Năng lượng mặt trời

Giới thiệu năng lượng mặt trời

Cách đây khoảng 150 triệu km, mặt trời có kích thước gấp 333000 lần hành tih của chúng ta. Nhiệt độ mặt trời ở bề mặt khoảng 5600*c. Đây là khối vật chất khổng lồ với hoạt động hạnh nhân xảy ra liên tục.

Mặt trời cung cấp toàn bộ năng lượng, trực tiếp hoặc gián tiếp cho loài người. Mặt trời quyết định khí hậu và thời tiết. Bức xạ Mặt Trời, cùng với tài nguyên thứ cấp của năng lượng mặt trời như sức gió và sức sóng, sức nước và sinh khối, làm thành hầu hết năng lượng tái tạo có sẵn trên Trái Đất. Chỉ có một phần rất nhỏ của năng lượng mặt trời có sẵn được sử dụng.

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng vô tận mà thiên nhiên đã ban tăng cho con người nhưng việc tận dụng nguồn năng lượng này vẫn còn hạn chế rất nhiều.Bên cạnh đó bức xạ ánh sáng và nhiệt từ Mặt Trời, đã được khai thác bởi con người từ thời cổ đại bằng cách sử dụng một loạt các công nghệ phát triển hơn bao giờ hết

Điện mặt trời là ý tưởng tuyệt vời. Lấy năng lượng từ mặt trời và chuyển hóa thành điện năng và quang năng cung cấp cho mọi thiết bị do con người chế tạo ra. Một phần danh sách các ứng dụng năng lượng mặt trời sưởi ấm không gian và làm mát thông qua kiến trúc năng lượng mặt trời, qua chưng cất nước uống và khử trùng, làm đèn chiếu sáng năng lượng, nước nóng năng lượng mặt trời, nấu ăn năng lượng mặt. Để thu năng lượng mặt trời, cách phổ biến nhất là sử dụng tấm năng lượng mặt trời.

1 Nhiệt mặt trời.

Nhiệt mặt trời ( STE ) chỉ đơn giản là thu năng lượng mặt trời và sử dụng năng lượng đó để sưởi ấm, làm mát, chiếu sáng ban ngày và làm ấm nước trong các tòa nhà. Để thu nhiệt mặt trời có thể cần tới thiết bị công nghệ cao, ví dụ như một loạt các tấm quang điện mặt trời được căn chỉnh chính xác để tạo ra đủ năng lượng cấp cho một khu dân cư.

Bộ thu nhiệt mặt trời được Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ phân loại là bộ thu nhiệt độ thấp, trung bình hoặc nhiệt độ cao.

Bộ thu nhiệt độ thấp thường không tráng men và được sử dụng để làm nóng bể bơi hoặc làm nóng không khí thông gió. Bộ thu nhiệt độ trung bình cũng thường là các tấm phẳng nhưng được sử dụng để sưởi ấm nước hoặc không khí cho dân dụng và thương mại.

Bộ thu nhiệt độ cao tập trung ánh sáng mặt trời bằng gương hoặc thấu kính và thường được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu nhiệt lên đến 300 độ C / 20 bar trong các ngành công nghiệp và sản xuất điện.

Bộ thu nhiệt mặt trời có thể thiết lập ở quy mô lớn hoặc nhỏ, lắp đặt hệ thống tại địa phương hoặc từ xa, từ miễn phí đến chi phí đắt đỏ. Trong bài viết này, chúng ta cùng thảo luận và xem xét các chiến lược thu nhiệt mặt trời thụ động.

1 Nước nóng

Máy nước nóng năng lượng mặt trời (Máy NNNLMT) là cơ chế chuyển đổi năng lượng của mặt trời thành nước nóng. Công nghệ này còn được gọi là nhiệt năng mặt trời và bao gồm một bộ thu hút ánh sáng mặt trời và chuyển đổi nó thành nhiệt cung cấp nước ấm cho các mục đích thương mại hoặc gia đình. Nhiệt lượng từ mặt trời được sử dụng để làm ấm nước hoặc để sưởi ấm không gian..

