Điện Mặt Trời

Điện Mặt Trời (tiếng Anh: solar power), cũng được gọi là quang điện hay quang năng (tiếng Anh: photovoltaics, PV) là lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật biến đổi ánh sáng Mặt Trời trực tiếp thành điện năng nhờ pin Mặt Trời. Ngày nay, do nhu cầu năng lượng sạch ngày càng nhiều nên ngành sản xuất pin Mặt Trời phát triển cực kỳ nhanh chóng.German PV marketLarge-Scale, Cheap Solar Electricity

Sản lượng điện Mặt Trời tăng 48% mỗi năm kể từ 2002, nghĩa là cứ 2 năm lại tăng gấp đôi và đã giúp ngành năng lượng này đạt tốc độ tăng trưởng cao nhất thế giới. Dữ liệu đến hết năm 2007 cho biết toàn thế giới đạt 12400 MW công suất quang điệnEarth Policy Institute (2007). Solar Cell Production Jumps 50 Percent in 2007  trong đó khoảng 90% hòa vào mạng lưới điện chung.GE Invests, Delivers One of World's Largest Solar Power Plants còn lại được lắp trên tường hay mái của nhiều tòa nhà gọi là điện Mặt Trời áp mái hoặc hệ thống tích hơp điện Mặt Trời cho tòa nhà.Building integrated photovoltaics

Nhiều ưu đãi tài chính như chính sách trợ thuế đã giúp ngành điện Mặt Trời ở một số nước như Đức, Nhật, Israel, Hoa Kỳ, và Úc đã thúc đẩy ngành sản xuất phát triển nhanh chóng.

Tổng quan
trái|nhỏ|200px|Tấm năng lượng Mặt Trời chuyển ánh sáng trực tiếp thành điện năng.
nhỏ|200px|Năng lượng bức xạ Mặt Trời bình quân, đơn vị watt/m². Các dấu chấm nhỏ thể hiện diện tích cần lắp pin Mặt Trời hiệu suất 8% để đủ năng lượng dùng cho toàn thế giới.
nhỏ|200px|Bản đồ về tiềm năng năng lượng Mặt Trời ở châu Âu.
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. Photon đập vào electron làm năng lượng của electron tăng lên và di chuyển tạo thành dòng điện.

Điện năng do pin Mặt Trời tạo để sử dụng hay để sạc pin. Thời kỳ đầu, điện Mặt Trời chỉ được dùng cho vệ tinh nhân tạo hay phi thuyền nhưng ngày nay công dụng chính của nó là để cấp điện vào lưới điện chung nhờ bộ chuyển đổi từ điện một chiều trong pin sang điện xoay chiều. Còn một phần nhỏ dùng cấp điện cho các ngôi nhà, trạm điện thoại, bộ điều khiển từ xa,...

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 pin Mặt Trời. Một tấm pin riêng lẻ đủ cấp điện cho một trạm điện thoại công cộng, còn để đủ cấp cho một căn nhà hay một nhà máy điện thì phải cần nhiều tấm ghép lại thành dãy. Dù hiện giờ giá thành điện Mặt Trời hầu như vẫn cao hơn rất nhiều so với giá điện lưới nhưng ở một số nước như Nhật Bản hay Đức nhờ có ưu đãi về tài chính, thuế khóa mà sản lượng của ngành này đã có bước tiến vượt bậc do lượng cầu tăng.

The EPIA / Greenpeace Advanced Scenario dự báo đến năm 2030, ngành điện Mặt Trời toàn thế giới sẽ đạt công suất xấp xỉ 2600 TWh, nghĩa là đủ cung cấp cho 14% dân số toàn cầu.

 Sự phát triển hiện tại 
Vấn đề trở ngại nhất hiện nay là chi phí cho nguyên liệu sản xuất và lắp đặt pin Mặt Trời còn quá cao so với các dạng điện năng khác.

Tổng lượng đã lắp đặt toàn thế giới
3 nước đi đầu là Đức, Nhật và Hoa Kỳ chiếm 89% sản lượng toàn thế giới, trong đó Đức có tốc độ phát triển nhanh nhất trong 2 năm 2006 và 2007 và tạo ra hơn 10.000 việc làm về sản xuất, kinh doanh và lắp đặt thiết bị của ngành này. Ở EU, đến cuối năm 2006, có 88% sản lượng điện Mặt Trời hòa vào lưới điện chung, còn lại dùng trong các hệ thống riêng rẽ như nhà ở, nông trại, trạm điện thoại,...

