ชุด ongrid 1KW-100KW

ชุด ongrid 1KW-100KW

โซล่าเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์

ระบบ On grid เพื่อลดค่าไฟฟ้า

 วันนี้ ได้มีการนำระบบโซล่าเซลล์ 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 การ ทำงาน ว่าอยู่ในสถานะใดๆ เช่นทำงานหรือหยุดทำงาน หรือกำลังผลิตกระแสไฟฟ้า และในกลางคืนจะหยุดทำงานอัตโนมัติ เพราะไม่มีแสงแดดจึกทำให้การใช้งานไม่ยุ่งยาก เพราะไม่ต้องคอยปิด หรือ เปิด เมื่อตอนกลางวัน หากทุกบ้านมีระบบโซล่าเซลล์เพื่อที่ สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ตามความสามารถ เราจะสามารถที่จะช่วยกันลด ภาวะโลกร้อน ลดภาวะปรากฏการเกิดก๊าซเรือนกระจก เราจะช่วยชาติลดการใช้น้ำมันในการผลิตกระแสไฟฟ้า ทำให้เรามีอากาศที่บริสุทธิ์ มากขึ้น ลดการเกิดโรคต่างกับมนุษย์ จึงเป็นเรื่องจำเป็นในปัจจุบันในการตระหนักและเล็งเห็นปัญหาดังกล่าว จะทยอยเกิด ขึ้นเรื่อยๆ หากมนุษย์เรายังปล่อยให้เป็นแบบนี้ การนำระบบโซล่าเซลล์มาใช้ซึ่งเป็นช่องทางหนึ่ง ในการช่วยโลกของเรา ปัจจุบันผู้ที่มีวิสัยทัศน์และมองการไกลร่วมทั้งเข้าใจในสิ่งที่จะเกิดขึ้น ในอนาคตได้คิดเริ่มและตื่นตัวกันมากขึ้น

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.

มารู้จักกับเซลล์แสงอาทิตย์ หรือโซล่าเซลล์

เซลล์แสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ที่นำมาเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง และในทางอ้อมสามารถนำมาเปลี่ยนแปลงเป้นพลังงานความร้อนและสารเคมี เซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำจำพวก ซิลิคอน เยอรมันเนียม หรือสารอื่นๆ ที่สามารถก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้เมื่อถูกรังสีอาทิตย์ตกกระทบ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร

เซลล์แสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 1954 โดย Chapin , Fuller และ Pearson โดยบุคคลทั้งสามได้ค้นพบเทคโนโลยีการสร้างรอยติ่ พี – เอ็น (P-N Junction) แบบใหม่โดยวิธีการแพร่สารเข้าไปในผลึกของซิลิคอน จนได้เซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งมีประสิทธิภาพเพียง 6 %  ซึ่งในปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ให้มีประสิทธิภาพสูงกว่า 15% ในระยะแรกของการพัฒนาเซลล์ จะใช้สำหรับโครงการด้านอวกาศ อาทิ ดาวเทียมหรือยานอวกาศที่ส่งจากพื้นโลกไปโคจรนอวกาศ จะใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นแหล่งกำหนดไฟฟ้า ภายหลังจากนั้นจึงได้มีการนำเอาแผงเซลล์อาทิตย์มาใช้บนพื้นโลกกันอย่างแพร่หลาย

                เซลล์แสงอาทิตย์เป็นสิ่งประดิษฐ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ ที่สร้างจากสารกึ่งตัวนำ ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง กระแสไฟฟ้าที่ได้จะเป็นไฟกระแสตรงโครงสร้างหลักของเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบันคือ รอยต่อ พี –เอ็น ของสารกึ่งตัวนำที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายคือ ซิลิคอน เนื่องจากซิลิคอนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในบรรดาสารกึ่งนำที่มีอยู่ในโลก จึงมีราคาถูกและเป็นสารกึ่งตัวนำที่ได้มีการพัฒนามานานแล้ว เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องจึงเป็นที่เข้าใจและใช้งานกันอย่างแพร่หลาย

 หลักการผลิตไฟฟ้าโดยโซล่าเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์

                วิวัฒนาการของเซลล์แสงอาทิตย์ได้มีมานานนับทศวรรษ เซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตขึ้นในช่วงแรกจะผลิตจากซีลิเนียม ซึ่งมีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนแปลงพลังงานประมาณ  1 –2%จึงทำให้การใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ไม่เป็นที่แพร่หลายมากนัก จนถึงช่วง พ.ศ 2493 ได้มีการผลิตซิลิคอนขึ้นได้สำเร็จเป็นครั้งแรก และได้พัมนาต่อมาเร่อยๆ เพื่อให้ได้เวลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทิภาพและราคาถุกลง ตลอดจนถึงมีอายุการใช้งานได้นาน ปุจจุบันเซลล์แสงอาทิตย์ได้มีการผลิตในหลายลัการะดังนี้

1.       ผลึกเดี่ยวซิลิคอน (Single Crystalline Silicon)

