Nội dung
Rooftop solar (hệ thống điện mặt trời trên mái nhà) là một dạng hệ thống năng lượng tái tạo, trong đó các tấm pin năng lượng mặt trời được lắp đặt trên mái nhà của các tòa nhà dân cư hoặc thương mại để thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời và chuyển hóa nó thành điện năng.
Hệ thống này thường bao gồm các tấm pin mặt trời (solar panels), bộ chuyển đổi (inverter) để chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC) có thể sử dụng trong gia đình hoặc doanh nghiệp, và có thể có các bộ lưu trữ năng lượng (bình ắc quy) để lưu trữ điện năng cho việc sử dụng vào ban đêm hoặc những ngày không có ánh nắng mặt trời.
Các thành phần của hệ thống điện mặt trời mái nhà (rooftop solar)
Một hệ thống điện mặt trời mái nhà (rooftop solar) thường bao gồm nhiều bộ phận chính. Dù thiết kế có thể thay đổi tùy theo loại mái (tôn, ngói…), độ nghiêng hoặc mức độ bóng râm, hầu hết đều có các thành phần sau:
Tấm pin năng lượng mặt trời
Gồm nhiều tế bào quang điện (thường bằng silicon), được bảo vệ bởi kính cường lực và khung nhôm. Chúng tạo ra điện năng sạch khi tiếp xúc ánh sáng mặt trời. Nhiều tấm ghép lại thành một dàn pin. Mặt trước rất bền, trong khi mặt sau dễ bị tổn thương hơn.
Kẹp giữ
Các thanh nhôm và bu-lông thép không gỉ dùng để cố định các tấm pin vào nhau và gắn chắc chắn trên thanh ray.
Thanh ray
Các thanh kim loại đặt song song trên mái, làm nền để lắp đặt pin. Chúng cần được cân bằng để tấm pin được lắp đều và chắc chắn.
Chân đỡ
Thường là các giá chữ L, bắt vít xuyên qua tấm chống thấm (flashing) và gắn vào xà mái, giúp toàn bộ hệ thống bám chắc vào mái nhà.
Tấm chống thấm
Các tấm kim loại tạo lớp kín nước giữa chân đỡ và mái. Thường kết hợp với keo silicon để tăng độ bền và ngăn rò rỉ.
Hệ thống dây dẫn DC/AC
Kết nối các tấm pin với inverter (biến tần). Dây cần được cố định gọn gàng, không chạm trực tiếp vào mái hay buông thõng để tránh hư hại do thời tiết.
Micro inverter
Đặt ngay dưới mỗi tấm pin, có chức năng chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) thành xoay chiều (AC). Ưu điểm là tối ưu hiệu suất từng tấm pin khi bị che bóng và cho phép theo dõi dữ liệu riêng lẻ.
Những lưu ý khi lắp điện mặt trời trên mái nhà ( rooftop solar)
Trong môi trường đô thị, mái nhà mang lại một quỹ đất trống khổng lồ để triển khai điện mặt trời, đồng thời giúp hạn chế các vấn đề liên quan đến chiếm dụng đất và tác động môi trường. Tuy nhiên, khi lắp đặt hệ thống rooftop solar, cần lưu ý một số yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất:
Thời điểm trong năm: Cường độ bức xạ thay đổi theo mùa.
Vĩ độ: Khu vực càng gần xích đạo thì lượng bức xạ mặt trời càng cao.
Điều kiện thời tiết: Sương mù, mưa nhiều hay mây che phủ làm giảm hiệu quả.
Độ dốc mái: Góc nghiêng ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ ánh sáng.
Hướng mái: Mái hướng nam (ở Việt Nam) thường tối ưu nhất để nhận nắng cả ngày.
Bóng râm: Cây xanh hoặc các tòa nhà xung quanh có thể che khuất và gây suy giảm sản lượng điện.
