Chuỗi nguồn, chuyển đổi, lưu trữ và tải được đọc thế nào?

• Nguồn: tấm pin mặt trời
• Chuyển đổi: bộ điều khiển
• Lưu trữ: bộ pin
• Tải: bóng đèn

Bạn sẽ học được gì

• Gọi tên bốn khâu của chuỗi năng lượng.
• Chỉ ra mỗi khâu làm việc gì trong một hệ thống pin mặt trời.
• Hiểu vì sao lưu trữ giúp hệ thống linh hoạt hơn.

Cần biết trước

Không cần kiến thức trước. Chỉ cần biết đèn và thiết bị điện cần điện để hoạt động.

Nguồn tạo ra điện như thế nào?

Nguồn là chỗ năng lượng đi vào hệ thống. Với pin mặt trời, theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, khi mặt trời chiếu lên tấm pin, năng lượng ánh sáng được các tế bào quang điện trong tấm hấp thụ. Năng lượng này tạo ra các điện tích chuyển động theo điện trường bên trong tế bào, làm điện chảy.

Nguồn không nhất thiết là mặt trời. Nhưng đây là ví dụ dễ hình dung, và nó cho thấy một điểm khó: Bộ Năng lượng nêu rằng điện mặt trời không phải lúc nào cũng được tạo ra đúng lúc cần dùng nhiều nhất.

• Mặt trời
• Tấm pin mặt trời
• Điện tích chuyển động
• Điện chảy ra

Khâu chuyển đổi làm gì?

Khâu chuyển đổi đưa điện về dạng mà phần sau dùng được. Trong hệ thống pin mặt trời, đó thường là bộ biến tần. Trang của Bộ Năng lượng về bộ biến tần cho biết bộ biến tần đổi điện một chiều (DC) mà tấm pin sinh ra thành điện xoay chiều (AC) mà lưới điện dùng.

Chuyển đổi cũng xuất hiện ở khâu lưu trữ: theo tài liệu về lưu trữ, điện được cất dưới dạng một dạng năng lượng khác như hóa học, nhiệt hay cơ học. Dùng lưu trữ không bao giờ đạt hiệu suất trọn vẹn, vì luôn mất một phần năng lượng khi chuyển đổi và lấy lại.

Lưu trữ và tải đóng vai trò gì?

Lưu trữ cho phép điện được dùng vào lúc khác với lúc tạo ra. Theo Bộ Năng lượng, lưu trữ là công nghệ thu điện, cất dưới dạng năng lượng khác rồi trả ra khi cần. Khi không có lưu trữ, điện phải được tạo ra và tiêu thụ cùng lúc.

Tải là nơi dùng điện. Kho lưu trữ có thể được nạp khi sản xuất cao và tiêu thụ thấp, rồi xả khi tải hoặc nhu cầu cao. Nhờ vậy điện làm ra vào ban ngày vẫn thắp được đèn sau khi trời tối.

• Nạp khi điện dư
• Xả khi cần dùng

Ví dụ trong đời sống

Hãy hình dung một mô hình đơn giản, mang tính minh họa: một tấm pin mặt trời, một bộ biến tần, một bộ pin và một bóng đèn. Tấm pin là nguồn, bộ biến tần là khâu chuyển đổi, bộ pin là khâu lưu trữ, bóng đèn là tải. Buổi trưa tấm pin làm ra nhiều điện hơn đèn cần, phần dư nạp vào pin. Buổi tối pin xả ra thắp đèn. Đây là sơ đồ chức năng, không phải hướng dẫn đấu dây: pin cần bộ điều khiển sạc; vị trí bộ biến tần phụ thuộc hệ thống dùng tải một chiều hay xoay chiều.

Hiểu lầm thường gặp

Điện được tạo ra rồi dùng ngay. Khi không có lưu trữ thì đúng như vậy, vì điện phải được tạo ra và tiêu thụ cùng lúc. Có lưu trữ thì hai việc này tách khỏi nhau.

Lưu trữ không tốn gì. Luôn mất một phần năng lượng khi chuyển đổi và lấy lại.

Hệ thống nào cũng có đủ bốn khâu. Chuỗi chỉ là cách đọc. Một hệ thống nhỏ có thể không có khâu lưu trữ.

Câu hỏi thường gặp

Bộ biến tần làm gì?

Nó đổi điện một chiều từ tấm pin thành điện xoay chiều mà lưới điện dùng.

Vì sao cần lưu trữ?

Vì điện mặt trời không phải lúc nào cũng được tạo ra đúng lúc cần dùng nhiều nhất. Lưu trữ cất điện lúc dư để dùng lúc cần.

Tải là gì?

Là phần dùng điện trong hệ thống, như bóng đèn hay thiết bị gia dụng.

Tóm tắt

• Chuỗi năng lượng gồm nguồn, chuyển đổi, lưu trữ và tải.
• Bộ biến tần là khâu chuyển đổi: đổi điện một chiều thành xoay chiều.
• Lưu trữ nạp khi dư và xả khi cần, nên điện không phải dùng ngay lúc tạo ra.