Kỹ thuật điện mặt trời đơn giản là cách chuyển quang năng thành điện năng trực tiếp nhờ các tấm pin mặt trời ghép lại với nhau thành mô đun hay panel. Tấm pin được đặt dưới một lớp gương nhằm ngăn những tác động từ môi trường. Để có lượng điện lớn hơn một mảnh pin riêng lẻ có thể tạo ra, người ta gắn kết nhiều mảnh lại thành một tấm lớn là gọi pin mặt trời. Những cục pin hấp thụ năng lượng từ ánh sáng mặt trời, tại đó lượng tử ánh sáng tác động đến các electron làm năng lượng của electron tăng lên và di chuyển tạo thành dòng điện.
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện mặt trời
Điện năng do pin mặt trời sản xuất ra không dùng hết có thể được tích trữ bằng ắcqui. Đặc điểm chung của nguồn điện này là công suất đặt của một tổ hợp các tấm pin mặt trời thường khá nhỏ, thường chỉ cấp điện cho các phụ tải quy mô nhỏ và hoạt động độc lập hoặc chỉ kết nối vào lưới hạ áp. Dòng điện ngắn mạch ngoài thay đổi nếu cường độ bức xạ mặt trời thay đổi dẫn đến có thể làm thay đổi điện áp ra ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Để khắc
phục điều này có thể kết nối giữa nguồn cấp và phụ tải thông qua trạm sạc ắc- qui hay bộ biến đổi công suất.
Chế độ phát điện của điện mặt trời phụ thuộc nhiều vào cường độ bức xạ của mặt trời. Số giờ có nắng trong ngày thường chỉ từ 8h sáng đến 16h chiều (tức là 9h trong ngày), trong đó cường độ bức xạ cực đại đạt được vào khoảng thời gian từ 11h-13h và cực tiểu vào lúc 8h và 16h. Dựa vào cường độ bức xạ của mặt trời có thể xác định được công suất phát của điện mặt trời [3]:
. 1000 . i bucxa dat i ĐMT i P P P (0.1) Trong đó: i bucxa
P : Cường độ bức xạ mặt trời tổng tại thời điểm i, kWp/m2; Pi-dat: Công suất đặt của dàn Pin mặt trời, kWp;
: Hiệu suất nhà máy, %. Ưu điểm của nguồn điện mặt trời:
+ Không mất chi phí mua nhiên liệu đầu vào.
+ Là nguồn năng lượng sạch, tái tạo và bền vững, góp phần bảo vệ môi trường. + Không phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính và ô nhiễm môi trường. + Độ bền, độ tin cậy cao, chi phí bảo dưỡng và vận hành giảm.
Nhược điểm:
+ Chi phí ban đầu cho hệ thống rất cao, chủ yếu do giá thành của vật liệu bán dẫn sử dụng trong pin mặt trời cao.
+ Hiệu quả thấp, công suất thấp, phụ thuộc vào thời tiết và địa lý. + Cần có diện tích lớn để đặt các tấm pin.
+ Đòi hỏi phải có thiết bị chuyển đổi và lưu trữ năng lượng.