ถนนพลังงานแสงอาทิตย์ รถวิ่งไปชาร์ตแบตไปในตัว ไม่ต้องกลัวไฟจะหมด

ถนนสายนี้แค่โดนแดด ก็สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าออกมาได้ เมื่อรถจักรยานไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วไปในประเทศจีน มาวิ่งบนนี้ก็จะสามารถชาร์จไฟฟ้าได้โดยอัตโนมัติ

10 อันดับประเทศที่ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากที่สุด

ประเทศที่ผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากที่สุด ทั้งจากพลังงานที่ได้จากการเปลี่ยนแสงเป็นไฟฟ้าและจากพลังงานของความร้อนที่แผ่รังสีมาจากดวงอาทิตย์...

อินเดียติดตั้งโซล่าเซลล์บนหลังคาปีนี้ปีเดียวมากกว่า 4 ปีล่าสุดรวมกัน

ตลาดโซล่าเซลล์บนหลังคาที่อินเดียกำลังบูมสุดขีด ปี 2017 มีการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์หรือ PV บนหลังคามากถึง 715 เมกะวัตต์ (MW) และราคาค่าไฟฟ้าจาก PV ถูกลงมากเหลือเพียง...

แผงโซลาร์เซลล์ ท่วมประเทศ พลังงานในวันนี้กลายเป็นขยะวันหน้า

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ หรือโซลาร์เซลล์ กำลังขยายตัวอีกจากการเปิดรับซื้อไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จากภาครัฐ โดยเฉพาะ...

หมวกแก๊ป ติดโซล่าเซลล์

ถึงแม้เทคโนโลยีโซล่าเซลล์ จะเป็นอะไรที่เราได้ยินมานานแล้ว แต่ทุกวันนี้ เทคโนโลยีนี้ เริ่มกลายมาเป็นสินค้าที่เราเข้าถึงได้มากขึ้น โดยเฉพาะเรื่องของการชาร์จพลังงาน...

ใหม่ กำเนิดโรงเรือน 2 in 1 จากแผงโซล่าเซลล์ชนิดพิเศษ

แผงโซล่าเซลล์สายพันธุ์ใหม่ สามารถทำหน้าที่ 2 อย่างบนหลังคาของโรงเรือนปลูกพืช ทั้งผลิตไฟฟ้าได้เหมือนกับแผงโซล่าเซลล์ทั่วไป และปรับเปลี่ยนสีของแสงอาทิตย์ให้...

นวัตกรรม กักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่

ในการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ปัจจุบันจะมุ่งเน้นไปที่การแปลงพลังงานไปในการผลิตไฟฟ้าและเก็บไว้ใช้ในภายหลัง แต่วิธีการนี้จะเป็นการจัดเก็บด้วยปฏิกิริยาเคมีและ...

โซลาร์เซลล์จาก Perovskite วัสดุราคาถูกแต่ประสิทธิภาพสูงกว่าซิลิคอน

Perovskite เป็นวัสดุผสมเชิงโครงสร้างที่มีมากมายเป็นร้อยชนิด ถูกใช้เป็นชั้นดูดซับแสง เป็นเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์ที่ก้าวหน้าเร็วที่สุดในปัจจุบัน มันได้รับความสนใจเพราะ...

โซล่าเซลล์ จาก กระป๋องแป๊ปซี่

อ่ะ ๆ...อย่าเพิ่ง งง จนคิดมากไป จริง ๆ แล้วตัวกระป๋องน้ำอัดลมนั้นมันไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้อยู่แล้วครับ แต่ตัวที่จะสร้างไฟฟ้าให้เรานั้นมันอยู่ใต้กระป๋องนี้ต่างหากหละ...

แบบนี้ก็ได้ โซล่าเซลล์ทำเอง (มีคลิป)

รู้หรือไม่...มันไม่ได้มีแค่แผงโซล่าเซลล์ที่เราคุ้นเคยเท่านั้น ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า คลิปนี้จะแสดงให้เราเห็นว่า แม้แต่...

คลิปสอนทำเครื่องแปลงไฟใช้เอง

เครื่องแปลงไฟตามท้องตลาดมีเยอะแยะมากมาย หลายรุ่นหลายขนาด W ทำไมต้องมาเสียเวลาทำเอง แต่สังเกตุหรือไม่ที่ซื้อมาส่วนใหญ่ถ้าเสียเราจะซ่อมเองแทบไม่ได้เลย แต่ถ้าทำเองหละ...

ขยะมอเตอร์เครื่องซักผ้ารุ่นใหน นำมาทำเครื่องปั่นไฟ หรือมอเตอร์ DC ได้

คลิปนี้ อ.จิม ได้แนะนำใว้ถึงวิธีการเลือกซื้อมอเตอร์เครื่องซักผ้าตามร้านขายของเก่า ว่าเราจะมีวิธีการตรวจสอบและเลือกซื้ออย่างไรถึงจะรู้ว่ามอเตอร์ตัวนั้นมันยังใช้ประโยชน์ได้ ไม่ใช่ขยะ...

