Năng lượng mặt trời đang trở thành giải pháp thay thế bền vững cho nhiên liệu hóa thạch. Nhưng bạn có bao giờ thắc mắc ánh sáng mặt trời được chuyển thành điện năng như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu ngay sau đây.

Năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, năng lượng tái tạo đang ngày càng trở nên quan trọng. Và trong số đó, năng lượng mặt trời nổi bật như một nguồn năng lượng sạch, dồi dào. Nhưng liệu bạn có bao giờ tự hỏi, năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào để tạo ra điện?

Câu trả lời nằm ở một hiện tượng vật lý thú vị được gọi là hiệu ứng quang điện. Đây là một quy trình khoa học vô cùng thông minh, giúp chúng ta thu nhận nguồn năng lượng vô tận từ mặt trời và biến nó thành điện năng để sử dụng trong đời sống.

>>> Xem thêm tại: Hé lộ vi khuẩn nào sống sót trong điều kiện cực khắc nghiệt?

Tấm pin mặt trời hoạt động theo cơ chế nào

Tấm pin mặt trời là trái tim của mọi hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời. Đây là nơi diễn ra quá trình biến đổi năng lượng chính.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tấm pin mặt trời:

Tế bào quang điện (Solar Cell): Mỗi tấm pin được tạo thành từ nhiều tế bào quang điện nhỏ, thường làm bằng chất bán dẫn silicon. Mỗi tế bào này có hai lớp: một lớp mang điện tích dương và một lớp mang điện tích âm, tạo ra một trường điện từ.

Hiệu ứng quang điện: Khi ánh sáng mặt trời (các hạt photon) chiếu vào tấm pin, năng lượng từ các photon này sẽ "đánh bật" các electron ra khỏi nguyên tử silicon.

Tạo dòng điện: Các electron được giải phóng sẽ di chuyển từ lớp âm sang lớp dương, tạo ra một dòng điện một chiều (DC).

Quy trình chuyển đổi:

Biến tần (Inverter): Dòng điện một chiều (DC) được tạo ra từ tấm pin sẽ được đưa đến một thiết bị gọi là biến tần.

Chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC): Biến tần có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC), loại điện mà chúng ta sử dụng trong các thiết bị gia đình, công nghiệp.

Sau khi được chuyển đổi, điện năng này có thể được sử dụng trực tiếp, hoặc lưu trữ trong ắc-quy để dùng vào ban đêm hay những ngày thiếu nắng.

>>> Xem thêm tại: Vắc-xin có thể được tạo nhanh nhờ công nghệ sinh học không?

Lợi ích vượt trội của năng lượng mặt trời

Việc hiểu năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào giúp chúng ta nhận thấy rõ hơn những lợi ích to lớn mà nguồn năng lượng tái tạo này mang lại.

Bảo vệ môi trường:

+ Không phát thải: Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, không tạo ra khí thải carbon, giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí và chống lại biến đổi khí hậu.

+ Giảm phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch: Sử dụng năng lượng mặt trời giúp chúng ta bớt phụ thuộc vào than đá, dầu mỏ và khí đốt, là những nguồn nhiên liệu gây hại cho môi trường.

Tiết kiệm chi phí:

+ Giảm hóa đơn tiền điện: Sau khi đầu tư ban đầu, hệ thống năng lượng mặt trời có thể tạo ra điện miễn phí, giúp giảm đáng kể hóa đơn tiền điện hàng tháng.

+ Sản xuất điện dư thừa: Nếu bạn sản xuất nhiều điện hơn nhu cầu, bạn có thể bán lại lượng điện dư thừa đó cho lưới điện quốc gia, tạo ra một nguồn thu nhập.

Hiểu được cách hoạt động của năng lượng mặt trời giúp chúng ta trân trọng hơn nguồn năng lượng sạch này và có thể chủ động ứng dụng nó vào đời sống để bảo vệ môi trường và tiết kiệm chi phí lâu dài.