Pin mặt trời là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Pin mặt trời là gì lớp 12 chi tiết nhất là kiến thức có trong chương trình Hóa học 12 giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Pin mặt trời.

Pin mặt trời là gì (chi tiết nhất)

1. Pin mặt trời là gì?

- Pin Mặt Trời (solar cell) gồm nhiều tấm vật liệu bán dẫn được ghép nối với nhau, có khả năng chuyển đổi quang năng thành điện năng.

2. Kiến thức mở rộng

2.1. Một số loại pin khác

- Acquy là nguồn điện được sử dụng phổ biến trong các phương tiện giao thông, thiết bị lưu điện, phát điện. Acquy thuộc loại pin thứ cấp (pin sạc), các chất phản ứng được tái tạo trong quá trình sạc bằng dòng điện một chiều.

- Pin nhiên liệu là loại pin điện hoá chuyển đổi hoá năng thành điện năng thông qua phản ứng oxi hoá - khử giữa nhiên liệu và chất oxi hoá. Trong đó, các nhiên liệu thường là methane, methanol, ethanol, hydrogen,... còn chất oxi hoá thường là oxygen. Pin nhiên liệu hydrogen - oxygen có nhiều ứng dụng và triển vọng trong tương lai.

Ngoài ra:

- Pin lithium - ion:

+ Pin lithium - ion thuộc loại pin sạc, được sử dụng trong máy tính laptop, điện thoại, máy quay phim, phương tiện giao thông chạy điện,...

+ Pin lithium - ion có nhiều ưu điểm như nhẹ, nhỏ gọn, bền, mật độ năng lượng cao, sạc nhanh và có thể sạc mọi thời điểm. Pin lithium - ion có nhược điểm là giá thành cao, dễ hư hỏng bởi nhiệt, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ.

- Pin khô:

+ Pin khô thuộc loại pin sơ cấp (không sạc được), được dùng trong thiết bị điều khiển, máy ảnh, đồ chơi,...

+ Pin khô có nhiều ưu điểm như năng lượng ổn định, giá rẻ, phù hợp các thiết bị di động. Pin khô có nhược điểm là điện áp thấp, tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường.

2.2. Ưu, nhược điểm của acquy, pin nhiên liệu và pin Mặt Trời

Pin	Ưu điểm	Nhược điểm
Acquy chì	Dễ sản xuất, giá thành thấp. Hoạt động ổn định. Dễ thu hồi sulfuric acid và chì để tái chế.	Nặng, tuổi thọ thấp (trung bình khoảng 1 năm). Gây ô nhiễm môi trường và ngộ độc chì ở các làng nghề tái chế acquy cũ.
Pin nhiên liệu	Điều chỉnh được cường độ dòng điện nhờ thay đổi tốc độ dòng nhiên liệu. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao, lượng chất phát thải ít và dễ kiểm soát.	Giá thành cao.
Pin Mặt Trời	Là nguồn năng lượng sạch, không phát thải khí gây ô nhiễm môi trường. Tận dụng được năng lượng vô tận của Mặt Trời.	Sản xuất khá phức tạp, giá thành cao. Cần nhiều ánh nắng nên phụ thuộc vào khí hậu, thời tiết. Các tấm pin Mặt Trời hết hạn sử dụng có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường.

3. Bài tập minh họa

Câu 1. Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Pin mặt trời biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng

B. Pin mặt trời là nguồn năng lượng xanh.

C. Khi hoạt động, pin mặt trời không gây hiệu ứng nhà kính.

D. Khi hoạt động pin mặt trời gây mưa acid và làm trái đất nóng lên.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

D. Sai do khi pin mặt trời hoạt động không sinh ra các sản phẩm hoá học nào nên không gây mưa acid và nóng lên của trái đất.

Câu 2. Pin mặt trời là pin chuyển đổi trực tiếp quang năng thành điện năng, pin mặt trời phổ biến hiện nay là pin silicon.

Phát biểu nào dưới đây về pin mặt trời không đúng?

A. Pin năng lượng mặt trời sử dụng nguồn năng lượng vô tận là ánh sáng mặt trời và không tạo ra sản phẩm hoá học nên thân thiện với môi trường.

B. Công suất sản sinh dòng điện phụ thuộc vào cường độ ánh sáng, nên chỉ thích hợp các vùng miền có cường độ ánh sáng cao. Khi pin hết hạn sử dụng, việc xử lí không đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng.

C. Khi có ánh sáng chiếu vào làm cho các electron bị đánh bật khỏi quỹ đạo nguyên tử và giải phóng vào điện trường, di chuyển thành dòng điện trực tiếp.

D. Pin mặt trời có khả năng tạo ra dòng điện một chiều.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

B. Sai. Ô nhiễm đất là chủ yếu.

Câu 3. Pin mặt trời chuyển hóa

A. điện năng thành nhiệt năng.

B. cơ năng thành điện năng.

C. điện năng thành quang năng.

D. quang năng thành điện năng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Pin mặt trời chuyển hóa quang năng thành điện năng.

Câu 4. Các tấm pin mặt trời là

A. các vật liệu bán dẫn.

B. các kim loại dẫn điện cao.

C. các khí hiếm trơ chứa trong bình thủy tinh.

D. các cục pin điện hóa nhỏ ghép nối với nhau.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Pin Mặt Trời (solar cell) gồm nhiều tấm vật liệu bán dẫn được ghép nối với nhau, có khả năng chuyển đổi quang năng thành điện năng.

Câu 5. Pin nào sau đây không phải pin điện hóa?

A. Pin galvani.

B. Pin lithium - ion.

C. Pin nhiên liệu.

D. Pin mặt trời.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Pin mặt trời không có các phản ứng oxi hóa - khử nên không là pin điện hóa.

Câu 6. Đâu là nhược điểm của pin mặt trời?

A. Nặng, tuổi thọ thấp (trung bình khoảng 1 năm).

B. Gây ngộ độc chì.

C. Sản xuất khá phức tạp, giá thành cao.

D. Phát thải khí gây ô nhiễm môi trường.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Nhược điểm của pin mặt trời:

- Sản xuất khá phức tạp, giá thành cao.

- Cần nhiều ánh nắng nên phụ thuộc vào khí hậu, thời tiết.

- Các tấm pin Mặt Trời hết hạn sử dụng có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường.

Câu 7. Một bộ pin mặt trời có diện tích bề mặt 4 m². Năng lượng của ánh sáng mặt trời chiếu tới mặt pin trung bình 1,2 kJ/m² mỗi giây. Biết rằng chỉ có 12% năng lượng ánh sáng mặt trời chuyển thành năng lượng điện. Năng lượng điện bộ pin cung cấp mỗi ngày nếu thời gian chiếu sáng trung bình của Mặt Trời là 12 giờ/ngày là

A. 24 883,2 kJ.

B. 20 736,0 kJ.

C. 12 030,2 kJ.

D. 36 023,2 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Năng lượng mặt trời chiếu tới bề mặt pin mỗi giây là:

1,2 × 4 = 4,8 (kJ)

Vì thời gian chiếu sáng trung bình của Mặt Trời là 12 giờ/ngày là nên năng lượng mặt trời chiếu tới bề mặt pin mỗi ngày là:

4,8 × 60 × 60 × 12 = 207 360 (kJ).

Vì chỉ có 12% năng lượng ánh sáng mặt trời chuyển thành năng lượng điện nên năng lượng điện tấm pin sinh ra mỗi ngày là:

207 360 × 12% = 24 883,2 (kJ)

Xem thêm các bài viết về định nghĩa & khái niệm môn Hóa học hay, chi tiết khác:

• Pin nhiên liệu là gì

• Pin khô là gì

• Pin lithium - ion là gì

• Acquy chì là gì

• Sức điện động chuẩn là gì

• Điện phân là gì

---