Biến tần SINAMICS V20 dùng trong BƠM NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI


phần 1: giới thiệu pin năng lượng mặt trời
Điện bao phủ quanh chúng ta, chúng có mặt trong các dây cáp trên khắp thế giới và chảy trong máu của chúng ta để giữ nhịp tim của chúng ta. Nói cách khác, điện duy trì cuộc sống của chúng ta.

Vì sự quan trọng của điện, chúng ta đang tìm mọi cách để tạo ra điện. Đa số những cách tạo ra điện hiện tại đều gây hại cho môi trường và những nguồn tài nguyên hóa thạch đang dần cạn kiệt. Năng lượng tái tạo đang trở thành ưu tiên số một. Và năng lượng mặt trời là một trong những loại năng lượng tái tạo tuyệt vời nhất.
Quá trình biến đổi ánh sáng thành điện được gọi là “quang điện”. Tế bào quang điện là những thiết bị được xây dựng để thu ánh sáng mặt trời và biến nó thành dòng điện có thể sử dụng được. Tấm pin mặt trời, những tấm có bề mặt lớn thu thập ánh nắng mặt trời và biến nó thành điện năng, được làm bằng nhiều tế bào quang điện có nhiệm vụ thực hiện quá trình tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời.
Chất bán dẫn
Một tế bào năng lượng mặt trời được chế tạo bằng vật liệu bán dẫn, ví dụ như silicon. Chất bán dẫn có độ dẫn điện ở mức trung gian giữa chất dẫn và chất cách điện. Silicon tuy có mức dẫn điện hạn chế nhưng nó có cấu trúc tinh thể rất phù hợp cho việc tạo ra chất bán dẫn. Nguyên tử silicon cần 4 electron để trung hòa điện tích nhưng lớp vỏ bên ngoài một nguyên tử silicon chỉ có một nửa số electron cần thiết nên nó sẽ bám chặt với các nguyên tử khác để tìm cách trung hòa điện tích.

Để tăng độ dẫn điện của silicon, các nhà khoa học đã “tạp chất hóa” nó bằng cách kết hợp nó với các vật liệu khác. Quá trình này được gọi là “doping” và silicon pha tạp với các tạp chất tạo ra nhiều electron tự do và lỗ trống. Một chất bán dẫn silicon có hai phần, mỗi phần được pha tạp với một loại vật liệu khác. Phần đầu tiên được pha với phốt pho, phốt pho cần 5 electron để trung hòa điện tích và có đủ 5 electron trong vỏ của nó. Khi kết hợp với silicon, một electron sẽ bị dư ra. Electron đặc trưng cho điện tích âm nên phần này sẽ được gọi là silicon loại N (điện cực N). Để tạo ra silicon loại P (điện cực P), các nhà khoa học kết hợp silicon với boron. Boron chỉ cần 3 electron để trung hòa điện tích và khi kết hợp với silicon sẽ tạo ra những lỗ trống cần được lấp đầy bởi electron.
Khi chất bán dẫn silicon tiếp xúc với năng lượng, các electron tự do ở điện cực N sẽ di chuyển sang để lấp đầy các lỗ trống bên điện cực P. Sau đó, các electron từ điện cực N và điện cực P sẽ cùng nhau tạo ra điện trường. Các tế bào năng lượng mặt trời sẽ trở thành một diode, cho phép electron di chuyển từ điện cực P đến điện cực N, không cho phép di chuyển ngược lại.
Tất nhiên, để kích hoạt quá trình cần có năng lượng tiếp xúc với các tế bào silicon. Ánh sáng mặt trời được làm bằng các photon, các hạt nhỏ năng lượng có thể tiếp xúc với các tế bào năng lượng mặt trời và nới lỏng liên kết của các electron ở điện cực N. Sự di chuyển của các elentron tự do từ điện cực N tới điện cực P tạo ra dòng điện.
Khi điện trường đã được tạo ra, tất cả những gì chúng ta cần làm là thu thập và chuyển nó thành dòng điện có thể sử dụng. Một bộ biến tần sinamics v20 được gắn với các tế bào năng lượng mặt trời sẽ biến dòng điện từ một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC). Dòng điện xoay chiều là dòng điện chúng ta đang sử dụng ở khắp mọi nơi.
Phần tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn cách mà biến tần sinamics v20 chuyển đổi dòng một chiều (DC) từ năng lượng mặt trời sang dòng điện xoay chiều (AC) và một số ứng dụng thực tế của nó nhé cả nhà

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: