Loại tấm pin mặt trời nào tốt nhất? Mono hay Poly hay màng mỏng?

Bạn đang suy nghĩ về việc mua sắm các tấm pin năng lượng mặt trời, nhưng phân vân không biết nên chọn loại nào? – Thật may mắn! Bạn đã tìm đọc đúng bài viết. Sẽ có rất nhiều lựa chọn khiến bạn bối rối trong việc mua hệ thống quang điện mặt trời (PV).

Trong bài viết này, tôi sẽ giúp bạn tìm hiểu mọi thứ bạn cần biết về phân loại tấm pin năng lượng mặt trời khác nhau (đơn tinh thể, đa tinh thể và màng mỏng).

Hãy bắt đầu với các loại hiện đang có trên thị trường, liệt kê các ưu điểm và nhược điểm của chúng, sau đó xem xét một vài trường hợp điển hình để ứng dụng các loại này sao cho phù hợp nhất.

Silicon tinh thể (c-Si)

Gần 90% tấm pin mặt trời trên thế giới ngày nay dựa trên các biến thể của silicon. Silic được sử dụng trong ngành công nghiệp năng lượng mặt trời có nhiều hình thức. Nhưng nhìn chung sự khác biết chính là độ tinh khiết của silicon.

Nhưng độ tinh khiết silicon có nghĩa là gì? – Các phần tử silicon được liên kết càng hoàn hảo thì chúng sẽ chuyển hoá năng lượng mặt trời thành điện năng càng tốt.

Hiệu quả của các tấm pin tỷ lệ thuận với độ tinh khiết silicon, nhưng các quá trình được sử dụng để tăng cường độ tinh khiết silicon là rất tốn kém. Nhưng chút nữa thôi, bạn sẽ thấy rằng hiệu suất không nên là mối quan tâm chính của bạn mà hiệu quả chi phí và không gian mới là yếu tố quyết định của hầu hết mọi người.

Pin mặt trời đơn tinh thể (Mono)

Các tế bào quang điện của loại đơn tinh thể còn được gọi ngắn gọn là silicon đơn tinh thể, khá dễ dàng nhận biết bởi hình dạng và màu đồng đều, cho thấy silicon có độ tinh khiết cao, như bạn có thể trông thấy ở hình bên dưới:

Pin năng lượng mặt trời đơn tinh thể được tạo ra từ các thỏi silicon có dạng hình trụ. Để tối ưu hoá hiệu suất và chi phí thì bốn góc của mỗi tế bào quang điện được cắt ra.

Một cách tốt để phân biệt tấm pin năng lượng mặt trời đơn và đa tinh thể là loại đa tinh thể có hình dạng những hình chữ nhật nguyên vẹn không bị cắt bốn góc.

Ưu điểm

– Các tấm pin mặt trời Mono là loại có tỷ lệ hiệu quả cao nhất vì chúng được làm từ silicon cao cấp nhất. Tỷ lệ hiệu quả của chúng thường là 15-21%.

– Nhờ có hiệu suất chuyển đổi cao nên  pin đơn tinh thể có lợi thế về yếu tố không gian lắp đặt. Chúng mang lại sản lượng điện cao nhất và đòi hỏi ít không gian nhất so với bất kỳ loại nào khác. Cụ thể pin Mono có thể tạo ra lượng điện năng gấp bốn lần so với các tấm pin màng mỏng.

– Tuổi thọ của loại này cũng được xếp hạng là lâu nhất. Hầu hét các nhà sản xuất đều bảo hành lên đến 25 năm cho các tấm pin Mono của họ.

– Ngoài ra, chúng còn hoạt động tốt hơn các loại khác ở điều kiện ánh sáng yếu.

Nhược điểm

– Đây là loại đắt đỏ nhất. Nhìn từ khía cạnh tài chính, một số trường hợp việc lựa chọn pin Poly có thể là lựa chọn tốt hơn cho chủ nhà.

– Nếu bảng điều khiển năng lượng mặt trời bị bao phủ bởi bóng râm, bụi bẩn hoặc tuyết lâu dài có thể làm hỏng toàn bộ mạch. Do đó hãy cân nhắc việc sử dụng biến tần vi mô thay vì biến tần chuỗi.

– Các tấm pin Mono có xu hướng hiệu quả hơn trong thời tiết ấm áp, khi nhiệt độ tăng cao có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng. Tuy nhiên, vấn đề này xảy ra ở tất cả các loại pin quang điện và loại Mono chịu ảnh hưởng thấp nhất.