แผงโซล่าเซลล์ใหม่ ผลิตไฟฟ้าได้ทั้ง 2 ด้าน

ทีมวิจัยจากศูนย์วิจัยพลังงานแสงอาทิตย์แห่งชาติสิงคโปร์ (SERIS) ร่วมกับศูนย์วิจัยพลังงานแสงอาทิตย์นานาชาติ ISC Konstanz ในเยอรมัน สร้างแผ่นโซลาร์เซลล์แบบใหม่โดยใช้โซลาร์เซลล์ ZEBRA IBC ซึ่งเป็น...

อุปกรณ์ใหม่ผลิตทั้งไฟฟ้าและเชื้อเพลิงไฮโดรเจนแบบ 2 in 1 ด้วยแสงอาทิตย์

นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิส หรือ UCLA ได้ออกแบบอุปกรณ์ที่สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการผลิตและเก็บไฟฟ้าสำหรับใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ขณะเดียวกันยังสามารถ...

กังหันน้ำจิ๋ว ปั่นไฟชาร์จแบต 12V

กังหันน้ำผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก ที่สามารถนำมาใช้ในชีวิตประจำวันได้จริง สำหรับสถานที่ที่มีน้ำเหลือเฟือเช่น คลองน้ำป่า ปะปาภูเขา ฯ

เครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ลำแรกของโลก

เครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ลำแรกของโลก Solar Impuise 2 ทำงานโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ล้วนๆ เตรียม...

วิธีทำเครื่องแปลงไฟ ใช้เอง งป.ไม่ถึง 100 บาท

แปลงไฟสำหรับเปิดหลอดไฟได้สบาย ๆ 2-3 หลอด เหมาะสำหรับผู้มีที่พักอาศัยห่างไกลไฟฟ้า เพียงมีแบตเตอรี 1 ลูก กับเครื่องแปลงทำเองชุดนี้เท่านั้น...

แบตเตอรี่นิวเคลียร์(Tritium) ทำเอง

แบตเตอรี่นิวเคลียร์(Tritium) นี้จะมีอายุการใช้งานมากกว่า 10 ปีเลยทีเดียว และที่สำคัญคือ เราสามารถทำเองได้ง่ายๆด้วยวัสดุไม่กี่อย่าง...

บ้านอีโค่แคปซูล เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

"บ้าน" รักษ์โลกที่ออกแบบโดยบริษัท Nice Architects จากเมืองบราติสลาวา ประเทศสโลวาเกีย สร้างมาเพื่อให้ทุกคนได้ลองใช้ชีวิตโดยไม่พึ่งพาพลังงานไฟฟ้า...

ระบบโซล่าเซลล์ แบบ พอเพียง

ตัวอย่างระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ต่อง่ายๆ ด้วยเครื่องแปลงไฟสุดถึกทน ใช้งานได้จริงทั้งทีวี พัดลม และหลอดไฟ...

วิธีติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ใช้เอง

เป็นคลิปวิดีโอ แนะนำ วิธีการติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ ใช้เองแบบง่ายๆครับ โดยคลิปนี้เหมาะสำหรับบ้านที่ต้องการใช้ไฟฟ้าไม่มากครับ เช่น..

แผงโซล่าเซลล์ คืออะไร ?

 

โซล่าเซลล์

ความหมายของโซล่าเซลล์

       Solar Cell หรือ PV มีชื่อเรียกกันไปหลายอย่าง เช่น โซล่าเซลล์ เซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์สุริยะ หรือเซลล์ photovoltaic ซึ่งต่างก็มีที่มาจากคำว่า Photovoltaic โดยแยกออกเป็น photo หมายถึง แสง และ volt หมายถึง แรงดันไฟฟ้า เมื่อรวมคำแล้วหมายถึง กระบวนการผลิตไฟฟ้าจากการตกกระทบของแสงบนวัตถุที่มีความสามารถในการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง แนวความคิดนี้ได้ถูกค้นพบมาตั้งแต่ ปี ค.ศ. 1839 แต่เซลล์แสงอาทิตย์ก็ยังไม่ถูกสร้างขึ้นมา จนกระทั่งใน ปี ค.ศ. 1954 จึงมีการประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์ และได้ถูกนำไปใช้เป็นแหล่งจ่ายพลังงานให้กับดาวเทียมในอวกาศ เมื่อ ปี ค.ศ. 1959 ดังนั้น สรุปได้ว่า

       โซล่าเซลล์ คือ สิ่งประดิษฐ์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน (Silicon), แกลเลี่ยม อาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide), อินเดียม ฟอสไฟด์ (Indium Phosphide), แคดเมียม เทลเลอไรด์ (Cadmium Telluride) และคอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ (Copper Indium Diselenide) เป็นต้น ซึ่งเมื่อได้รับแสงอาทิตย์โดยตรงก็จะเปลี่ยนเป็นพาหะนำไฟฟ้า และจะถูกแยกเป็นประจุไฟฟ้าบวกและลบเพื่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วทั้งสองของเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อนำขั้วไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ต่อเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง กระแสไฟฟ้าจะไหลเข้าสู่อุปกรณ์เหล่านั้น ทำให้สามารถทำงานได้

 

 

ชนิดของโซล่าเซลล์

แบ่งตามวัสดุที่ใช้เป็น 3 ชนิดหลักๆ คือ

 

 

