พลังงานโซลาร์เซลล์ หรือพลังงานแสงอาทิตย์ คืออะไร
นอกจากให้แสงว่าง และความอบอุ่นแล้ว ดาวอาทิตย์นั้นยังเป็นแหล่งที่ให้พลังงานให้กับเราได้ด้วยการใช้แผงโซลาร์เซลล์ ในการรับแสง เพื่อสร้างให้เกิดเป็นกระแสไฟฟ้าโดยกระบวนการที่เรารู้กันดีคือ Photovoltaic effect ที่ช่วยในการเปลี่ยนพลังงานจากดวงอาทิตย์ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า เพื่อที่จะให้เราใช้งานกับอุปกรณ์ไฟฟ้าของเรา เพื่อช่วยอำนวยความสะดวกต่างๆ สำหรับกระบวนการในการเกิดเป็นกระแสไฟฟ้านั้นค่อนข้างที่จะซับซ้อน แต่หลักการในการเกิดกระแสฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์นั้นสามารถสรุปให้เข้าใจได้ง่ายๆว่า"คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความยาวคลื่นแสง หรือแสงอาทิตย์นั่นเองตกกระทบลงบนสารกึ่งตัวนำ แล้วทำให้มีอิเลคตรอน หลุดออกมา และเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ และเกิดเป็นกระแสไฟฟ้าออกมา"
การที่จะสร้างพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อใช้งานนั้นคุณต้องการระบบโซลาร์เซลล์ ซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์สำคัญๆต่างๆเพียงไม่กี่ชิ้นแต่ว่าขาดชิ้นใดชิ้นหนึ่ง ระบบโซลาร์เซลล์จะไม่สามารถทำงานได้ หรือทำได้ไม่สมบูรณ์เท่าที่ควร ดังนั้นเราจะมาทำความรู้จักกันว่า ระบบโซลาร์เซลล์นั้นประกอบไปด้วยอะไรบ้าง
ส่วนประกอบสำคัญของระบบโซลาร์เซลล์
แผงโซลาร์เซลล์
แผงโซลาร์เซลล์ นั้นเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดที่ทำขึ้นมาจากองค์ประกอบหลักนั้นก็คือ ซิลิคอน ที่มีความสามารถในการนำไฟฟ้าได้ เมื่อโดนแสงอาทิตย์แล้ว สารพวกซิลิคอนนี้จะแสดงลักษณะพิเศษทางไฟฟ้าออกมาเพื่อที่จะสร้างเป็นกระแสไฟฟ้า โดยแผงโซลาร์เซลล์นั้นจะถูกแบ่งออกเป็นเซลล์ รูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัส ความกว้างประมาณ 6x6 นิ้ว โดยแผ่นนี้จะถูกวางเรียงบนแผ่นพื้นของแผงโซลาร์เซลล์นั้น และจะมีการปิดหน้าด้วยแผ่นกระจกใส เพื่อให้แสงผ่านเข้ามายังตัวเซลล์ ดังนั้นเราจึงเรียกพวกมันว่า แผงโซลาร์เซลล์ โดยทั่วไปใน 1 แผงนั้นจะประกอบไปด้วยเซลล์แบบนี้ทั้งหมด 60 หรือ 72 เซลล์การที่จะใช้งานแผงโซลาร์เซลล์นั้น คุณจำเป็นที่จะต้องใช้งานแผงโซลาร์เซลล์ หลายแผงเพื่อให้กระแสไฟฟ้านั้นเพียงพอต่อการใช้งานซึ่งเราจะเรียกว่า array.
โซลาร์ชาร์จเจอร์
อุปกรณ์ โซลาร์ชาร์จเจอร์นี้ใช้ในการแปลงและรวบรวมกระแสไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งเป็นไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้ถูกต่อพ่วงเข้าด้วยกัน เพื่อที่จะนำเอากระแสไปใช้ในการชาร์จเข้าแบตเตอรี่ เพื่อเก็บกระแสไฟฟ้าเอาไว้ใช้งานในช่วงที่ไม่มีแสง โดยระบบนี้จะเรียกว่าระบบ ออฟกริด คือไม่ใช้ไฟบ้านแบตเตอรี่
แบตเตอรี่นี้ก็มีความสำคัญเช่นกันโดยหน้าที่ของพวกมันนั้นจะใช้ในการเก็บเอาประจุไฟฟ้าที่ได้จากแสงอาทิตย์ในเวลากลางวันนั้นเก็บไว้ในแบตเตอรี่ และนำมาใช้งานในตอนกลางคืนที่ไม่มีแสงอาทิตย์ โดยในปัจจุบันนี้ แบตเตอรี่ได้มีการพัณนาขึ้นมาก จากที่เป็นแบตเตอรี่แบบตะกั่วกรด ธรรมดามาเป็นแบบเจลดีฟไซเคิล และก็ปัจจุบันนี้ มีแบบ ลิเทียม ซึ่งกำลังได้รับความนิยมมาก สำหรับท่านต้องการดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบตเตอรี่ ลิเทียมนั้นสามารถดูต่อได้ที่นี่อินเวอร์เตอร์
