Thiết kế hệ thống pın năng lượng mặt trời nối lưới cung cấp điện cho công ty may vinatex tư nghĩa

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRỊNH LAM

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
NỐI LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY MAY
VINATEX TƯ NGHĨA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng – Năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRỊNH LAM

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
NỐI LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY MAY
VINATEX TƯ NGHĨA

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số:
60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRỊNH TRUNG HIẾU

Đà Nẵng – Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn

TRỊNH LAM


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TÓM TẮT LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
Chương 1 ................................................................................................................... 4
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI THỐNG KÊ TIỀM NĂNG
BỨC XẠ MẶT TRỜI TẠI CÔNG TY MAY VINATEX TƯ NGHĨA ................ 4
1.1. Tổng quan về năng lượng mặt trời .............................................................. 4
1.1.1. Giới thiệu năng lượng mặt trời ................................................................ 4
1.1.2. Vai trò của năng lượng mặt trời .............................................................. 5
1.1.3. Bức xạ mặt trời ........................................................................................ 5
1.1.4. Tính toán năng lượng bức xạ mặt trời ..................................................... 8
1.2. Pin mặt trời – cấu tạo và nguyên lý ........................................................... 13

1.2.1. Cấu tạo pin mặt trời ............................................................................... 13
1.2.2. Nguyên lý hoạt động .............................................................................. 14
1.2.3. Đặc tính làm việc của pin mặt trời ........................................................ 17
1.2.4. Ứng dụng................................................................................................ 19
1.2.5. Cách ghép nối các tấm năng lượng mặt trời ......................................... 19
1.3. Mô hình biến đổi năng lượng mặt trời thành điện năng ......................... 22
1.3.1. Mô hình hệ thống NLMT cấp điện độc lập ............................................ 22
1.3.2. Mô hình hệ thống độc lập kết hợp giữa NLMT và các nguồn NL khác . 23
1.3.3. Mô hình hệ thống NLMT kết nối lưới .................................................... 24
1.4. Khảo sát, thống kê tiềm năng bức xạ tại khu vực Công ty May Vinatex
Tư Nghĩa ............................................................................................... 26
1.4.1. Giới thiệu về Công ty May Vinatex Tư Nghĩa ....................................... 26


1.4.2. Tiềm năng bức xạ mặt trời tại khu vực Công ty May Vinatex Tư
Nghĩa. .................................................................................................... 27
1.4.3. Nhu cầu xây dựng hệ thống pin năng lượng mặt trời cho Công ty May
Vinatex Tư Nghĩa .................................................................................. 28
1.5. Kết luận ........................................................................................................ 29
Chương 2 ................................................................................................................. 30
TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG
MẶT TRỜI NỐI LƯỚI CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY MAY VINATEX TƯ
NGHĨA ..................................................................................................................... 30
2.1. Mô hình hệ thống pin mặt trời kết hợp nối lưới, vị trí lắp đặt ............... 30
2.1.1. Lựa chọn mô hình hệ thống ................................................................... 30
2.1.2. Vị trí xây dựng hệ thống pin năng lượng mặt trời nối lưới ................... 31
2.2. Tính toán, thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời nối lưới cấp điện
cho Công ty May Vinatex Tư Nghĩa ........................................................ 31
2.2.1. Xác định phụ tải tại Công ty May Vinatex Tư Nghĩa............................. 31
2.2.2. Tính toán lựa chọn Pin năng lượng mặt trời ......................................... 34

2.2.3. Lựa chọn bộ biến đổi điện DC-AC (Inverter) ........................................ 39
2.3. Mô phỏng lắp tính toán lắp đặt bằng phần mềm PVSOL: ..................... 43
2.4. Đấu nối hệ thống.......................................................................................... 46
2.4.1. Một số lưu ý khi đấu nối....................................................................... 46
2.4.2. Giải pháp lắp đặt Pin mặt trời lên mái phân xưởng.............................. 47
2.5. Kết luận ........................................................................................................ 48
Chương 3 ................................................................................................................. 49
TÍNH HIỆU QUẢ KHI XÂY DỰNG HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CẤP
ĐIỆN NỐI LƯỚI CHO CÔNG TY MAY VINATEX TƯ NGHĨA .................. 49
3.1. Tổng mức đầu tư hệ thống pin năng lượng mặt trời cấp điện cho Công
ty May Vinatex Tư Nghĩa ......................................................................... 49
3.1.1. Chi phí xây dựng (CPXD) ..................................................................... 49
3.1.2. Chi phí mua thiết bị (CPTB) .................................................................. 50
3.1.3. Chi phí quản lý dự án (CPQLDA), tư vấn đầu tư xây dựng
(CPTVĐTXD) và chi phí khác (CPK) ................................................... 50


3.1.4. Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống (CPVHBD). ........................ 51
3.1.5. Các chi phí khấu hao hằng năm (CPKH) .............................................. 52
3.2. Phân tích tính hiệu quả khi xây dựng hệ thống pin năng lượng mặt trời
cho Công ty May Vinatex Tư Nghĩa ........................................................ 52
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 54
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................... 55
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 1


