Năng lượng mặt trời – nguồn năng lượng của tương lai

Năng nượng mặt trời không phải là khái niệm xa lạ tuy nhiên có rất nhiều người vẫn chưa hiểu rõ hết về nguồn năng lượng này và những ứng dụng thực tế của chúng trong đời sống. 

Năng lượng mặt trời là gì?

Năng lượng Mặt Trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ bắt nguồn từ Mặt Trời (bức xạ mặt trời), cộng thêm một phần nhỏ năng lượng từ các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từ mặt trời.

Năng lượng mặt trời gần như không ảnh hưởng tiêu cực gì đến môi trường bởi vì việc sử dụng năng lượng mặt trời không tạo ra chất thải, do đó không gây ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính.

Ứng dụng năng lượng mặt trời trong đời sống

Từ thuở nguyên sơ, khi con người mới tiến hóa đã biết lợi dụng ánh nắng mặt trời để sưởi ấm, phơi khô đồ dùng, thực phẩm để tích trữ...Khi xã hội ngày càng phát triển thì con người càng phát minh ra nhiều sản phẩm có thể tận dụng nguồn năng lượng vô tận này.

Có hai phương pháp phổ biến dùng để thu nhận và trữ năng lượng Mặt Trời đó là Phương pháp thụ động và phương pháp chủ động:

Phương pháp thụ động sử dụng các nguyên tắc thu giữ nhiệt, truyền nhiệt trong cấu trúc và vật liệu của các công trình xây dựng. Điều này có thể hiểu là nhà thiết kế trước khi xây dựng công trình sẽ lợi dụng cấu trúc, tính chất của nguyên vật liệu để tạo ra khả năng hấp nhiệt hay trao đổi nhiệt cho công trình. Đây là phương pháp có lịch sử phát triển khá lâu dài tuy nhiên không thể ứng dụng nhiều và hiệu quả.

Phương pháp chủ động sử dụng các thiết bị đặc biệt giống như bộ thu nhiệt mặt trời để thu bức xạ nhiệt sau đó sử dụng các hệ thống quạt và máy bơm để phân phối nhiệt. Biện pháp chủ động này chỉ mới được phát triển chủ yếu trong thế kỷ 20. Phương pháp này có hai ứng dụng chính của năng lượng mặt trời chính đó là:

Ứng dụng nhiệt mặt trời: Ứng dụng này cho phép chuyển bức xạ mặt trời thành nhiệt năng từ đó ứng dụng vào hệ thống sưởi trong nhà, thông gió và điều hòa nhiệt độ, hệ thống sưởi hồ bơi... Các hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời dân dụng phổ biến nhất hiện nay đó là hệ thống sưởi bằng nhiệt Mặt Trời và hệ thống quang điện cá nhân. Ngoài ra cũng có các hệ thống khác bao gồm: Hệ thống đun nước, máy bơm năng lượng mặt trời

Điện Mặt Trời: chuyển bức xạ Mặt Trời (dưới dạng ánh sáng) trực tiếp thành điện năng ứng dụng trong các nhà máy nhiệt điện. Các trạm thông tin vô tuyến ở vùng xâu vùng xa...

Sử dụng năng lượng mặt trời không chỉ phục vụ cuộc sống bình thường mà còn ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực vật lý liên nghành như:

• Nhiệt động lực học nghiên cứu mối liên hệ giữa nhiệt lượng và các dạng năng lượng khác. 

Bạn có thể tìm hiểu thêm về nhiệt động lực học qua bài viết: Nhiệt động lực học và công nghệ sản xuất máy nước nóng năng lượng mặt trời

• Các kỹ sư xây dựng ứng dụng vào kiến trúc năng lượng mặt trời, ứng dụng năng lượng mặt trời để tạo ra hệ thống sưởi ấm, làm mát, thông gió, xây dựng hệ thống sưởi ấm trung tâm tại các tòa nhà, nhà kính...
• Sử dụng năng lượng mặt trời để khử trùng, xử lý nước cung cấp nước sạch cho người sử dụng, cung cấp năng lượng để nấu ăn như bát năng lượng mặt trời..
• Nhiệt quy trình là công nghệ tập trung năng lượng mặt trời bởi đĩa parabol, máng và bộ phản xạ Scheffler... để cung cấp nhiệt quá trình cho các ứng dụng trong thương mại, công nghiệp và tạo ra năng lượng sản xuất.
• Điện mặt trời là việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện, trực tiếp sử dụng quang điện (PV), hoặc cách sử dụng điện mặt trời tập trung để gián tiếp tạo ra dòng điện.
• Pin quang điện hay còn gọi là pin mặt trời, là thiết bị chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quang điện.
• Hóa học năng lượng là kỹ thuật hóa học sử dụng năng lượng mặt trời để dẫn dắt phản ứng hóa học. Năng lượng mặt trời gây ra các phản ứng hóa học có thể được chia thành nhiệt hóa hoặc quang hóa. Hóa học năng lượng được ứng dụng rất phổ biến và có thể thay thế nhiều phương phức truyền thống trong nghiên cứu hóa học.