Bộ thu năng lượng thu thập nhiệt từ bức xạ mặt trời và truyền nhiệt sang nước uống được. Nước nóng này chảy ra từ bộ thu vào bể nước nóng, và được sử dụng khi cần thiết. Hệ thống sưởi phụ có thể vẫn được kết nối với bể nước nóng để sao lưu nếu cần thiết.

Các loại phổ biến nhất của máy nước nóng năng lượng mặt trời được sơ tán thu ống (44%) và thu gom tấm kính phẳng (34%) thường được sử dụng nước nóng trong nước; và các tấm pin phẳng để thu nhiệt lượng từ mặt trời. (21%) sử dụng chủ yếu để làm nóng bể bơi.

Đến năm 2007, tổng công suất lắp đặt của các hệ thống nước nóng năng lượng là khoảng 154 GW. Trung Quốc đi đầu thế giới trong việc triển khai của họ với 70 GW đã được cài đặt. năm 2006 và mục tiêu dài hạn của 210 GW vào năm 2020. Hơn 90% hộ gia đình sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời và làm nóng bể bơi là ứng dụng ưu thế của nước nóng năng lượng với công suất lắp đặt 18 GW vào năm 2005.

2.Hệ thống sưởi ấm, làm mát và thông gió:

Hệ thống sưởi ấm nước bằng năng lượng mặt trời ( SWH ) là sự chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành nhiệt để sưởi ấm nước bằng cách sử dụng bộ thu nhiệt mặt trời. Một loạt các cấu hình có sẵn với chi phí khác nhau để cung cấp giải pháp ở các vùng khí hậu và vĩ độ khác nhau. SWH được sử dụng rộng rãi cho dân cư và một số ứng dụng công nghiệp.

Tại Hoa Kỳ, hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) chiếm 30% năng lượng được sử dụng trong các tòa nhà thương mại và gần 50% năng lượng sử dụng trong các tòa nhà dân cư. Công nghệ sưởi ấm, làm mát và thông gió năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để bù đắp một phần năng lượng này.

Ở Việt Nam có thể hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời còn rất xa lạ nhưng ở các nước ôn đới thì năng lượng được ứng dụng cho hệ thống sưới ấm của các tòa nhà rất nhiều.

Hệ thống sưởi ấm năng lượng mặt trời có giá cả phải chăng cho các gia đình. Lợi tức đầu tư có thể chỉ là 3-6 năm. Hệ thống thương mại giúp các công ty giảm và quản lý hóa đơn năng lượng, quản lý chi phí dài hạn. Trong khi đó, giá nhiên liệu hóa thạch dao động đáng kể và dự kiến ​​sẽ tăng đáng kể trong thập kỷ tới

Nhiệt khối là vật liệu bất kỳ có thể được sử dụng để lưu trữ nhiệt nóng từ Mặt trời trong trường hợp của năng lượng mặt trời. Các vật liệu nhiệt khối phổ biến bao gồm đá, xi măng và nước

Chúng được sử dụng để giữ ấm các tòa nhà trong khu vực ôn đới lạnh bằng cách hấp thu năng lượng vào ban ngày để bức xạ nhiệt duy trì sự ấm áp vào ban đêm.

 Làm mát và thông gió.

Chúng đã được sử dụng trong lịch sử ở vùng khí hậu khô hạn và khu vực ôn đới ấm để giữ mát các tòa nhà bằng cách hấp thụ năng lượng vào ban ngày và bức xạ nhiệt đã lưu trữ để không khí mát vào ban đêm

Kích thước và vị trí của nhiệt khối phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện khí hậu, chiếu sáng bằng ánh sáng ngày và bóng râm. Khi kết hợp đúng cách, nhiệt khối duy trì nhiệt độ không gian trong một phạm vi thoải mái và làm giảm sự cần thiết để sưởi ấm phụ trợ và thiết bị làm mát

Phương pháp làm lạnh và điều hòa không khí sử dụng bức xạ nhiệt của mặt trời làm giảm nguy cơ biến đổi khí hậu. Như vậy, so với máy lạnh truyền thống thì làm lạnh sử dụng năng lượng góp phần làm giảm tiêu thụ nguồn điện năng được sinh ra chủ yếu từ nguồn hóa thạch.