อุปกรณ์ชิ้นนี้เป็นเครื่องมือที่จะช่วยแปลงพลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นไฟฟ้ากระแสตรง ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ เพื่อที่จะให้เราสามารถใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆของเราได้ในตอนกลางคืน และตอนกลางวัน หรือสำหรับระบบออนกริด หรือการต่อไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซลาร์เซลล์เข้าระบบไฟฟ้าหลักของบ้านเพื่อที่จะให้ช่วยลดค่าไฟฟ้าในตอนกลางวันนั้น ต้องใช้ตัวอินเวอร์เตอร์แบบ กริดไทด์คอนเวอร์เตอร์ โดยระบบนี้เราจะสามารถลดค่าไฟฟ้าในช่วงตอนกลางวันได้ขึ้นอยู่กับกำลังการผลิตของแผงโซลาร์เซลล์ของเราสำหรับส่วนประกอบหลักๆของระบบโซลาร์เซลล์ ก็มีทั้งหมดตามนี้ส่วนสำหรับท่านที่เริ่มสงสัยว่า ทำไมถึงต้องใช้งานโซลาร์เซลล์ แล้วระบบโซลาร์เซลล์นี้มีข้อดี ข้อเสียอย่างไร
ข้อดีของระบบโซลาร์เซลล์
พลังงานไม่มีวันหมด
พลังงานแสงอาทิตย์นั้นเป็นพลังงานที่ไม่มีวันหมด ไม่เหมือนกับน้ำมันดิบที่เริ่มลดลงในทุกๆปี และคุณสามารถใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์ได้เรื่อยๆ และตลอดไปช่วยลดค่าไฟฟ้า
โดยเฉพาะคนที่ใช้งานไฟฟ้าในตอนกลางวันเป็นหลัก โดยคุณสามารถออกแบบระบบออนกริดให้ช่วยลดค่าไฟได้ถึง 70-90 % เลยทีเดียวเหมาะสำหรับพื้นที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง
ในพื้นที่ห่างไกลที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง ระบบโซลาร์เซลล์สามารถช่วยให้คุณมีไฟฟ้าใช้งานแม้อยู่ในพื้นที่ห่างไกลสำหรับระบบโซลาร์เซลล์ เพื่อการเกษตรที่ใช้ปั๊มน้ำโซลาร์เซลล์ ช่วยให้มีน้ำสำหรับการเพาะปลูก แม้ช่วงหน้าแล้งทำให้มีรายได้ทั้งปี
ข้อด้อยของระบบโซลาร์เซลล์
ราคายังแพงอยู่
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตอนเริ่มต้นที่จะต้องลงทุนเป็นเงินก้อนจำนวนมากพอสมควร โดยราคาจะขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบ แต่ในระยะยาวแล้ว ระบบโซลาร์เซลล์จะค่อยๆคืนทุนทีละน้อยจนถึงจุดคุ้มทุน แล้วระยะเวลาที่เหลือคือกำไร ซึ่งการออกแบบระบบตอนแรกนั้นต้องออกแบบให้ดีเลย จะได้ไม่มีปัญหาในภายหลังมีความแปรปรวนตามสภาพอากาศ
โดยเฉพาะหน้าฝนที่มีเมฆมากหรือมีฝุ่นปกคลุมพื้นที่ซึ่งอาจจะทำให้พลังงานที่ได้จากระบบโซลาร์เซลล์ไม่เต็มที่ เท่าที่ควร แต่ก็เป็นช่วงระยะเวลาสั้นๆ ไม่นานเกินไปก็จะสามารถกลับมาเป็นปกติได้เองใช้พื้นที่ในการติดตั้งพอสมควร
โดยเฉพาะเจ้าตัวแผงโซลาร์เซลล์ที่กินพื้นที่พอสมควร โดยแผงโซลาร์เซลล์ 1 แผ่นกว้างประมาณ 1 เมตร ยาว 2 เมตรดังนั้นถ้าติดตั้งเยอะๆ 3-5 แผง ก็ถือว่าต้องใช้พื้นที่ในการวางพอสมควร ถึงแม้ว่าเราจะสามารถติดตั้งบนหลังคาบ้านได้แต่ก็ไม่ได้เหมาะสมกับบ้านทุกหลัง ดังนั้นก่อนติดตั้งต้องมีพื้นที่ว่างพอเหมาะกับระบบที่จะติดตั้งระบบจัดเก็บพลังงานราคาสูงอยู่
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบออฟกริดที่จะต้องใช้แบตเตอรี่ในการทำงาน และมีการเปลี่ยนเป็นประจำทุก 3-5 ปีซึ่งมีราคาที่สูงพอสมควรแต่ปัจจุบันนี้ มีแบตเตอรี่แบบลิเทียมมาใช้งานในระบบดซลาร์เซลล์แล้ว ในราคาที่ไม่แพงกว่ามาก แต่ว่าอายุการใช้งานของแบตเตอรี่แบบลิเทียม และกำลังไฟที่ได้นั้นถือว่ายอดเยี่ยมเลยทีเดียวแผงโซลาร์เซลล์นั้นมีอายุการใช้งานกี่ปี
แผงโซลาร์เซลล์นั้นจะมีการรับประกันไฟออกในระยะเวลา 25 ปีเป็นส่วนใหญ่โดยที่จะต้องมีประสิทธิภาพมากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป ดังนั้นแผงโซลาร์เซลล์นั้นจะมีอายุการใช้งานมากกว่า 25 ปีแน่นอน โดยเราได้เขียนบทความไว้ที่นี่ แผงโซลาร์เซลล มีอายุใช้งานได้กี่ปี ? หากคุณสนใจจะศึกษาเพิ่มเติมแหล่งข้อมูลเพิ่มเติม
https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell
https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_panel
https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaics