Lịch sử của năng lượng mặt trời và khi nào các tấm pin mặt trời được p

Bài viết có sử dụng dữ liệu của https://news.energysage.com

Mặc dù năng lượng mặt trời đã được thừa nhận là nguồn năng sạch dồi dào của hiện tại và tương lai nhưng có một lịch sử lâu dài đằng sau sự phát triển của nó mà ít ai biết đến. Với chi phí năng lượng mặt trời đã giảm mạnh trong nhiều thập kỷ qua, thật dễ dàng để quên rằng sử dụng năng lượng mặt trời là một điều bất khả thi mới chỉ 15 năm trước. Chúng ta hãy quay trở lại một vài thế kỷ về nguồn gốc của PV mặt trời và khám phá lịch sử của năng lượng mặt trời và công nghệ năng lượng mặt trời silicon.

Năng lượng mặt trời được sử dụng lần đầu tiên khi nào?

Về lý thuyết, năng lượng mặt trời được con người sử dụng từ đầu thế kỷ thứ 7 trước Công nguyên khi lịch sử cho chúng ta biết rằng con người đã sử dụng ánh sáng mặt trời để đốt lửa bằng dụng cụ mà ngày nay chúng ta gọi là kính lúp. Sau đó, vào thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên, người Hy Lạp và La Mã đã biết khai thác năng lượng mặt trời bằng gương để đốt đuốc cho các nghi lễ tôn giáo. Những chiếc gương này đã trở thành một công cụ được chuẩn hóa được gọi là gương đốt cháy. Nền văn minh Trung Quốc đã ghi lại vào khoảng năm 20 sau công nguyên, họ đã biết sử dụng gương và ánh sáng cho một số mục đích trong cuộc sống.

Một trường hợp sử dụng sớm khác cho năng lượng mặt trời vẫn còn phổ biến ngày nay là khái niệm về phòng tắm nắng (sunroom) trong các tòa nhà. Những phòng tắm nắng này đã sử dụng các cửa sổ lớn để hướng ánh sáng mặt trời vào một khu vực tập trung. Một số nhà tắm La Mã mang tính biểu tượng, điển hình là những nhà nằm ở phía nam của các tòa nhà, là phòng tắm nắng. Sau đó vào những năm 1200 sau Công nguyên, tổ tiên của người thổ dân da đỏ nam Mỹ thường làm nhà trên vách đá cheo leo để hứng sự ấm áp của mặt trời trong những tháng mùa đông lạnh giá.

Vào cuối những năm 1700 và 1800, các nhà khoa học đã nghiên cứu thành công khi sử dụng ánh sáng mặt trời để cung cấp năng lượng cho lò nướng cho những chuyến đi dài. Họ cũng khai thác năng lượng của mặt trời để sản xuất tàu hơi nước chạy bằng năng lượng mặt trời. Cuối cùng, rõ ràng rằng thậm chí hàng ngàn năm trước kỷ nguyên của các tấm pin mặt trời, con người đã có khái niệm và ứng dụng khá phổ biến về nguồn năng lượng tuyệt vời do thiên nhiên ban tặng này..

Vậy tấm pin mặt trời được phát minh khi nào?

Sự phát triển của công nghệ pin mặt trời là một chặng đường có sự đóng góp của nhiều nhà khoa học khác nhau. Đương nhiên, vẫn còn tranh cãi xung quanh vấn đề này như chính xác chúng được tạo ra khi nào, và ai thực sự là người phát minh ra chúng. Một số người tin rằng việc phát minh ra pin mặt trời do nhà khoa học người Pháp Edmond Becquerel, người đã xác định ánh sáng có thể tạo ra dòng điện khi hai điện cực kim loại được đặt vào một giải pháp dẫn điện. Phát hiện đột phá này, được định nghĩa là hiệu ứng quang điện, có ảnh hưởng trong các phát triển PV sau này với nguyên tố selen.

Năm 1873, Willoughby Smith đã phát hiện ra rằng selen có tiềm năng quang dẫn, dẫn đến khám phá năm 1876 của William Grylls Adams và Richard Evans Day rằng selenium tạo ra điện khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Vài năm sau, vào năm 1883, Charles Fritts thực sự đã sản xuất pin mặt trời đầu tiên được làm từ tấm selenium - lý do một số nhà sử học tin rằng Fritts với phát minh thực tế về pin mặt trời.

Tuy nhiên, pin mặt trời như chúng ta biết ngày nay được làm bằng silicon chứ không phải selen. Do đó, một số người coi phát minh thực sự của các tấm pin mặt trời được gắn với Daryl Chapin, Calvin Fuller và Gerald Pearson tạo ra tế bào quang điện silicon (PV) tại Bell Labs vào năm 1954. Nhiều ý kiến cho rằng sự kiện này đánh dấu phát minh thực sự của công nghệ PV vì đây là trường hợp đầu tiên của công nghệ năng lượng mặt trời thực sự có thể cung cấp năng lượng cho một thiết bị điện trong vài giờ mỗi ngày. Pin mặt trời silicon đầu tiên có thể chuyển đổi ánh sáng mặt trời với hiệu suất bốn phần trăm (4%), ít hơn một phần tư so với các tấm pin hiện nay.