Năng lượng mặt trời trở thành nguồn năng lượng sạch, sẵn có, là năng lượng tái tạo mà con người mới chỉ khai thác được một phần nhỏ, công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời được coi là công nghệ bền vững nhất. Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều công trình lý hóa ứng dụng năng lượng mặt trời kết hợp với các thành tựu của các nghành khoa học đi trước tạo ra cho con người cuộc sống tiện nghi hơn, an toàn hơn và thân thiện với tự nhiên hơn. 

Máy nước nóng năng lượng mặt trời

Máy nước nóng năng lượng mặt trời chính là phát kiến thông minh nhất của con người, lợi dụng năng lượng sẵn có từ tự nhiên để phục vụ cho con người mà không gây tổn hại đến môi trường. Máy nước nóng năng lượng mặt trời hay còn gọi là bình thái dương năng là sản phẩm đã rất quen thuộc với người dân Việt Nam. Với nguyên lý hoạt động đơn giản, tiết kiệm chi phí, thân thiện với môi trường và an toàn cho người sử dụng, máy năng lượng mặt trời đã trở thành thiết bị không thể thiếu trong mỗi gia đình. Vậy máy hoạt động theo nguyên lý nào, chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua phần phân tích sau:

Cấu tạo của máy nước nóng

Trước khi tìm hiểu về cách mà máy năng lượng mặt trời hoạt động, chúng ta cần hiểu về cấu tạo của máy nước nóng. Máy nước nóng năng lượng mặt trời thường có 3 bộ phận chính:

• Bình bảo ôn: Hiện nay thường được sản xuất với ba lớp lớp vỏ bình, lớp bảo ôn và ruột bình. Các lớp của bình bảo ôn đều phải được làm bằng vật liệu cách nhiệt, bền, có khả năng chịu nhiệt, giữ nhiệt cao để đảm bảo độ nóng của nước lâu dài.
• Bộ thu nhiệt mặt trời: Trên thị trường hiện nay có ba loại đó là ống dầu và ống chân không và tấm phẳng. Mỗi loại đều có ưu điểm riêng, tùy vào nhu cầu sử dụng khách hàng có thể lựa chọn sản phẩm phù hợp.
• Chân đế: Thường được làm từ inox bền, tránh được khả năng han gỉ do thời tiết.

Nguyên lý hoạt động của máy nước nóng năng lượng mặt trời

Máy nước nóng đều hoạt động dựa trên việc chuyển đổi năng lượng (biến đổi quang năng thành nhiệt năng) và hiện tượng đối lưu nhiệt tự nhiên. Chúng hoạt động giống như một vòng tròn khép kín và liên tục giúp lượng nước nóng được đun và giữ nhiệt liên tục. Bề mặt của bộ thu nhiệt mặt trời của máy sẽ hấp thụ nguồn năng lượng mặt trời để làm nóng nước. Dựa vào quá trình đối lưu nhiệt, nước lạnh được đưa vào các ống trong bộ hấp thụ nhiệt, tại đây bức xạ mặt trời được các ống này hấp thụ và làm nóng nước sau đó nước nóng theo nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên sẽ được đẩy trở lại bình bảo ôn. Quá trình này diễn ra liên tục cho tới khi nhiệt độ trong bình bằng nhiệt độ của nước được thiết bị hấp thụ. Nước nóng được tạo ra phụ thuộc vào khả năng hấp thụ nhiệt của máy với các tia bức xạ năng lượng mặt trời chứ không phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường xung quanh. Vì vậy, bạn đừng nên nghĩ rằng máy nước nóng chỉ hoạt động được vào mùa hè mà không hoạt động được vào mùa đông. Máy nước nóng hoạt động dựa trên bức xạ mặt trời, vì vậy có nắng là sẽ có nước nóng dù là bất cứ mùa nào trong năm.

