định sự thành công của mô hình nuôi. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng LASI tìm hiểu […]