TÓM TẮT LUẬN VĂN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI
CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY MAY VINATEX TƯ NGHĨA
Học Viên: Trịnh Lam Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60520202 Khóa: K34 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt: Hiện nay, nguồn năng lượng tái tạo trong tự nhiên đang là hướng đi
mới trong ngành công nghiệp năng lượng. Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng
sạch, có đặc tính tái tạo và có trữ lượng khổng lồ. Nghiên cứu, thiết kế hệ thống pin
mặt trời nối lưới cung cấp điện cho Công ty May Vinatex Tư Nghĩa nhằm chủ động
trong việc thiết kế, cải tiến hệ thống điện của Công ty, nâng cao chất lượng điện năng,
đảm bảo nguồn điện của doanh nghiệp hoạt động liên tục, đồng thời tận dụng nguồn
năng lượng sẵn có, tiết kiệm chi phí, nâng cao hiệu quả hoạt động của doanh nghiệp,
giảm thiểu việc ô nhiễm môi trường. Luận văn này đã lựa chọn mô hình pin mặt trời
nối lưới không dự trữ, tính toán, thiết kế hệ thống pin năng lượng mặt trời nối lưới cấp
điện cho Công ty và được mô phỏng bằng phần mềm PVSOL.
Từ khóa: - Năng lượng mặt trời; Mô hình biến đổi năng lượng mặt trời thành
điện năng; Tiết kiệm năng lượng.
DESIGN SOLAR PV SYSTEM TO SUPPLY ELECTRICITY
FOR VINATEX TU NGHIA GARMENT CORPORATION
Abstract: At present, renewable energy sources in nature are a new trend in the
energy industry. Solar energy is a source of clean energy, renewable and has huge
reserves. Research and design of solar PV system to supply electricity for Vinatex Tu
Nghia Garment Company in order to take initiative in designing and improving the
electric system of the Company, improving the quality of electricity, ensuring
electricity supply. The company operates continuously, at the same time making use of
available energy sources, saving costs, improving the efficiency of enterprises,
minimizing environmental pollution. This thesis has selected a model of solar grid
connected with no reserve, calculating, designing the solar power system connected to
the power supply network for the company and simulated by PVSOL software.
Key words: - solar energy; Model transforms solar energy into electricity; Energy
saving.


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

NLTT

Năng lượng tái tạo

NLMT

NLMT

HT PMT

HT PMT

DC

Direct current: Dòng điện một chiều

AC

alternating current: Dòng điện xoay chiều


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

1.1

Phân bố bức xạ mặt trời các tháng trong năm tại Quảng Ngãi

28

1.2

Phân bố bức xạ mặt trời các tháng trong năm tại huyện Tư
Nghĩa

28

2.1

Thiết bị của phân xưởng sản xuất 1

32

2.2

Thiết bị của phân xưởng sản xuất 2

32

2.3

Thiết bị của nhà kho

33

2.4

Thiết bị khu hành chính, chiếu sáng công cộng

34

2.5

Bảng thông số vật lý Pin mặt trời IREX

36

2.6

Thông số kỹ thuật Pin mặt trời IREX

36

2.7

Thông số kỹ thuật của INVERTER Sunny Tripower
30000TL-US

40

2.8

Thông số kỹ thuật của sunny home manager 2.0

41

3.1

Chi phí gia công, lắp dựng dàn pin mặt trời (Dự tính)

50

3.2

Chi phí mua thiết bị hệ thông pin mặt trời

51

3.3
3.4

Chi phí quản lý dự án, tư vấn đầu tư xây dựng và chi phí khác
khi xây dựng hệ thống pin mặt trời
Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống hệ thống pin mặt
trời, thiết bị

51
52


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình

Tên hình

Trang

1.1

Dải bức xạ điện từ

5

1.2

Góc nhìn mặt trời

6

1.3

Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời qua lớp khí
quyển của Trái đất

7

1.4

Vị trí của Trái đất và mặt trời thay đổi trong năm

7

1.5

Quan hệ các góc hình học của tia bức xạ mặt trời trên mặt
phẳng nghiêng

9

1.6

Sơ đồ phân bố các thành phần bức xạ khuyếch tán

11

1.7

Các thành phần bức xạ lên bề mặt nghiêng

12

1.8

Bức xạ trực xạ trên bề mặt nằm ngang và nghiêng

13

1.9

Cấu tạo của pin mặt trời

13

1.10

Tế bào PMT cơ bản

14

1.11

Các loại cấu trúc pin mặt trời

14

1.12

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

15

1.13

Hệ thống 2 mức năng lượng (E1
15

1.14

Các vùng năng lượng

15

1.15

Hiện tượng quang điện trên lớp bán dẫn

16

1.16

Đường đặc tính làm việc U & I của pin mặt trời

17

1.17

Sơ đồ tương đương của pin mặt trời

17

1.18
1.19
1.20

Sự phụ thuộc của đặc trưng VA của pin mặt trời vào cường
độ bức xạ Mặt trời
Sự phụ thuộc của đường đặc tính của pin mặt trời vào nhiệt
độ của pin
Đường đặc tính tải và đặc tính của pin mặt trời

18
18

19


Số hiệu
hình
1.21
1.22
1.23

Tên hình
Ghép nối tiếp hai tấm pin mặt trời (a) và đường đặc trưng VA
của các tấm pin và của cả hệ (b)
Ghép song song hai tấm pin mặt trời (a) và đường đặc trưng
VA của các tấm pin và của cả hệ (b)
Điốt nối song song với tấm pin để bảo vệ môđun & dàn pin
mặt trời

Trang
20
21
22

1.24

Sơ đồ điển hình của hệ thống NLMT độc lập

22

1.25

Mô hình hệ thống độc lập kết hợp giữa NLMT- Diesel

23

1.26

Mô hình hệ thống độc lập kết hợp giữa NLMT- gió- Diesel

23

1.27

Sơ đồ điển hình hệ thống NLMT kết nối lưới không dự trữ

24

1.28

Sơ đồ minh họa hệ thống NLMT kết nối lưới có dự trữ

25

1.29

Trụ sở Công ty May Vinatex Tư Nghĩa

26

2.1
2.2

Sơ đồ điển hình hệ thống Pin mặt trời kết hợp nối lưới không
dự trữ
Hình ảnh mái Nhà xưởng sản xuất Công ty May Vinatex Tư
Nghĩa