Với các bình nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng bộ hấp thụ nhiệt khác nhau thì sẽ hoạt động hơi khác nhau, tuy nhiên cũng sẽ không rời xa nguyên lý trên. Ví dụ với loại máy có bộ hấp thụ là ống dầu thì ngoài lớp thủy tinh được hút chân không, lớp phủ đặc biệt để hấp thu nhiệt thì còn có một lớp dầu, lợi dụng nhiệt độ sôi thấp giúp lượng dầu trong ống nóng nhanh từ đó làm nóng các dầu thủy tinh và truyền lên thanh dẫn nhiệt nằm ở phần đầu của ống cắm trực tiếp vào bình bảo ôn, làm nước trong bình bảo ôn nóng lên. Ngược lại với ống chân không thì nước được chảy trực tiếp vào ống, sau đó được làm nóng, nước nóng sẽ nhẹ hơn nước lạnh và được đẩy trở về bình bảo ôn và giữ nhiệt ở đó.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời theo nguyên lý tấm phẳng có cấu tạo và nguyên lý hoạt động rất khác biệt với hai loại mà chúng tôi đã nêu ở trên. Máy dạng tấm phẳng có bộ hấp thụ nhiệt dạng tấm phẳng với một lớp kính cường lực phía trên bảo vệ. Nhiệt hấp thụ được truyền tới bình chứa bằng ống dẫn nước, ống đồng hoặc bằng ống dẫn môi chất. Máy dạng tấm phẳng không thể tự hoạt động như máy dạng ống, mà phải có các thiết bị điện điều khiển, hỗ trợ...Nước từ bồn chứa được máy bơm đưa vào hệ thống ống dẫn (bằng đồng) gắn trên tấm hấp thụ nhiệt, sau khi được đun nóng đủ nhiệt sẽ được đưa trở lại bồn chứa sau đó vòng bơm tuần hoàn lại tiếp tục cho đến khi nhiệt độ nước bên trong bồn chứa đạt đến nhiệt độ đã cài đặt sẵn. Nước đầu vào và đầu ra đều được điều khiển thông qua hệ thống bơm. Vì vậy, để máy có thể hoạt động, phải có một bơm nước và hệ thống điều khiển và cài đặt nhiệt độ. Máy nước nóng dạng này có thể ứng dụng nhiều nguyên lý trao đổi nhiệt như: Thiết kế dạng các ống đồng truyền nhiệt cho các ống góp, sử dụng ống dẫn nhiệt dạng môi chất trung gian, dùng các thanh hấp thụ nhiệt dạng lá...

Máy nước nóng mặt trời được cho là sản phẩm có tính an toàn cao nhất bởi nó giảm khả năng chập điện cháy nổ xuống gần như không còn. Thêm vào đó đây cũng là sản phẩm được đánh giá là “sản phẩm thân thiện với môi trường” bởi sử dụng hoàn toàn năng lượng từ bức xạ mặt trời, không có chất thải gây ô nhiễm môi trường. Đồng thời, máy nước nóng năng lượng mặt trời được cho là sản phẩm có chi phí sử dụng thấp nhất. Chỉ cần lắp đặt một lần, sử dụng năng lượng tự nhiên sẵn có để tạo ra nước nóng. Gần như giảm hoàn toàn các chi phí sử dụng điện hay các loại năng lượng khác để tạo ra nước nóng phục vụ cuộc sống.

>> Xem thêm: Lý do nên sử dụng máy nước nóng năng lượng mặt trời

Các câu hỏi thường gặp

Máy nước nóng năng lượng mặt trời nào tốt nhất?

Bạn đang tìm kiếm cho gia đình mình một bộ máy năng lượng mặt trời bạn cần lưu ý một số điểm sau:

Lưu ý khi lựa chọn máy nước nóng

Tìm hiểu dung tích bồn chứa dựa trên số lượng người sử dụng và nhu cầu sử dụng.

Ví dụ: 4 người trở xuống thì chọn bình 120-160 lít, 5-6 người nên chọn bình 160-180 lít, 10 người thì chọn bình 200-220 lít, nếu dùng cho khách sạn, nhà nghỉ hoặc những nơi có nhu cầu sử dụng cao thì chọn bình 240-320 lít...

• Tìm hiểu chất liệu bình bảo ôn: Bạn nên chọn các loại bình bảo ôn bằng INOX (Thịnh hành nhất hiện nay là inox 304) có khả năng chống han gỉ, bền đẹp, giữ nhiệt lâu, đồng thời tìm hiểu kĩ về các lớp của bình bảo ôn, khả năng giữ nhiệt của bình...Nếu làm bằng loại inox kém chất lượng hoặc làm quá mỏng thì sau một thời gian bồn nước sẽ bị thủng, nứt. Đặc biệt là khi sử dụng ở những nơi nguồn nước có độ phèn cao.
• Quan tâm đến loại máy nước nóng năng lượng: Loại phổ biến nhất hiện nay là máy nước nóng sử dụng bộ thu nhiệt là ống chân không. Chất lượng ống chân không sẽ quyết định chất lượng làm nóng nước của máy. Bạn có thể tham khảo về sản phẩm máy nước nóng năng lượng mặt trời  ECO Toàn Thắng, sản phẩm sử dụng công nghệ chân không Hitech giúp các ống chân không có khả năng hấp thụ nhiệt lên tới 98%, hiệu quả đun nóng nước nhanh nhất.
• Đường kính ống thu nhiệt cũng quyết định độ nước nóng nhanh hay chậm. Ống thu nhiệt càng lớn thì càng làm nóng nhanh và nhiệt độ tối đa trong bình càng cao.
• Bạn nên tìm hiểu về vị trí lắp đặt máy nước nóng trước khi lựa chọn máy nước nóng để có thể vận hành máy tốt nhất.