Làm mát và điều hòa không khí cho các toà nhà là nhu cầu cần thiết nhằm đáp ứng tiện nghi cho con người cũng như các thiết bị hoạt động trong không gian đó. Ở các vùng khí hậu nóng ẩm như Việt Nam thì nhu cầu này không thể thiếu được và ngày càng tăng khi mức sống con người càng ngày càng được cải thiện.

Một ống khói năng lượng mặt trời (hoặc ống khói nhiệt, trong bối cảnh này) là một hệ thống thông gió năng lượng mặt trời thụ động bao gồm một trục thẳng đứng kết nối nội thất và ngoại thất của một tòa nhà. Do sự nóng lên của ống khói, không khí bên trong được đun nóng gây ra một kéo không khí thông qua tòa nhà. Hiệu suất có thể được cải thiện bằng cách sử dụng kính và vật liệu nhiệt khối theo cách bắt chước nhà kính.

3. Xử lý nước

Từ trước đến nay, bạn đã nghe nói nhiều đến lọc nước, máy lọc nước, khử trùng nước. Mặc dù đã khá phổ biến trên thế giới, tuy nhiên phương pháp khử trùng nước năng lượng mặt trời có thể nói còn khá mới lạ ở Việt Nam. Mặt trời tỏa ra các tia tử ngoại A (UVA), B (UVB), C (UVC), tuy nhiên do sự hấp thụ của tầng ozon nên 99% các tia bức xạ đến được bề mặt trái đất là tia UVA. Khi sử dụng giải pháp này, vi khuẩn sẽ bị tiêu diệt bởi nhiệt độ và các tia tử ngoại A được cung cấp từ mặt trời.

Khử trùng nước năng lượng liên quan đến việc phơi sáng các chai nhựa đổ đầy nước dưới ánh sáng mặt trời trong vài giờ. Thời gian phơi sáng khác nhau tùy thuộc vào thời tiết và khí hậu từ tối thiểu là sáu giờ đến hai ngày trong điều kiện hoàn toàn u ám .Đó là khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới như là một phương pháp khả thi cho xử lý nước hộ gia đình và lưu trữ an toàn. Hơn hai triệu người ở các nước đang phát triển sử dụng phương pháp này đối với nước uống hàng ngày của họ.

Năng lượng mặt trời có thể được sử dụng trong một ao nước ổn định để điều trị nước thải mà không có hóa chất hoặc điện.Có thể nói đây là một phương pháp đơn giản và tiết kiệm vì tận dụng được nguồn lực từ tự nhiên, cần được ứng dụng trên quy mô rộng để phục vụ cho đời sống của con người. Mặt khác, phương pháp này sử dụng năng lượng nên có khả năng di động rất cao, có thể được chế tạo và ứng dụng ở bất kỳ nơi đâu. Đó là những ưu điểm vượt trội của hệ thống khử khuẩn bằng năng lượng

4. Nấu ăn

Bếp năng lượng mặt trời là một thiết bị trong đó sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời trực tiếp đến nhiệt, nấu ăn hoặc khử trùng nước uống và nguyên liệu thực phẩm khác. Nhiều bếp năng lượng mặt trời hiện đang sử dụng là các thiết bị công nghệ thấp , tương đối rẻ tiền, mặc dù một số loại mạnh hoặc đắt tiền như bếp truyền thống, và bếp năng lượng mặt trời quy mô lớn, tiên tiến có thể nấu cho hàng trăm người. Vì họ không sử dụng nhiên liệu và không tốn chi phí vận hành, nhiều tổ chức phi lợi nhuận đang quảng bá việc sử dụng của họ trên toàn thế giới để giúp giảm chi phí nhiên liệu và ô nhiễm không khí.

