
Hôm nay, Năng lượng mặt trời quang điện Nó không còn là thứ dành riêng cho các dự án quy mô lớn và đã trở thành một công nghệ ngày càng phổ biến. Nó được sử dụng trong cả ứng dụng trong nước và thương mại, và sự phát triển của nó diễn ra nhanh chóng và không ngừng trong những năm qua. Bài viết này nhằm tìm hiểu xem nó đã phát triển như thế nào từ nguồn gốc của nó để trở thành một giải pháp năng lượng khả thi trên toàn cầu.
Tận dụng lợi thế của năng lượng mặt trời Đó không phải là điều gì mới mẻ mà là sự phát triển của công nghệ mà chúng ta biết ngày nay như các tấm pin mặt trời quang điện có một lịch sử hấp dẫn với đầy những cột mốc quan trọng theo thời gian.
Sự khởi đầu của năng lượng mặt trời quang điện: Hiệu ứng quang điện
Lịch sử của năng lượng mặt trời quang điện bắt đầu vào năm 1839, khi nhà vật lý người Pháp Alexandre-Edmond Becquerel Ông phát hiện ra hiệu ứng quang điện khi đang thử nghiệm một tế bào điện phân. Becquerel quan sát thấy rằng khi một số vật liệu nhất định tiếp xúc với ánh sáng, một dòng điện sẽ được tạo ra.
Khám phá này đánh dấu sự khởi đầu của một phương pháp mới để tận dụng năng lượng mặt trời, nhưng sự phát triển thực tế của công nghệ này vẫn phải mất nhiều năm mới đạt được. Trong những thập kỷ tiếp theo, nhiều thí nghiệm khác nhau đã giúp nâng cao hiểu biết về hiện tượng này, nhưng cần có nhiều bước phát triển hơn nữa.
Những nỗ lực đầu tiên: Pin mặt trời selen
Dấu mốc quan trọng tiếp theo trong lịch sử năng lượng mặt trời quang điện xảy ra vào năm 1883, khi nhà phát minh người Mỹ Charles Fritts đã phát triển pin mặt trời đầu tiên sử dụng selen làm chất bán dẫn và có một lớp vàng mỏng. Tuy nhiên, do hiệu suất thấp (chỉ 1%) và chi phí cao, những tế bào này không thể phát điện trên quy mô lớn và bị hạn chế sử dụng như cảm biến ánh sáng trong máy ảnh.
Bất chấp những hạn chế này, phát minh của Fritts đã đặt nền móng cho sự phát triển trong tương lai và công trình của ông đã được các nhà khoa học khác quan tâm đến việc cải thiện hiệu suất của pin mặt trời tiếp nối.
Cuộc cách mạng silicon và pin mặt trời hiện đại đầu tiên
En 1946, nhà khoa học Russell Ohl được cấp bằng sáng chế cho pin mặt trời silicon đầu tiên, vật liệu sau này trở thành tiêu chuẩn trong ngành quang điện. Tuy nhiên, đó là vào năm 1954 khi mà Phòng thí nghiệm Bell Họ đã phát triển pin mặt trời thực sự hiệu quả đầu tiên, cũng dựa trên silicon. Những tế bào này đã chuyển đổi được 6% ánh sáng mặt trời thành điện năng, đánh dấu sự khác biệt đáng kể so với các mẫu trước đó.
Đáng kể nhất, sự cải thiện về hiệu quả này đã giúp pin mặt trời có thể được sử dụng trong các ứng dụng thực tế, bắt đầu bằng ngành công nghiệp vũ trụ. Các vệ tinh chạy bằng năng lượng mặt trời đầu tiên được phóng vào vũ trụ vào những năm 50, với vệ tinh của Mỹ Tiên phong tôi với tư cách là người tiên phong trong lĩnh vực này.
Sự trỗi dậy của năng lượng mặt trời trong ngành vũ trụ
Trong những năm 1960, pin mặt trời đã tìm thấy vị trí của mình trong cuộc đua không gian, nơi chi phí không phải là một yếu tố hạn chế. Tàu vũ trụ và vệ tinh cần một nguồn năng lượng đáng tin cậy và lâu dài, và các tấm pin mặt trời là lựa chọn hoàn hảo. Cả Hoa Kỳ và Liên Xô đều sử dụng năng lượng mặt trời trong các chương trình không gian của họ.
Vệ tinh mặt trời đầu tiên là Vanguard 1, được phóng vào năm 1958. Mặc dù chỉ là một vệ tinh nhỏ nhưng việc triển khai công nghệ năng lượng mặt trời đã thành công và từ đó nó đã trở thành tiêu chuẩn cho các vệ tinh.
Sử dụng năng lượng mặt trời quang điện thương mại
Bất chấp thành công trong không gian, chi phí của pin mặt trời vẫn là một trở ngại đáng kể cho việc áp dụng thương mại chúng trên Trái đất. Năm 1956, giá mỗi watt của pin mặt trời là khoảng 300 USD, khiến việc sử dụng nó trong lưới điện thông thường là không khả thi.
Đó là trong thời gian khủng hoảng dầu mỏ vào những năm 1970 khi các công nghệ thay thế, bao gồm cả năng lượng mặt trời, bắt đầu thu hút được sự quan tâm ở cấp độ doanh nghiệp và chính phủ. Giá dầu tăng vọt, thúc đẩy đầu tư vào công nghệ năng lượng mặt trời Từng chút một, nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này bắt đầu giảm chi phí và tăng hiệu quả của các tấm pin mặt trời.
Sự xuất hiện của thị trường tự tiêu dùng
Năng lượng mặt trời không chỉ được sử dụng trong các dự án lớn hay trong ngành vũ trụ. TRONG 1970, thiết bị gia đình đầu tiên có tấm pin mặt trời nhỏ đã được tung ra thị trường và một số mẫu bắt đầu được lắp đặt trong các ngôi nhà và trang trại để tạo ra điện. Sự phát triển của các tấm pin hiệu quả hơn và rẻ hơn đã khiến chúng có sẵn cho tự tiêu dùng trong nước.
Ngành công nghiệp của quang năng Nó tiếp tục phát triển và bắt đầu từ những năm 80, giá tấm pin mặt trời thậm chí còn giảm hơn nữa nhờ sản lượng tăng và công nghệ được cải tiến. Việc giảm chi phí này làm cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời ngày càng dễ tiếp cận hơn với công chúng.
Cuộc khủng hoảng năng lượng và tác động của nó đối với năng lượng mặt trời
Một trong những sự kiện quan trọng nhất thúc đẩy năng lượng mặt trời trên toàn cầu là cuộc khủng hoảng năng lượng những năm 70. Giá năng lượng mặt trời tăng cao. nhiên liệu hóa thạch và những lo ngại về an ninh năng lượng đã thúc đẩy các chính phủ và tổ chức hướng tới các nguồn năng lượng tái tạo. Trong bối cảnh đó, quang điện mặt trời bắt đầu nhận được nhiều sự quan tâm và hỗ trợ hơn thông qua các ưu đãi và trợ cấp của chính phủ.
Giữa những năm 80 và 90, sự ra đời của các hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới đã giúp việc lắp đặt quy mô lớn trở nên khả thi. Điều này đánh dấu sự khởi đầu một kỷ nguyên mới cho quang điện, mở rộng ứng dụng sang các lĩnh vực như nông nghiệp, công nghiệp và giao thông vận tải.
Vì sao năng lượng mặt trời trở nên phổ biến?
Từ đó, năng lượng mặt trời quang điện đã tiếp tục tăng trưởng theo cấp số nhân nhờ những lợi thế quan trọng của nó:
- Là một nguồn năng lượng sạch và bền vững, không tạo ra khí thải CO2.
- El giá tấm pin mặt trời đã giảm đáng kể, khiến chúng có thể tiếp cận được với nhiều người tiêu dùng hơn.
- Các quy định, pháp luật khuyến khích tự tiêu và đền bù thặng dư đã thúc đẩy sự phổ biến của nó.
Nhờ những yếu tố này, ngày nay người ta thường thấy lắp đặt năng lượng mặt trời ở nhà riêng, các cơ sở công nghiệp nhỏ và hệ thống tự tiêu dùng tạo ra điện mà không phụ thuộc hoàn toàn vào lưới điện.
Trong suốt lịch sử của mình, quang điện mặt trời đã từ một vấn đề khoa học trở thành một phần cơ bản của hệ thống năng lượng toàn cầu. Điều này có thể thực hiện được nhờ sự kết hợp của tiến bộ công nghệ, giảm chi phí và sự thay đổi trong tư duy toàn cầu hướng tới việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch hơn và bền vững hơn.