Các sự kiện lớn khác trong lịch sử năng lượng mặt trời

Các tấm pin mặt trời ở ngoài vũ trụ - Một số ứng dụng đầu tiên của công nghệ năng lượng mặt trời thực sự ở ngoài vũ trụ nơi năng lượng mặt trời được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các vệ tinh. Năm 1958, vệ tinh Vanguard I đã sử dụng một bảng điều khiển một watt nhỏ để cung cấp năng lượng cho bộ đàm của nó. Cuối năm đó, Vanguard II, Explorer III và Sputnik-3 đều được ra mắt với công nghệ PV trên tàu. Năm 1964, NASA chịu trách nhiệm phóng tàu vũ trụ Nimbus đầu tiên, một vệ tinh có thể chạy hoàn toàn trên một dải năng lượng mặt trời 470 watt. Năm 1966, NASA đã ra mắt Đài quan sát thiên văn quỹ đạo đầu tiên trên thế giới, được cung cấp bởi một mảng một kilowatt.

Tòa nhà năng lượng mặt trời đầu tiên - Năm 1973, Đại học Delkn chịu trách nhiệm xây dựng tòa nhà năng lượng mặt trời đầu tiên, có tên là Solar Solar One. Hệ thống này chạy trên một nguồn cung cấp năng lượng mặt trời và nhiệt điện mặt trời. Đây cũng là trường hợp đầu tiên của việc xây dựng hệ thống quang điện tích hợp (BIPV) - mảng không sử dụng các tấm pin mặt trời mà thay vào đó đã tích hợp năng lượng mặt trời trên tầng thượng, tương tự như thiết kế cho tấm lợp năng lượng của Tesla ngày nay .

Thành tựu về hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời - Từ năm 1957 đến 1960, Hoffman Electronics đã tạo ra một số bước đột phá với hiệu suất quang điện, cải thiện kỷ lục hiệu suất từ 8% đến 14%. Thành tựu lớn tiếp theo là vào năm 1985 khi Đại học South Wales đạt hiệu suất 20% cho các tế bào silicon. Năm 1999, Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia đã hợp tác với SpectroLab Inc. để tạo ra pin mặt trời với hiệu suất 33,3%. Đại học South Wales đã phá vỡ kỷ lục đó một lần nữa vào năm 2016 khi các nhà nghiên cứu đạt hiệu suất 34,5%.

Máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời - Năm 1981, Paul MacC đã chế tạo Solar Challenger, chiếc máy bay đầu tiên chạy bằng năng lượng mặt trời và bay qua con Kênh đào từ Pháp đến Anh Năm 1998, chiếc máy bay năng lượng mặt trời điều khiển từ xa kỷ lục sau khi đạt 80.000 feet (24,384 mét). NASA đã phá vỡ kỷ lục đó vào năm 2001 khi họ đạt 96.000 feet (29,261 mét) bằng máy bay không tên lửa. Năm 2016, Bertrand Piccard đã hoàn thành chuyến bay không khí thải đầu tiên trên toàn thế giới với Solar Impulse 2, máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời lớn nhất và mạnh nhất thế giới hiện nay.

Các tổng thống Mỹ và năng lượng mặt trời

Năm 1979, Tổng thống Jimmy Carter đã lắp đặt các tấm pin mặt trời trên Nhà Trắng trong nhiệm kỳ của mình. Tuy nhiên, vào năm 1981, Tổng thống Ronald Reagan đã ra lệnh gỡ bỏ các tấm pin mặt trời của Nhà Trắng. Năm 2010, Tổng thống Barack Obama yêu cầu các tấm pin mặt trời và máy nước nóng năng lượng mặt trời phải được lắp đặt trên Nhà Trắng. Cả hai đã được lắp đặt trong nhiệm kỳ đầu tiên của Obama.

Chi phí năng lượng mặt trời theo thời gian

Giá cho các tấm pin mặt trời đã giảm đáng kể trong vài thập kỷ qua, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng tăng lên đã tạo ra hơn một triệu lắp đặt tại Mỹ vào đầu năm 2016. Năm 1956, các tấm pin mặt trời có giá khoảng 300 đô la mỗi watt . Đến năm 1975, con số đó đã giảm xuống chỉ còn hơn 100 đô la một watt. Ngày nay, một tấm pin mặt trời có thể có giá chỉ $ 0,5 một watt thậm chí thấp hơn. Hãy xem xét điều này: kể từ năm 1980, giá pin mặt trời đã giảm ít nhất 10% mỗi năm. Chi phí năng lượng mặt trời giảm mạnh chủ yếu là do sự phổ biến ngày càng tăng của năng lượng mặt trời và tính hợp pháp của PV như một nguồn năng lượng đáng tin cậy trong thế giới ngày nay.

Năng lượng mặt trời ngày nay

Bất kể tại sao năng lượng mặt trời lại gây hứng thú cho bạn, có một lịch sử lâu đời và thú vị đằng sau sự phát triển của năng lượng mặt trời. Và không còn nghi ngờ gì nữa năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tuyệt vời không chỉ cho hiện tại mà còn cho cả tương lại.

By LITHACO

Tìm hiểu thêm:

Điện năng lượng mặt trời hòa lưới và điện năng lượng mặt trời độc lập