Bếp năng lượng Mặt Trời là một thiết bị giữ các tia nắng và dùng năng lượng này để đun nấu các loại thực phẩm hoặc đun nước sôi. Một trong các thiết kế là gồm một cái thau bằng nhôm, được cách ly tốt đặt trong một hộp gỗ. Một tấm kiếng đậy trên miệng thau có gắn với một tấm phản chiếu ở phía sau.Các thiết kế dùng gương hay thấu kính Fresnel để hội tụ ánh nắng vào điểm cần đun nấu có thể được dùng. Các bếp này có thể đạt công suất vài trăm Watt và nhiệt độ tới 200°C.

Bếp năng lượng được chia làm 3 loại lớn: bếp hộp, bếp tấm, bếp phản xạ. Bếp hộp là bếp năng lượng đơn giản nhất, cơ bản bao gồm vật liệu cách nhiệt bên trong do đó cần phải chịu nổi nhiệt độ này mà không chảy hoặc xì hơi. một thùng cách nhiệt có nắp đậy trong suốt. Vật liệu cách nhiệt bên trong do đó cần phải chịu nổi nhiệt độ này mà không chảy hoặc xì hơi.  Bếp tấm sử dụng một tấm phản chiếu ánh sáng mặt trời trực tiếp vào một thùng chứa cách nhiệt và đạt đến nhiệt độ so sánh với bếp hộp. Bếp phản xạ sử dụng các hình học khác nhau tập trung (đĩa, máng, gương Fresnel) để ánh sáng vào một bộ chứa nấu ăn. Các bếp này đạt đến nhiệt độ 315 °C và cao hơn nhưng yêu cầu ánh sáng trực tiếp để hoạt động đúng và phải được thay đổi vị trí để theo dõi Mặt trời .

5. Nhiệt quy trình

Ao năng lượng mặt trời là một hồ nước mặn thu thập và lưu trữ năng lượng, do đó cung cấp một nguồn bền vững nhiệt và điện.Mặc dù nghiên cứu về các ứng dụng thực tế của ao năng lượng đã không bắt đầu cho đến cuối những năm 1940. Nhưng vào đầu năm 1900 đã phát hiện ra một hồ nước phù hợp để làm ao năng lượng ở phía đông Châu Âu. Kể từ thời điểm đó, sự quan tâm đến ao năng lượng mặt trời đã bắt đầu lan rộng khắp thế giới như một nguồn năng lượng lớn.

Một phương pháp chuyển đổi năng lượng nhiệt khác được tìm thấy trong các ao năng lượng mặt trời, đó là các khối nước mặn được thiết kế để thu thập và lưu trữ năng lượng mặt trời. Nhiệt được chiết xuất từ ​​các ao như vậy cho phép sản xuất hóa chất, thực phẩm , dệt may và các sản phẩm công nghiệp khác và cũng có thể được sử dụng để sưởi ấm nhà kính , bể bơi và các tòa nhà chăn nuôi . Ao năng lượng mặt trời đôi khi được sử dụng để sản xuất điện thông qua việc sử dụng động cơ chu trình Rankine hữu cơ, một phương tiện chuyển đổi năng lượng mặt trời tương đối hiệu quả và kinh tế, đặc biệt hữu ích ở các địa điểm xa. Ao năng lượng mặt trời khá tốn kém để lắp đặt và bảo trì và thường giới hạn ở các khu vực nông thôn ấm áp.

Ở quy mô nhỏ hơn, năng lượng của Mặt trời cũng có thể được khai thác để nấu thức ăn trong các lò năng lượng mặt trời được thiết kế đặc biệt . Các lò năng lượng mặt trời thường tập trung ánh sáng mặt trời từ một khu vực rộng đến một điểm trung tâm, nơi một con tàu có bề mặt màu đen chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành nhiệt. Các lò nướng thường di động và không yêu cầu nhiên liệu đầu vào khác.

2. Điện mặt trời

Bức xạ mặt trời có thể chuyển đổi trực tiếp thành điện năng và quang năng nhờ 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.

Trong các tế bào như vậy, một điện áp nhỏ được tạo ra khi ánh sáng chiếu vào điểm nối giữa kim loại và chất bán dẫn (như silicon ) hoặc điểm nối giữa hai chất bán dẫn khác nhau. Công suất được tạo ra bởi một tế bào quang điện duy nhất thường chỉ khoảng hai watt. Tuy nhiên, bằng cách kết nối một số lượng lớn các tế bào riêng lẻ với nhau, như trong các tấm pin mặt trời, hàng trăm kilowatt điện năng có thể được tạo ra trong một nhà máy điện mặt trời hoặc trong một mảng gia đình lớn.

