Năng lượng tái tạo trái với nhiên liệu hóa thạch (như than, khí thiên nhiên, xăng, dầu…), vì chúng được tạo ra từ các nguồn liên tục, có thể coi là vô hạn, như mặt trời, gió, thủy triều, thủy điện, nhiệt điện… Năng lượng tái tạo đang nhanh chóng thay thế cho các nguồn nhiên liệu truyền thống trong bốn lĩnh vực quan trọng: Nhiên liệu động cơ, làm mát, phát điện và hệ thống điện độc lập nông thôn.

Khi công nghệ và kỹ thuật phát triển thì việc ứng dụng năng lượng mặt trời để sản xuất ra điện ngày càng trở lên dễ dàng hơn. Và điện mặt trời là nguồn năng lượng sạch, không bao giờ cạn kiệt, sinh ra nhờ các tấm pin biến đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng được ứng dụng rộng rãi nhất. Dựa theo nguyên lý hoạt động đó, điện mặt trời mái nhà đã và đang được chú ý phát triển nhằm tận dụng tối đa diện tích mái nhà để không để mang lại hiệu quả cho người dân.

Hệ thống điện mặt trời mái nhà là một hệ thống các tấm pin mặt trời được lắp đặt trên mái của một tòa nhà, công trình thương mại, khu công nghiệp hay nhà ở. Các hệ thống pin mặt trời này thường có công suất nhỏ hơn nhiều so với các nhà máy điện mặt trời trên mặt đất.

Về cơ chế hoạt động, dòng điện một chiều DC được tạo do ánh sáng mặt trời chiếu vào các tấn pin chạy vào bộ nghịch lưu để biến thành dòng điện xoay chiều AC (với tần số của lưới điện hiện hành do điều khiển góc mở các van thiristors của bộ nghịch lưu, trường hợp của Việt Nam là 50 herz) rồi chạy vào công tơ hai chiều để được ghi và lưu trị số cho thanh toán sau này, sau đó chạy vào các thiết bị sử dụng điện của hộ tiêu thụ.

Trong trường hợp các hộ dân cư không sử dụng hết điện năng của pin mặt trời, lượng điện dư thừa sẽ chuyển vào lưới điện phân phối khu vực. Ngược lại, nếu thiếu điện hoặc khi không có ánh nắng mặt trời thì các hộ dân cư sẽ nhận thêm từ lưới điện. Quá trình phát điện vào lưới điện, hoặc ngược lại đều được ghi lại tại công tơ hai chiều để thanh toán sau này.

Bức xạ mặt trời là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quan trọng của Việt Nam. Trung bình, tổng bức xạ năng lượng mặt trời ở nước ta vào khoảng 5 kWh/m2/ngày, từ dưới vĩ tuyến 17, bức xạ mặt trời không chỉ nhiều mà còn rất ổn định trong suốt thời gian của năm, giảm khoảng 20% từ mùa khô sang mùa mưa. Số giờ nắng trong năm ở miền Bắc vào khoảng 1.500 - 1.700 giờ trong khi ở miền Trung và miền Nam Việt Nam, con số này vào khoảng 2.000 - 2.600 giờ mỗi năm. Đây là nguồn tài nguyên lý tưởng để phát triển nguồn năng lượng sạch, bảo vệ môi trường, chống biến đổi khí hậu, góp phần đạt mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050 của nước ta.

Hệ thống điện mặt trời cung cấp khoảng 10,6 TWh điện vào năm 2020, chiếm gần 4% tổng sản lượng. Dự báo năng lượng mặt trời trên mái nhà sẽ chiếm khoảng một nửa tổng công suất năng lượng mặt trời của Việt Nam vào năm 2030.

Nếu xét góc độ tổng thể quốc gia, điện mặt trời mái nhà thực sự ý nghĩa về việc giảm tổn thất lưới điện, tăng nguồn cung cấp điện, và có đóng góp trong việc tiết giảm tiêu thụ điện tại chỗ.

Triệu Cẩm Tú (NASATI), Tổng hợp 6/2022