1.โซล่าเซลล์ที่ทำจากซิลิคอน ชนิดผลึกเดี่ยว (Single Crystalline Silicon Solar Cell) หรือที่รู้จักกันในชื่อ Monocrystalline Silicon Solar Cell และชนิดผลึกรวม (Polycrystalline Silicon Solar Cell) ลักษณะเป็นแผ่นซิลิคอนแข็งและบางมาก

2.โซล่าเซลล์ที่ทำจากอะมอร์ฟัสซิลิคอน (Amorphous Silicon Solar Cell) ลักษณะเป็นฟิล์มบางเพียง 0.5 ไมครอน (0.0005 มม.) น้ำหนักเบามาก และประสิทธิภาพเพียง 5-10%

3. โซล่าเซลล์เซลล์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำอื่นๆ เช่น แกลเลี่ยม อาร์เซไนด์, แคดเมียม เทลเลอไรด์ และคอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ เป็นต้น มีทั้งชนิดผลึกเดี่ยว (Single Crystalline) และผลึกรวม (Polycrystalline) โซล่าเซลล์ที่ทำจากแกลเลี่ยม อาร์เซไนด์ จะให้ประสิทธิภาพสูงถึง 20-25%

 

โครงสร้างของโซล่าเซลล์เซลล์

       โครงสร้างที่นิยมมากที่สุด ได้แก่ รอยต่อพีเอ็นของสารกึ่งตัวนำ สารกึ่งตัวนำที่ราคาถูกที่สุดและมีมากที่สุดบนโลก คือ ซิลิคอน จึงถูกนำมาสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ โดยนำซิลิคอนมาถลุง และผ่านขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ จนกระทั่งทำให้เป็นผลึก จากนั้นนำมาผ่านกระบวนการแพร่ซึมสารเจือปนเพื่อสร้างรอยต่อพีเอ็น โดยเมื่อเติมสารเจือฟอสฟอรัส จะเป็นสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น (เพราะนำไฟฟ้าด้วยอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบ) และเมื่อเติมสารเจือโบรอน จะเป็นสารกึ่งตัวนำชนิดพี (เพราะนำไฟฟ้าด้วยโฮลซึ่งมีประจุบวก) ดังนั้น เมื่อนำสารกึ่งตัวนำชนิดพีและเอ็นมาต่อกัน จะเกิดรอยต่อพีเอ็นขึ้น โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน อาจมีรูปร่างเป็นแผ่นวงกลมหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัส ความหนา 200-400 ไมครอน (0.2-0.4 มม.) ผิวด้านรับแสงจะมีชั้นแพร่ซึมที่มีการนำไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าด้านหน้าที่รับแสงจะมีลักษณะคล้ายก้างปลาเพื่อให้ได้พื้นที่รับแสงมากที่สุด ส่วนขั้วไฟฟ้าด้านหลังเป็นขั้วโลหะเต็มพื้นผิว

 

หลักการทำงานทั่วไปของโซล่าเซลล์

       เมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบเซลล์แสงอาทิตย์ จะเกิดการสร้างพาหะนำไฟฟ้าประจุลบและบวกขึ้น ได้แก่ อิเล็กตรอนและ โฮล โครงสร้างรอยต่อพีเอ็นจะทำหน้าที่สร้างสนามไฟฟ้าภายในเซลล์ เพื่อแยกพาหะนำไฟฟ้าชนิดอิเล็กตรอนไปที่ขั้วลบ และพาหะนำไฟฟ้าชนิดโฮลไปที่ขั้วบวก (ปกติที่ฐานจะใช้สารกึ่งตัวนำชนิดพี ขั้วไฟฟ้าด้านหลังจึงเป็นขั้วบวก ส่วนด้านรับแสงใช้สารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น ขั้วไฟฟ้าจึงเป็นขั้วลบ) ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าแบบกระแสตรงที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสอง เมื่อต่อให้ครบวงจรไฟฟ้าจะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลขึ้น

 

 

ตัวอย่าง

       แผงโซล่าเซลล์ ชนิดซิลิคอนที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 4 นิ้ว จะให้กระแสไฟฟ้าประมาณ 2-3 แอมแปร์ และให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดประมาณ 0.6 โวลต์ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ไม่มากนัก ดังนั้นเพื่อให้ได้กำลังไฟฟ้ามากเพียงพอสำหรับใช้งาน จึงมีการนำเซลล์แสงอาทิตย์หลายๆ เซลล์มาต่อกันเป็น เรียกว่า แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Modules) ลักษณะการต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นอยู่ว่าต้องการกระแสไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า

- การต่อแผงโซล่าเซลล์แบบขนาน จะทำให้ได้กระแสไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น

- การต่อแผงโซล่าเซลล์แบบอนุกรม จะทำให้ได้แรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น

 

ขั้นตอนการผลิตแผงโซล่าเซลล์

- แผงโซล่าเซลล์ที่ทำจากซิลิคอนชนิดผลึกเดี่ยว (Single Crystal) หรือ Monocrystalline มีขั้นตอนการผลิต ดังนี้

1. นำซิลิคอนที่ถลุงได้มาหลอมเป็นของเหลวที่อุณหภูมิประมาณ 1400 °C แล้วดึงผลึกออกจากของเหลว โดยลดอุณหภูมิลงอย่างช้าๆ จนได้แท่งผลึกซิลิคอนเป็นของแข็ง แล้วนำมาตัดเป็นแว่นๆ

