Trường ĐHBK Đà Nẵng
Khoa Cơ khí giao thông
Tiểu luận môn học
NĂNG LƯỢNG VÀ MÔI TRƯỜNG
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng của năng lượng mặt trời (Pin Mặt Trời)
Nhóm SV: 1.Cao Thanh Giang
2.Nguyễn Bá Thành
3.Nguyễn Đức Hoàng
4.Trần Văn Bình
5.Nguyễn Viết Mỹ
Lời nói đầu
Từ khi con người biết đến sử dụng nhiên liệu phục vụ cho hoạt động sống cho đến nay, các
nguồn nhiên liệu truyền thống như xăng, dầu, than,… vẫn được sử dụng rộng rãi. Việc sử dụng các
nguồn nhiên liệu này gây nên sự ô nhiễm môi trường sống, mặt khác các nguồn nhiên liệu này cũng
đang dần cạn kiệt. Chính vì thế con người đã và đang nghiên cứu để tìm ra các nguồn nhiên liệu
khác sạch hơn, nhiều hơn như năng lượng gió, năng lượng đại dương, năng lượng mặt trời(NLMT).
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng mà con người biết sử dụng từ rất sớm, nhưng ứng
dụng NLMT vào các công nghệ sản xuất và trên quy mô rộng thì mới chỉ thực sự vào cuối thế kỷ 18
và cũng chủ yếu ở những nước nhiều năng lượng mặt trời, những vùng sa mạc
Từ sau các cuộc khủng hoảng năng lượng thế giới năm 1968 và 1973, NLMT càng được đặc
biệt quan tâm. Các nước công nghiệp phát triển đã đi tiên phong trong việc nghiên cứu ứng dụng
NLMT.
I/ Tổng quan về nghiên cứu và ứng dụng năng
lượng Mặt Trời
1. Năng lượng Mặt Trời là gì?
Năng lượng Mặt Trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng
của các hạt nguyên tử khác phóng ra từ ngôi sao này.
Dòng năng lượng này sẽ tiếp tục phát ra cho đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5
tỷ năm nữa.
2. Nghiên cứu và ứng dụng NLMT trên Thế Giới
Trên Thế giới, các nước có nhiều ánh nắng Mặt Trời sẽ thuận lợi hơn trong việc ứng dụng NLMT vào cuộc sống vì có

cần thiết.
1. Khái niệm về Pin Mặt Trời
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 đặt ở bất kỳ đâu có ánh sang Mặt Trời, đặc biệt là trong lĩnh vực
tàu vũ trụ. Ứng dụng NLMT dưới dạng này được phát triển rất nhanh nhất
là ở các nước phát triển.
3. Cơ sở lý thuyết của ứng dụng năng lượng Pin Mặt Trời
Pin MT làm việc theo nguyên lý là biến đổi trực tiếp bức xạ MT thành
điện năng nhờ hiệu ứng quang điện.
II/ Cơ sở lý thuyết của ứng dụng năng lượng Mặt Trời - Pin Mặt Trời
a) Hiệu ứng quang điện
Hiệu ứng quang điện được phát hiện đầu tiên vào năm 1839 bởi nhà Vật Lý người
Pháp Alexandre Edmond Becquerel. Tuy nhiên đến năm 1883 một Pin năng lượng mới
được tạo thành bởi Charles Fritts , ông phủ lên mạch bán dẫn selen một lớp cực mỏng
vàng để tạo mạch nối.
E2
E1
hv
Hình 1.Hệ 2 mức năng lượng
Xét một hệ 2 mức năng lượng điện tử (hình 1) E1<E2.
Bình thường điện tử chiếm mức năng lượng thấp hơn E1.
Khi nhận bức xạ mặt trời, lượng tử ánh sang photon có
năng lượng hv (h là hằng số Planck, v là vận tốc ánh sáng) bị
điện tử hấp thụ và chuyển lên mức năng lượng E2.
II/ Cơ sở lý thuyết của ứng dụng năng lượng Mặt Trời - Pin Mặt Trời
Ta có phương trình cân bằng năng lượng:
hv = E2-E1
Trong các vật thể rắn, do tương tác rất, mạnh của mạng tinh thể lên
điện tử vòng ngoài, nên các mức năng lượng của nó bị tách ra nhiều

III/ Sơ đồ, nguyên lý, trang thiết bị của ứng dụng
năng lượng Pin Mặt Trời.
Pin Mặt Trời được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống của con người
chúng ta ngày này. Nó được dùng để cung cấp điện cho sinh hoạt, sản
xuất của con người, dùng để thay thế các nhiên liệu truyền thống như
xăng, dầu…để chạy động cơ.
Một trong ứng dụng của Pin Mặt Trời đó là tạo ra năng lượng điện
phục vụ cho sinh hoạt hàng ngày của con người.
Sơ đồ, trang thiết bị của ứng dụng Pin Mặt Trời trong việc tạo
điện thắp sáng cho hộ gia đình.
1. Tấm pin mặt trời:
Có nhiệm vụ biến quang năng thành điện năng
2. Bộ điều khiển sạc mặt trời (Solar Charger Controller):
Có chức năng điều khiển việc sạc điện từ tấm pin
NLMT cho ắc-quy, chống nạp quá tải
3. Bộ kích điện DC-AC
Là một thiết bị biến đổi điện áp một chiều (DC) của
bình ắcquy thành điện áp xoay chiều (AC) có tần số phù hợp
với lưới điện đang sử dụng.
4. Cầu dao chuyển mạch (Solar Inverter)
Dùng để chuyển mạch từ điện lưới và điện từ năng
lượng mặt trời. Có thể dùng loại cầu dao chuyển mạch thủ
công hoặc muốn tự động hoàn toàn, phải dùng tủ điều khiển
ATS.
5. Ắc quy (Battery)
Là thiết bị lưu trữ điện để sử dụng vào ban đêm hoặc
lúc trời ít hoặc không còn ánh nắng.
6. Thiết bị gia đình
Tivi, tủ lạnh, quạt…
Từ giàn pin mặt trời (solar cells), ánh sáng được biến đổi thành điện

