แผงโซล่าเซลล์ solarcell polycrystalline 80

แผงโซล่าเซลล์ solarcell polycrystalline 80W

 มาทำความรู้จักกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์หรือโซล่าเซลล์ที่เป็นที่รู้จักกันทั่วไปใปปัจจุบัน

ดวงอาทิตย์ที่ท่านผู้อ่านรู้จัก และเห็นอยู่ทุกวันนั้น นอกจากจะให้แสงสว่าง และความร้อนอันเป็นประโยชน์แก่สิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้แล้ว ผู้เขียนอยากให้ท่านรู้จักดวงอาทิตย์ดวงนี้ให้มากขึ้นอีก โดยเฉพาะในด้านของการเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานมหาศาลของระบบสุริยะจักรวาล ดวงอาทิตย?มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นก๊าซไฮโดรเจน บริเวณใจกลางของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิและแรงดันสูงมาก จนทำให้ก๊าซไฮโดรเจนหลอมรวมกันเป็นก๊าซฮีเลียม และกำเนิดพลังงานออกมาอย่างมหาศาล คือความร้อนและแสงสว่าง เราเรียกปฏิกริยานี้ว่า “ปฏิกริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น” พลังงานความร้อนและแสงสว่างจากดวงอาทิตย์นี้เองที่ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตบนโลก นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งพลังงานทดแทนที่สำคัญ และเป็นพลังงานสะอาดที่มนุษย์สามารถนำมาใช้ประโยชน์อย่างไม่มีวันหมด

พลังงานที่ดวงอาทิตย์ส่งออกมามีจำนวนมหาศาล ถ้าคิดหน่วยเป็นพลังงานวัตต์แล้ว มีค่าเท่ากัน 174 พิตาวัตต์ (Petawatt) หรือเท่ากับ 174,000,000,000,000,000 (174 * 1015) วัตต์ แต่พลังงานจากดวงอาทิตย์จำนวนมหาศาลนี้ตกลงมาถึงพื้นโลกเพียง 89 พิตาวัตต์ หรือประมาณ 51 เปอร์เซนต์เท่านั้น เป็นเพราะว่าพลังงานจากแสงอาทิตย์เมื่อผ่าชั้นบรรยากาศของโลกแล้ว จะมีการสะท้อนกลับไปบ้าง บางส่วนก็ถูกชั้นบรรยากาศ หรือเมฆดูดกลืนไป โดยเฉพาะชั้นบรรยากาศนั้นจะดูดกลืนพลังงานจากแสงอาทิตย์ไปได้ถึง 33 เปอร์เซนต์ จากพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด ภาพการส่งผ่านพลังงานและแสงอาทิตย์จากดวงอาทิตย์มายังพื้นโลก แสดงให้เห็นดังรูปที่ 1 – 2 เมื่อพิจารณาถึงพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกลงบนนั้น ผิวโลกต่อพื้นที่หนึ่งตารางเมตร พบว่ามีค่าสูงสุดเท่ากับ 1412 วัตต์ต่อตารางเมตร (Watt/ m2)  และมีค่าต่ำสุดเท่ากับ 1325 วัตต์ต่อตารางเมตร (Watt/ m2) พลังงานและอาทิตย์นั้นเป็นพลังงานทดแทน (Renewable Energy)  ชนิดหนึ่ง เช่นเดียวกับพลังงานจากลม พลังงานจากน้ำ ฯลฯ พลังงานแสงอาทิตย์หรือโซล่าเซลล์ ที่มีศักยภาพสูง มีความยั่งยืน ไม่มีทางหมดไปได้ ตราบใดที่ยังมีดวงอาทิตย์ ซึ่งแตกต่างจากพลังงานที่ได้จากแหล่งกำเนิดอื่นๆ ไม่ว่าจะเป็นพลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิง เช่น จากน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ หรือถ่านหิน เชื้อเพลิงเหล่านี้ ยิ่งใช้มากเท่าไร ยิ่งหมดเร็วเท่านั้น นอกจากหมดไปแล้ว ระหว่างที่ใช้งานก็ต้องนำเชื้อเพลิงเหล่านี้ไปเผาไหม้เสียก่อน จึงจะเกิดเป็นพลังงานได้ การเผาไหม้นี้ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เป็นก๊าซที่สำคัญที่เป็นสาเหตุของการเกิดภาวะเรือนกระจก ที่ทำให้โลกร้อนขึ้นนั่นเองครับ ดังนั้นจึงมีการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้งานกันอย่างแพร่หลายทั่วโลก ประเทศที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับผลิตไฟฟ้ามากที่สุดในโลก เรียงตาสำดับดังนี้ ญี่ปุ่น เยอรมนี สเปน สหรัฐอเมริกา และจีน เป็นต้น

