Hệ thống năng lượng mặt trời nhà bạn cần bao nhiêu giờ nắng cao điểm?

“Bao nhiêu giờ nắng là đủ?” - Đó là câu hỏi mà có lẽ bất kỳ nhà đầu tư nào cũng quan tâm khi quyết định đầu tư vào điện mặt trời. Bạn cũng có thể đã nghe nói rằng không chỉ tổng lượng ánh sáng mặt trời, mà “giờ nắng cao điểm” mà bạn nhận được mới là tiêu chí quan trọng. Vậy “giờ nắng cao điểm” là gì, hãy cùng Solar Top tìm hiểu qua bài viết ngày hôm nay.

“Giờ nắng cao điểm” là gì?

Có lẽ cụm từ “Giờ nắng cao điểm” không còn xa lạ đối với các nhà đầu tư điện năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, để hiểu rõ cặn kẽ về khái niệm này và vận dụng một cách hợp lý không phải là điều mà ai cũng làm được.

Giờ nắng cao điểm không chỉ đơn giản là bao gồm bất kỳ giờ nào khi ánh nắng mặt trời xuất hiện. Mà thay vào đó, nó chỉ là khoảng thời gian ngắn mà ánh nắng mặt trời tạo ra giúp cho các tấm pin mặt trời của bạn sản sinh ra một lượng năng lượng nhất định.

Mỗi giờ nắng cao điểm được định nghĩa là một giờ khi cường độ ánh sáng mặt trời (bức xạ mặt trời) đạt mức năng lượng trung bình 1.000 watt trên một mét vuông (khoảng 10,5 feet). 

Vào các tháng mùa hè và các địa điểm xa hơn về phía nam thường sẽ có nhiều giờ nắng cao điểm hơn thời gian mùa đông và các khu vực xa hơn về phía bắc. Đó là bởi vì các vùng gần xích đạo hơn cũng gần mặt trời hơn.

Mặt khác, ở vĩ độ xa hơn về phía bắc, khi mặt trời gần đường chân trời hơn, ánh sáng mặt trời bị lọc qua nhiều lớp khí quyển hơn. Ở những nơi đó, ánh sáng mặt trời không mạnh vào thời điểm chiếu tới các tấm pin mặt trời của bạn, dẫn đến số giờ nắng cao điểm thấp hơn. 

Giờ nắng cao điểm cũng khác nhau tùy thuộc vào vị trí đặt các tấm pin mặt trời của bạn. Nói cách khác, giá trị của giờ nắng cao điểm cho một phần của ngôi nhà có thể khác với giá trị của nó cho phần khác của ngôi nhà. Những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến số giờ nắng cao điểm:

- Hướng: Hướng các tấm pin mặt trời của bạn đang đối mặt ảnh hưởng đến cường độ ánh sáng mặt trời, cũng như tổng lượng ánh sáng mặt trời nhận được.

- Bóng râm: Ngay cả khi tất cả các tấm pin mặt trời quay về cùng một hướng, chúng có thể trải qua những giờ nắng vào những thời điểm khác nhau dựa trên thời điểm cây (hoặc vật cản khác) che bóng cho chúng.

Giờ nắng cao điểm khác với giờ nắng bình thường như thế nào?

Giờ ánh sáng mặt trời thông thường đề cập đến bất kỳ thời điểm nào mặt trời chiếu sáng trong ngày - khoảng thời gian từ lúc mặt trời mọc và mặt trời lặn. Tuy nhiên, nó không cho chúng ta biết bất cứ điều gì về cường độ bức xạ mặt trời trong những khoảng thời gian đó. Vì thế, số liệu này không mang lại nhiều lợi ích khi thiết kế một hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời. 

Đó là lý do tại sao khái niệm 'giờ nắng cao điểm' đã được phát triển. Khái niệm này đo lường chính xác lượng bức xạ sẽ chiếu vào các tấm pin mặt trời, từ đó cho phép những nhà đầu tư có thể tính toán sản lượng điện dự kiến.

Cách đo lường tổng giờ nắng cao điểm

Như đã trình bày ở trên, một giờ nắng cao điểm thu được 1000W/m2 ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, khi tính toán tổng lượng giờ mặt trời cao điểm nhận được tại bất kỳ vị trí nào, bạn không chỉ xem xét các giờ có bức xạ mặt trời 1000W/m2 . Thay vào đó, bạn cần thêm tổng lượng bức xạ mặt trời mà vị trí nhận được. Sau đó, bạn biểu thị điều đó theo số giờ tương đương với 1000W/m2.

Nghe có vẻ phức tạp, nhưng khái niệm này thực sự tương đối đơn giản để áp dụng. Ví dụ: nếu một vị trí nhất định nhận được tổng cộng 4.500Wh/m2 bức xạ mặt trời trong suốt một ngày, thì vị trí đó nhận được 4,5 giờ nắng cao điểm.

Bảng dưới đây của Solar Energy International minh họa khái niệm này:

Như hình ảnh hiển thị, việc cộng tổng bức xạ mặt trời cho một vị trí nhất định sẽ cho bạn tổng giá trị giờ mặt trời cao điểm. Hiện nay, có nhiều website được thiết lập để tính toán số giờ nắng cao điểm này. Bạn có thể tính toán độ chiếu xạ cho vị trí của mình trong các thời điểm khác nhau trong năm tại đây: pveducation.org.