2. นำผลึกซิลิคอนที่เป็นแว่น มาแพร่ซึมด้วยสารเจือปนต่างๆ เพื่อสร้างรอยต่อพีเอ็นภายในเตาแพร่ซึมที่มีอุณหภูมิประมาณ 900-1000 °C แล้วนำไปทำชั้นต้านการสะท้อนแสงด้วยเตาออกซิเดชั่นที่มีอุณหภูมิสูง

3. ทำขั้วไฟฟ้าสองด้านด้วยการฉาบไอโลหะภายใต้สุญญากาศ เมื่อเสร็จเรียบร้อยแล้วจะต้องนำไปทดสอบประสิทธิภาพด้วยแสงอาทิตย์เทียม และวัดหาคุณสมบัติทางไฟฟ้า

- แผงโซล่าเซลล์ที่ทำจากซิลิคอนชนิดผลึกรวม (Polycrystalline) มีขั้นตอนการผลิต ดังนี้

1.นำซิลิคอนที่ถลุงและหลอมละลายเป็นของเหลวแล้วมาเทลงในแบบพิมพ์ เมื่อซิลิคอนแข็งตัว จะได้เป็นแท่งซิลิคอนเป็นแบบผลึกรวม แล้วนำมาตัดเป็นแว่นๆ

2. จากนั้นนำมาแพร่ซึมด้วยสารเจือปนต่างๆ และทำขั้วไฟฟ้าสองด้านด้วยวิธีการเช่นเดียวกับที่สร้างแผงโซล่าเซลล์ที่ทำจากซิลิคอนชนิดผลึกเดี่ยว

- แผงโซล่าเซลล์ที่ทำจากอะมอร์ฟัสซิลิคอน มีขั้นตอนการผลิต ดังนี้

1. ทำการแยกสลายก๊าซไซเลน (Silane Gas) ให้เป็นอะมอร์ฟัสซิลิคอน โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า เครื่อง Plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) เป็นการผ่านก๊าซไซเลนเข้าไปในครอบแก้วที่มีขั้วไฟฟ้าความถี่สูง จะทำให้ก๊าซแยกสลายเกิดเป็นพลาสมา และอะตอมของซิลิคอนจะตกลงบนฐานหรือสแตนเลสสตีลที่วางอยู่ในครอบแก้ว เกิดเป็นฟิล์มบางขนาดไม่เกิน 1 ไมครอน (0.001 มม.)

2. ขณะที่แยกสลายก๊าซไซเลน จะผสมก๊าซฟอสฟีนและไดโบเรนเข้าไปเป็นสารเจือปน เพื่อสร้างรอยต่อพีเอ็นสำหรับใช้เป็นโครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์

3. การทำขั้วไฟฟ้า มักใช้ขั้วไฟฟ้าโปร่งแสงที่ทำจาก ITO (Indium Tin Oxide)

- แผงโซล่าเซลล์ที่ทำจากแกลเลี่ยม อาร์เซไนด์ มีขั้นตอนการผลิต ดังนี้

1. ขั้นตอนการปลูกชั้นผลึก ใช้เครื่องมือ คือ เตาปลูกชั้นผลึกจากสถานะของเหลว (LPE; Liquid Phase Epitaxy)

2. ขั้นตอนการปลูกชั้นผลึกที่เป็นรอยต่อเอ็นพี ใช้เครื่องมือ คือ เครื่องปลูกชั้นผลึกด้วยลำโมเลกุล (MBE; Molecular Beam Epitaxy)

 

 

ลักษณะเด่นของโซล่าเซลล์

- ใช้พลังงานจากธรรมชาติ คือ แสงอาทิตย์ ซึ่งสะอาดและบริสุทธิ์ ไม่ก่อปฏิกิริยาที่จะทำให้สิ่งแวดล้อมเป็นพิษ

- เป็นการนำพลังงานจากแหล่งธรรมชาติมาใช้อย่างคุ้มค่าและไม่มีวันหมดไปจากโลกนี้

- สามารถนำไปใช้เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ทุกพื้นที่บนโลก และได้พลังงานไฟฟ้าใช้โดยตรง

- ไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงอื่นใดนอกจากแสงอาทิตย์ รวมถึงไม่มีการเผาไหม้ จึงไม่ก่อให้เกิดมลภาวะด้านอากาศและน้ำ

- ไม่เกิดของเสียขณะใช้งาน จึงไม่มีการปล่อยมลพิษทำลายสิ่งแวดล้อม

- ไม่เกิดเสียงและไม่มีการเคลื่อนไหวขณะใช้งาน จึงไม่เกิดมลภาวะด้านเสียง

- เป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ และไม่มีชิ้นส่วนใดที่มีการเคลื่อนไหวขณะทำงาน จึงไม่เกิดการสึกหรอ

- ต้องการการบำรุงรักษาน้อยมาก

- อายุการใช้งานยืนยาวและประสิทธิภาพคงที่

- มีน้ำหนักเบา ติดตั้งง่าย เคลื่อนย้ายสะดวกและรวดเร็ว

- เนื่องจากมีลักษณะเป็นโมดูล จึงสามารถประกอบได้ตามขนาดที่ต้องการ

- ช่วยลดปัญหาการสะสมของก๊าซต่างๆ ในบรรยากาศ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์, ไฮโดรคาร์บอน และก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ฯลฯ ซึ่งเป็นผลจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงจำพวกน้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ ล้วนแล้วแต่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เกิดปฏิกิริยาเรือนกระจก ทำให้โลกร้อนขึ้น เกิดฝนกรด และอากาศเป็นพิษ ฯลฯ

 

อุปกรณ์สำคัญของระบบการผลิตกระแสไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

       แผงโซล่าเซลล์ผลิตไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น จึงนำกระแสไฟฟ้าไปใช้ได้เฉพาะกับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น หากต้องการนำไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับหรือเก็บสะสมพลังงานไว้ใช้ต่อไป จะต้องใช้ร่วมกับอุปกรณ์อื่นๆ อีก โดยรวมเข้าเป็นระบบที่ผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ อุปกรณ์สำคัญๆ มีดังนี้

 

 

1.แผงโซล่าเซลล์ (Solar Module) ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเป็นไฟฟ้ากระแสตรงและมีหน่วยเป็นวัตต์ (Watt) มีการนำแผงเซลล์แสงอาทิตย์หลายๆ เซลล์มาต่อกันเป็นแถวหรือเป็นชุด (Solar Array) เพื่อให้ได้พลังงานไฟฟ้าใช้งานตามที่ต้องการ โดยการต่อกันแบบอนุกรม จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า และการต่อกันแบบขนาน จะเพิ่มพลังงานไฟฟ้า หากสถานที่ตั้งทางภูมิศาสตร์แตกต่างกัน ก็จะมีผลให้ปริมาณของค่าเฉลี่ยพลังงานสูงสุดในหนึ่งวันไม่เท่ากันด้วย รวมถึงอุณหภูมิก็มีผลต่อการผลิตพลังงานไฟฟ้า หากอุณหภูมิสูงขึ้น การผลิตพลังงานไฟฟ้าจะลดลง

2.เครื่องควบคุมการประจุ (Charge Controller) ทำหน้าที่ประจุกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์เข้าสู่แบตเตอรี่ และควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้าให้มีปริมาณเหมาะสมกับแบตเตอรี่ เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ รวมถึงการจ่ายกระแสไฟฟ้าออกจากแบตเตอรี่ด้วย ดังนั้น การทำงานของเครื่องควบคุมการประจุ คือ เมื่อประจุกระแสไฟฟ้าเข้าสู่แบตเตอรี่จนเต็มแล้ว จะหยุดหรือลดการประจุกระแสไฟฟ้า (และมักจะมีคุณสมบัติในการตัดการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า กรณีแรงดันของแบตเตอรี่ลดลงด้วย) ระบบพลังงานแสงอาทิตย์จะใช้เครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้าในกรณีที่มีการเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในแบตเตอรี่เท่านั้น

3.แบตเตอรี่ (Battery) ทำหน้าที่เป็นตัวเก็บพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้ใช้เวลาที่ต้องการ เช่น เวลาที่ไม่มีแสงอาทิตย์ เวลากลางคืน หรือนำไปประยุกต์ใช้งานอื่นๆ แบตเตอรี่มีหลายชนิดและหลายขนาดให้เลือกใช้งานตามความเหมาะสม

4.เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) ทำหน้าที่แปลงพลังงานไฟฟ้าจากกระแสตรง (DC) ที่ผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อให้สามารถใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ แบ่งเป็น 2 ชนิด คือ Sine Wave Inverter ใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับทุกชนิด และ Modified Sine Wave Inverter ใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับที่ไม่มีส่วนประกอบของมอเตอร์และหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่เป็น Electronic ballast

5.ระบบป้องกันฟ้าผ่า (Lightning Protection) ทำหน้าที่ป้องกันความเสียหายที่เกิดกับอุปกรณ์ไฟฟ้าเมื่อฟ้าผ่า หรือเกิดการเหนี่ยวนำทำให้ความต่างศักย์สูง ในระบบทั่วไปมักไม่ใช้อุปกรณ์นี้ จะใช้สำหรับระบบขนาดใหญ่และมีความสำคัญเท่านั้น รวมถึงต้องมีระบบสายดินที่มีประสิทธิภาพด้วย

 

การประยุกต์ใช้งานโซล่าเซลล์ในด้านต่างๆ

       การนำพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นพลังงานจากธรรมชาติมาทดแทนพลังงานรูปแบบอื่นๆ ได้รับความสนใจและเป็นที่นิยมมากขึ้น สามารถนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์อย่างมากมายในการดำรงชีวิต รวมถึงไม่เป็นการทำลายสิ่งแวดล้อม เช่น

- บ้านพักอาศัย...ระบบแสงสว่างภายในบ้าน, ระบบแสงสว่างนอกบ้าน (ไฟสนาม, ไฟโรงจอดรถ และโคมไฟรั้วบ้าน ฯลฯ), อุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดต่างๆ , ระบบเปิด-ปิดประตูบ้าน, ระบบรักษาความปลอดภัย, ระบบระบายอากาศ, เครื่องสูบน้ำ, เครื่องกรองน้ำ และไฟสำรองยามฉุกเฉิน ฯลฯ

- ระบบสูบน้ำ....อุปโภค, สาธารณูปโภค, ฟาร์มเลี้ยงสัตว์, เพาะปลูก, ทำสวน-ไร่, เหมืองแร่ และชลประทาน ฯลฯ

