Pin mặt trời là phương pháp sản xuất điện trực tiếp từ năng lượng mặt trời qua thiết bị biến đổi quang điện. Pin mặt trời có ưu điểm là gọn nhẹ có thể lắp bất kỳ đâu có ánh sáng mặt trời đặc biệt là trong lĩnh vực tàu vũ trụ. Ứng dụng năng lượng mặt trời dưới dạng này được phát triển với tốc độ rất nhanh, nhất là các nước phát triển.
Hiện nay có 4 ứng dụng của hệ thống pin mặt trời - Mạng cục bộ không nối lưới:
Cung cấp điện cho việc chiếu sáng, làm lạnh và các phụ tải khác cho các hộ gia đình cách ly ở các vùng hẻo lánh trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các nước phát triển (những nước có những công nghệ rất thích hợp để đáp ứng nhu cầu điện cho người dân ở khu vực hẻo lánh, cách xa đường điện).
Hình 2.7 Hệ thống điện mặt trời ở miền núi.
- Mạng toàn cục không nối lưới:
Hệ thống pin mặt trời được lắp đặt trên mặt đất, cung cấp điện cho các ứng dụng trong phạm vi rộng như truyền hình, bơm nước, hệ thống làm lạnh Vacin, các hỗ trợ về hàng hải, tín hiệu cảnh báo của hàng không và thiết bị ghi của khí tượng.
Hình 2.8 Bơm nước sử dụng điện mặt trời.
- Nối lưới phân tán:
Cung cấp điện cho các khu nhà ở, tòa nhà thương mại và công nghiệp với công suất khoảng 0,4 – 100 kW. Khi nhu cầu điện của phụ tải nhỏ hơn sản lượng điện do hệ thống phát ra, hệ thống sẽ cung cấp điện trở lại cho mạng lưới điện. Hệ thống này được lắp đặt tại vị trí sử dụng nên tổn thất đường dây nhỏ. So với mạng không dây, chi phí của hệ thống này thấp hơn, hiệu suất cao hơn và sự ảnh hưởng tới môi trường ít hơn.
Hình 2.9 Dự án điện mặt trời nối lưới đầu tiên ở Việt Nam trên nóc tòa nhà Bộ Công Thương
- Nối lưới tập trung:
Được lắp đặt với hai mục đích chính là nhằm thay thế các nhà máy điện hạt nhân hoặc nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, và tăng cường sử dụng mạng lưới phân phối. Một số nước đang ứng dụng như: Đức, Italia, Nhật Bản, Tây Ban Nha, Thụy Sĩ, Mỹ.
Ở Việt Nam pin mặt trời được nghiên cứu và triển khai ứng dụng muộn nhất, bắt đầu từ những năm 90, mãi đến năm 1994 việc triển khai ứng dụng các thiết bị này mới được phát triển mạnh mẽ. Đi đầu trong việc phát triển ứng dụng là ngành Bưu chính viễn thông và ngành bảo đảm hàng hải. Ngày nay con người đã ứng dụng pin năng lượng mặt trời để chạy xe thay thế dần nguồn năng lượng truyền thống.
Khu vực phía Nam là nơi ứng dụng sớm nhất các giàn pin mặt trời phục vụ thắp sáng và sinh hoạt văn hoá dân cư tại một vùng nông thôn xa lưới điện. Các trạm điện mặt trời có công suất từ 500 - 1000 Wp được lắp đặt ở các trung tâm xã để nạp điện vào ắc quy cho các gia đình đưa về sử dụng. Các giàn pin mặt trời có công suất từ 250 - 500 Wp phục vụ thắp sáng cho các bệnh viện, trạm xá và các cụm văn hoá thôn, xã. Đến nay, có khoảng 800 giàn pin mặt trời đã được lắp đặt và sử dụng cho các hộ gia đình với công suất 22,5 - 50 Wp.
Khu vực miền Trung là vùng có bức xạ mặt trời khá tốt và số lượng ngày nắng tương đối cao, rất thích hợp cho việc ứng dụng pin mặt trời. Hiện tại, ở khu vực miền Trung có 2 dự án lai ghép của pin mặt trời có công suất lớn nhất Việt Nam:
+ Dự án phát điện ghép giữa pin mặt trời và thuỷ điện nhỏ với công suất 125 kW trong đó công suất của hệ thống pin mặt trời là 100 kW.
+ Dự án phát điện ghép giữa pin mặt trời và động cơ gió phát điện với công suất là 9 kW, trong đó pin mặt trời là 7 kW và gió là 2 kW.
Khu vực phía Bắc bắt đầu triển khai ứng dụng pin mặt trời có chậm hơn khu vực phía Nam. Song việc ứng dụng các giàn pin mặt trời cho các hộ gia đình ở các vùng núi cao, hải đảo và cho các trạm biên phòng được triển khai khá nhanh.