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

กระแสไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มรังสีอาทิตย์ กล่าวคือเมื่อความเข้มรังสีอาทิตย์สูง ก็จะทำให้กระแสไฟที่ได้จากเซลล์แสงอาทิตย์มีค่าสูงขึ้นด้วย ขณะที่แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะแปรตามความเข้มรังสีอาทิตย์น้อยมาก  ความเข้มรังสีอาทิตย์ที่ใช้เป็นมาตราฐานคือการวัดที่พื้นผิวโลก ในสภาพอากาศปลอดโปร่งไม่มีเมฆหมอก และวัดที่ระดับน้ำทะเลในสภาพที่รังสีอาทิตย์ตั้งฉากกับพื้นโลก ซึ่งความเข็มรังสีอาทิตย์จะมีค่าประมาณ 1000  w/m2 หรือมีค่าอากาศมวล(Air Mass) เท่ากับ 1.5

อุณหภูมิ

                กระแสไฟฟ้าจะไม่แปรตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป แต่แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น โดยทั่วไปแล้วอุณหภูมิที่สูงที่สูงขึ้นทุกๆ 1 องศา จะทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าลดลง 0.5 ๔%กรณีแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาตรฐาน ที่กำหนดประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ จะกำหนดว่าที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส  จะทำให้แผงเซลล์มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่วงจรเปิด (Open Circuit) 21 Vที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียสหมายความว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่จะได้จากแผงเซลล์ เมื่อยังไม่ได้ต่อวงจรกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส จะมีค่าเท่ากับ 21 v แต่ถ้าหากว่าอุณหภูมิเปลี่ยนไปเป็น 30 องศาเซลเซียส จะทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแผงเซลล์ลดลง 2.5 % หรืออาจกล่าวอีกนัยก็คือ แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่วงจรเปิดจะมีค่าลดลงเท่ากับ 21 v % 2.5 % = 0.252 v

จากข้อกำหนดดังกล่าวก่อนการเลือกใช้แผงเซลล์ จะต้องพิจารณาถึงคุณสมบัติของแผงเซลล์ที่ระบุไว้ในแผงแต่ละชนิดด้วยว่าใช้มาตรฐานอะไร อาทิ แผงเซลล์ชนิดหนึ่งระบุว่าให้กำลังงานได้ 80 W ที่มีความเข้มรังสีอาทิตย์ 1100 W/m2 ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส อีกชนิดหนึ่งระบุกำลังงานที่ได้ 75 W ที่ความเข้มรัวสีอาทิตย์ 1000 W/m2 ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ซึ่งมีมาตรฐานการกำหนดที่แตกต่างกันแผงเซลล์ที่ให้กำลังได้ 80 W ใช้ว่าจะใหกำลังงานมากกว่าแผงเซลล์ 75 W เนื่องจากว่า หากพิจารณาที่สภาวะมาตรฐานที่ 1000 W/m2 ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส เมื่อเราคำนวณแล้วจะพบว่าแผงเซลล์ที่ระบุกำลังไฟฟ้า 80 W จะให้กำลังงานที่ต่ำกว่า