- ระบบแสงสว่าง...โคมไฟป้ายรถเมล์, ตู้โทรศัพท์, ป้ายประกาศ, สถานที่จอดรถ, แสงสว่างภายนอกอาคาร และไฟถนนสาธารณะ ฯลฯ

- ระบบประจุแบตเตอรี่...ไฟสำรองไว้ใช้ยามฉุกเฉิน, ศูนย์ประจุแบตเตอรี่ประจำหมู่บ้านในชนบทที่ไม่มีไฟฟ้าใช้, แหล่งจ่ายไฟสำหรับใช้ในครัวเรือนและระบบแสงสว่างในพื้นที่ห่างไกล ฯลฯ

- ทำการเกษตร...ระบบสูบน้ำ, พัดลมอบผลผลิตทางการเกษตร และเครื่องนวดข้าว ฯลฯ

- เลี้ยงสัตว์...ระบบสูบน้ำ, ระบบเติมออกซิเจนในบ่อน้ำ (บ่อกุ้งและบ่อปลา) และแสงไฟดักจับแมลง ฯลฯ

- อนามัย...ตู้เย็น/กล่องทำความเย็นเพื่อเก็บยาและวัคซีน, อุปกรณ์ไฟฟ้าทางการแพทย์ สำหรับหน่วยอนามัย, หน่วยแพทย์เคลื่อนที่ และสถานีอนามัย ฯลฯ

- คมนาคม...สัญญาณเตือนทางอากาศ, ไฟนำร่องทางขึ้น-ลงเครื่องบิน, ไฟประภาคาร, ไฟนำร่องเดินเรือ, ไฟสัญญาณข้ามถนน, สัญญาณจราจร, โคมไฟถนน และโทรศัพท์ฉุกเฉิน ฯลฯ

- สื่อสาร...สถานีทวนสัญญาณไมโครเวฟ, อุปกรณ์โทรคมนาคม, อุปกรณ์สื่อสารแบบพกพา (เช่น วิทยุสนามของหน่วยงานบริการและทหาร) และสถานีตรวจสอบอากาศ ฯลฯ

- บันเทิงและพักผ่อนหย่อนใจ...แหล่งจ่ายไฟฟ้าสำหรับบ้านพักตากอากาศในพื้นที่ห่างไกล, ระบบประจุแบตเตอรี่แบบพกพาติดตัวไปได้ และอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ให้ความบันเทิง ฯลฯ

- พื้นที่ห่างไกล...ภูเขา, เกาะ, ป่าลึก และพื้นที่สายส่งการไฟฟ้าเข้าไม่ถึง ฯลฯ

- อวกาศ...ดาวเทียม

 

(ขอบคุณข้อมูลจาก Leonics)

 

 

คุณรู้หรือไม่

 

- แผงโซล่าเซลล์ผลิตไฟฟ้าจากแสงของดวงอาทิตย์ ไม่ใช่จากความร้อนของแสงอาทิตย์ จะมีประสิทธิภาพที่สุดที่อุณภูมิ 25 องศา(C) และจะลดลงประมาณ 0.5 % ทุก 1 องศาที่เพิ่มขึ้น

- การใช้กระจกเงาสะท้อนแสงเข้าหาโซล่าเซลล์ เพื่อเพิ่มวัตต์ จะทำให้แผงร้อนกว่าปกติ อายุการใช้งานจะสั้นลง(ไก่ย่างพลังงานแสงอาทิตย์ คือการย่างไก่โดยใช้กระจกเงาหลายๆแผงช่วยกันสะท้อนแสงเข้าหาไก่ ไม่ถึง 10 นาทีไก่ก็สุก แล้วถ้าเอามาสะท้อนแสงเข้าแผงโซล่าเซลล์ วันหนึ่งตั้งหลายชั่วโมงแล้ว Cell แผงจะเป็นอย่างไร)

- โซล่าเซลล์ชนิด อะมอฟัส มีอายุการใช้งานประมาณ 5 ปี แผงมีขนาดใหญ่ ติดตั้งยาก แตกง่าย แต่ราคาไม่สูงมากผลิตโวลล์ได้ดี แต่ได้กระแสไฟฟ้าต่ำ

- โซล่าเซลล์ ชนิด Mono และ Poly จะมีอายุการใช้งานมากกว่า 20 ปี ขนาดแผงไม่ใหญ่มาก ส่วนมากออกแบบมาให้คงทนต่อแรงกระแทกและมีกระจกกันความร้อน(จากแสงอาทิตย์) กรอบอะลูมิเนียมแข็งแรง ซีลกันน้ำอย่างดี ติดตั้งง่ายผลิตโวลล์และกระแสได้ดีมาก

- โปรดระวัง แผงโซล่าเซลล์มีหลายเกรดคุณภาพ การซื้อโซล่าเซลล์ในราคาที่ถูกอาจใช้งานได้ระยะหนึ่งแล้วพัง-เสีย (ซึ่งจะกลายเป็นของแพงทันที) แต่การซื้อโซล่าเซลล์คุณภาพ ราคาอาจแพงกว่า แต่ใช้งานได้มากกว่า 20 ปี ลงทุนครั้งแรกอาจเยอะกว่า แต่ดูที่ระยะยาวแล้วคุ้มครับ