Các tấm silicon tinh thể cổ điển và các công nghệ mới nổi sử dụng pin mặt trời màng mỏng , bao gồm cả quang điện tích hợp trong tòa nhà , có thể được các chủ nhà và doanh nghiệp lắp đặt trên mái nhà của họ để thay thế hoặc tăng cường cung cấp điện thông thường.

Điện năng do pin mặt trời tạo để sử dụng hay để sạc pin. Thời kỳ đầu diện 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 dòng 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…

1. Điện mặt trời tập trung

Còn được gọi là nhiệt mặt trời tập trung tạo ra năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng gương hoặc thấu kính để tập trung một diện tích lớn ánh sáng mặt trời vào máy thu.  Điện được tạo ra khi ánh sáng tập trung được chuyển thành nhiệt, điều khiển động cơ nhiệt  được kết nối với một hoặc cung cấp năng lượng nhiệt phản ứn

Năng lượng mặt trời tập trung (CSP) sử dụng gương, kính để phản chiếu ánh nắng mặt trời, đun sôi nước để thu hơi nước có áp lực cao, sau đó dẫn đến turbin để phát điện. Thông thường một nhà máy CSP có công suất cao hơn công suất của một nhà máy phát điện sử dụng công nghệ quang năng, có thể cung cấp đủ nguồn điện cho nhu cầu sử dụng trên quy mô lớn.

Khi mặt trời không chiếu sáng do mây mù, người ta sẽ lấy lượng năng lượng đã tích trữ để khai thác phát điện. Hiện nay, hều hết các hệ thống CSP trên thế giới đều được tích hợp thiết bị tích trữ năng lượng bằng muối tan chảy, nhằm hỗ trợ cho hệ thống CSP trong việc nâng cao hiệu quả khai thác của hệ thống. Một trong những ưu điểm của CSP là nguyên vật liệu để sản xuất vật tư thiết bị cho một hệ thống CSP tương đối phổ biến, giá thành rẻ, dẫn đến chi phí đầu tư cho một hệ thống khá cạnh tranh, trên cơ sở đó tạo nhiều việc làm và thúc đẩy kinh tế phát triển.

2. Pin quang điện

Pin quang điện còn được gọi là pin năng lượng mặt trời là tấm pin tập hợp nhiều tế bào quang điện (solar cells) được tạo thành từ chất bán dẫn và chứa trên bề mặt rất nhiều diot quang học, có tác dụng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng.Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin mặt trời).Chúng có thể được dùng như cảm biến ánh sáng (ví dụ cảm biến hồng ngoại), hoặc các phát xạ điện từ gần ngưỡng ánh sáng nhìn thấy hoặc đo cường độ ánh sáng.

Các tấm pin năng lượng phổ biến hiện nay được chết tạo bằng tinh thể silic dạng đa tinh thể. Silic là chất bán dẫn, nên ở thể rắn, tính chất dẫn điện của nó sẽ phụ thuộc vào mức năng lượng nhận được để kích thích các dòng điện ở lớp N tách khỏi vị trí của nó và để lại một lỗ trống di chuyển về lớp P, lúc này dòng điện có thể di chuyển tự do, hiện tượng này tiếp diễn liên tục khi có nguồn ánh sáng chiếu vào sẽ hình thành dòng chảy dòng điện.

Vật liệu để chế tạo pin năng lượng hiện nay là silic dạng tinh thể, trong đó người ta chia làm 3 loại pin:

• Pin năng lượng mặt trời đơn tinh thể (mono), loại có hiệu suất chuyển đổi cao nhất lên đến 16%, loại này đắt tiền nhất do được cắt trực tiếp từ các khối tinh thể silic hình ống
• Pin năng lượng mặt trời đa tinh thể (poly), được làm từ silic nung chảy và phủ thành lớp liền nhau không chia khối như đơn tinh thể, hiệu suất chuyển đổi của pin dạng này thấp hơn đơn tinh thể, tuy nhiên mật độ phủ của nó cao hơn tấm mono trong cùng một diện tích nên bù lại về sản lượng điện
• Pin năng lượng mặt trời dạng mỏng (thin-film), miếng phim này cũng được làm từ silic nung chảy đa tinh thể, đây là loại có hiệu suất thấp nhất và giá thành cũng thấp nhất.