Ưu điểm của hệ thống điện mặt trời trên mái nhà (rooftop solar)
Tiết kiệm chi phí điện
Một trong những lợi ích chính của hệ thống điện mặt trời trên mái nhà là khả năng giảm hóa đơn tiền điện. Bạn có thể tự sản xuất điện từ năng lượng mặt trời, giảm bớt sự phụ thuộc vào lưới điện và tiết kiệm chi phí tiêu thụ điện năng.
Bảo vệ môi trường
Sử dụng năng lượng mặt trời là một cách bền vững để giảm phát thải khí CO2 và giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch, giúp bảo vệ môi trường và giảm ô nhiễm không khí.
Tăng giá trị tài sản
Các hệ thống điện mặt trời có thể làm tăng giá trị của ngôi nhà hoặc tòa nhà, bởi vì chúng cung cấp năng lượng bền vững và giảm chi phí điện cho người sử dụng.
Độc lập về năng lượng
Hệ thống rooftop solar giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn điện lưới quốc gia, tạo ra sự độc lập trong việc cung cấp điện năng, đặc biệt trong những vùng có điện áp không ổn định hoặc nơi có ít cơ sở hạ tầng điện.
Bảo trì thấp
Hệ thống điện mặt trời thường không yêu cầu bảo trì phức tạp. Các tấm pin mặt trời có thể hoạt động hiệu quả trong nhiều năm, và việc bảo dưỡng chủ yếu chỉ là vệ sinh để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
Tạo ra năng lượng sạch
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo, giúp giảm tác động tiêu cực của việc sử dụng năng lượng hóa thạch đến biến đổi khí hậu.
Nhược điểm của hệ thống điện mặt trời trên mái nhà (rooftop solar)
Chi phí đầu tư ban đầu cao
Mặc dù chi phí hệ thống điện mặt trời đã giảm trong những năm gần đây, nhưng việc lắp đặt và mua tấm pin mặt trời, inverter, và các thiết bị phụ trợ vẫn có chi phí đầu tư ban đầu khá cao, điều này có thể là rào cản đối với nhiều người tiêu dùng.
Hiệu suất phụ thuộc vào thời tiết và vị trí
Hệ thống điện mặt trời chỉ sản xuất điện khi có ánh sáng mặt trời. Vào những ngày mưa, nhiều mây hoặc vào ban đêm, hệ thống sẽ không hoạt động, hoặc sản xuất ít điện. Ngoài ra, hiệu suất cũng phụ thuộc vào vị trí địa lý và độ nghiêng của mái nhà.
Không phù hợp với tất cả các loại mái nhà
Một số mái nhà có thể không thích hợp cho việc lắp đặt tấm pin mặt trời, đặc biệt là những mái nhà có diện tích nhỏ, mái dốc hoặc mái không đủ bền để chịu trọng lượng của hệ thống.
Không thể lưu trữ điện năng đầy đủ mà không có hệ thống lưu trữ
Nếu bạn không trang bị hệ thống lưu trữ (bình ắc quy), bạn sẽ không thể sử dụng năng lượng sản xuất vào ban ngày khi trời tối hoặc trong những ngày không có nắng. Việc lắp đặt hệ thống lưu trữ có thể làm tăng chi phí đầu tư.
Vấn đề về bảo trì và sửa chữa
Mặc dù tấm pin mặt trời thường có tuổi thọ dài, nhưng khi chúng gặp sự cố hoặc hư hỏng, chi phí sửa chữa có thể khá tốn kém, đặc biệt là khi cần thay thế các bộ phận như inverter.
Yêu cầu giấy phép và quy định
Tùy vào vị trí và loại hình công trình, việc lắp đặt điện mặt trời có thể yêu cầu giấy phép xây dựng hoặc các thủ tục pháp lý. Điều này có thể gây mất thời gian và chi phí cho chủ nhà.
Kết luận
Tóm lại, hệ thống điện mặt trời trên mái nhà (rooftop solar) mang lại nhiều lợi ích về tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường, nhưng cũng có một số nhược điểm cần cân nhắc như chi phí đầu tư ban đầu cao và sự phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