30
31

2.3

Pin mặt trời IREX

36

2.4

Đường đặc tính I – V

37

2.5

Sunny Tripower 30000TL-US

40

2.6

Sơ đồ đặc tính của Inverter Sunny Tripower 30000TL-US

41

2.7

Sunny home manager 2.0

41

2.8

Sơ đồ nguyên lý hệ thống

42


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cuộc sống hiện đại phát triển, nhu cầu sử dụng năng lượng của con người tăng
nhanh một cách chóng mặt, tất cả các vấn đề trong cuộc sống hiện nay đều cần tới
năng lượng, đặc biệt là tại các quốc gia phát triển và đang phát triển. Việt Nam là một
quốc gia đang phát triển, nhu cầu sử dụng năng lượng hóa thạch của nước ta ngày một
lớn, việc sử dụng nguồn năng lượng này đang mang lại những hệ lụy khôn lường cho
môi trường và tài nguyên thiên nhiên nước ta. Một giải pháp khoa học mới được sử
dụng thay thế nguồn năng lượng hóa thạch cũ đó là điện năng lượng mặt trời.
Năng lượng mặt trời được phát ra từ mặt trời là nguồn năng lượng sạch, có đặc
tính “tái tạo” và có trữ lượng khổng lồ. Nó còn là nguồn gốc của các nguồn năng
lượng sạch và tái tạo khác như: năng lượng gió, năng lượng sinh khối, thuỷ năng và

năng lượng đại dương. Việc sử dụng năng lượng mặt trời giúp tiết kiệm năng lượng,
giảm thiểu ô nhiễm môi trường, mang lại hiệu quả kinh tế lâu dài.
Việt Nam là một trong những nước có nguồn năng lượng mặt trời rất dồi dào, với
số giờ nắng trung bình 2.200 giờ/năm và cường độ bức xạ cao nhất có thể đến
5,7kWh/m2/ngày. Thế nhưng các nguồn sản xuất điện ở nước ta hiện nay chủ yếu là từ
nhiệt điện và thủy điện. Nhiều chuyên gia nhận định, nhu cầu điện năng s thiếu hụt
trầm trọng với mức tăng tiêu thụ từ 15 – 20 m i năm.
Ngày 11/4/2017 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 11/2017/QĐTTg Về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam áp dụng
cho các tổ chức, cá nhân tham gia phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam.
Tại Công ty May Vinatex Tư Nghĩa, nhu cầu sử dụng điện năng rất lớn. Đặc biệt,
khu Nhà xưởng là nơi sản xuất ra sản phẩm may mặc cho khách hàng theo tiến độ hợp
đồng đã ký kết. Do đó yêu cầu bắt buộc ổn định lưới điện để đảm bảo sản xuất ổn định
là điều rất quan trọng. Những năm gần đây thời gian hạn hán kéo dài gây ảnh hưởng
đến hoạt động của các nhà máy thủy điện, do nhu cầu tiêu thụ điện tăng trong khi sản
lượng điện tại các nhà máy thủy điện giảm dẫn đến tình trạng cắt điện luân phiên
thường xảy ra, những giờ cao điểm cũng như những l c sửa chữa đường dây hay Công
ty Điện lực tạm ngừng cung cấp điện đã làm ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất kinh
doanh của Công ty. Bên cạnh đó, vị trí Công ty đặt tại huyện Tư Nghĩa, tỉnh Quảng
Ngãi, nơi có số giờ nắng và cường độ bức xạ mặt trời trung bình cao, khoảng 156,3
kWh/m2/tháng, là nơi có tiềm năng rất lớn về năng lượng mặt trời.
Đứng trước những thuận lợi về tiềm năng bức xạ mặt trời tại khu vực của Công
ty và yêu cầu cấp thiết ổn định lưới điện để phục vụ sản xuất, việc lựa chọn đề tài
“Thiết kế hệ thống pin mặt trời nối lưới cung cấp điện cho Công ty May Vinatex Tư
Nghĩa” là rất cần thiết, ứng dụng thực tế trong điều kiện hiện nay không chỉ riêng cho
Công ty May Vinatex Tư Nghĩa mà còn có thể ứng dụng cho các doanh nghiệp trên địa


2
bàn tỉnh. Đề tài sau khi thực hiện s giúp chủ động trong việc thiết kế, cải tiến hệ
thống điện của Công ty nhằm nâng cao chất lượng điện năng, đảm bảo nguồn điện của

doanh nghiệp hoạt động liên tục, đáp ứng nhu cầu của khách hàng trong việc sản xuất
gia công sản phẩm đ ng tiến độ, đồng thời tận dụng nguồn năng lượng sẵn có, tiết
kiệm chi phí, nâng cao hiệu quả hoạt động của doanh nghiệp, giảm lượng khí thải gây
hiệu ứng nhà kính ảnh hưởng đến tình hình biến đổi khí hậu hiện nay, giảm thiểu việc
ô nhiễm môi trường.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Tính toán “Thiết kế hệ thống pin mặt trời nối lưới cung cấp điện cho Công ty
May Vinatex Tư Nghĩa”.
Đây là đề tài nghiên cứu ứng dụng, địa chỉ ứng dụng được xác định rõ. Những
kết quả nghiên cứu và ứng dụng của đề tài s được thực hiện trên thực tế. Giải pháp
này khi đưa vào vận hành s đạt được các chỉ tiêu:
- Đảm bảo lưới điện của Công ty hoạt động xuyên suốt, luôn sẵn sàng có nguồn
thay thế khi mất điện;
- Nâng cao hiệu quả hoạt động của doanh nghiệp;
- Tăng hiệu suất thiết bị tiêu thụ điện;
- Chi phí s thấp hơn so với sử dụng máy phát;
- Lợi nhuận kinh tế s tăng cao.
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
3.1 Đối tượng nghiên cứu
Tính toán thiết kế hệ thống pin mặt trời nối lưới cung cấp điện cho Công ty
May Vinatex Tư Nghĩa.
3.2 Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu được giới hạn trong phạm vi Công ty May Vinatex Tư Nghĩa,
địa chỉ: Lô A8 Cụm CN La Hà, thị trấn La Hà, huyện Tư Nghĩa, tỉnh Quảng Ngãi.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Khảo sát điều kiện thực tế, phân tích các
yếu tố liên quan của khu triển khai ứng dụng. Xem x t lại toàn bộ cơ sở lý thuyết về
pin mặt trời để thành lập hệ thống pin năng lượng mặt trời từ đó đưa vào ứng dụng.
- Phương pháp nghiên cứu tính toán thiết kế: Tính toán thiết kế trên cơ sở
chung.

