Một hệ thống điện năng lượng mặt trời nói chung bao gồm 4 thành phần chính và phụ kiện.
1. Tấm quang điện
Tấm quang điện (hay còn gọi là tấm pin mặt trời, tên tiếng Anh là Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (gọi là solar cells).
Tế bào quang điện này là các phần tử bán dẫn - có thành phần chính là silic tinh khiết - mà trên bề mặt có chứa các cảm biến của ánh sáng là đi ốt quang, nó thực hiện biến đổi năng lượng của ánh sáng thành năng lượng điện.
Các tế bào quang điện này được ghép lại thành một khối, được bảo vệ bởi một tấm kính trong suốt ở mặt trước và một vật liệu nhựa ở phía sau, để trở thành tấm pin điện mặt trời (thông thường sẽ từ 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin).
Cấu trúc cơ bản của tấm pin mặt trời gồm:
- Lớp tế bào quang điện. Các tế bào quang điện là thành phần chính, có thể là đơn tinh thể (gọi là pin Mono) hoặc đa tinh thể (gọi là pin Poly), tùy theo chu trình sản xuất của từng hãng sản xuất.
- Lớp màng bọc EVA. Lớp màng bọc là phần kết dính giữa các lớp của tấm pin mặt trời. Vật liệu phổ biến nhất được sử dụng làm lớp màng bọc là EVA (Ethylene Vinyl Acetate). Đó là một loại polymer đặc biệt, được cắt thành tấm, nằm trước và sau tế bào quang điện. Khi chịu một quá trình nhiệt của nấu chân không, loại polymer đặc biệt này trở thành keo trong suốt và kết dính các tế bào quang điện. Quá trình này được gọi là cán màng, đảm bảo tuổi thọ cao cho chính tấm pin đó, đồng thời có ảnh hưởng đến việc truyền ánh sáng.
- Lớp kính mặt trước. Lớp kính mặt trước của pin mặt trời là phần nặng nhất. Nó có chức năng bảo vệ, đảm bảo độ bền cho toàn bộ tấm pin mặt trời, duy trì độ trong suốt cao. Độ dày của lớp kính này trung bình 3,3mm, có thể dao động từ 2 - 4mm tùy thuộc vào hãng sản xuất pin. Để lựa chọn tấm pin mặt trời chất lượng tốt cần phải chú ý đến những yếu tố như độ cứng, độ truyền quang phổ và truyền ánh sáng. Pin tốt thì lớp kính này càng phải trong suốt để hấp thụ ánh sáng hiệu quả, giảm tỷ lệ phản xạ ánh sáng.
- Lớp nền của pin. Lớp nền mặt sau của pin mặt trời được làm từ một vật liệu nhựa có chức năng cách ly điện, bảo vệ các tế bào quang điện khỏi thời tiết và độ ẩm. Các tấm pin do các hãng sản xuất khác nhau có thể có lớp nền khác nhau về độ dày, màu sắc và các vật liệu cụ thể để che chắn tốt hơn hoặc cho độ bền cơ học cao hơn.
- Khung tấm pin. Khung thường được làm bằng nhôm, có chức năng đảm bảo độ bền cho tấm pin. Cũng có loại tấm pin mặt trời đặc biệt, không sử dụng khung mà sử dụng các giải pháp nhựa đặc biệt. Những giải pháp này thường liên quan đến việc sử dụng các dung dịch hỗ trợ dán ở phía sau với công nghệ kính thủy tinh.
Dựa trên công nghệ sản xuất, người ta chia pin mặt trời phổ biến trên thị trường thành 3 loại với giá tiền và hiệu suất từ cao đến giảm dần, bao gồm: pin mặt trời đơn tinh thể (Mono), pin mặt trời đa tinh thể (Poly) và pin mặt trời màng mỏng (Thin-Film).
Hiệu suất của tấm pin mặt trời tính theo tỷ lệ chuyển đổi quang năng thành điện năng, hiệu suất càng cao thì càng sản sinh nhiều điện năng trên cùng một đơn vị diện tích. Công suất tấm pin mặt trời hiện nay có nhiều loại, dao động từ 250Wp - 600Wp.
Các loại pin mặt trời hiện nay được sản xuất có tuổi thọ trung bình có thể lên đến 20 - 25 năm.
2. Hệ thống sạc:
Hệ thống sạc năng lượng mặt trời có nhiệm vụ chuyển điện từ pin mặt trời sang bình ắc quy để tích trữ điện.
3. Hệ thống Inverter:
Inverter giúp chuyển đổi dòng điện 1 chiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC), ổn định điện áp (V) và tần số dòng điện (Hz).
4. Hệ thống ắc quy:
Dùng để lưu trữ nguồn điện để sử dụng thông thường tại khu vực không có điện lưới, sử dụng vào ban đêm, khi điện lưới mất hoặc hệ thống điện năng lượng mặt trời không hoạt động, hoặc khi ánh sáng mặt trời yếu.
5. Các phụ kiện năng lượng mặt trời:
Các phụ kiện bao gồm: Giá đỡ hệ thống pin, khung đỡ tấm pin, dây điện, máng che dây điện, tủ điện,…