Bình nước nóng năng lượng mặt trời hãng nào tốt nhất?

Hiện nay có nhiều hãng sản xuất và phân phối máy nước nóng năng lượng mặt trời giá rẻ cả trong và ngoài nước. Các sản phẩm được sản xuất trong nước dựa trên công nghệ của nước ngoài thường có giá cả cạnh tranh và phù hợp với khí hậu của Việt Nam hơn. Bạn có thể lựa chọn máy nước nóng năng lượng mặt trời của Toàn Thắng.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời Toàn Thắng áp dụng công nghệ Châu Âu, sử dụng công nghệ ống chân không Hitech, ruột bình bảo ôn sản xuất theo công nghệ Châu Âu với lớp bảo ôn Polyurethane phun bằng máy phun áp lực cao có khả năng giữ nhiệt tốt, bền đẹp ngay cả khi sử dụng nguồn nước phèn, vỏ bình bảo ôn làm bằng inox sus 304 sang trọng, bền đẹp, chân đế bằng hộp inox vững chãi. Hiện này Toàn Thắng đang có 3 dòng sản phẩm chính với mỗi dòng sản phẩm được thiết kế để thêm hoặc bớt số ống chân không cho phù hợp với yêu cầu sử dụng của khách hàng.

Có nên dùng máy nước nóng năng lượng mặt trời?

Máy nước nóng năng lượng mặt trời là sản phẩm thiết yếu và tiện dụng dành cho mỗi gia đình. Nếu bạn đang đắn đo có nên trang bị cho gia đình mình một bộ máy nước nóng năng lượng mặt trời hay không thì hãy cùng phân tích:

• Nguồn năng lượng sạch: Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, dồi dào và có khả năng tái tạo, không gây ảnh hưởng đến môi trường.
• Tiết kiệm chi phí cho người tiêu dùng: Bạn có thể lựa chọn sản phẩm máy nước nóng của Toàn Thắng với chi phí để tạo ra 1 lít nước nóng chỉ với 10 VND, không phát sinh chi phí sử dụng các loại năng lượng khác.
• An toàn cho người sử dụng với nguy cơ cháy nổ do chập điện, quá tải điện giảm xuống gần như bằng 0.
• Có thể sử dụng hệ giàn công nghiệp dung tích lớn dành cho các khách sạn, nhà nghỉ, bệnh viện, trường học...
• Chỉ cần có nắng là có nước nóng: Những vùng miền có mùa đông lạnh như ở Miền bắc nước ta, nhưng chỉ cần có nắng sẽ có nước nóng, thậm chí bình bảo ôn có thể giữ nước nóng lên tới 72 giờ.
• Có thể sử dụng nước nóng mọi lúc mọi nơi: Với dung tích bình lớn, lượng nước đun nóng lớn và nhanh bạn có thể sử dụng để giặt giũ, rửa bát, tắm táp, nấu nướng....

Chỉ cần điểm qua một vài điều như vậy chắc hẳn bạn đã có quyết định nên hay không nên lắp đặt bình năng lượng mặt trời. Nếu còn băn khoăn, bạn có thể liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn cụ thể!

Cách lắp máy nước nóng năng lượng mặt trời

Bạn có thể tìm hiểu thêm tại đây.

Cấu tạo máy nước nóng năng lượng mặt trời?

Máy nước nóng năng lượng mặt trời có 3 bộ phận chính:

• Bình bảo ôn: Thường làm bằng Inox chất lượng cao, có khả năng cách nhiệt, chịu nhiệt, bền, giữ nhiệt cao để đảm bảo độ nóng của nước lâu dài.
• Bộ thu nhiệt mặt trời: Có ba loại bộ thu nhiệt đang được sử dụng hiện nay đó là : bộ thu nhiệt dùng ống dầu, ống chân không và tấm phẳng. Mỗi loại đều có ưu điểm riêng, tùy vào nhu cầu sử dụng khách hàng, loại được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là ống chân không.
• Chân đế: Thường được làm từ inox bền, tránh được khả năng han gỉ do thời tiết.

Với những ưu điểm như không tốn điện, dung tích lớn, an toàn, thân thiện với môi trường… Máy nước nóng năng lượng mặt trời Toàn Thắng đã và đang được nhiều người ưa chuộng. Bạn hãy liên hệ với Công ty CP Toàn Thắng để được tư vấn và lựa chọn những sản phẩm tốt nhất!