+ Sản xuất, lắp đặt & tổng công suất đỉnh quang điện (MWp) tính đến cuối năm 2007 Quốc gia hay lãnh thổReport Nat. Int. Không hòamạng điệnΔ Hòamạng điệnΔ Lượng lắpđặt 2007 Không hòamạng điệnΣ Hòamạng điệnΣTổng2007 Wp/capitaTotal ModulePrice€/Wp kW·h/kWp·yrInsolation Feed-in TariffEU¢/kW·h127.92,1302,258662.37,1787,841    351,1001,135353,8273,86246.8    1.562208.8210.490.151,8291,91915   Ended(2005) 55151.5206.5325505.5830.52.8    2249051229.8625.265515.1    0.369.970.213.1107.1120.22.1    5.916.2812.1966.4516.0482.494.1    042.8742.875.94371.6677.601.6    0.99330.3131.3022.5552.6875.231.2    0.5821.0231.6055.34853.33.3    0.26.36.53.632.636.24.9     0.0552.0612.1163.22424.4827.703.4   >0 3.8881.4035.29122.862.91125.780.8     0.8690.151.01920.450.320.750.2   None 0.163.653.811.4716.6218.090.3     0.214.2514.452.84115.0317.871.7    0.320.0040.3247.860.1327.9921.7   None 0.2711.1211.3924.5661.6766.2420.7   None 0.050.1250.1750.3852.693.0750.6   None 0.500.51.7940.0251.8190.3   

Ứng dụng

 Trạm phát điện 

nhỏ|Các tấm pin Mặt Trời đặt tại căn cứ không quân Nellis chỉ nhận ánh sáng theo một hướng.
Trong năm 2008, tại Tây Ban Nha, một số nhà máy điện Mặt Trời cỡ lớn đã được xây dựng, như là các nhà máy: Parque Fotovoltaico Olmedilla de Alarcon (công suất: 60 MW), Parque Solar Merida / Don Alvaro (30 MW), Planta solar Fuente Álamo (26 MW), Planta fotovoltaica de Lucainena de las Torres (23.2 MW), Parque Fotovoltaico Abertura Solar (23.1 MW), Parque Solar Hoya de Los Vincentes (23 MW), Solarpark Calveron (21 MW), và Planta Solar La Magascona (20 MW).

Nhà máy điện Mặt Trời Nellis, nằm trong căn cứ không quân Nellis ở Clark County, Nevada đông bắc Las Vegas, Hoa Kỳ có công suất lớn nhất toàn đại lục Bắc Mỹ là 14MW. Nó cấp khoảng 25% tổng lượng điện hàng năm căn cứ này sử dụng.Largest U.S. Solar Photovoltaic System Begins Construction at Nellis Air Force Base
 + Danh sách các nhà máy điện Mặt Trời lớn nhất thế giớiGreenpeace Energy (2008). World's largest photovoltaic power plants
  Tên nhà máy Quốc gia Công suất điện một chiều tối đa (MW) GW giờ/năm Capacity factor Diễn giải 
  Parque Fotovoltaico Olmedilla de Alarcon  Tây Ban Nha  60  85  Hoàn thành tháng 9 năm 2008.  Parque Solar Merida/Don Alvaro  Tây Ban Nha  30    Hoàn thành tháng 9 năm 2008.  Planta solar Fuente Álamo  Tây Ban Nha  26  44  0.19   Planta fotovoltaica de Lucainena de las Torres  Tây Ban Nha  23.2    Hoàn thành tháng 9 năm 2008.  Parque Fotovoltaico Abertura Solar Tây Ban Nha  23.1  47  0.23    Parque Solar Hoya de Los Vincentes Tây Ban Nha  23  41  0.20   Solarpark Calveron  Tây Ban Nha  21.2  40  0.22   Huerta Solar Almaraz  Tây Ban Nha  20    Hoàn thành tháng 9 năm 2008.  Planta solar fotovoltaico Calasparra  Tây Ban Nha 20     Planta Solar La Magascona  Tây Ban Nha  20  42  0.24   Beneixama photovoltaic power plantCitysolar (2007). Solar park of the superlative   Tây Ban Nha  20  30  0.17  Tenesol, Aleo and Solon solar modules with Q-Cells cells.  SinAn photovoltaic power plant  Hàn Quốc  19.6  27  0.16  Asia's largest photovoltaic plant. Consists of 108,864 units of Conergy STM 180F solar modules. Planta de energía solar Mahora  Tây Ban Nha  15    Hoàn thành tháng 9 năm 2008. Nellis Solar Power Plant  Hoa Kỳ  14  30  0.24  Gồm 70,000 tấm pin.  Planta Solar de Salamanca  Tây Ban Nha  13.8  n.a.   Gồm 70,000 tấm pin do hãng Kyocera chế tạo.  Parque Solar Guadarranque  Tây Ban Nha  13.6  20  0.17   Lobosillo Solar Park  Tây Ban Nha  12.7  n.a.   Tấm pin của các hãng Chaori và YingLi.  Parque Solar Fotovoltaico Villafranca  Tây Ban Nha  12    Sử dụng công nghệ điện Mặt Trời cường độ cao.  Erlasee Solar Park  Đức  12  14  0.13  1,408 solon mover.  Serpa solar power plant  Bồ Đào Nha  11  20  0.21  52,000 solar modules.  Pocking Solar Park  Đức  10  11.5  0.13  57,912 solar modules. 
nhỏ|Các tấm pin Mặt Trời trên mái nhà.

 Trong nhà 

 Trong giao thông 

 Trong các thiết bị rời 

 Xem thêm 
 Điện Mặt Trời ở Thổ Nhĩ Kỳ
 Điện Mặt Trời ở Việt Nam
 Điện Mặt Trời ở Trung Quốc

Tham khảo

Liên kết ngoài



*
Thể loại:Điện hóa
Thể loại:Điện tử học
Thể loại:Hóa học lượng tử
Thể loại:Biến đổi năng lượng
Thể loại:Quang điện tử