โซล่าเซลล์ เป็นเทคโนโลยีการสร้างไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่สามารถให้ประโยชน์มากมายกับผู้ใช้โดยเฉพาะประโยชน์ในการใช้พลังงานได้อย่างไม่มีวันหมดและพลังงานที่ได้ก็มีความสะอาด ปราศจากมลพิษ และสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดต่างๆ ได้ตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ ซึ่งในประเทศไทยพลังงานโซล่าเซลล์ได้เข้ามาตั้งแต่ปี 2519 โดยมีผู้ดูและหลักคือ กรมพัฒนาและส่งเสริมพลังงาน กรมโยธาธิการ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย
หลักการทำงานของโซล่าเซลล์
โซล่าเซลล์ผลิตขึ้นมาจากหิน ดิน และทราย ที่ถูกสกัดเพื่อเอาธาตุซิลิคอนบริสุทธิ์ (Si) ออกมา เข้าสู่กระบวนการผลิตแผ่นโซล่าเซลล์ตั้งต้น และประกอบเข้าด้วยกันเป็น “แผงโซล่าเซลล์”
หลักการทำงานของโซล่าเซลล์หลักๆ คือ การเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยการนำสายกึ่งตัวนำมาผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เพื่อทำให้กลายเป็นแผ่นบาง และเมื่อแผ่นเซลล์นั้นโดนแสงอาทิตย์ รังสีของแสงที่มี โฟตอน ก็จะทำการถ่ายเทพลังงานไปยัง อิเล็กตรอน ในสารกึ่งตัวนำนั้นจนมีพลังงานมากที่จะออกมาจากแรงดึงดูดอะตอมและเคลื่อนที่จนครบวงจรและกลายเป็นพลังงานไฟฟ้านั่นเอง
ประเภทของแผงโซล่าเซลล์
ปัจจุบัน แผงโซล่าเซลล์สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ตามวัสดุและกระบวนการในการผลิต ดังนี้
แบบโมโนคริสตัลไลน์ ซิลิคอน (Monocrystalline Silicon) หรือโมโน (Mono)
แผงโซล่าเซลล์ประเภทนี้ถือว่าเป็นแผงโซล่าซลล์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด (เฉลี่ย 18-21%) เพราะผลิตจากแท่งซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์ สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มาก ประหยัดพื้นที่ แต่ก็มีราคาที่สูงและประสิทธิภาพไม่ค่อยคงที่สักเท่าไร
แบบโพลีคริสตัลไลน์ ซิลิคอน (Polycrystalline Silicon) หรือโพลี (Poly)
แผงโซล่าเซลล์ที่มีประสิทธิภาพเกือบจะเท่าแบบโมโน เพราะผลิตจากวัสดุเดียวกันแต่มีความบริสุทธิ์น้อยกว่า มีกระบวนการผลิตที่ง่ายและราคาถูกกว่าแบบโมโน โดยมีจุดสังเกตที่แผงโซล่าเซลล์แบบนี้จะเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้าเรียงต่อกัน
แบบอะมอร์ฟัส (Amorphous)
สำหรับแผงโซล่าเซลล์แบบอะมอร์ฟัสถูกผลิตขึ้นด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัยซึ่งแตกต่างจากแบบโมโนและโพลี โดยแผงโซล่าเซลล์ประเภทนี้พบได้น้อยในตลาดและมีประสิทธิภาพในการผลิตไฟน้อย (7-13%) ส่งผลให้มีราคาที่ถูกกว่าแผงโซล่าเซลล์ประเภทอื่นๆ
ระบบของโซล่าเซลล์
ระบบโซล่าเซลล์ คือรูปแบบการนำไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ไปใช้ในครัวเรือน ซึ่งทำได้ดังนี้
ระบบออนกริด (On-grid)
ระบบที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เพราะเป็นทางเลือกที่คุ้มค่า ซึ่งการทำงานของระบบออนกริดคือการใช้ไฟฟ้าจาก 2 แหล่ง ได้แก่ ไฟจากแผงโซล่าเซลล์ และ ไฟจากการไฟฟ้า ทำให้สามารถใช้ไฟภายในบ้านได้ตลอดเวลา เพราะไฟจากการไฟฟ้าจะมีการเติมพลังงานไฟฟ้าในแผงโซล่าเซลล์ให้เต็ม และเมื่อมีไฟฟ้าเหลือใช้ก็สามารถขายคืนให้กับทางรัฐได้เช่นกัน
ระบบออฟกริด (Off-grid) หรือระบบอิสระ