Số lượng giờ nắng lý tưởng cho một hệ thống pin năng lượng mặt trời

Việc thu được càng nhiều giờ nắng cao điểm thì hệ thống pin năng lượng mặt trời càng sản xuất ra được nhiều điện. Trong điều kiện lý tưởng mà các kiểm định đặt ra cho năng lượng mặt trời, các tấm pin sẽ nhận được ánh sáng mặt trời trực tiếp 24 giờ một ngày. Thật không may, mặt trời không ở tại một điểm trên bầu trời, sự xuất hiện của những đám mây, bóng cây hoặc có thể do bụi bẩn, và sau đó là toàn bộ cảnh bình minh và hoàng hôn mà chúng ta không thể tránh khỏi, khiến cho hệ thống không nhận ánh sáng mặt trời trong suốt 24 giờ.

Vì vậy, chúng ta hãy đặt lại câu hỏi: Chúng ta cần bao nhiêu giờ nắng cao điểm để biến việc đầu tư vào điện mặt trời trở thành một lựa chọn hấp dẫn?

Chúng ta biết rằng trong những giờ nắng cao điểm, về mặt lý thuyết, một tấm pin mặt trời sẽ tạo ra 1.000 W/m2 . Nhưng, các tấm pin mặt trời không hoạt động với hiệu suất 100%. Tất cả các tấm pin mặt trời ngày nay đều đi kèm với xếp hạng Điều kiện Thử nghiệm Tiêu chuẩn (STC), đây là lượng năng lượng mà các tấm pin đó thực sự có thể tạo ra trong giờ nắng cao điểm.

Giả sử bảng điều khiển ở trên hoạt động ở hiệu suất STC đầy đủ, nó có thể tạo ra 445Wp trong một giờ. Bạn sẽ cần nhiều hơn 3 tấm như vậy một chút để sản xuất 1 kWh, nghĩa là cần 84 tấm trong số này để tạo ra 28kW năng lượng trong một giờ nắng cao điểm. Bạn có thể sử dụng dữ liệu này và số giờ nắng nơi ở của bạn có được để tính toán hệ thống sẽ cần bao nhiêu tấm pin mặt trời.

Tuy nhiên, trước khi bạn bắt đầu tính toán, đây là điều cần biết: nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến sản xuất năng lượng mặt trời. Một số trong số đó bao gồm góc của mái nhà của bạn, hiệu quả trong thế giới thực của các tấm và cây cối, tòa nhà xung quanh ngôi nhà có cản trở tia nắng mặt trời hay không. Phần lớn hiện nay, công đoạn này sẽ được nhà đầu tư tìm sự tư vấn từ các công ty có chuyên môn trong việc lắp đặt hệ thống năng lượng tái tạo.

Tại Hoa Kỳ, bất kỳ vị trí nào có khoảng 4 giờ mặt trời cao điểm đều được coi là vị trí tốt để sản xuất một lượng năng lượng mặt trời hữu ích. Tất nhiên, nếu bạn có ít giờ nắng cao điểm hơn, bạn vẫn có thể bổ sung năng lượng điện bằng năng lượng mặt trời, nhưng nó có thể không hiệu quả về chi phí.

Mức độ bức xạ nắng tại Việt Nam

Bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng tại Việt Nam. Trung bình, tổng bức xạ năng lượng mặt trời ở Việt Nam vào khoảng 5 kW/h/m2/ngày ở các tỉnh miền Trung và miền Nam và vào khoảng 4 kW/h/m2/ngày ở các tỉnh miền Bắc. Từ dưới vĩ tuyến 17, bức xạ mặt trời không chỉ nhiều mà còn rất ổn định trong suốt thời gian của năm, giảm khoảng 20% từ mùa khô sang mùa mưa. Số giờ nắng trong năm ở miền Bắc vào khoảng 1.500 -1.700 giờ trong khi ở miền Trung và miền Nam Việt Nam, con số này vào khoảng 2000 - 2600 giờ mỗi năm.

Việt Nam là nước có tiềm năng về năng lượng mặt trời, trải dài từ vĩ độ 8’’ Bắc đến 23’’ Bắc, nằm trong khu vực có cường độ bức xạ mặt trời tương đối cao, với trị số tổng xạ khá lớn từ 100 - 175 kcal/cm2/năm, do đó việc sử dụng năng lượng mặt trời ở nước ta sẽ đem lại hiệu quả kinh tế lớn.

Để có thể hiểu rõ hơn cũng như sở hữu một hệ thống điện năng lượng mặt trời cho gia đình hay tổ chức của bạn hãy liên hệ ngay cho Solar Top.

THÔNG TIN LIÊN HỆ

CÔNG TY TNHH SOLAR TOP

Địa chỉ: Số 29 - LK11 Khu đô thị An Hưng, Quận Hà Đông, TP Hà Nội

Hotline: 0988.345.842

Email: info@solartop.vn

Website: https://solartop.vn

Bình luận

Để lại bình luận và chúng tôi sẽ phản hồi lại sớm nhất.