3. Hóa học năng lượng mặt trời

Các nhà khoa học hiện nay có thể sản xuất hóa chất sử dụng nhiệt mặt trời tự nhiên làm nguồn năng lượng trong điều kiện ánh sáng dao động. Hóa học năng lượng mặt trời đề cập đến một số quá trình có thể khai thác năng lượng mặt trời bằng cách hấp thụ ánh sáng mặt trời trong một phản ứng hóa học . Ý tưởng này có khái niệm tương tự như quang hợp ở thực vật, chuyển đổi năng lượng mặt trời thành liên kết hóa học của các phân tử glucose, nhưng không sử dụng các sinh vật sống, đó là lý do tại sao nó còn được gọi là quang hợp nhân tạo.

Phản ứng quang hóa chính là sự hình thành cảm ứng ánh sáng của các chất làm mờ và quá trình quang hợp là sự hình thành cảm ứng ánh sáng của các chất đồng phân . Trong khi phản ứng quang hóa lưu trữ năng lượng từ ánh sáng mặt trời trong các liên kết hóa học mới, quá trình quang hợp lưu trữ năng lượng mặt trời bằng cách định hướng lại các liên kết hóa học hiện có thành cấu hình năng lượng cao hơn.

Quá trình hóa học nhiệt mặt trời sử dụng năng lượng mặt trời để dẫn dắt phản ứng hóa học. Các quá trình này đã bù đắp năng lượng mà nếu không sẽ phải đến từ nguồn nhiên liệu hóa thạch và cũng có thể chuyển đổi năng lượng mặt trời thành nhiên liệu thỏa mãn điều kiện lưu trữ và vận chuyển. Năng lượng mặt trời gây ra các phản ứng hóa học có thể được chia thành nhiệt hóa hoặc quang hóa

Có rất nhiều ứng dụng tiềm năng và hiện tại cho nhiên liệu hóa học mặt trời. Một trong những ưu điểm chính của công nghệ này là khả năng mở rộng. Vì năng lượng có thể được lưu trữ và sau đó chuyển thành nhiệt khi cần thiết, lý tưởng cho các đơn vị nhỏ hơn là lý tưởng. Các phạm vi này từ bếp lò di động hoặc lò sưởi cá nhân nhỏ có thể được sạc dưới ánh nắng mặt trời để cung cấp vệ sinh y tế ở khu vực ngoài lưới, và các kế hoạch thậm chí còn được sử dụng hệ thống được phát triển tại MIT như một hệ thống khử cửa sổ trong ô tô. Nó cũng có khả năng mở rộng và sưởi ấm những ngôi nhà hoặc tòa nhà lớn hơn hoặc thậm chí là các khối nước nóng. Một nhiên liệu nhiệt mặt trời lý tưởng sẽ có thể quay vòng vô tận mà không bị suy giảm, khiến nó trở nên lý tưởng cho việc triển khai quy mô lớn hơn mà thường cần thay thế nhiều hình thức lưu trữ khác.

Phương pháp lưu trữ năng lượng mặt trời

Hệ thống lưu trữ năng lượng được thiết kế khi sản xuất để tích lũy năng lượng vượt quá nhu cầu và để cung cấp năng lượng cho người dùng. Chúng có thể giúp phù hợp với cung và cầu năng lượng, khai thác các nguồn năng lượng tái tạo, tăng hiệu quả tổng thể của hệ thống năng lượng và giảm lượng khí thải carbon.

