Cơ chế hoạt động của ngói năng lượng mặt trời

Mái ngói năng lượng mặt trời (solar roof tiles) hoạt động tương tự như pin năng lượng mặt trời thông thường, với các tế bào quang điện tích hợp trên bề mặt ngói, chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Dòng điện một chiều (DC) tạo ra từ ngói sẽ được đưa đến bộ biến tần để chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC), cung cấp cho các thiết bị trong nhà và có thể hòa vào lưới điện quốc gia.

Mái ngói năng lượng mặt trời là gì?

Mái ngói năng lượng mặt trời là loại ngói lợp nhà được tích hợp tế bào quang điện (pin mặt trời) lên bề mặt, cho phép chúng hoạt động như một tấm pin năng lượng thông thường nhưng vẫn đảm bảo chức năng bảo vệ ngôi nhà và tính thẩm mỹ. Sản phẩm này chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng, cung cấp cho các thiết bị điện trong nhà, đồng thời mang lại vẻ ngoài hấp dẫn và hiện đại hơn so với các hệ thống pin mặt trời truyền thống.

Cũng giống như trên các tấm pin quang điện vốn thấy, ngói năng lượng mặt trời cũng hoạt động nhờ các cell pin năng lượng được tích hợp ở bề mặt. Điểm đặc biệt của các cell pin này là độ dẻo cao, có khả năng uốn cong theo thiết kế đặc trưng của ngói.

Các tấm ngói năng lượng mặt trời thường sử dụng Cell pin loại Thin Film (màng mỏng), chúng có độ trong suốt cao, mỏng, độ dẻo cao. Công nghệ Thin Film được giới thiệu từ lâu và được ứng dụng nhiều trên các thiết bị điện tử khác nhau.

Lớp pin màng mỏng sẽ được phủ lên toàn bộ bề mặt của mái ngói, mang lại hiệu quả vượt trội. Nhờ vậy, ngói năng lượng mặt trời vừa đảm nhiệm chức năng của một viên ngói thông thường, vừa bổ sung thêm khả năng sinh ra điện tương tự như các dàn pin.

Kết cấu của một tấm ngói năng lượng mặt trời:

- Lớp thứ 1: Bề mặt kính trong suốt.

- Lớp thứ 2: Phim POE.

- Lớp thứ 3: Tế bào quang điện Miasole Flex.

- Lớp thứ 4: Phim POE.

- Lớp thứ 5: Lớp mái ngói uốn cong.

Ngói năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?

Ngói năng lượng mặt trời hoạt động tương tự như các tấm pin mặt trời đã được sử dụng rộng rãi ngày nay. Sự khác biệt chính của hai thiết bị này sẽ nằm ở phần lắp ráp.  Ngói năng lượng mặt trời sẽ cải tiến hơn so với pin mặt trời truyền thống. 

Thay vì sẽ được lắp trên mái nhà như những tấm pin mặt trời truyền thống, thì ngói năng lượng mặt trời sẽ là một phần của việc xây dựng mái nhà ngay từ đầu. Ngói năng lượng mặt trời sẽ thay thế cho các vật liệu lợp thông thường.

Các tấm ngói được hình thành bởi các tế bào quang điện, ngói tạo ra một điện trường có thể cung cấp điện để sử dụng cho ngôi nhà khi hấp thụ ánh sáng mặt trời. 

Mỗi tấm ngói được kết nối bằng dây cáp điện  với inverter năng lượng mặt trời hoặc hybrid inverter.

Để ngói năng lượng mặt trời hoạt động hiệu quả, cần phải lắp đặt một inverter solar chuyển đổi năng lượng thu được từ mỗi viên ngói thành điện. 

Sản lượng điện thu được từ ánh sáng mặt trời phụ thuộc trực tiếp vào bức xạ ánh sáng mặt trời mà các tấm ngói nhận được, việc này có liên quan đến khí hậu và vị trí của dự án như vị trí địa lý, hướng nắng, nhiệt độ…

Ban cần phải đặc biệt chú ý đến hướng nắng và làm sạch mái ngói, để đảm bảo hiệu quả phát điện tối đa của ngói năng lượng mặt trời. 

Ngoài ra, nên chọn ngói năng lượng mặt trời được bố trí cạnh nhau thay vì chồng chéo (không giống như ngói gốm truyền thống). Việc bố trí chồng chéo này tạo ra các khu vực bị che bóng dẫn đến không thu được nhiều ánh sáng mặt trời.

Ưu nhược của ngói năng lượng mặt trời

Ngói năng lượng mặt trời có ưu điểm là thẩm mỹ cao, bền bỉ, tích hợp vào mái nhà, bảo vệ môi trường và tiết kiệm chi phí điện lâu dài. Tuy nhiên, nhược điểm là chi phí đầu tư ban đầu cao, hiệu suất tạo điện thấp hơn pin truyền thống và không phù hợp với mọi loại mái nhà.

Ưu điểm:

Thẩm mỹ cao: Ngói năng lượng mặt trời là một phần của mái nhà, mang lại vẻ ngoài hiện đại, sang trọng và kín đáo hơn so với các tấm pin mặt trời truyền thống. 

Độ bền và khả năng chống chịu: Ngói được làm từ vật liệu cao cấp, có độ bền cao, khả năng chống chịu thời tiết khắc nghiệt và chống cháy. 

Tích hợp vào mái nhà: Ngói năng lượng mặt trời thay thế cho mái lợp thông thường, vừa có tác dụng che chắn mưa gió vừa thu quang năng, không làm tăng trọng lượng lên mái nhà như khi lắp thêm pin. 

Bảo vệ môi trường: Là nguồn năng lượng sạch, không phát thải khí nhà kính, giúp giảm lượng khí thải carbon và bảo vệ môi trường. 

Tiết kiệm chi phí điện: Cung cấp nguồn điện sinh hoạt, giảm hóa đơn tiền điện hàng tháng, giúp tiết kiệm chi phí vận hành lâu dài. 

Tuổi thọ cao: Sản phẩm có độ bền và tuổi thọ cao, lên đến 30 năm, giảm chi phí bảo trì và sửa chữa. 

Nhược điểm:

Chi phí đầu tư ban đầu cao: Chi phí mua và lắp đặt ngói năng lượng mặt trời thường cao hơn so với các loại ngói lợp thông thường. 

Hiệu suất tạo điện thấp hơn: Ngói năng lượng mặt trời có hiệu suất tạo điện kém hơn so với các tấm pin năng lượng mặt trời đơn tinh thể, do đó đòi hỏi diện tích lớn hơn để đạt cùng công suất. 

Không phù hợp với mọi loại mái nhà: Việc lắp đặt ngói năng lượng mặt trời yêu cầu kiến trúc mái nhà và kết cấu phù hợp, không phải mái nhà nào cũng thích hợp để sử dụng loại ngói này.

BÀI CÙNG CHỦ ĐỀ:
>> Tìm hiểu chi tiết về ngói năng lượng mặt trời
>> Mái ngói năng lượng mặt trời – Giải pháp xây dựng của tương lai
>> Mái ngói pin mặt trời mang màu sắc khác nhau
>> Tesla giới thiệu 4 mẫu mái nhà ngói kính năng lượng mặt trời
>> Mái ngói điện quang

Buildata