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Khảo sát thực nghiệm trên hệ thống
điện của Công ty May Vinatex Tư Nghĩa.
- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo các ý kiến khoa học từ thực tiễn của các
chuyên gia để nghe phân tích và nhận định.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
Từ thực tiễn nhu cầu tiêu thụ năng lượng của con người ngày một tăng dần
trong bối cảnh nguồn năng lượng truyền thống gây ô nhiễm môi trường và càng lúc


3
càng cạn kiệt theo thời gian. Vì thế, chúng ta cần phải đi tìm và khai thác các nguồn
năng lượng mới - nguồn năng lượng tái tạo thân thiện với môi trường và một trong số
đó chính là nguồn năng lượng mặt trời rất dồi dào tại miền trung Quảng Ngãi.
Nội dung luận văn muốn nghiên cứu xây dựng một hệ thống pin mặt trời nối
lưới nhằm khai thác thế mạnh về tiềm năng mặt trời để đảm bảo cung cấp điện liên tục
không gián đoạn cho Công ty TNHH May Vinatex Tư Nghĩa, đồng thời có thể triển
khai nhân rộng cho các doanh nghiệp sử dụng điện năng trên địa bàn tỉnh.
6. Cấu trúc luận văn:
Luận văn gồm:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về năng lượng mặt trời; thống kê tiềm năng bức xạ mặt
trời tại Công ty May Vinatex Tư Nghĩa
Chương 2: Tính toán – thiết kế, mô phỏng hệ thống pin năng lượng mặt trời nối
lưới cung cấp điện cho Công ty May Vinatex Tư Nghĩa
Chương 3: Tính toán hiệu quả kinh tế của hệ thống pin năng lượng mặt trời nối
lưới cung cấp điện cho Công ty May Vinatex Tư Nghĩa
Kết luận, kiến nghị


4

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI THỐNG KÊ TIỀM
NĂNG BỨC XẠ MẶT TRỜI TẠI CÔNG TY MAY VINATEX TƯ NGHĨA
1.1. Tổng quan về năng lượng mặt trời
1.1.1. Giới thiệu năng lượng mặt trời
Mặt Trời là một khối cầu có đường kính khoảng 1,4 triệu km với thành phần gồm
các khí có nhiệt độ rất cao. Nhiệt độ bên trong Mặt Trời đạt đến gần 15 triệu độ, với áp
suất gấp 70 tỷ lần áp suất khí quyển của Trái Đất. Đây là điều kiện lý tưởng cho các
phản ứng phân hạch của các nguyên tử hydro. Bức xạ gamma từ các phản ứng phân
hạch này, trong qua trình được truyền từ tâm Mặt Trời ra ngoài, tương tác vơi các
nguyên tố khác bên trong Mặt Trời và chuyển thành bức xạ có mức năng lượng thấp
hơn, chủ yếu là ánh sáng và phần nhiệt của phổ năng lượng. Bức xạ điện từ này, với
phổ năng lượng trải dài từ cực tím đến hồng ngoại, phát ra không gian ở mọi hướng
khác nhau. Quá trình bức xạ của Mặt Trời diễn ra từ 5 tỷ năm nay, và s còn tiếp tục
trong vài tỷ năm nữa.
Năng lượng mặt trời là năng lượng được được con người khai thác từ bức xạ ánh
sáng và nhiệt Mặt trời; là một trong các nguồn năng lượng tái tạo quan trọng nhất mà
thiên nhiên ban tặng cho hành tinh ch ng ta. Đồng thời nó cũng là nguồn gốc các
nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng gió, năng lượng sinh khối, năng lượng
thủy triều… Năng lượng mặt trời có thể nói là vô tận. Để khai thác, sử dụng nguồn
năng lượng này cần phải biết các đặc trưng và tính chất cơ bản của nó, đặc biệt khi tới
bề mặt quả đất.
Về mặt vật chất thì mặt trời chứa đến 78,4% khí Hydro(H2), Heli (He) chiếm
19,8 % các nguyên tố kim loại và các nguyên tố khác chiếm 1,8%.
Năng lượng do mặt trời bức xạ ra vũ trụ là một lượng khổng lồ, m i giây nó phát
ra 3,865.1026 J, tương đương với năng lượng đốt cháy hết 1,321.016 tấn than đá tiêu
chuẩn. Nhưng bề mặt quả đất chỉ nhận được một năng lượng rất nhỏ và bằng
17,57.1016 J.
Năng lượng khổng lồ từ mặt trời được xác định là sản phẩm của các phản ứng

nhiệt hạt nhân. Nhiệt độ mặt ngoài của mặt trời khoảng 60000K, còn ở bên trong mặt
trời nhiệt độ có thể lên đến hàng triệu độ. Áp suất bên trong mặt trời cao hơn 340.1018
Mpa. Do nhiệt độ và áp suất bên trong mặt trời cao như vậy nên vật chất đã nhanh
chóng bị ion hóa và chuyển động với năng lượng rất lớn. Chúng va chạm vào nhau và
gây ra hàng loạt các phản ứng hạt nhân. Nguồn năng lượng của mặt trời chủ yếu do hai
loại phản ứng hạt nhân gây ra. Đó là các phản ứng tuần hoàn giữa các hạt nhân cacbon,
Nito và phản ứng hạt nhân Proton- Proton.
Khối lượng mặt trời xấp xỉ 21.027 tấn. Như vậy để mặt trời chuyển hóa hết khối
lượng của nó thành năng lượng cần một khoảng thời gian là 15.1013 năm. Từ đó có
thể thấy rằng nguồn năng lượng mặt trời là khổng lồ và lâu dài.


