Hệ thống năng lượng mặt trời, đặc biệt là các loại sử dụng ống chân không, ngày càng phổ biến tại Việt Nam. Khi tìm hiểu về công nghệ này, không ít người đặt câu hỏi liệu có cần sử dụng bơm chân không để duy trì hoạt động của hệ thống hay không. Đây là một thắc mắc phổ biến và cần được giải đáp rõ ràng. Bài viết này, được thực hiện bởi đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm tại Garage Auto Speedy, sẽ đi sâu vào vai trò của chân không trong hệ thống năng lượng mặt trời và làm rõ câu hỏi về việc sử dụng bơm chân không. Với kinh nghiệm sâu sắc trong các hệ thống kỹ thuật phức tạp, tương tự như trên ô tô, Garage Auto Speedy hiểu rõ về nguyên lý hoạt động của các hệ thống cần duy trì áp suất hoặc chân không.
Trước khi đi vào vấn đề chính, chúng ta cần hiểu rõ bơm chân không là gì. Đơn giản nhất, bơm chân không là một thiết bị dùng để loại bỏ các phân tử khí ra khỏi một thể tích kín, tạo ra môi trường có áp suất thấp hơn áp suất khí quyển, hay còn gọi là chân không. Mức độ chân không đạt được tùy thuộc vào loại bơm và ứng dụng cụ thể.
Bơm chân không có rất nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, từ sản xuất chất bán dẫn, chế biến thực phẩm, y tế cho đến… ô tô. Trong lĩnh vực ô tô, bơm chân không đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống như trợ lực phanh (brake booster), hệ thống điều hòa không khí (để hút hết ẩm và khí trước khi nạp gas), hay thậm chí trong các hệ thống kiểm soát khí thải. Hiểu rõ về cách thức hoạt động của bơm chân không là nền tảng để giải đáp thắc mắc về ứng dụng của nó trong năng lượng mặt trời.
Khi nói đến hệ thống năng lượng mặt trời có liên quan đến chân không, chúng ta thường đề cập đến các hệ thống nước nóng sử dụng ống chân không (Evacuated Tube Solar Collectors). Cấu tạo cơ bản của một ống chân không bao gồm hai lớp ống thủy tinh đồng tâm, được gắn kín ở hai đầu. Không gian giữa hai lớp ống này được hút chân không.
Mục đích chính của việc tạo chân không trong không gian giữa hai lớp ống là cách nhiệt cực tốt. Chân không là môi trường lý tưởng để ngăn chặn ba hình thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.
Chính nhờ hiệu quả cách nhiệt vượt trội này, hệ thống nước nóng sử dụng ống chân không có khả năng làm nóng nước nhanh hơn và đạt được nhiệt độ cao hơn so với các loại tấm phẳng truyền thống, đặc biệt hiệu quả ở những vùng có bức xạ mặt trời không quá mạnh hoặc cần nước nóng ở nhiệt độ cao.
Đây là câu hỏi trọng tâm và câu trả lời là: Thông thường, người dùng hệ thống năng lượng mặt trời không cần sử dụng bơm chân không cho các ống thu nhiệt.
Việc tạo chân không trong không gian giữa hai lớp ống thủy tinh là một quá trình được thực hiện duy nhất một lần trong giai đoạn sản xuất ống thu nhiệt tại nhà máy. Sau khi chân không được tạo ra và không gian này được gắn kín, chân không sẽ tồn tại vĩnh viễn (hoặc ít nhất là rất lâu trong suốt tuổi thọ của ống) miễn là lớp vỏ thủy tinh bên ngoài không bị vỡ hoặc bị hỏng lớp niêm phong.
Các nhà sản xuất sử dụng các loại bơm chân không công nghiệp chuyên dụng (thường là bơm khuếch tán, bơm turbo phân tử, hoặc sự kết hợp của nhiều loại bơm) để đạt được mức chân không rất cao trong các ống này. Quá trình này yêu cầu kỹ thuật phức tạp và thiết bị đắt tiền, không phải là thứ mà người dùng cuối có thể thực hiện tại nhà.