เป็นระบบพลังงานโซล่าเซลล์ที่ไม่ได้มีการเชื่อมต่อกับไฟฟ้าจากการไฟฟ้า ทำให้เหมาะกับบ้านที่ต้องการสำรองไฟเมื่อเกิดไฟดับหรือพื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง ซึ่งระบบแบบนี้จะต้องมีการคำนวณปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ให้เพียงพอต่อการใช้งานเพื่อเก็บไว้ในแบตเตอรี่สำรอง เพื่อใช้ในยามกลางคืน หรือมีอุบัติภัยทางธรรมชาติต่างๆ อย่างฝนตก หรือแสงอาทิตย์น้อย
ระบบไฮบริด (Hybrid System)
เป็นการนำระบบออนกริดและออฟกริดมาผสมผสานเข้าด้วยกัน ซึ่งจะได้พลังงานไฟฟ้าจาก 3 แห่ง ได้แก่ โซล่าเซลล์ แบตเตอรี่ และการไฟฟ้า ส่งผลให้ระบบนี้มีความเสถียรสูง และเนื่องจากระบบที่มีความซับซ้อนนี้เองที่ทำให้ค่าใช้จ่ายของการใช้ระบบไฮบริดเพิ่มสูงขึ้นทั้งการติดตั้งและซ่อมบำรุง
ข้อดีและข้อจำกัดของโซล่าเซลล์
ก่อนที่จะตัดสินใจติดตั้งแผงโซล่าเซลล์เราก็ควรที่จะศึกษาถึงข้อดีและข้อจำกัดของการใช้แผงโซล่าเซลล์เพื่อนำไปประกอบการตัดสินใจ
ข้อดีของโซล่าเซลล์
- เป็นพลังงานที่ไม่มีวันหมด เนื่องจากดวงอาทิตย์เป็นหนึ่งในสิ่งที่คงอยู่ในจักรวาลต่อไป
- เป็นพลังงานสะอาด เพราะเกิดการเปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้าโดยที่ไม่ได้มีกระบวนการอื่นๆ เข้ามาแทรก
- สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้ทุกขนาด ตั้งแต่การใช้เครื่องคิดเลขไปยังโรงงานไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยที่มีประสิทธิภาพเท่ากัน
- สามารถใช้งานได้ในพื้นที่ที่ติดตั้ง ไม่ต้องมีการขนส่งไปยังที่อื่น
ข้อจำกัดของโซล่าเซลล์
- มีความเข้มข้นของพลังงานที่ไม่สูง ทำให้ต้องใช้พื้นที่แผงโซล่าเซลล์และจำนวนของเซลล์แสงอาทิตย์ในปริมาณที่เยอะ
- ปริมาณไฟฟ้าที่ได้ไม่คงที่ โดยจะเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพอากาศ โดยเฉพาะความเข้มข้นของแสงแดด
- เก็บพลังงานไฟฟ้าไม่ได้ ยกเว้นเสียว่าจะใช้โซล่าเซลล์ระบบไฮบริดหรืออฟกริดที่มีการใช้แบตเตอรี่สะสมพลังงานไฟฟ้าไว้
การเลือกซื้อโซล่าเซลล์
โซล่าเซลล์แต่ละประเภทแต่ละรูปแบบก็มีวิธีการใช้งานที่ต่างกัน ดังนั้นก่อนที่จะติดตั้งแผงโซล่าเซล์เราก็ควรคำนึงถึงสิ่งต่างๆ ดังนี้
- ชนิดของโซล่าเซลล์ ที่แตกต่างกันตามวัสดุในการผลิตก็ส่งผลต่อประสิทธิภาพและราคาของโซล่าเซลล์
- ประสิทธิภาพและกำลังผลิต เพื่อเปรียบเทียบความคุ้มค่าในการผลิตไฟฟ้า
- ค่ากำลังไฟ โดยการเลือกจากเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าที่เหมาะสม ให้มีค่ามากกว่ากำลังของไฟฟ้าทั้งหมด 30-40%
- คุณภาพของสายไฟและเบรกเกอร์ ควรทนอุณหภูมิได้อย่างน้อย 80 องศา และสามารถทนต่อความร้อนหรือน้ำได้อีกด้วย
- อุปกรณ์เสริมที่เหมาะสม เพื่อช่วยให้เครื่องทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและต่อเนื่อง
- ราคา ที่เหมาะสมควบคู่ไปกับผู้ผลิต คุณภาพ และอุปกรณ์ที่ใช้
- ประกัน ของโซล่าเซลล์ที่มีความเหมาะสม ไม่น้อยจนเกินไป เพื่อสร้างความเชื่อมั่นในคุณภาพของแผงโซล่าเซลล์นั้นๆ
สรุปท้ายบทความ
เรียกได้ว่าการใช้พลังงานโซล่าเซลล์เป็นอีกหนึ่งทางเลือกการผลิตไฟฟ้าที่น่าสนใจพอสมควรเพราะนอกจากจะช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าและช่วยกันอนุรักษ์โลกของเราแล้ว การติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ยังช่วยลดความร้อนของบ้านเราได้อีกด้วย เชื่อได้เลยว่าในอนาคตการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์จะได้รับความนิยมมากขึ้นแน่นอน