5
1.1.2. Vai trò của năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời có tiềm năng thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch và
năng lượng nguyên tử. Trên lý thuyết, chỉ với một hiệu suất chuyển đổi là 10% và trên
một diện tích 700x700 km ở sa mạc Sahara thì đã có thể đáp ứng được nhu cầu năng
lượng trên toàn thế giới bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời.
Việc sử dụng năng lượng tái tạo đặc biệt là năng lượng mặt trời s mang lại nhiều
lợi ích về sinh thái cũng như là lợi ích gián tiếp cho kinh tế. So với các nguồn năng
lượng khác, năng lượng tái tạo có nhiều ưu điểm hơn vì tránh được các hậu quả có hại
đến môi trường.
1.1.3. Bức xạ mặt trời
Trong toàn bộ bức xạ của mặt trời, bức xạ liên quan trực tiếp đến các phản ứng
hạt nhân xảy ra trong nhân mặt trời không quá 3%. Bức xạ γ ban đầu khi đi qua 5.105
km chiều dày của lớp vật chất mặt trời bị biến đổi rất mạnh. Tất cả các dạng của bức
xạ điện từ đều có bản chất sóng và chúng khác nhau ở bước sóng.
Độ dài bước sóng (  m)

Hình 1.1- Dải bức xạ điện từ

Bức xạ γ là sóng ngắn nhất trong các sóng đó, từ tâm Mặt trời đi ra do sự va
chạm hoặc tán xạ mà năng lượng của chúng giảm đi và bây giờ chúng ứng với bức xạ
có bước sóng dài. Như vậy bức xạ chuyển thành bức xạ Rơnghen có bước sóng dài
hơn. Gần đến bề mặt mặt trời nơi có nhiệt độ đủ thấp để có thể tồn tại vật chất trong
trạng thái nguyên tử và các cơ chế khác bắt đầu xảy ra.
Đặc trưng của bức xạ mặt trời truyền trong không gian bên ngoài Mặt trời là một
phổ rộng trong đó cực đại của cường độ bức xạ nằm trong dải (10-1 ÷ 10) μm và hầu
như một nửa tổng năng lượng mặt trời tập trung trong khoảng bước sóng (0,38 ÷ 0,78)
μm đó là vùng nhìn thấy của phổ.
Chùm tia truyền thẳng từ Mặt trời gọi là bức xạ trực xạ. Tổng hợp các tia trực xạ
và tán xạ gọi là tổng xạ. Mật độ dòng bức xạ trực xạ ở ngoài lớp khí quyển, tính đối
với 1m2 bề mặt đặt vuông góc với tia bức xạ, được tính theo công thức:
4

 T 
2
q=φD-T .C0 . 
  W/m 
 100 
Trong đó:

(1.1)


6

+ φ D-T : hệ số góc bức xạ giữa Trái đất và Mặt trời

β2
φ D-T =

4
(1.2)

β - góc nhìn mặt trời và β ≈ 32’
+ C0 = 5,67 W/m2.K4: hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối.
+ T ≈ 5762 0K - nhiệt độ bề mặt Mặt trời

Hình 1.2. Góc nhìn mặt trời
2

 2.3,14.32 
4


360.60 
 5762 

2
q=
.5,76. 
 =1353  W/m 
4
 100 
Do khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời thay đổi theo mùa trong năm nên β
cũng thay đổi, do đó q cũng thay đổi nhưng độ thay đổi này không lớn lắm nên có thể
xem q là không đổi và được gọi là hằng số mặt trời.
Khi truyền qua lớp khí quyển bao bọc quanh Trái đất, các chùm tia bức xạ bị hấp
thụ và tán xạ bởi tầng ôzôn, hơi nước và bụi trong khí quyển, chỉ một phần năng lượng
được truyền trực tiếp tới Trái đất. Đầu tiên ôxy phân tử bình thường O2 phân ly thành
ôxy nguyên tử O, để phá vỡ liên kết phân tử đó, cần phải có các photon bước sóng

ngắn hơn 0,18μm, do đó các photon (xem bức xạ như các hạt rời rạc - photon) có năng
lượng như vậy bị hấp thụ hoàn toàn. Chỉ một phần các nguyên tử ôxy kết hợp thành
các phân tử, còn đại đa số các nguyên tử tương tác với các phân tử ôxy khác để tạo
thành phân tử ôzôn O3, ôzôn cũng hấp thụ bức xạ tử ngoại nhưng với mức độ thấp hơn
so với ôxy, dưới tác dụng của các photon với bước sóng ngắn hơn 0,32μm, sự phân
tách O3 thành O2 và O xảy ra. Như vậy hầu như toàn bộ năng lượng của bức xạ tử
ngoại được sử dụng để duy trì quá trình phân ly và hợp nhất của O, O2 và O3 , đó là
một quá trình ổn định. Do quá trình này, khi đi qua khí quyển, bức xạ tử ngoại biến đổi
thành bức xạ với năng lượng nhỏ hơn.
Các bức xạ với bước sóng ứng với các vùng nhìn thấy và vùng hồng ngoại của
phổ tương tác với các phân tử khí và các hạt bụi của không khí nhưng không phá vỡ
các liên kết của chúng, khi đó các photon bị tán xạ khá đều theo mọi hướng và một số
photon quay trở lại không gian vũ trụ.