- แผงโซล่าเซลล์ ที่มีขายในบ้านเราตอนนี้ส่วนใหญ่มี 2 ประเภท

1. ประเภทแผงโซล่าเซลล์ 24V คือ แผงเพื่อชาร์ตแบตเตอรี่ 24V จะมีแรงดันไฟออกจากแผงประมาณ 45V

2. แผงโซล่าเซลล์ 12V คือแผงเพื่อชาร์ตแบตเตอรี่ 12V จะมีแรงดันไฟออกจากแผงไม่เกิน 21V ดังนั้น ในการใช้งานระบบโซล่าเซลล์ท่านควรเลือกอุปกรณ์ที่เข้ากันได้ทั้งระบบและมีความน่าเชื่อถือให้มากที่สุดเพราะโซล่าเซลล์มันอยู่กับเราเป็นสิบยี่สิบปีครับ

- Inverter ชนิด Pure Sine Wave คือเครื่องแปลงไฟฟ้าที่ได้ไฟออกมาสามารถใช้ได้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิดมีความต่างจาก Inverter ชนิด Modifier Sine Wave ที่แปลงไฟออกมาให้ใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ไม่กี่ชนิด เช่นหลอดไฟ ทีวี วิทยุ เครื่องชาร์จต่างๆ

- แบตเตอรี่ที่เหมาะกับงานด้านไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ และหาได้ง่าย ราคาไม่แพงมาก เรียกว่า แบตเตอรี่ชนิด Deep Cycle ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่ออกแบบมาสำหรับงานเกี่ยวกับไฟฟ้าโดยเฉพาะ มีความต่างจากแบตเตอรี่รถยนต์ตรงที่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าออกมาได้เยอะกว่าและอายุการใช้งานนานกว่า (ราคาก็แพงกว่าด้วย) แต่ถ้าหาแบตเตอรี่ชนิดนี้ไม่ได้ก็สามารถใช้แบตเตอรี่รถยนต์แทนได้ครับ

- อุปกรณ์ประเภทมอเตอร์ DC ไม่ควรต่อกับแผงโซล่าเซลล์โดยตรง เพราะไฟที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์จะไม่นิ่งจะแปรผันตามความเข้มของแสงแดด ดังนั้น อาจมีบางช่วงที่แดดอ่อน กำลังไฟที่ได้จะน้อยกว่าความต้องการของมอเตอร์จนไม่เพียงพอให่มอเตอร์หมุนได้

... มอเตอร์ คือ อุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล โดยพลังงานไฟฟ้านั้นต้องมีให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างเต็มที่ หากมีไม่เพียงพอ มอเตอร์จะยังพยายามหมุนอยู่ แต่จะหมุนไม่ได้เต็มที่ขดลวดนั้นจะเกิดการสะสมความร้อนขึ้นเพราะไม่ได้ถ่ายเทพลังงานเมื่อร้อนมากๆสารฉนวนที่อาบขดลวดอยู่จะละลาย เกิดการช็อตรอบของขดลวดขึ้น แรกๆจะได้กลิ่นเหม็นไหม้ของสารอาบขดลวดความเสียหายจะขึ้นอยู่กับรอบที่ช็อตกันครับ ...

- การพ่วงแผงโซล่าเซลล์เข้าหากัน หากเป็นการพ่วงแบบขนานจะทำให้ กระแสไฟฟ้า(I)รวมของชุดแผงโซล่าเซลล์เพิ่มขึ้นแต่ถ้าเป็นการพ่วงแบบอนุกรม จะทำให้ค่าความต่างศักด์(V)รวม ของไฟฟ้าในระบบเพิ่มขึ้น การต่อพ่วงทั้ง 2 กรณี ล้วนทำให้ค่ากำลังไฟฟ้า(P) เพิ่มขึ้น

 

 

- หลักไฟฟ้าเบื้องต้นเกี่ยวกับงานโซล่าเซลล์

       จาก P = I x V หมายถึง กำลังไฟฟ้า = กระแสไฟฟ้า คุณกับ ความต่างศักดิ์(ของจุด 2 จุด) , สูตรนี้ใช้ในการคำนวณในงานไฟฟ้าแทบทุกเรื่อง(ซึ่งจะดูกว้างไป)เอาให้แคบลงมาหน่อย มาพูดถึงงานผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น ดังนั้น

       P คือ กำลังไฟฟ้าที่ Solar Cell Panel 1 แผง หรือหลายๆแผงที่ต่อรวมกัน ผลิตได้ ส่วนมากที่พูดกันจะบอกเป็น ต่อ ชั่วโมงครับ และมีหน่วยเป็น วัตต์ (W)

       I คือ กระแสไฟฟ้า ที่ Solar Cell Panel ผลิตได้ มีหน่วยเป็น แอมป์ (A) โดยกระแสไฟฟ้าที่แผงโซล่าเซลล์ผลิตได้จะยังไม่มีการไหลไปที่ใดๆทั้งสิ้น ต้องรอ

       V คือ ความต่างศักดิ์ ที่ Solar Cell Panel ผลิตขึ้นเพื่อให้กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้นั้นไหลไปยังอีกจุดๆหนึ่งได้

