บทความ Knowledge

โซล่าเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์

ระบบ On grid เพื่อลดค่าไฟ

 วันนี้ได้มีการนำระบบโซล่าเซลล์ พลังงานทดแทนมาใช้มากขึ้น อย่างเห็นได้ชัด ซึ่ง หลายๆ หน่วยงานเริ่มเห็นความสำคัญมากขึ้น  ไม่เว้นแม้แต่ภาคครัวเรือน เพื่อนำมาลดค่าไฟฟ้าโดยการนำแผงโซล่าเซลล์ ซึ่งปัจจุบันที่เป็นที่นิยมใช้กันอยู่ด้วยกัน  2 ชนิด คือ ชนิด โมโน คลิสตัลไลน์ mono crystalline และชนิด โพลีคลิสตัลไลน์ (polycrystalline) เป็นตัวทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานไฟฟ้า กระแสตรง (direct current) จากนั้นก็นำไปป้อนให้กับ อินเวอร์เตอร์ออนกริด On grid inverter หรือ grid tie inverter เพื่อทำหน้าที่เปลี่ยนจากพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงไปเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ เพื่อ   เชื่อมต่อเข้ากับ ซิติ้ไลน์ (City line) หรือ การไฟฟ้า ซึ่งอุปกรณ์ในปัจจุบันง่ายต่อการเชื่อมต่อเป็นอย่างมาก โดยการนำแผงโซล่าเซลล์มาต่ออนุกรมกันเพื่อให้แรงดัน dc voltage ให้เพียงพอต่อ input  ของตัว grid tie inverter ลักษณะการเชื่อมต่อจำเป็นต้องใช้สายที่ ทนแดด ทนฝน อายุการใช้งานใกล้เคียงกับแผงโซล่าเซลล์ พร้อมด้วยตัวคอนเน็คเตอร์ (connector) ชนิด MC4 หรือ MC3 ซึ่ง MC4 จะมีตัวล๊อก และ MC 3 ไม่มีตัว ล๊อก สามารถเลือกใช้งานได้ตามความเหมาะสม ปกติ MC 3 connector จะมีราคาต่ำกว่า MC 4 ส่วนการทำงานของตัว Grid tie inverter หรือ On grid inverter นั้นจำทำงานแปรผันตรงกับแสงอาทิตย์ที่ตัวแผงโซล่าเซลล์ได้รับในแต่ละวัน โดยปกติประเทศไทยจะรับแสงแดดได้ในแต่ละวัน ประมาณ 5-6 ชั่วโมง ขึ้นกับแต่ภูมิภาและฤดูกาล ตัว grid tie ที่มีใช้กันอยู่ในปัจจุบันก็จะมีอยู่หลายแบบ มีทั้งแบบที่ มีจอแสดงผล display และไม่มีจอแสดงผล no display สำหรับรุ่นที่ จอแสดงผลก็สามารถบอกได้หรือแสดงเห็นว่ามี แรงดัน input เท่าไหร่ และ out put เท่าไหร่ กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้กี่วัตต์ ส่วนรุ่นที่ไม่มีหน้าจอแสดงผล ก็จะมี LED แสดงบอก mode การทำงาน ว่าอยู่ในสถานะใดๆ เช่นทำงานหรือหยุดทำงาน หรือกำลังผลิตกระแสไฟฟ้า และในกลางคืนจะหยุดทำงานอัตโนมัติ เพราะไม่มีแสงแดดจึกทำให้การใช้งานไม่ยุ่งยาก เพราะไม่ต้องคอยปิด หรือ เปิด เมื่อตอนกลางวัน หากทุกบ้านมีระบบโซล่าเซลล์เพื่อที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ตามความสามารถ เราจะสามารถที่จะช่วยกันลด ภาวะโลกร้อน ลดภาวะปรากฏการเกิดก๊าซเรือนกระจก เราจะช่วยชาติลดการใช้น้ำมันในการผลิตกระแสไฟฟ้า ทำให้เรามีอากาศที่บริสุทธิ์ มากขึ้น ลดการเกิดโรคต่างกับมนุษย์ จึงเป็นเรื่องจำเป็นในปัจจุบันในการตระหนักและเล็งเห็นปัญหาดังกล่าว จะทยอยเกิด ขึ้นเรื่อยๆ หากมนุษย์เรายังปล่อยให้เป็นแบบนี้ การนำระบบโซล่าเซลล์มาใช้ซึ่งเป็นช่องทางหนึ่ง ในการช่วยโลกของเรา ปัจจุบันผู้ที่มีวิสัยทัศน์และมองการไกลร่วมทั้งเข้าใจในสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคตได้คิดเริ่มและตื่นตัวกันมากขึ้น

 ความเป็นมาของพลังงานทดแทน

พลังงานเป็นสิ่งจำเป็นในการประกอบกิจกรรมเกี่ยวกับการดำเนินชีวิตของมนุษย์ความเจริญก้าวหน้าทางเศรษฐกิจและสังคม ความั่นคงของประเทศ การขยายตัวทางด้านเศษฐกิจและการเพิ่มขึ้นของประชากรในประเทศ มีผลทำให้ความต้องการพลังงานภายในประเทศมีค่าสูงขึ้นด้วย

พลังงาน หมายถึง ความสามารถในการทำงานหรือแรงที่ได้จากธรรมชาติ

พลังงานทดแทนหรือพลังงานหมุนเวียน หมายถึงพลังงานที่ใช้แทนน้ำมันเชื้อเพลิงเราอาจจำแนกตามแหล่งที่ได้เป็น 2 ประเภทคือ

-          พลังงานทดแทนจากแหล่งสิ้นเปลือง อาทิ ถ่านหิน แก๊สธรรมชาติ หินน้ำมัน ทรายน้ำมัน เป็นต้น

-          พลังงานทดแทนจากแหล่งที่สามารถนำมาใช้ใหม่ได้ โดยไม่สิ้นเปลือง อาทิ พลังงานแสงอาทิตย์ หรือ โซล่าเซลล์  (แผงโซล่าเซลล์) พลังงานลม (กังหันลม) พลังงานชีวมวล เป็นต้น

โลกได้รับพลังงานส่วนใหญ่จากพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งตามภาคตัดขวางในแนวเส้นผ่าศูนย์กลางของโลก พลังงานแสงอาทิตย์ หรือ โซล่าเซลล์ จะตกกระทบโดยเฉลี่ยประมาณ 178000 ล้านล้านวัตต์ และจะสะท้อนกลับไปสู่อวกาศประมาณ 35 % ในรูปของรังสีช่วงคลื่นสั้น ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นแสงและคลื่นรังสีอัตราไวโอแลต โดยที่บรรยากาศโลกจะดูดกลืนพลังงานแสงอาทิตย์(โซล่าเซลล์)ไว้ประมาณ 43 % และจะแผ่กลับคืนสู่บรรยากาศในรูปของรังสีคลื่นยาว อาทิ  รังสีอินฟาเรดประมาณ 22 %  ของพลังงานแสงอาทิตย์นั้น จำทำให้น้ำบนผิวโลกระเหยกลับคืนสู่บรรยากาศและกลายสภาพเป็น ฝน  หิมะ เป็นต้น และอีกประมาณ 0.2 % จะทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของอากาศที่เรียกว่าลม  และเกิดคลื่นในมหาสมุทร

 พืชที่ได้รับพลังงานแสงอาทิตย์ประมาณ 0.022 % เพื่อการเจริญเดิบโตตามกระบวนการสังเคราะห์แสง ส่วนหนึ่งของพลังงานแสงอาทิตย์จะถูกสะสมในพืช และอีกส่วนหนึ่งจะสลายตัวกลับคืนสู่บรรยากาศและอวกาศ ซากพืชและซากสัตว์เมื่อถูกทับถมกันอยู่ใต้พื้นดิน ก็จะแปรสภาพอกาศที่เรียกว่าลม และเกิดคลื่นใน

การบำรุงรักษาระบบโซล่าเซลล์และแผงโซล่าเซลล์

   การบำรุงรักษา  หมายถึง วิธีการปฏบัติหรือแนวทางตามระยะเวลาที่เหมาะสม เพื่อทำให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์มีอายุการใช้งานยาวนาน และผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากที่สุด ท่านผู้ใช้งานควรทราบถึงสิ่งสำคัญที่มีผลต่อการผลิตไฟฟ้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์  มีดังต่อไปนี้

1.       พื้นที่ของแผง แผงเซลล์แสงอาทิตย์ยิ่งมีขนาดใหญ่ จะยิ่งผลิตไฟฟ้าได้มากยิ่งขึ้น สรุปคือยิ่งมากยิ่งได้เยอะ

2.       ความสว่างของแสงอาทิตย์ ยิ่งแสงอาทิตย์ตกลงบนแผงมาก จะยิ่งผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้น หากมีร่มเงาบังแผงแม้เพียง  1  เซลล์ ไฟฟ้าที่ผลิตได้อาจลดลงเหลือแค่ครึ่งหรือต่ำกว่านั้น

3.       ทิศทางการวางแผง ควรวางแผงเซลล์แสงอาทิตย์ให้หันไปทางด้านดวงอาทิตย์ เพื่อให้ผลิตไฟฟ้าได้มากที่สุด (ในประเทศไทยจะวางให้มีมุมเอียงประมาณ 15 องศา หันหน้าแผงไปทางทิศใต้)

4.       ความร้อน แผงเซลล์แสงอาทิตย์จะทำงานได้ดีในสภาพเย็นหากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ร้อน หรือ อยู๋ในที่มีอุณหภูมิสูงมากๆ จะผลิตไฟฟ้าได้น้อยลง คือจะแปรผกผันกับความร้อนแต่จะแปรผันตรงกับแสงสว่าง

แนวทางการบำรุงรักษาที่เหมาะสม เมื่อติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในทิศทางที่ถูกต้องแล้วควรทำความสะอาดด้านหน้าแผงด้วยน้ำสะอาด (น้ำเปล่า) และใช้ผ้าหรือฟองน้ำอย่างน้อยปีละ 2 ครั้ง เนื่องจากอาจมีมูลนก ฝุ่นละออง หรือเศษใบไม้ ฯลฯ ติดอยู่บนแผงเซลล์ ไม่ควรใช้วัสดุที่ทำให้เกิดรอยบนหน้ากระจกหน้าแผงเซลล์มาทำความสะอาด  เพราะจะทำให้ประสิทธิภาพการรับแสงต่ำลง และต้องไม่ให้มีร่มเงามาบังแผงเซลล์แสงอาทิตย์โดยเฉพาะในช่วงเวลาตั้งแต่ 8.00-16.00 น.

 ศักยภาพการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศไทย

 พลังงานแสงอาทิตย์หรือโซล่าเซลล์เฉลี่ยที่ได้รับในประเทศไทย

                โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีโดยที่ระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์จะมีค่าแปรเปลี่ยนอยู่ระหว่าง 150 ‘ 10 ยกกำลัง 6 km (+17%)พลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับนอกบรรยากาศโลกที่ระยะห่างดังกล่าวมีค่าสูงสุดประมาณ  1400W / mยกกำลัง 2 ในช่วงเดือนมิถุนายนและเดืนกรกฎาคม ดังนั้นพลังงานแสงอาทิตย์โดยเฉลี่ยที่โลกได้รับจะมีค่าประมาณ 1353 W /m สำหรับประเทสไทยอัตราการตกกระทบของพลังงานแสงอาทิตย์โดยเฉลี่ยต่อวัน ซึ่งได้รับตามภาคต่างๆ ในประเทศมีค่า

ตัวแปรที่มีผลต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าของโซล่าเซลล์หรือเซลล์แสงอาทิตย์

                ตัวแปรสำคัญที่มีผลทำให้เซลล์ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ

ความเข้มรังสีอาทิตย์