Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất đèn năng lượng mặt trời?

Trước xu hướng công nghệ xanh, đèn NLMT ngày càng được nhiều quốc gia ưa chuộng. Tuy nhiên, không phải ai cũng biết nhiệt độ môi trường, nhất là với khí hậu nóng ẩm tại Việt Nam, ảnh hưởng lớn đến hiệu suất đèn năng lượng mặt trời. Vậy nhiệt độ tác động ra sao và làm thế nào để tối ưu hiệu quả sử dụng? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây!

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đèn năng lượng mặt trời

Đèn năng lượng mặt trời hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng thông qua tấm pin mặt trời (solar panel). Hệ thống đèn NLMT thường bao gồm các bộ phận chính như:

• Tấm pin NLMT: thu năng lượng mặt trời và chuyển hóa thành dòng điện. 
• Ắc quy:  tích trữ năng lượng điện để sử dụng khi không có ánh nắng. 
• Đèn LED: phát sáng nhờ nguồn điện từ pin lưu trữ. 
• Bộ điều khiển thông minh: quản lý việc sạc/xả pin và bật/tắt đèn theo cảm biến ánh sáng. 
• Cảm biến chuyển động (nếu có): giúp tiết kiệm điện năng bằng cách chỉ bật sáng khi có người.

Tuy nhiên, các bộ phận này lại rất nhạy cảm với nhiệt độ môi trường, cả khi quá nóng lẫn quá lạnh.

Tác động của nhiệt độ cao đến hiệu suất đèn năng lượng mặt trời

Giảm hiệu suất chuyển đổi năng lượng

• Một trong những hiểu lầm phổ biến là ánh nắng càng gắt, tấm pin càng hoạt động hiệu quả. Theo trang web Solar Calculator,  thực tế thì tấm pin NLMT hoạt động tốt nhất ở mức nhiệt độ khoảng 25°C. Khi nhiệt độ tăng lên quá mức (trên 35°C – 45°C), hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành điện năng sẽ giảm do điện áp đầu ra từ pin giảm.
• Các nghiên cứu kỹ thuật từ tài liệu có tiêu đề “Solar Panel Efficiency Enhancement Using Cooling Techniques” cũng nói rằng, cứ mỗi 1°C tăng thì hiệu suất của tấm pin có thể giảm từ 0.3% đến 0.5%. Điều này khiến khả năng sạc pin vào ban ngày giảm, từ đó ảnh hưởng đến thời gian chiếu sáng vào ban đêm.

Làm giảm tuổi thọ linh kiện

Nhiệt độ cao còn gây lão hóa nhanh các linh kiện điện tử bên trong đèn, cụ thể:

• Pin lưu trữ: Nếu quá nóng, các tế bào pin sẽ bị chai, phồng hoặc mất khả năng sạc/xả ổn định. 
• Đèn LED: Nhiệt độ cao làm giảm tuổi thọ và độ sáng. 
• Vi mạch điều khiển: Có thể gặp lỗi hoặc giảm hiệu năng sau thời gian dài hoạt động ở môi trường nắng nóng gay gắt.
  

Làm gián đoạn quá trình sạc pin

Nhiều hệ thống đèn NLMT cao cấp có tính năng ngắt sạc tự động khi nhiệt độ quá cao để bảo vệ linh kiện. Khi đó, mặc dù có ánh sáng mặt trời, nhưng tấm pin lại không sạc được, gây thiếu hụt điện năng cho buổi tối.

Tác động của nhiệt độ thấp đến hiệu suất đèn năng lượng mặt trời

Không chỉ nhiệt độ cao, mà nhiệt độ quá thấp cũng ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu suất đèn năng lượng mặt trời:

• Khả năng sạc yếu: Vào mùa đông hoặc ở những vùng lạnh, cường độ ánh sáng mặt trời yếu đi, khiến tấm pin không tạo ra đủ điện năng. 
• Pin lưu trữ hoạt động kém: Pin lithium hay pin GEL đều có hiệu suất sạc/xả thấp hơn ở môi trường lạnh (dưới 10°C). Một số loại pin có thể không hoạt động dưới 0°C. 
• Ảnh hưởng đến hệ thống điều khiển: Ở nhiệt độ rất thấp, các mạch điều khiển có thể phản hồi chậm hoặc gặp lỗi. 

Giải pháp hạn chế ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến hiệu suất đèn năng lượng mặt trời

Chọn loại pin và đèn NLMT phù hợp khí hậu

• Ở vùng nóng (Nam Bộ, miền Trung) nên chọn tấm pin đơn tinh thể vì chúng có hiệu suất cao hơn ở điều kiện ánh sáng mạnh và ổn định nhiệt độ tốt hơn.
• Ở vùng lạnh (vùng núi phía Bắc), nên chọn loại pin lưu trữ có khả năng hoạt động ổn định ở nhiệt độ thấp như pin lithium LFP.
  

Thiết kế hệ thống tản nhiệt hiệu quả

Các dòng đèn NLMT hiện đại thường có khe thoát nhiệt, vỏ nhôm tản nhiệt hoặc quạt tản nhiệt nhỏ để đảm bảo nhiệt độ linh kiện không tăng quá cao.

Lắp đặt ở vị trí thích hợp

Tránh lắp đèn ở nơi bí gió, mặt phẳng bê tông hấp nhiệt hoặc sát mái tôn nóng. Nên chọn vị trí thoáng mát, có nắng vào ban ngày nhưng không quá nóng, tránh ánh nắng gắt chiếu trực tiếp suốt cả ngày.

Ưu tiên đèn có chức năng bảo vệ nhiệt độ

Nên chọn loại đèn có bộ điều khiển thông minh có thể tự ngắt khi nhiệt độ vượt mức giới hạn và tự động hoạt động lại khi điều kiện trở lại bình thường.

Một số câu hỏi thường gặp

1. Trời càng nắng thì đèn năng lượng mặt trời càng sạc nhanh, có đúng không?

Sai một phần. Đèn sạc nhanh khi có ánh sáng mạnh, chứ không phải khi trời nóng. Nếu nhiệt độ quá cao, tấm pin vẫn nhận ánh sáng nhưng hiệu suất chuyển đổi bị giảm. Vì vậy, ánh sáng mạnh và nhiệt độ phù hợp mới là điều kiện tối ưu.

2. Trời lạnh có ảnh hưởng đến khả năng sạc của đèn không?

Có. Trong điều kiện lạnh (dưới 10°C), pin sạc chậm hơn và dung lượng lưu trữ giảm. Tấm pin vẫn hoạt động, nhưng pin lưu trữ là thành phần bị ảnh hưởng rõ nhất.

3. Làm thế nào để biết hiệu suất đèn năng lượng mặt trời giảm do nhiệt độ?

Nếu đèn bỗng dưng sáng yếu đi hoặc thời gian chiếu sáng ngắn hơn bình thường, dù ban ngày có đủ nắng, đó có thể là dấu hiệu cho thấy hệ thống đang bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hoặc chai pin. Cần kiểm tra cả vị trí lắp đặt lẫn chất lượng thiết bị.

Nhiệt độ môi trường là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp và đáng kể đến hiệu suất, độ bền của đèn năng lượng mặt trời. Vì vậy, khi lắp đặt và sử dụng đèn NLMT, người dùng cần xem xét điều kiện khí hậu địa phương, chọn sản phẩm chất lượng và sử dụng đúng cách để đảm bảo hiệu quả chiếu sáng lâu dài, ổn định.

Truy cập ngay qua website: https://thietbidienanhduong.com/tin-tuc/ để đón đọc những thông tin mới nhất về đèn năng lượng mặt trời!