Ban ngày hấp thụ năng lượng ánh sáng nhờ tấm pin năng lượng và pin tích điện để có thể hoạt động năng lượng vào ban đêm chúng có thể lưu trữ được 14 tiếng đồng hồ thậm chí sang ngày sau tùy thuộc vào kích thước của tấm pin. Bên cạnh đó việc lưu trữ năng lượng là một vấn đề quan trọng bởi vì các hệ thống năng lượng hiện đại thường giả định sẵn có liên tục của năng lượng. Ví dụ sử dụng là sự cân bằng giữa nhu cầu năng lượng giữa ban ngày và ban đêm, lưu trữ nhiệt mùa hè để sưởi ấm mùa đông hoặc lạnh mùa đông cho điều hòa không khí mùa hè ( lưu trữ năng lượng nhiệt theo mùa ). Phương tiện lưu trữ bao gồm bể chứa nước hoặc nước đá, khối đất bản địa hoặc đá gốc được truy cập bằng bộ trao đổi nhiệt bằng các lỗ khoan, tầng ngậm nước sâu chứa giữa các tầng không thấm nước; hố nông, lót đầy sỏi và nước và cách nhiệt ở trên cùng, cũng như các giải pháp eutectic và vật liệu thay đổi pha .

Năng lượng mặt trời có thể được lưu trữ ở nhiệt độ cao bằng cách sử dụng muối nóng chảy. Muối là một phương tiện lưu trữ có hiệu quả bởi vì chúng có chi phí thấp, có nhiệt dung riêng cao và có thể cung cấp nhiệt ở nhiệt độ tương thích với các hệ thống điện thông thường. Solar Two sử dụng phương pháp lưu trữ năng lượng này, cho phép nó lưu trữ 1,44 TJ trong bể chứa 68 m³ của nó với một hiệu quả lưu trữ hàng năm khoảng 99%.

Nhiệt độ nhạy cảm của muối nóng chảy cũng được sử dụng để lưu trữ năng lượng mặt trời ở nhiệt độ cao. Nó được gọi là công nghệ muối nóng chảy hoặc lưu trữ năng lượng muối nóng chảy. Muối nóng chảy có thể được sử dụng như một phương pháp lưu trữ năng lượng nhiệt để giữ lại năng lượng nhiệt. Hiện tại, đây là một công nghệ được sử dụng thương mại để lưu trữ nhiệt thu được từ năng lượng mặt trời tập trung

Phát triển, triển khai và kinh tế

Khi nhu cầu điện toàn cầu tăng lên, các chính phủ đang thiết kế và thực hiện các chính sách để tăng quy mô và xúc tác năng lượng tái tạo, hiện đáp ứng 22% nhu cầu điện toàn cầu. Các công nghệ năng lượng mặt trời là một thành phần quan trọng của việc triển khai mở rộng này và chúng đã trải qua sự tăng trưởng chưa từng thấy trong những năm gần đây.Giá mặt trời đã giảm đáng kể trong thập kỷ qua, trong năm 2013, công suất lắp đặt điện mặt trời mới từ quang điện (PV) đã vượt qua tất cả các công nghệ năng lượng tái tạo khác trên toàn thế giới.

Ngoài việc đáp ứng nhu cầu năng lượng theo cách ngày càng hiệu quả, triển khai năng lượng cũng có thể hỗ trợ các mục tiêu phát triển kinh tế, xã hội và môi trường quan trọng. Ngày nay, với tiến bộ trong việc chế tạo các module quang điện, những tấm năng lượng  với chất lượng tốt (solar led) đã được sản xuất khá nhiều, hiệu suất cao, phục vụ đa dạng cho các nhu cầu sinh hoạt của con người, các tấm pin năng lượng này đa dạng về hiệu năng (12-24v), công suất. Xu hướng sử dụng năng lượng mặt trời đang ngày càng rõ rệt và đo sẽ là xu thế của thời đại mới.

