Sự cấp thiết của nhu cầu điện gia tăng, trong khi các nguồn điện truyền thống từ thủy điện, lưu lượng nước giảm do biến đổi khí hậu khô hạn, không thể khai thác tối đa công suất. Nhiệt điện dùng nhiên liệu hóa thạch hữu hạn đã phải trả giá cao vì nhập khẩu và nguồn nguyên liệu này ngày càng khan hiếm và khai thác khó khăn hơn. Cường độ ánh sáng mạnh, do vậy, sự gia tăng sản lượng điện mặt trời đóng góp cho nền kinh tế toàn cầu là rất đáng kể, phục vụ tại chỗ, điện sạch, vận hành đơn giản và an toàn là những ưu điểm nổi trội của hệ thống điện mặt trời. Hiện nay, việc ứng dụng sử dụng điện mặt trời áp mái cung cấp nhu cầu tại chỗ giúp lượng điện năng mua từ hệ thống truyền tải và phân phối chung giảm áp lực đường dây, giảm quá tải hệ thống, giảm chi phí đầu tư mở rộng để đáp ứng nhu cầu gia tăng sử dụng điện hiện nay.
2.1.1.1 Cấu tạo pin quang điện:
Pin năng lượng mặt trời là thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn các diode P-N, nhờ bức xạ bởi ánh sáng năng lượng mặt trời có khả năng chuyển đổi quang năng thành điện năng. Sự chuyển đổi này được gọi là hiệu ứng quang điện nên pin mặt trời còn hay thường được gọi là pin quang điện.
Một tấm pin(hay còn gọi là một module) được cấu tạo từ nhiều tế bào: Tấm pin 12 V gồm có 36 tế bào, đôi khi chỉ có 33 tế bào. Đối với tấm pin 24 V thì 72 tế bào là sự ghép lại hai khối 12 V.
Các tấm pin mặt trời quang điện là khối xây dựng chính trong hệ thống năng lượng mặt trời. Vì mỗi mô-đun năng lượng mặt trời tạo ra một lượng điện năng hạn chế, việc cài đặt thường bao gồm nhiều mô-đun, được gọi là một mảng. Mảng tạo ra DC (dòng điện trực tiếp), có thể được lưu trữ trong pin hoặc chuyển đổi ngay lập tức thành AC (dòng điện xoay chiều) theo yêu cầu của các thiết bị thông thường. Thiết bị chuyển đổi năng lượng từ DC sang AC được gọi là biến tần.
Hình 3.1 Giải thích hiện tượng quang điện trong
Dựa trên hiệu ứng hiệu ứng quan điện trong để tạo ra dòng điện một chiều. Loại Silic tinh thể là loại pin mặt trời thông dụng nhất. Ngoài ra còn các loại khác như GaAs, CdTe, CuInSe2,… Tinh thể Silic tinh khuyết là chất bán dẫn dẫn điện rất kém vì các điện từ bị kìm hãm bởi liên kết mạng, không có điện tử tự do. Khi nhận được ánh nắng kích thích với cường độ thích hợp, các điện tử bị bứt ra khỏi các liên kết. Khi đó các điện tử tích điện tích âm nhảy từ vùng hóa trị lên vùng dẫn và để lại một lỗ trống tích điện tích dương trong vùng hóa trị, tạo thành dòng một chiều.