7

Hình 1.3. Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời qua lớp khí quyển của Trái đất
Bức xạ chịu dạng tán xạ đó chủ yếu là bức xạ bước sóng ngắn nhất. Sau khi phản
xạ từ các phần khác nhau của khí quyển bức xạ tán xạ đi đến chúng ta mang theo màu
xanh lam của bầu trời trong sáng và có thể quan sát được ở những độ cao không lớn.
Các giọt nước cũng tán xạ rất mạnh bức xạ mặt trời. Bức xạ mặt trời khi đi qua khí
quyển còn gặp một trở ngại đáng kể nữa đó là do sự hấp thụ của các phần tử hơi nước,
khí Cácbônic và các hợp chất khác, mức độ của sự hấp thụ này phụ thuộc vào bước
sóng, mạnh nhất ở khoảng giữa vùng hồng ngoại của phổ.
Phần năng lượng bức xạ mặt trời truyền tới bề mặt trái đất trong những ngày
quang đãng (không có nhiều mây) ở thời điểm cao nhất vào khoảng
1.000W/m2. Yếu tố cơ bản xác định cường độ của bức xạ mặt trời ở một điểm nào đó
trên Trái đất là quãng đường nó đi qua. Sự mất mát năng lượng trên quãng đường đó
gắn liền với sự tán xạ, hấp thụ bức xạ và phụ thuộc vào thời gian trong ngày, mùa, vị

trí địa lý. Các mùa hình thành là do sự nghiêng của trục trái đất đối với mặt phẳng quỹ
đạo của nó quanh Mặt trời gây ra. Góc nghiêng vào khoảng 66,50 và thực tế xem như
không đổi trong không gian. Sự định hướng như vậy của trục quay trái đất trong
chuyển động của nó đối với Mặt trời gây ra những sự dao động quan trọng về độ dài
ngày và đêm trong năm.

Hình 1.4. Vị trí của Trái đất và mặt trời thay đổi trong năm


8
1.1.4. Tính toán năng lượng bức xạ mặt trời
Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt đất chủ yếu phụ thuộc 2 yếu tố: góc nghiêng
của các tia sáng đối với mặt phẳng bề mặt tại điểm đã cho và độ dài đường đi của các
tia sáng trong khí quyển hay nói chung là phụ thuộc vào độ cao của Mặt trời (Góc giữa
phương từ điểm quan sát đến Mặt trời và mặt phẳng nằm ngang đi qua điểm đó). Yếu
tố cơ bản xác định cường độ của bức xạ mặt trời ở một điểm nào đó trên Trái đất là
quãng đường nó đi qua. Sự mất mát năng lượng trên quãng đường đó gắn liền với sự
tán xạ, hấp thụ bức xạ và phụ thuộc vào thời gian trong ngày, mùa, vị trí địa lý.
Quan hệ giữa bức xạ mặt trời ngoài khí quyển và thời gian trong năm có thể xác
định theo phương trình sau:

360.n 

2
E ng =E0 1+0,033.cos
  W/m 
365 


(1.3)

Trong đó:
Eng: bức xạ ngoài khí quyển được đo trên mặt phẳng vuông góc với tia bức xạ
vào ngày thứ n trong năm.
Một số khái niệm cần trong quá trình tính toán:
+ Hệ số khối không khí m: là tỷ số giữa khối lượng khí quyển theo phương tia
bức xạ truyền qua và khối lượng khí quyển theo phương thẳng đứng (tức là khi Mặt
trời ở thiên đỉnh). Như vậy m =1 khi Mặt trời ở thiên đỉnh, m =2 khi góc thiên đỉnh θZ
là 600. Đối với các góc thiên đỉnh từ 0-700 có thể xác định gần đ ng m =1/cosθZ Còn
đối với các góc θZ >700 thì độ cong của bề mặt trái đất phải được đưa vào tính toán.
Riêng đối với trường hợp tính toán bức xạ mặt trời ngoài khí quyển m = 0.
+ Trực xạ: là bức xạ mặt trời nhận được khi không bị bầu khí quyển phát tán.
Đây là dòng bức xạ có hướng và có thể thu được ở các bộ thu kiểu tập trung (hội tụ).
+ Tán xạ: là bức xạ mặt trời nhận được sau khi hướng của nó đã bị thay đổi do sự
phát tán của bầu khí quyển (trong một số tài liệu khí tượng, tán xạ còn được gọi là bức
xạ của bầu trời, ở đây cần phân biệt tán xạ của mặt trời với bức xạ hồng ngoại của bầu
khí quyển phát ra).
+ Tổng xạ: là tổng của trực xạ và tán xạ trên một bề mặt (phổ biến nhất là tổng xạ
trên một bề mặt nằm ngang, thường gọi là bức xạ cầu trên bề mặt).
+ Cường độ bức xạ (W/m2): là cường độ năng lượng bức xạ mặt trời đến một bề
mặt tương ứng với một đơn vị diện tích của bề mặt. Cường độ bức xạ cũng bao gồm
cường độ bức xạ trực xạ Etrx , cường độ bức xạ tán xạ Etx và cường độ bức xạ quang
phổ Eqp.
+ Năng lượng bức xạ (J/m2): là năng lượng bức xạ mặt trời truyền tới một đơn vị
diện tích bề mặt trong một khoảng thời gian, như vậy năng lượng bức xạ là một đại
lượng bằng tích phân của cường độ bức xạ trong một khoảng thời gian nhất định
(thường là 1 giờ hay 1 ngày).
+ Giờ mặt trời: là thời gian dựa trên chuyển động biểu kiến của mặt trời trên bầu
trời, với quy ước giờ mặt trời chính ngọ là thời điểm mặt trời đi qua thiên đỉnh của

9
người quan sát. Giờ mặt trời là thời gian được sử dụng trong mọi quan hệ về góc mặt
trời, nó không đồng nghĩa với giờ theo đồng hồ.
Quan hệ hình học giữa một mặt phẳng bố trí bất kỳ trên mặt đất và bức xạ của
mặt trời truyền tới, tức là vị trí của mặt trời so với mặt phẳng đó có thể được xác định
theo các góc đặc trưng sau:
+ Góc vĩ độ φ: vị trí góc tương ứng với vĩ độ về phía bắc hoặc về phía nam
đường xích đạo trái đất, với hướng phía bắc là hướng dương: - 900 ≤ φ ≤ 900

