Hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời là một trong những yếu tố quan trọng để đánh giá khả năng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng của hệ thống pin. Chỉ số này không chỉ phản ánh chất lượng của tấm pin mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả hoạt động và chi phí đầu tư của hệ thống năng lượng mặt trời. Vì vậy, hiểu rõ về hiệu suất tấm pin sẽ giúp người dùng đưa ra lựa chọn phù hợp và tối ưu nhất.

Hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời là gì?

Hiệu suất pin mặt trời là tỉ số giữa năng lượng điện tạo ra và năng lượng ánh sáng mặt trời nhận được. Đây là phép đo khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng của hệ thống pin. Hiệu suất phụ thuộc vào chất lượng tấm pin và phổ ánh sáng, cường độ bức xạ mặt trời, và nhiệt độ hoạt động của pin.

Ý nghĩa hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời

Hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời được xác định bởi khả năng chuyển đổi năng lượng của tấm PV với chi phí thấp và hiệu quả cao. Hầu hết các tấm pin mặt trời có hiệu suất 17% đến 20%. Một số loại đặc biệt có hiệu suất cao hơn hoặc thấp hơn mức này.

Hiệu suất là yếu tố then chốt khi lựa chọn pin năng lượng mặt trời. Theo dõi hiệu suất tấm pin mặt trời và chọn loại pin phù hợp sẽ giúp hệ thống vận hành hiệu quả và tiết kiệm chi phí lâu dài.

Cách tính hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời

Để sử dụng hiệu quả pin năng lượng mặt trời, việc hiểu rõ cách tính hiệu suất, diện tích và sản lượng là rất quan trọng. Sau đây là công thức tính hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời:

Công thức tính hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời

Hiệu suất (%) = (Pmax ÷ Diện tích) ÷ 1000 × 100%

Trong đó:

• Pmax: Công suất cực đại của tấm pin tại điều kiện STC (Wp)
• Diện tích: Diện tích bề mặt của tấm pin (m²)
• 1000: Bức xạ trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn STC (W/m²)

Ví dụ: Một tấm pin có công suất 400 Wp và diện tích 2 m², hiệu suất sẽ là:

Hiệu suất (%) = (400 ÷ 2) ÷ 1000 × 100% = 20%

Công thức tính tổng diện tích lắp đặt dựa theo công suất tấm pin:

Tổng diện tích = Số lượng tấm pin × Diện tích 1 tấm

Trong đó:

• Tổng diện tích: Diện tích cần thiết để lắp đặt hệ thống (m²)
• Số lượng tấm pin: Số lượng tấm pin cần thiết để đạt công suất mong muốn
• Diện tích 1 tấm: Diện tích bề mặt của một tấm pin (m²)

Ví dụ: Để lắp đặt hệ thống điện mặt trời công suất 3kWp sử dụng tấm pin 440Wp có diện tích 2,2m², ta tính:

Số lượng tấm pin = Công suất hệ thống ÷ Công suất 1 tấm = 3.000 ÷ 440 = 6,8 (làm tròn thành 7 tấm)

Tổng diện tích = Số lượng tấm pin × Diện tích 1 tấm = 7 × 2,2 = 15,4 m²

Công thức tính sản lượng điện hệ thống tạo ra hàng tháng

Sản lượng điện (kWh) = Công suất hệ thống (kWp) × Số giờ nắng/ngày × Hiệu quả hệ thống (%) × Số ngày trong tháng

Trong đó:

• Công suất hệ thống: Công suất tối đa của hệ thống điện mặt trời (kWp)
• Số giờ nắng/ngày: Thời gian hệ thống nhận được bức xạ mặt trời trong một ngày (giờ)
• Hiệu quả hệ thống: Tỷ lệ hiệu suất thực tế sau khi trừ các tổn thất do nhiệt độ, inverter, dây cáp... (%)
• Số ngày trong tháng: Số ngày có ánh sáng mặt trời trong tháng (ngày)

Ví dụ: Với hệ thống điện mặt trời công suất 3kWp, số giờ nắng/ngày là 5 giờ, hiệu quả hệ thống 80%, trong 30 ngày, sản lượng điện sẽ là:

Sản lượng điện (kWh) = 3 × 5 × 0,8 × 30 = 360 kWh

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời

Tấm pin năng lượng mặt trời được lắp đặt trên mái nhà hoặc mặt đất là thành phần cốt lõi của hệ thống năng lượng mặt trời. Vì vậy, chúng ta cần quan tâm đến các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tấm pin năng lượng sau đây:

Công nghệ chế tạo tấm pin năng lượng mặt trời

Công nghệ sản xuất quyết định hiệu quả của tấm pin năng lượng mặt trời. Hiện có ba loại công nghệ chế tạo phổ biến:

Tấm đơn tinh thể: Là công nghệ truyền thống với hiệu suất từ 15% đến 18%, được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

Tấm đa tinh thể: Được chế tạo từ nhiều tinh thể silicon, mang lại hiệu suất cao hơn.

Tấm mỏng: Sử dụng vật liệu mỏng như CdTe hoặc CIGS, giúp giảm chi phí sản xuất.

Chất lượng tế bào quang điện

Tế bào quang điện đóng vai trò như "trái tim" của tấm pin. Hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng của các tế bào quang điện này. Quy trình sản xuất tự động giúp tối ưu chất lượng và giảm thiểu sai số. Các chứng nhận IEC và TUV là căn cứ quan trọng để đánh giá hiệu suất hoạt động của tấm pin.

Hướng lắp đặt tấm pin

Hướng lắp đặt tấm pin so với hướng mặt trời có ảnh hưởng quyết định đến hiệu suất. Vì vậy, cần bố trí tấm pin sao cho tối ưu việc tiếp nhận ánh sáng mặt trời.

Điều kiện thời tiết

Ánh sáng mặt trời là yếu tố thiết yếu cho hoạt động của tấm pin. Lượng năng lượng thu được phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời, trong khi nhiệt độ tế bào quang điện bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường. Như vậy, điều kiện khí hậu và thời tiết theo mùa đều tác động đến hiệu suất tấm pin.

Chế độ bảo dưỡng

Việc bảo dưỡng định kỳ là cần thiết để duy trì hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời. Vệ sinh bụi bẩn, kiểm tra kỹ thuật và giám sát hiệu suất là những hoạt động quan trọng để đảm bảo tấm pin hoạt động hiệu quả.

Hiệu suất hoạt động của loại pin nào tốt hơn?

Theo thống kê, pin năng lượng mặt trời Mono có hiệu suất cao nhất trong 3 loại pin, với hiệu suất chuyển đổi khoảng 20%. Điều này là do pin Mono được cấu tạo từ những phôi Silicon tinh khiết, giúp tăng hiệu suất hoạt động. Hiệu suất của tấm pin năng lượng mặt trời Mono còn được thể hiện qua cấu tạo chất lượng và quy trình sản xuất tỉ mỉ.

Pin năng lượng mặt trời Poly có hiệu suất thấp hơn so với pin Mono, với hiệu suất chuyển đổi từ 15–19%. Nguyên nhân là do độ tinh khiết của tế bào Silicon thấp hơn.

Tuy nhiên, tùy theo nhu cầu sử dụng thực tế, cả pin Mono và Poly đều có những ưu điểm riêng. Vì vậy, cả hai loại pin này đều được người tiêu dùng ưa chuộng.

Có rất nhiều loại pin năng lượng mặt trời. Đối với pin mặt trời màng mỏng, mặc dù hiệu suất chỉ đạt 11%, nhưng nhờ giá thành rẻ nên vẫn được sử dụng phổ biến.

• Đa tinh thể – 15 đến 18%
• Đơn tinh thể – 16,5 đến 19%
• PERC đa tinh thể – 17 đến 19,5%
• PERC đơn tinh thể – 17,5 đến 20%
• Loại N đơn tinh thể – 19 đến 20,5%
• HJT loại N đơn tinh thể – 19 đến 21,7%

Làm thế nào để tối ưu hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời?

Để đạt được công suất phát điện tối ưu, doanh nghiệp cần chú ý đến các yếu tố quan trọng sau:

Lựa chọn tấm pin mono hoặc poly

Doanh nghiệp cần căn cứ vào điều kiện khí hậu, diện tích lắp đặt và ngân sách để lựa chọn loại tấm pin phù hợp. Tấm pin mono (monocrystalline) có hiệu suất cao nhưng giá thành cao và nhạy cảm với nhiệt độ. Ngược lại, tấm pin poly (polycrystalline) có hiệu suất thấp hơn nhưng giá thành hợp lý và khả năng chịu nhiệt tốt hơn.