Nếu một ống chân không bị mất chân không (thường xảy ra nếu lớp thủy tinh bị nứt, vỡ hoặc lớp niêm phong bị hỏng), hiệu quả cách nhiệt của ống sẽ giảm sút nghiêm trọng, và ống đó thường không thể sửa chữa để phục hồi chân không. Lúc này, giải pháp duy nhất là thay thế ống mới.
Như vậy, không có loại bơm chân không nào được thiết kế để người dùng lắp đặt và sử dụng định kỳ cho hệ thống năng lượng mặt trời dạng ống chân không tại nhà. Công nghệ chân không ở đây là một phần của cấu tạo sản phẩm, không phải là một thiết bị vận hành đi kèm.
Tuy nhiên, có thể có những ứng dụng liên quan khác trong lĩnh vực năng lượng mặt trời hoặc các hệ thống sưởi/làm mát sử dụng nguyên lý tương tự, nơi bơm chân không có thể được sử dụng, nhưng đó không phải là việc duy trì chân không trong ống thu nhiệt. Ví dụ, bơm nhiệt (heat pump), một công nghệ liên quan đến sử dụng năng lượng (có thể kết hợp với năng lượng mặt trời), hoạt động dựa trên chu trình nén/giãn nở môi chất lạnh, trong đó việc tạo ra và duy trì các mức áp suất khác nhau (bao gồm cả áp suất thấp, gần chân không ở một số điểm) là rất quan trọng. Các hệ thống bơm nhiệt này sử dụng các loại máy nén và đôi khi cần bơm chân không để bảo dưỡng hoặc xử lý sự cố.
Mặc dù bạn không cần bơm chân không cho ống năng lượng mặt trời tại nhà, việc tìm hiểu về các loại bơm chân không có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ này. Có nhiều loại bơm chân không khác nhau, hoạt động dựa trên các nguyên lý khác nhau và tạo ra các mức chân không khác nhau:
Trong lĩnh vực ô tô, Garage Auto Speedy thường xuyên tiếp xúc với các hệ thống sử dụng chân không, ví dụ như hệ thống phanh trợ lực dựa trên nguyên lý chân không từ động cơ (hoặc bơm chân không phụ). Việc kiểm tra, bảo dưỡng, và sửa chữa các bộ phận liên quan đến chân không đòi hỏi kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm thực tế.
Điều quan trọng cần phân biệt là loại và mức độ chân không cần thiết cho các ứng dụng khác nhau.
Dựa trên kinh nghiệm và sự hiểu biết sâu sắc về các hệ thống kỹ thuật, đội ngũ Garage Auto Speedy muốn nhấn mạnh:
Tóm lại, mặc dù chân không đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong hiệu quả hoạt động của hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng ống chân không (bằng cách cung cấp lớp cách nhiệt hiệu quả), thì không có loại bơm chân không nào được thiết kế để người dùng cuối sử dụng và vận hành như một phần của hệ thống năng lượng mặt trời hàng ngày. Chân không là một đặc tính được tạo ra trong quá trình sản xuất ống.
Hy vọng bài viết này từ Garage Auto Speedy đã giúp bạn giải đáp thắc mắc về bơm chân không và hệ thống năng lượng mặt trời. Với kinh nghiệm sâu rộng trong các hệ thống kỹ thuật phức tạp của ô tô, Garage Auto Speedy tự tin mang đến cho bạn những thông tin chính xác và hữu ích. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào khác về ô tô hoặc cần tư vấn kỹ thuật, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi! Chúng tôi luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn.
Việc trang bị thêm phụ kiện cho chiếc "xế yêu" là nhu cầu phổ biến…
Trong những tình huống khẩn cấp khi chiếc xe gặp sự cố và cửa kẹt…
Câu hỏi "Có loại bình chữa cháy nào dùng được 5 năm không?" là thắc…
Trong thế giới ô tô hiện đại, hệ thống chân không đóng vai trò thầm…
Nước rửa kính là một phần thiết yếu trong hệ thống vận hành của xe…
Câu hỏi "Có thể dùng bơm chân không cho xe điện không?" là một thắc…