Hình 1.5. Quan hệ các góc hình học của tia bức xạ mặt trời trên mặt phẳng nghiêng
+ Góc nghiêng β: góc giữa mặt phẳng của bề mặt tính toán và phương nằm
ngang. 0 ≤ β ≤ 1800 (β > 900 nghĩa là bề mặt nhận bức xạ hướng xuống phía dưới).
+ Góc phương vị của bề mặt γ: góc lệch của hình chiếu pháp tuyến bề mặt trên
mặt phẳng nằm ngang so với đường kinh tuyến. Góc γ = 0 nếu bề mặt quay về hướng
chính nam, γ lấy dấu (+) nếu bề mặt quay về phía tây và lấy dấu (-) nếu bề mặt quay về
phía đông. -1800 ≤ γ ≤ 1800
+ Góc giờ ω: góc chuyển động của vị trí mặt trời về phía đông hoặc phía tây của
kinh tuyến địa phương do quá trình quay của trái đất quanh trục của nó và lấy giá trị
150 cho 1 giờ đồng hồ, buổi sáng lấy dấu (-), buổi chiều lấy dấu (+).
+ Góc tới θ: góc giữa tia bức xạ truyền tới bề mặt và pháp tuyến của bề mặt đó.
+ Góc thiên đỉnh θZ: góc giữa phương thẳng đứng (thiên đỉnh) và tia bức xạ tới.
Trong trường hợp bề mặt nằm ngang thì góc thiên đỉnh chính là góc tới θ.
+ Góc cao mặt trời α: góc giữa phương nằm ngang và tia bức xạ truyền tới, tức là
góc phụ của góc thiên đỉnh.
+ Góc phương vị mặt trời γs: góc lệch so với phương nam của hình chiếu tia bức
xạ mặt trời truyền tới trên mặt phẳng nằm ngang. Góc này lấy dấu âm (-) nếu hình
chiếu lệch về phía đông và lấy dấu dương (+) nếu hình chiếu lệch về phía tây.
+ Góc lệch δ: vị trí góc của mặt trời tương ứng với giờ mặt trời là 12 giờ (tức là
khi Mặt trời đi qua kinh tuyến địa phương) so với mặt phẳng của xích đạo trái đất, với

hướng phía bắc là hướng dương. -23,450 ≤ δ ≤ 23,450. Góc lệch δ có thể tính toán theo
phương trình của Cooper:


10

284+n 

δ=23,45.sin  360.

365 


(1.4)

Với: n là thứ tự ngày của 1 năm.
Quan hệ giữa các loại góc đặc trưng ở trên có thể biểu diễn bằng phương trình
giữa góc tới θ và các góc khác như sau:

cosθ=sinδ.sinφ.sinβ-sinδ.cosφ.sinβ.cosγ+cosδ.cosφ.cosβ.cosω
+cosδ.sinφ.sinβ..cosγ.cosω+cosδ.sinβ.sinγ.sinω
Và:

cosθ=cosθZ .cosβ+sinθZ .sinβ.cos(γs -γ)

(1.5)

 Tính toán góc tới của bức xạ trực xạ
Đối với bề mặt nằm ngang góc tới θ chính là góc thiên đỉnh của mặt trời θZ, giá
trị của nó phải nằm trong khoảng 00 và 900 từ khi mặt trời mọc đến khi Mặt trời ở thiên

đỉnh (β = 0): cosθz = cosφ.cosδ.cosω + sinφ.sinδ
 Bức xạ mặt trời ngoài khí quyển lên mặt phẳng nằm ngang
Tại thời điểm bất kỳ, bức xạ mặt trời đến một bề mặt nằm ngang ngoài khí quyển
được xác định theo phương trình:

360.n 

E0.ng =E0 1+0,033.cos
 .cosθ Z
365 


(1.6)

Thay giá trị cosθZ vào phương trình trên ta có E0.ng tại thời điểm bất kỳ từ lúc mặt
trời mọc đến lúc mặt trời lặn:

360.n 

E0.ng =E0 1+0,033.cos
 .  cosf.cosδ.cosω+sinf.sinδ 
365 


(1.7)

Tích phân phương trình này theo thời gian từ khi Mặt trời mọc đến khi Mặt trời
lặn (6h đến 18h), ta s được E0.ng là năng lượng bức xạ mặt trời trên mặt phẳng nằm
ngang trong một ngày:

E0.ng =

24.3600E0 
πωs
360.n  

. 1+0,033.cos
sinf.sinδ  (1.8)
 .  cosf.cosδ.sinωs +
π
365  
180



với ωs là góc giờ mặt trời lặn (00) (tức là góc giờ ω khi θZ = 900)

cosωs =-

sinf.sinδ
=-tgf.tgδ
cosf.cosδ

(1.9)

Người ta cũng xác định năng lượng bức xạ ngày trung bình tháng Eoth bằng cách
thay giá trị n và δ trong các công thức trên lấy bằng giá trị ngày trung bình của tháng
và độ lệch δ tương ứng.
Năng lượng bức xạ trên mặt phẳng nằm ngang trong một giờ nhất định có thể xác
định:

E0.gio =

112.3600.E0 
π(ω1 -ω2 )
360.n  

. 1+0,003.cos
sinf.sinθ 
 .  cosf.cosδ.  sinω1 -sinω2  +
π
365  
180




11
(1.10)
 Tổng cường độ bức xạ mặt trời lên bề mặt trên Trái đất
Tổng bức xạ mặt trời lên một bề mặt đặt trên mặt đất bao gồm hai phần chính đó
là trực xạ và tán xạ. Phần trực xạ đã được khảo sát ở trên, còn thành phần tán xạ thì
khá phức tạp. Hướng của bức xạ khuếch tán truyền tới bề mặt là hàm số của độ che
phủ của mây và độ trong suốt của khí quyển, các đại lượng này lại thay đổi khá nhiều.
Có thể xem bức xạ tán xạ là tổng hợp của 3 thành phần:
- Thành phần tán xạ đẳng hướng: phần tán xạ nhận được đồng đều từ toàn bộ
vòm trời.
- Thành phần tán xạ quanh tia: phần tán xạ bị phát tán của bức xạ mặt trời xung
quanh tia mặt trời.
- Thành phần tán xạ chân trời: phần tán xạ tập trung gần đường chân trời.