Cung cấp năng lượng, đặc biệt cung cấp điện cơ bản đáp ứng đủ yêu cầu phát triển kinh tế và chất lượng ngày ,bệnh viện càng được cải thiện. Công nghiệp khai thác dầu khí và lọc hóa dầu phát triển mạnh, hình thành được mội số cơ sở lọc hóa dầu quy mô lớn. Đầu tư xây dựng nhiều dự án mỏ than có công suất lớn, thủy điện phát triển nhanh, gần đây điện mặt trời phát triển với tốc độ cao.Đưa điện lưới quốc gia tới hầu hết các vùng miền của đất nước, kể cả vùng sâu, vùng xa, biên cương hải đảo. Tiêu thụ năng lượng gia tăng đáng kể

Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả ngày càng được quan tâm. Ngành năng lượng trở thành ngành kinh tế năng động, đóng góp rất quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế. Tuy nhiên, ngành năng lượng nước ta vẫn còn hạn chế nhiều nguồn chi phí để sử dụng năng lượng mặt trời khá đắt. Sự phát triển nhanh về công nghệ và chi phí giảm liên tục từ đầu năm 2009 đến nay tạo ra các bước tiến bộ rõ rệt trong hệ thống nhiệt mặt trời.

Ứng dụng điện mặt trời tại Việt Nam

Điện mặt trời tại việt nam thuộc nhóm công nghiệp năng lượng mới nổi, được nhập cuộc theo sự phát triển nguồn năng lượng tái tạo chung của thế  giới. Đặc biệt, Việt Nam có tiềm năng lớn về năng lượng mặt trời và gió, do ở gần xích đạo và tồn tại những vùng khô nắng nhiều như các tỉnh nam Trung Bộ. Vì thế điện mặt trời cùng với điện gió đang được Nhà nước Việt Nam khuyến khích phát triển, thể hiện ở Quyết định 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, đảm bảo phát triển nguồn điện khi dừng các dự án điện hạt nhân và giảm bớt các nhiệt điện đốt hóa thạch

Việt nam được xem là một quốc gia có tiềm năng phát triển rất lớn về năng lượng mặt trời và có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân bố rộng rã các vùng miền khác nhau. Có bón dạng công nghệ năng lượng đang có mặt trên thị trường việt nam. Đó là công nghệ năng lượng quy mô hộ gia đình,quy mô thương mại sử dụng cho khách sạn, nhà hàng, đèn đường chiếu sáng, tivi, trạm …

Những ưu đãi về đầu tư xây dựng nhà máy và giá bán điện cho Điện lực Việt Nam đã thu hút sự quan tâm của nhà đầu tư cả trong và ngoài nước. Vì thế, tuy chỉ bắt đầu xây dựng nhà máy điện mặt trời từ năm 2015, đến giữa năm 2019 đã có vài trăm dự án có công suất lắp máy từ 20 đến 250 MW đã hoặc sắp hoàn thành . Theo EVN tính tới ngày 30/5/2019 đã có 47 dự án điện mặt trời với tổng công suất 2.300 MW được đấu nối vào lưới điện quốc gia .

Bên cạnh đó điện mặt trời còn giúp cho môi trường xanh sạch, chi phí nhiên liệu và bảo dưỡng thấp, an toàn cho ngường sử dụng, tiết kiệm điện năng, giảm nguồn chi phí cho các hộ gia đình, công ty, doanh nghiệp…Đồng thời , phát triển ngành công nghiệp sản xuất điện mặt trời sẽ góp phần thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch, giảm phát khí thải nhà kính, bảo vệ môi trường, giảm lượng khí cab.

Các tấm pin mặt trời được coi là bền chắc, sản phẩm từ các hãng có uy tín có thời gian phục vụ đến 25 năm. Thời gian như vậy tuy dài nhưng cũng là có hạn. Mặt khác do các sự cố va đập, sét đánh hay vì nguyên nhân khác, một số tấm pin hỏng dần trước khi đến thời gian sống chờ đợi. Việc xử lý hàng trăm ngàn tấm pin phế thải có nhiều chất độc hại là vấn đề lớn đối với môi trường, đặc biệt là ở Việt Nam thường có thói quen tấp đống vào một chỗ.

VÌ vậy, đây được coi là nguồn năng lượng quý giá, có thể thay thế những dạng năng lượng cũ đang ngày càng cạn kiệt. Từ lâu, nhiều nơi trên thế giới đã sử dụng nhiệt mặt trời như một giải pháp thay thế những nguồn tài nguyên truyền thống Việt Nam đang dần dần thay đổi nó.