2.       ผลึกดพลีวิลิคอน( Poly Crystalline Silicon)

3.       ฟิล์มบางอะมอฟัสซิลิคอน (Amorphous Siliocon)

4.       ผลึกแกลเลียมอาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide)

เซลล์แสงอาทิตย์เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สร้างขึ้น เพื่อเป็นอุปกรณ์สำหรับการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยนำสารกึ่งตัวนำ อาทิ ซิลิคอน วึ่งมีราคาถูกและมีมากบนพื้นโลกโดยนำมาผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ผลิตให้เป็นแผ่นให้เป็นแผ่นบางบริสุทธิ์เรียกว่า เซลล์แสงอาทิตย์เมื่อแสงตกกระทบบนแผ่นเซลล์ รัวสีของแสงที่มีอนุภาคของพลังงานที่เรียกว่า โฟรตอน (Photon) จะถ่ายโอนพลังงานให้กับอิเล็กตรอน (Electron) ในสารกึ่งตัวนำจนมีพลังงานมากพอที่จะกระโดดข้ามขอบเขตออกมาจากแรงดึงดูดของอะตอมและสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ เมื่ออิเล็กตรอนมีการเคลื่อนที่ครบวงจรก็จะเกิดไฟฟ้ากระแสตรงขึ้น

                องค์ประกอบหลักของเซลล์แสงอาทิตย์คือ สารกึ่งตัวนำ (Semi Conductors) จำนวน 2 ชนิดมาต่อกัน ซึ่งเร้ารียกว่า รอยต่อ พี –เอ็น (P-N Junction)เมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบเซลล์แสงอาทิตย์ ก็จะถ่ายโอนพลังงานให้กับอะตอมของสารกึ่งตัวนำทำให้เกิดการสร้างพาหะนำไฟฟ้าประจุลบและประจุบวกขึ้นได้แก่ อิเล็กตรอนและโฮล โครงสร้างรอยต่อพี – เอ็น จะทำหน้าที่ในการสร้างสนามฟ้าภายในเซลล์เพื่อแยกพาหะไฟฟ้าชนิดอิเล็กตรอนให้ไหลไปที่ขั้วลบและทำให้พาหะนำไฟฟ้าชนิดโฮลไหลไปที่ขั้วบวก ด้วยเหตุนี้ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าแบบกระแสตรงขึ้นที่ขั้วทั้งสอง เมื่อเราต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับอุปกรณืไฟฟ้าต่างๆ ก็จะทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรอย่างต่อเนื่องตราบเท่าที่ยังมีแสงอาทิตย์ตกกระทบแผงเซลล์ และเราสามาถนำเอาพลังงานไฟฟ้าไปใช้ประโยชน์ไดทันที  หรือนำไปเก็บกักไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้งานในภายหลังได้

                แม้ว่าเทคโนโลยีการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ ได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องจนป็นที่เชื่อถือไดโดยใช้สารกึ่งตัวนำแบบผลึกของซิลิคอน ที่มีความบริสุทธิ์สูงและมีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ประมาณ 12 -17 %  แต่ทว่าราคาของเซลล์แสงอาทิตย์แบผลึกของซิลิคอน ไม่สามารถที่จะลดราคาลงได้อีกมากนักเนื่องจากผลึกของซิลิคอนเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ จึงมีคุณค่าเพิ่มที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียมกับการนพมาผลิตเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ นอกจากนั้นกรรมวิธีในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์จากผลึกของซิลิคอน ที่จะต้องนำมาเลื่อยให้เป็นแผ่นบางๆ (wafer) จึทำให้เกิดการสูญเสียในลักาณะขี้เลื่อยไปไม่น้อยกว่าครึ่ง

                อย่างไรก็ตามบริษิทผู้ผลิตเซลล์แสงอาทิตย์หลาย ๆ แห่ง ได้พยายามที่จะพัฒนาเพื่อลดราคาการผลิตด้วยการดึงเป็นแผ่นฟิล์ม (Ribbon) และการใช้ซลิคอนแบบไม่เป็นผลึก(Amorphous Silicon) ในลักษณะฟิล์มบางเคลือบลงบนแผ่นกระจกหรือแผ่น Stainless  steel  ที่งอโค้งได้โดยวิธีการดังกล่าวแล้วนี้ จะสามารถช่วยลดต้นทุนในการผลิตลงไปไดมาก แต่เนื่องจาดซิลิคอนแบบผลึกดังนั้นจึงได้มีการพยายามพัฒนาสารประกอบตัวอื่นๆ อาทิ Copper lndium Diselenide(CLS) และ Cadmium Telluride (CdTe) เพื่อผลิตเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางขึ้น โดยมีความคาดหวังว่าจะมีประสิทธิภาพสูงและอายุการใช้งานนานกว่าวิลิคอนแบบไม่เป็นผลึก นอกจากนี้ยังได้มีการพัฒนาประกอบซึ่งใช้สำหรับแปลงค่ากระแสไฟฟ้า (lnverter) ให้มีราคาถูกลงอีกด้วย