Tấm pin mono AstroTwins của CHINT, ra mắt năm 2020, đạt công suất 540Wp và hiệu suất 20,9%. Sản phẩm ứng dụng công nghệ tế bào quang điện đơn tinh thể. Nó có thiết kế cắt nửa và kết nối song song. Thiết kế này giúp tăng hiệu quả chuyển đổi năng lượng và giảm tổn thất do bóng râm. Tấm pin có khả năng chống chịu tốt trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, mưa đá, bão lốc, với tuổi thọ trên 30 năm. Sản phẩm đã được ứng dụng trong nhiều dự án lớn tại Hà Lan, Đức, Nhật Bản và Việt Nam. Nó là giải pháp năng lượng thông minh, tiết kiệm và bền vững cho khách hàng cần điện mặt trời.

Lắp đặt ở hướng đón bức xạ mặt trời nhiều nhất

Ở Việt Nam, hướng Nam đón nhận lượng bức xạ mặt trời cao nhất trong ngày. Do đó, doanh nghiệp nên lắp đặt tấm pin mặt trời theo hướng này. Góc nghiêng lắp đặt rất quan trọng để tối ưu hiệu quả thu năng lượng. Nó thường nằm trong khoảng 15–45 độ và giảm dần về phía Nam.

Thường xuyên bảo dưỡng

Để duy trì hiệu suất tấm pin năng lượng và kéo dài tuổi thọ, doanh nghiệp cần định kỳ kiểm tra, vệ sinh và bảo dưỡng các thiết bị. Cụ thể:

Vệ sinh bề mặt tấm pin 6 tháng một lần để loại bỏ bụi bẩn, lá cây và vật cản.

Kiểm tra và làm sạch kết nối điện, dây cáp, ổ cắm và inverter 12 tháng một lần để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Kiểm tra và thay thế kịp thời các linh kiện hư hỏng hoặc xuống cấp như kính, khung, dây cáp, inverter.

Lựa chọn đơn vị uy tín có chế độ bảo hành tốt

Để an tâm khi dùng tấm pin mặt trời, doanh nghiệp nên chọn nhà cung cấp uy tín. Họ phải có sản phẩm chất lượng và chế độ bảo hành rõ ràng. Các tiêu chí lựa chọn đơn vị thi công gồm:

• Đa dạng sản phẩm và mức giá, phù hợp với yêu cầu từng dự án.
• Đảm bảo hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời đồng nhất và đạt chuẩn.
• Chế độ hậu mãi, bảo hành minh bạch và bảo trì trọn đời.

Sai lầm thường thấy về hiệu suất tấm pin năng lượng mặt trời

Tấm pin có công suất cao hơn có hiệu suất lớn hơn:

Nhiều khách hàng thường hiểu lầm rằng tấm pin có công suất cao sẽ có hiệu suất cao. Tuy nhiên, điều này không phải lúc nào cũng đúng. Ví dụ sau đây sẽ minh chứng cho nhận định này.

Tấm pin công suất 370W có hiệu suất đạt 21,4% (thuộc nhóm cao nhất hiện nay), vượt trội hơn nhiều so với các tấm pin có công suất 430-500W.

Tấm pin có hiệu suất cao hơn, chất lượng tốt hơn:

Chất lượng tấm pin phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất lượng cấu thành, công nghệ được áp dụng của từng thương hiệu, và hiệu suất tấm pin. Tuy nhiên, việc kết luận tấm pin có hiệu suất cao hơn sẽ có chất lượng tốt hơn là chưa hoàn toàn chính xác.

Việc lựa chọn tấm pin năng lượng mặt trời có hiệu suất cao và phù hợp với nhu cầu sử dụng là điều kiện then chốt để đảm bảo hệ thống vận hành hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Bên cạnh đó, các yếu tố như công nghệ sản xuất, hướng lắp đặt, bảo trì và lựa chọn đơn vị cung cấp uy tín cũng đóng vai trò quan trọng. Prosolar tự hào là thương hiệu cung cấp các giải pháp điện năng lượng mặt trời chất lượng cao, đồng hành cùng bạn trong hành trình xây dựng một tương lai bền vững và tiết kiệm năng lượng.