>>>Click xem giá tấm pin mono

Pin mặt trời silicon đa tinh thể (Poly)

Các tấm pin mặt xuất hiện đầu tiên là dựa trên silicon đa tinh thể, còn được gọi là Poly đã được giới thiệu ra thị trường vào năm 1981. Không giống như loại đơn tinh thể, pin năng lượng Poly không yêu cầu quá trình Czochralski trong sản xuất. Silicon thô được nung chảy và đổ vào khuôn vuông, sau đó làm lạnh và cắt thành các tấm hình chữ nhật nguyên vẹn (không cắt góc).

Ưu điểm

– Những quy trình được sử dụng để sản xuất silicon đa tinh thể đơn giản hơn và chi phí ít hơn rất nhiều. Lượng silicon thải ít hơn so với Mono.

– Các mảng pin PV đa tinh thể có khả năng chịu nhiệt thấp hơn một chút so với các tấm đơn tinh thể. Về mặt kỹ thuật này có nghĩa là chúng hoạt động kém hơn một chút so với tấm đơn tinh thể ở nhiệt độ cao. Nhiệt có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của các tấm pin PV và rút ngắn tuổi thọ của chúng. Tuy nhiên, hiệu ứng này không đáng kể trong môi trường thực tế và hầu hết các chủ nhà không cần phải tính đến nó.

Nhược điểm

– Hiệu suất của bảng pin đa tinh thể thường chỉ khoảng 13-16%. Do độ tinh khiết silicon thấp hơn, nên chúng không hoàn toàn hiệu quả như loại Mono.

– Hiệu quả về yếu tố không gian thấp hơn. Cùng một công suất thì nếu dự án của bạn sử dụng pin Poly sẽ chiếm không gian diện tích lắp đặt hơn. Tuy nhiên, điều này không đồng nghĩa là mọi bảng năng lượng Poly đều hoạt động với hiệu quả thấp hơn

– Nhìn về mặt thẩm mỹ thì có vẻ tấm pin Poly “thua thiệt” hơn Mono và màng mỏng vì chúng có vẻ bên ngoài không đồng đều màu bởi các lốm đốm xanh của silicon đa tinh thể.

>>>Click xem giá tấm pin Poly

Pin mặt trời màng mỏng:

Là một hoặc một vài lớp vật liệu quang điện mỏng đặt lên một bộ khung đế. Các tấm quang điện màng mỏng khác nhau có thể được phân loại theo chất liệu quang điện khác nhau:

  • Silicon vô định hình (a-Si).
  • Cadmium Telluride (CdTe).
  • Đồng indium gallium selenide (CIS/CIGS).
  • Tế bào quang điện hữu cơ (OPC).

Tuỳ thuộc vào công nghệ, các nguyên mẫu pin màng mỏng có thể đạt hiệu quả từ 7 – 13% và hiệu suất của chúng trong tương lai dự kiến sẽ tăng gần 10 – 16%.

Ưu điểm

– Đơn giản trong việc sản xuất hàng loạt. Chính vì điều này, mà chúng có chi phí sản xuất rẻ hơn so với các loại tấm pin làm từ silicon tinh thể.

– Hình dạng đồng nhất khiến chúng trông rất thẩm mỹ. Do đó, có thể ứng dụng được rất nhiều.

– Nhiệt độ cao và bóng râm ít ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng.

– Trong trường hợp không bị hạn chế về không gian thì đây là một lựa chọn khá thích hợp.

Nhược điểm

– Bảng năng lượng mặt trời màng mỏng nói chung không hữu ích cho phần lớn các dự án dân cư. Chúng rẻ nhưng chiếm quá nhiều không gian diện tích. Cụ thể hơn, với cùng một diện tích không gian các tấm pin đơn tinh thể có thể sản xuất điện gấp bốn lần tấm màng mỏng.

– Hiệu quả không gian thấp cũng đồng nghĩa với việc chi phí thiết bị kèm theo sẽ tăng (ví dụ: cấu trúc giá đỡ, dây điện, cáp…).

– Các tấm pin màng mỏng có xu hướng xuống cấp nhanh hơn 2 loại trên, do đó dĩ nhiên thời gian bảo hành của chúng sẽ ngắn hơn.

