Mái ngói năng lượng mặt trời hoạt động giống hệt với các tấm quang điện đã được sử dụng rộng rãi trong xây dựng. Sự khác biệt chính giữa hai loại này nằm ở cách lắp ráp chúng: trong khi các tấm quang điện được lắp vào mái nhà sẵn có các mái ngói năng lượng mặt trời là một phần của việc xây dựng mái nhà ngay từ đầu, thay vì ốp lát thông thường.

Các viên gạch ngói được cấu tạo bởi các tế bào quang điện, khi nhận được ánh sáng mặt trời, chúng sẽ tạo ra một điện trường có khả năng cung cấp năng lượng điện để sử dụng cho bên trong nhà. Mỗi viên gạch ngói được kết nối bằng dây cáp với bảng phân phối điện.

Để mái ngói hoạt động hiệu quả, cần phải lắp đặt một biến tần chuyển đổi năng lượng thu được của mỗi tấm ngói thành điện. Một cách khác là lắp đặt bộ chuyển hoá năng lượng mặt trời (solar diverter), hoặc “hệ thống năng lượng mặt trời gia đình” với sự giám sát xuyên suốt của các chuyên gia.

Lượng năng lượng mặt trời thu được liên quan trực tiếp đến lượng ánh sáng mặt trời mà lớp gạch ngói tiếp xúc, điều này phụ thuộc vào khí hậu và vị trí của dự án. Dĩ nhiên, những ngày nắng  thì hiệu quả thu năng lượng cao hơn so với những ngày nhiều mây.

Để đảm bảo hiệu quả tối đa, cần phải giữ mái ngói luôn sạch sẽ. Ngoài ra, nên để gạch ngói năng lượng mặt trời được sắp xếp nằm cạnh nhau thay vì chồng chéo (khác với mái ngói men truyền thống), vì điều này tránh tạo các vùng tối –  không thu được ánh sáng mặt trời.

Khi nào nên lắp đặt mái ngói năng lượng mặt trời?

Việc lắp đặt mái ngói quang điện nên được xem xét nếu bạn xây dựng một ngôi nhà ngay từ đầu.

Với chi phí lắp đặt cao (giúp tiết kiệm đáng kể trong khoảng 5 năm), mái ngói năng lượng mặt trời thường được sử dụng ở các tòa nhà của công ty đang cần các chứng chỉ liên quan đến tính bền vững. Tuy nhiên, hiện tại, chúng cũng được lắp đặt trong một số ngôi nhà của nhiều hộ gia đình và yêu cầu tiêu chuẩn cao, nhằm giảm chi phí điện thông thường.

Hoàn toàn khả thi khi mong đợi loại giải pháp này sẽ hiện diện trong tất cả các loại công trình, gồm cả nhà ở, nơi mà sản xuất năng lượng cá nhân giúp giảm chi phí sinh hoạt và tăng quyền tự chủ của bất kỳ gia đình nào.

Ưu điểm

– Mái ngói năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo tuyệt vời cho các khu vực có mật độ năng lượng mặt trời cao.

– Chúng đẹp mắt và kín đáo hơn so với các tấm quang điện truyền thống vì chúng là một phần của thiết kế mái nhà và không cần phải lắp đặt sau này. Có một số loại gạch ngói năng lượng mặt trời có hình thức được làm giống như gạch đá phiến hoặc gạch gốm, nên sẽ hoàn toàn không bị để ý.

– Chúng là một lựa chọn tốt cho việc cải tạo các tòa nhà cần được bảo tồn và/hoặc trong các khu vực lịch sử (khi sự thay đổi được cho phép).

Nhược điểm

– Chúng còn mới trên thị trường và do đó, đắt hơn các tấm quang điện truyền thống.

– Vẫn còn ít nhà sản xuất mái ngói năng lượng mặt trời và ít lao động lành nghề để lắp đặt. Một số nhà sản xuất lớn nhất trên thị trường là Tesla Solar, Hanergy và Eternit.

 – Không giống như các tấm pin mặt trời, chúng không thể được lắp đặt ở các góc khác với thiết kế ban đầu, vì vậy trong một số trường hợp, việc tối ưu hóa hiệu quả thu năng lượng sẽ khó khăn hơn. Tuy nhiên, điều này có thể là một lợi thế nếu mái nhà được thiết kế chính xác cho mục đích này, bởi vì các gạch ngói là cốt lõi chính của dự án.