นั่นคือใหลจากขั่ว + ไปยังขั่ว - (ในอุดมคติ) หรือใหลจาก แผงโซล่าเซลล์เข้าไปเก็บในแบตเตอรี่ ความต่างศักดิ์นี้ มีหน่วยเป็น โวลต์ (V)ครับ

- แผงโซล่าเซลล์ ออกแบบมาเพื่อเสมือนเป็น เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ เท่านั้น การที่จะนำไฟฟ้าที่ได้จากการผลิตของแผงไปใช้เลยนั้น จึงมีความยุ่งยากอยู่บ้างแต่ก็สามารถทำได้ โดยการสร้างระบบควบคุมกระแสและความดันไฟฟ้าให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่จะนำมาต่อใช้งาน

- การที่เราจะชาร์จแบตเตอรี่ 12V ได้นั้นเครื่องชาร์จแบตเตอรี่หรือ Solar Cell Panel นั้นจะต้องผลิตแรงดันไฟฟ้าให้ได้สูงกว่า 12 V ครับ

- Solar Cell Panel คุณภาพดีจะไวแสงกว่า ผลิตแรงดันไฟฟ้าได้ดี (แม้แดดจะน้อย) นั่นหมายถึง แม้ถูกจำกัดด้วยปริมาณของแสงแดดแผงโซล่าเซลล์คุณภาพดีกว่าจะยังสามารถทำการผลิตกำลังไฟชาร์จลงแบตเตอรี่ได้

- Solar Cell Panel หรือ แผงโซล่าเซลล์ ที่มีขายในบ้านเราทุกวันนี้ มีทั้งเป็นระบบ 12V และ 24V ดังนั้นควรจะดูให้ดีๆ เพื่อที่จะได้ซื้ออุปกรณ์ในระบบให้เข้ากันได้ จากประสบการณ์แก้ปัญหาให้ชาวบ้านที่ไม่รู้เรื่องโซล่าเซลล์และไปซื้อสินค้ากับผู้ที่ไม่รู้จริง คือ อุปกรณ์เข้ากันไม่ได้ เช่นชาวบ้านซื้อแผงโซล่าเซลล์ระบบ 24V คนขายกลับไปแนะนำให้ซื้อ Inverter ระบบ 12V ไปใช้ในระบบ ด้วยความไม่รู้ของทั้ง 2 ฝ่ายผู้เสียหายก็คือ ชาวบ้านนั่นเอง ดังนั้นก่อนซื้อสินค้าไปใช้ทุกครั้ง ควรปรึกษาผู้รู้ก่อนจะดีกว่าครับ เพราะเงินลงทุนระบบค่อนข้างจะเยอะ

- วิธีแปลงแผงโซล่าเซลล์ระบบ 24V เป็นระบบ 12V คลิกดูที่นี่

- สายไฟที่ใช้ในระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์มีความสำคัญมาก เพราะสายไฟนี่เองจะเป็นตัวส่งกำลังไฟฟ้าจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งสายไฟเปรียบเหมือนถนนให้กระแสไฟฟ้าเดิน ถ้าสายไฟเส้นใหญ่ กระแสไฟฟ้าก็เดินได้สดวกเปรียบเหมือนถนนเส้นใหญ่ที่คอยระบายการจราจรบนท้องถนน หากถนนเส้นเล็ก รถก็ติด เดินทางไม่สดวก เกิดการแออัดกันขึ้น ถ้าเป็นสายไฟก็จะมีลักษณะอาการสายไฟอุ่นๆหรือร้อนงนั้นในการวางระบบโซล่าเซลล์นั้น ควรใช้สายไฟขนาดใหญ่พอสมควร ขึ้นอยู่กับความยาวด้วย ยิ่งใช้สายไฟยาวยิ่งต้องใช้สายขนาดใหญ่ดังนั้นจึงควรพยายามทำสายไฟในระบบให้สั้นที่สุด เพราะนอกจากจะประหยัดเงินแล้วยังช่วยลดการสูญเสียกำลังไฟฟ้าในสายไฟด้วย

- อนึ่ง แรงดันไฟฟ้าในระบบโซล่าเซลล์นั้นเป็นไฟฟ้าแรงดันต่ำเพียง 12V , 24V หรือ 48V เท่านั้น นั่นหมายถึง มีแรงผลักดันให้กระแสไฟฟ้าใหลได้เพียงเท่านั้น หากโหลดหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าต้องการกระแสไฟเยอะๆ แต่สายไฟเล็ก บวกกับแรงดันไฟฟ้าก็ต่ำสิ่งที่จะเกิดขึ้นคือ เกิดการแออัดของกำลังไฟฟ้าในสายเล็กๆเส้นนั้น จนทำให้เกิดความร้อน อาจถึงขนาดฉนวนกันความร้อนละลายเมื่อฉนวนละลายสิ่งที่ตามมาคือ " ไฟฟ้าลัดวงจร" อันเป็นสาเหตุสำคัญของการเกิดอัคคีภัยในที่ต่างๆ จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่เราควรรู้ใว้ว่าสายไฟในระบบไฟฟ้าต่างๆนั้น ควรเหมาะสมกับระบบที่ใช้ เพื่อความคุ้มค่าและความปลอดภัยในชีวิตและทรัพย์สินของตัวท่านเอง

 

โปรดติดตามเรื่องราวต่อไป...