Hình 1.6. Sơ đồ phân bố các thành phần bức xạ khuyếch tán.
Góc khuếch tán ở mức độ nhất định phụ thuộc độ phản xạ Rg (còn gọi là albedo suất phân chiếu) của mặt đất. Những bề mặt có độ phản xạ cao (ví dụ bề mặt tuyết xốp
có Rg = 0,7) s phản xạ mạnh bức xạ mặt trời trở lại bầu trời và lần lượt bị phát tán trở
thành thành phần tán xạ chân trời.
Như vậy bức xạ mặt trời truyền đến một bề mặt nghiêng là tổng của các dòng
bức xạ bao gồm:
+ Trực xạ Eb, 3 thành phần tán xạ Ed1, Ed2, Ed3
+ Bức xạ phản xạ từ các bề mặt khác lân cận Er:

EΣ =Eb +Ed1 + Ed2 + Ed3 +Er

(1.11)

Tuy nhiên việc tính toán các đại lượng tán xạ này rất phức tạp. Vì vậy người ta
giả thiết là sự kết hợp của bức xạ khuếch tán và bức xạ phản xạ của mặt đất là đẳng
hướng, nghĩa là tổng của bức xạ khuếch tán từ bầu trời và bức xạ phản xạ của mặt đất
là như nhau trong mọi trường hợp không phụ thuộc hướng của bề mặt. Như vậy tổng
xạ trên bề mặt nghiêng s là tổng của trực xạ Eb.Bb và tán xạ trên mặt nằm ngang Ed.
Khi đó một bề mặt nghiêng tạo một góc β so với phương nằm ngang s có tổng
xạ bằng tổng của 3 thành phần:

 1+cosβ 
 1-cosβ 
EβΣ =E b .Bb +Ed . 
+
E
.R
.
Σ

g 


 2 
 2 

(1.12)


12
Trong đó: EβΣ là tổng xạ trên bề mặt nằm ngang,
(1 + cosβ)/2 = Fcs là hệ số góc của bề mặt đối với bầu trời
(1 - cosβ)/2 = Fcg là hệ số góc của bề mặt đối với mặt đất
Rg là hệ số phản xạ bức xạ của môi trường xung quanh.

Hình 1.7. Các thành phần bức xạ lên bề mặt nghiêng
Và ta có tỷ số bức xạ Bb của bề mặt nghiêng góc β so với bề mặt ngang:

Bb =

En
E .cosθ
cosθ
= n
=
E bng E n .cosθ Z cosθ Z

(1.13)

Với:

En là cường độ bức xạ mặt trời theo phương bất kỳ.
Ebng là bức xạ mặt trời theo phương vuông góc với mặt phẳng ngang
Ebngh là bức xạ mặt trời theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng
Trong tính toán kỹ thuật, có thể coi cường độ bức xạ tới mặt đất là hàm của thời
gian τ, tính từ lúc mặt trời mọc, τ = 0 đến khi mặt trời lặn τ =τn/2, với τn=24h =
24.3600s như sau:

E  τ  =En .sinf  τ 

(1.14)

Với   τ  = ω.τ là góc nghiêng tia nắng so với mặt đất

ω=

2π
2π
=
=7,72.10-5  rad/s 
τ n 24.3600

là tốc độ góc tự xoay của trái đất
En [W/m2] là cường độ bức xạ cực đại trong ngày, lấy trị trung bình cả năm theo
theo số liệu số liệu đo lường thực tế tại vĩ độ cần xét.


13

Hình 1.8. Bức xạ trực xạ trên bề mặt nằm ngang và nghiêng
1.2. Pin mặt trời – cấu tạo và nguyên lý

Pin năng lượng mặt trời là thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p-n, dưới sự
hiện diện của ánh sáng mặt trời có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được. Sự chuyển
đổi này gọi là hiệu ứng quang điện. Vì thế, năng lượng mặt trời đặc biệt thích hợp cho
các vùng mà lưới điện chưa vươn tới được.
1.2.1. Cấu tạo pin mặt trời
Pin năng lượng mặt trời có cấu tạo gồm một lớp tiếp xúc bán dẫn p-n có khả
năng biến đổi năng lượng bức xạ mặt trời thành điện năng nhờ hiệu ứng quang điện
bên trong.

Hình 1.9. Cấu tạo của pin mặt trời


14

Hình 1.10. Tế bào PMT cơ bản
Hiện tại, vật liệu chủ yếu để chế tạo Pin mặt trời là các silic tinh thể. Pin mặt trời
chế tạo từ tinh thể silic chia làm 3 loại:
+ Một tinh thể hay đơn tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình Czochraski.
Pin mặt trời đơn tinh thể có thể đạt hiệu suất từ 11% - 16%. Loại này giá thành cao do
được cắt từ các thỏi hình ống, các tấm đơn thể này có các mặt trống ở góc nối các
module
+ Đa tinh thể làm từ các thỏi đ c từ silic nung chảy cẩn thận được làm nguội và
làm rắn. Các pin này thường rẻ hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất k m hơn, từ
8% - 11%. Tuy nhiên, chúng có thể tạo thành các tấm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn
loại đơn tinh thể, bù lại cho hiệu suất thấp của nó.
+ Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu tr c đa tinh
thể. Loại này có hiệu suất thấp nhất, từ 3% - 6%, tuy nhiên loại này rẻ nhất trong các
loại vì không cần phải cắt từ thỏi silicon.

Hình 1.11.Các loại cấu trúc pin mặt trời

1.2.2. Nguyên lý hoạt động
Bình thường điện tử chiếm mức năng lượng thấp hơn E1. Khi chiếu sáng hệ
thống, lượng tử ánh sáng (photon) mang năng lượng hν (h là hằng số Plank và ν là tần
số ánh sáng) bị điện tử hấp thụ và chuyển lên mức E2.
Phương trình cần bằng năng lượng: hν = E1-E2