Tấm pin mặt trời là gì? Cấu tạo & nguyên lý hoạt động

1. Tấm pin mặt trời là gì?

Tấm pin mặt trời (Solar Panel / PV Module) là thiết bị sử dụng hiệu ứng quang điện để biến đổi năng lượng ánh sáng thành dòng điện một chiều (DC).

Một hệ thống điện mặt trời có thể gồm:

• Vài tấm pin (hộ gia đình nhỏ)

• Hàng trăm, hàng nghìn tấm pin (nhà xưởng, trang trại)

👉 Tấm pin không tạo ra điện xoay chiều và không cấp điện trực tiếp cho thiết bị trong nhà, mà phải thông qua biến tần (inverter).

2. Vai trò của tấm pin trong hệ thống điện mặt trời

Trong toàn bộ hệ thống:

Tấm pin → Inverter → Tải sử dụng / Pin lưu trữ / Lưới điện

Vai trò chính của tấm pin:

• Thu nhận bức xạ mặt trời

• Chuyển đổi ánh sáng thành điện DC

• Cung cấp năng lượng đầu vào cho inverter

👉 Chất lượng tấm pin quyết định 70–80% hiệu suất và tuổi thọ hệ thống.

3. Cấu tạo của tấm pin mặt trời

Một tấm pin mặt trời tiêu chuẩn gồm các lớp sau:

3.1. Lớp kính cường lực

• Kính trong suốt, độ dày 3.2–4 mm

• Chịu lực, chịu va đập, chống mưa đá

• Cho ánh sáng đi qua tối đa

3.2. Lớp EVA (Ethylene Vinyl Acetate)

• Lớp keo chuyên dụng

• Cố định và bảo vệ các cell pin

• Chống ẩm, chống rung

3.3. Tế bào quang điện (Solar Cell)

• Thành phần quan trọng nhất

• Làm từ silicon đơn tinh thể hoặc đa tinh thể

• Thực hiện chuyển đổi ánh sáng thành điện năng

👉 Một tấm pin thường có 54, 60, 72 hoặc 144 cell (half-cell).

3.4. Lớp EVA phía sau

• Tương tự lớp EVA phía trước

• Tăng độ bền cơ học cho tấm pin

3.5. Tấm nền (Backsheet)

• Bảo vệ mặt sau tấm pin

• Chống ẩm, cách điện

• Một số pin cao cấp dùng kính kép (glass–glass)

3.6. Khung nhôm

• Cố định toàn bộ tấm pin

• Giúp lắp đặt chắc chắn trên mái hoặc mặt đất

• Chống ăn mòn

3.7. Hộp đấu nối (Junction Box)

• Nằm phía sau tấm pin

• Nơi kết nối dây DC

• Có diode chống dòng ngược

4. Nguyên lý hoạt động của tấm pin mặt trời

Tấm pin hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện:

1. Ánh sáng mặt trời chiếu vào cell pin

2. Photon kích thích electron trong vật liệu silicon

3. Electron di chuyển tạo thành dòng điện một chiều (DC)

4. Dòng DC được đưa về inverter để chuyển thành AC

👉 Pin chỉ tạo điện khi có ánh sáng, không cần nắng gắt, trời râm vẫn tạo điện.

5. Các loại tấm pin mặt trời phổ biến hiện nay

5.1. Pin Mono (Monocrystalline)

• Màu đen sẫm

• Hiệu suất cao (20–23%)

• Phù hợp mái diện tích nhỏ

• Giá cao hơn

5.2. Pin Poly (Polycrystalline)

• Màu xanh lam

• Hiệu suất thấp hơn (16–18%)

• Giá rẻ hơn

• Ít dùng trong các hệ mới

5.3. Pin công nghệ mới

• Half-cell

• PERC

• TOPCon

• HJT

• Back contact

👉 Cho hiệu suất cao hơn, giảm suy hao nhiệt, tăng tuổi thọ.

6. Các thông số kỹ thuật quan trọng của tấm pin

• Công suất (Wp): 450W, 550W, 600W…

• Voc: Điện áp hở mạch

• Vmp / Imp: Điện áp & dòng tại điểm công suất cực đại

• Hiệu suất (%)

• Hệ số nhiệt

👉 Các thông số này ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế chuỗi pin và chọn inverter.

7. Tuổi thọ & bảo hành tấm pin mặt trời

• Tuổi thọ thực tế: 25–30 năm

• Bảo hành sản phẩm: 10–15 năm

• Bảo hành hiệu suất:

  • 25 năm còn ≥ 80–85%

👉 Nên chọn pin từ hãng uy tín, có chứng nhận IEC – TÜV – CE.

8. Những lưu ý kỹ thuật khi lắp đặt tấm pin

• Không để che bóng cục bộ

• Đảm bảo thông gió mặt sau

• Lắp đúng góc nghiêng & hướng

• Nối đất khung pin đầy đủ

• Dùng dây DC & đầu nối MC4 chính hãng

Kết luận

Tấm pin mặt trời là trái tim của hệ thống điện mặt trời. Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động giúp bạn:

• Chọn đúng loại pin

• Lắp đặt đúng kỹ thuật

• Tối ưu hiệu suất và độ bền hệ thống

👉 Để hiểu đầy đủ hơn, bạn nên đọc tiếp:

• Nguyên lý hoạt động hệ thống điện mặt trời

• Cấu tạo hệ thống điện mặt trời

• Cách tính công suất điện mặt trời phù hợp nhu cầu