tuyến. Trong ngành giao thông đường bộ, các trạm pin mặt trời phát
điện dần được sử dụng làm nguồn cấp điện cho các cột đèn đường chiếu
sáng.
Pin mặt trời được dùng để chạy xe ôtô
•
Các công trình ứng dụng:
Khu vực phía Nam ứng dụng các dàn Pin mặt trời (PMT) phục vụ thắp
sáng và sinh hoạt văn hoá tại một số vùng nông thôn xa lưới điện. Các
trạm điện mặt trời có công suất từ 500 - 1.000 Wp được lắp đặt ở trung
tâm xã, nạp điện vào ắc qui cho các hộ gia đình sử dụng. Các dàn PMT có
công suất từ 250 - 500 Wp phục vụ thắp sáng cho các bệnh viện, trạm xá
và các cụm văn hoá xã. Đến nay có khoảng 800 - 1.000 dàn PMT đã được
lắp đặt và sử dụng cho các hộ gia đình, công suất mỗi dàn từ 22,5 - 70
Wp. Khu vực miền Trung có bức xạ mặt trời khá tốt và số giờ nắng cao,
rất thích hợp cho việc ứng dụng PMT. Hiện tại ở khu vực miền Trung có
hai dự án lai ghép với PMT có công suất lớn nhất Việt Nam, đó là:
•
Dự án phát điện ghép giữa PMT và thuỷ điện nhỏ, công suất 125 kW được
lắp đặt tại xã Trang, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai, trong đó công suất của
hệ thống PMT là 100 kWp (kilowatt peak) và của thuỷ điện là 25 kW. Dự
án được đưa vào vận hành từ cuối năm 1999, cung cấp điện cho 5 làng. Hệ
thống điện do Điện lực Mang Yang quản lý và vận hành.
•
Dự án phát điện lai ghép giữa PMT và động cơ gió phát điện với công suất
là 9 kW, trong đó PMT là 7 kW. Dự án trên được lắp đặt tại làng Kongu 2,
huyện Đak Hà, tỉnh Kon Tum, do Viện Năng lượng thực hiện. Công trình đã
được đưa vào sử dụng từ tháng 11/2000, cung cấp điện cho một bản người
dân tộc thiểu số với 42 hộ gia đình. Hệ thống điện do sở Công thương tỉnh
quản lý và vận hành.
Sơ đồ hệ thống điện gia đình

một số hộ dân của huyện đảo Cô Tô. Tổng
công suất lắp đặt là 15 kWp. Dự án trên do
Viện Năng lượng thực hiện. Công trình đã
vận hành từ tháng 12/2001.
V/ Kết luận và kiến nghị
1. Kết luận
- Đối với các nước đang phát triển ở Châu Á như Thái Lan,Lào,Việt Nam…, việc thiết lập các đập thủy điện
mới để giải quyết nhu cầu điện năng cho quốc gia hiện tại là một việc làm thiếu tầm nhìn nghiêm chỉnh cho
tương lai. Họ không rút ra được kinh nghiệm của các quốc gia Tây phương đang trên đà phá vỡ các đập đã
xây dựng ngõ hầu tái tạo hệ sinh hái của vùng, đồng thời cũng không học hỏi kinh nghiệm về các tác hại của
moi trường vì không nghiên cứu tác động môi trường trong quá trình thiết lập đập.
- Đối với nguồn năng lượng nguyên tử, mức an toàn trong vận hành, việc giải quyết phế thải hạt nhân vẫn là
một dấu hỏi lớn và tác hại đến nhân sự và môi trường trong trường hợp tai nạn xảy ra đã làm cho nhiều quốc
gia do dự khi quyết định xây dựng thêm nhà máy. Thêm nữa năng lượng này thải hồi nhiều khí (CO2) ảnh
hưởng đến tầng ozone của bầu khí quyển và nhất là phế thải nguyên tử vẫn còn là một nan đề chưa giải
quyết được của nhân loại.
Do đó, năng lượng mặt trời thiết nghĩ vẫn là một nguồn năng lượng tương đối tối ưu cho điều kiện Việt
Nam đứng về phương diện địa dư và nhu cầu phát triển kinh tế trong tương lai.
Sử dụng năng lượng Mặt Trời sẽ góp phần hạn chế:
•
Việc hạn chế hiệu ứng nhà kính, và sự hâm nóng toàn cầu
•
Giải quyết ô nhiễm môi trường do việc gia tăng dân số và phát triển xã hội của các quốc gia trên thế
giới;
•
Và nhất là để bổ túc vào sự thiếu hụt năng lượng trên thế giới trong tương lai khi các nguồn năng
lượng trong thiên nhiên sắp bị cạn kiệt.
2. Kiến nghị
Để việc triển khai ứng dụng đạt được hiệu quả tốt, cần tiến hành những bước sau:
- Các sở khoa học công nghệ hoặc các sở công nghiệp của các tỉnh nên mở các lớp tập huấn và tuyên