Hiện nay trên thị trường, chỉ còn một vài loại tấm pin thuộc công nghệ màng mỏng được bày bán là silicon vô định hình, Cadimium Telluride và đồng indium gallium selenide:

Mảng PV silicon vô định hình (a-Si)

Bởi vì sản lượng điện đầu ra thấp nên pin silicon vô định hình chỉ được sử dụng cho các ứng dụng quy mô nhỏ như trong máy tính bỏ túi. Tuy nhiên, những đổi mới gần đây đã làm cho chúng trở nên hữu dụng hơn đối với một số ứng dụng quy mô lớn hơn.

Với một kỹ thuật sản xuất được gọi là “xếp chồng”, có thể kết hợp nhiều lớp silicon vô định hình dẫn đến hiệu quả cải thiện hơn (khoảng 6-8%). Tuy nhiên, việc áp dụng kỹ thuật “xếp chồng” này tốn kém hơn.

Pin mặt trời Cadmium Telluride (CdTe)

Đây là công nghệ pin màng mỏng duy nhất đã vượt qua hiệu quả chi phí của các tấm silicon tinh thể đối với hệ thống quy mô lớn (nhiều kilowatt).

Hiệu quả của các tấm Cadmium Telluride thường khoảng 9-11%.

Kỷ lục thế giới về hiệu suất của mô-đun PV CdTe là 14,4% của một hệ thống 5 gigawatt (GW = 1.000.000.000 W).

Pin mặt trời Đồng Indium Gallium Selenide (CIS/CIGS)

So với các công nghệ màng mỏng khác kể trên, CIGS cho thấy tiềm năng về hiệu quả nhất. Những bảng này chứa ít lượng cadmium (vật liệu độc hại) hơn pin CdTe. Loại này bắt đầu xuất hiện trên thị trường tại Đức năm 2011.

Tỷ lệ hiệu quả của chúng thông thường khoảng 10-12%.

Ngoài ra, nhiều loại pin năng lượng mặt trời màng mỏng vẫn còn trong giai đoạn đầu nghiên cứu và thử nghiệm. Và một vài trong số chúng có tiềm năng to lớn và có thể được ra mắt trong tương lai.

Vậy loại tấm pin năng lượng mặt trời nào tốt nhất để sử dụng cho nhà dân?

Một trường hợp cụ thể được đánh giá bởi một chuyên gia sẽ là cách tốt nhất để tìm ra loại bảng pin mặt trời nào sẽ tốt nhất dành riêng cho ngôi nhà của bạn. Tuy nhiên, ở phần này tôi sẽ đưa ra một số trường hợp điển hình mà tôi thường gặp:

Bị giới hạn không gian

Đối với những người không có đủ không gian cho các tấm pin màng mỏng (phần lớn nhà dân) hoặc nếu bạn muốn giới hạn diện tích cho một dự án điện mặt trời thì công nghệ pin tinh thể là lựa chọn tốt đối với bạn (và chúng có thể cũng là lựa chọn tốt ngay cả khi bạn có thừa không gian). Hiện nay, cũng rất ít người lựa chọn công nghệ màng mỏng để lắp đặt cho ngôi nhà của họ.

Ngoài ra, bạn còn có thể lựa chọn các tấm pin với nhiều kích thước khác nhau. Ví dụ: các tấm pin có công suất 180, 200, 220W thường kích thước của chúng khá như nhau, không chênh lệch nhiều. Chúng được thiết kế với kích cỡ như nhau nhưng hơn thua nhau về mặt hiệu suất tạo điện. Nếu vấn đề không gian đối với bạn rất quan trọng thì bạn nên lựa chọn loại có mức công suất cao nhất.

Cả hai loại đơn tinh thể và đa tinh thể là những lựa chọn tốt và phù hợp với hệ thống nhà dân. Mặc dù tấm pin Poly có xu hướng ít hiệu quả hơn so với Mono về mặt sản xuất điện, tuy nhiên điều này không phải lúc nào cũng đúng.

Pin mặt trời đơn tinh thể có thể đắt hơn một chút nhưng chúng cũng tiết kiệm không gian hơn một chút. Nếu bạn sở hữu 2 loại có cùng công suất 330W thì tấm Mono sẽ có diện tích nhỏ hơn một chút so với tấm Poly.

Chi phí thấp nhất

Nếu bạn muốn chi phí thấp nhất cho một mức công suất định mức nào đó, hay nói cách khác là trả ít tiền nhất cho một hệ thống sản xuất ra một lượng điện nhất định thì bạn có thể xem xét tấm pin màng mỏng trên thực tế có thể là lựa chọn tốt hơn pin tinh thể.

Đọc thêm: Phân loại các kiểu biến tần ứng dụng cho hệ thống năng lượng mặt trời