หลักการทำงานและชนิดของแผงโซล่าเซลล์

หลักการทำงานของโซล่าเซลล์ และ ชนิดของแผงโซล่าเซลล์ มีกี่แบบ อะไรบ้าง การทำงานแตกต่างกันอย่างไร?

หลักการทำงานของโซล่าเซลล์ คือ กระบวนการเปลี่ยนแสงอาทิตย์มาเป็นพลังานงานไฟฟ้า โดยเริ่มขึ้นจากความต้องการนำเอาพลังงานความร้อน หรือ พลังงานจากแสงอาทิตย์มาใช้งาน ซึ่งหลักการทำงานในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์มาเป็นพลังงานไฟฟ้านั้นต้องมีอุปกรณ์สำคัญ คือ แผงโซล่าเซลล์ (Solar Panel) ผลิตขึ้นจากผลึกซิลิคอนซึ่งมีคุณสมบัติในการดูดซับพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้

หลักการทำงานเริ่มต้นเมื่อนำแผงโซล่าเซลล์ไปรับแสงจากดวงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์จะดูดซับพลังงานจากแสงอาทิตย์แล้วส่งต่อไปยังแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยวงจรจะเปลี่ยนพลังงานจากแสงอาทิตย์ไปเป็นไฟฟ้ากระแสตรง DC จากตรงนี้เราสามารถใช้พลังงานไฟฟ้าได้โดยตรงจากกระบวนการนี้ แต่อุปกรณ์ไฟฟ้าที่เราจะนำมาใช้งานร่วมนั้นจะต้องรับกระแสไฟตรงได้โดยมากจะอยู่ที่ 12 – 24 โวลต์ ซึ่งปัจจุบันอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีจำหน่ายโดยทั่วไปจะเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ AC จึงไม่สามารถนำมาใช้งานร่วมได้โดยตรง

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติม คือ อินเวอร์เตอร์ (solar Inverter) โดยหน้าที่ของเจ้าอินเวอร์เตอร์นี้จะเป็นตัวแปลงไฟฟ้ากระแสตรง DC ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ AC จึงทำให้เราสามารถนำอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เป็นไฟ AC มาใช้งานได้นั้นเอง

จากเบื้องต้นเป็นหลักการทำงานของโซล่าเซลล์ ในการนำเอาพลังงานจากแสงอาทิตย์มาเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อนำมาใช้งานได้อย่างไม่มีวันหมด แต่ยังมีปัญหาอีกเรื่องก็คือเราจะไม่สามารถใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าต่อเนื่องได้ในกรณีที่ไม่มีแสงอาทิตย์ เช่น ในขณะที่ฝนตกท้องฟ้ามืดครึ่ม และในเวลากลางคืน ทำให้เราจำเป็นต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติมอีกหนึ่งอย่างนั้นก็คือ แบตเตอรี่ โซล่าเซลล์ ซึ่งจะเป็นตัวเก็บประจุไฟฟ้าสำรองไว้ใช้ในยามค่ำคืนหรือในกรณีที่ไม่มีแสงอาทิตย์ได้

สรุปหลักการทำงานของโซล่าเซลล์ นอกจากแผงโซล่าเซลล์แล้วจำเป็นต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติม คือ อินเวอร์เตอร์ และ แบตเตอรี่ สำหรับใช้งานร่วมกับระบบโซล่าเซลล์ เพื่อให้สามารถใช้งานกับอุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไปได้ และใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งอุปกรณ์แต่ละอย่างยังมีราคาค่อนข้างสูง หากเราต้องการประหยัดพลังงาน หรือ ต้องการใช้งานแค่บางบริเวณในบ้าน สามารถเลือกใช้เป็น โคมไฟโซล่าเซลล์ สำเร็จรูปจะสะดวกกว่า เพราะราคาไม่แพงและมีฟังกชั่นการทำงานหลากหลาย ติดตั้งก็ง่าย ใช้งานได้ทันทีไม่ต้องวางระบบหรือเดินสายไฟให้ยุ่งยาก สำหรับบ้านพักที่อยู่อาศัยทั่วไป โคมไฟโซล่าเซลล์สำเร็จรูปจึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในขณะนี้ 

บทความที่คุณอาจสนใจ

 

ชนิดของแผงโซล่าเซลล์ มีกี่แบบ อะไรบ้าง

ชนิดของแผงโซล่าเซลล์มีอยู่ 3 แบบหลักๆ คือ Monocrystalline และ Polycrystalline รวมไปถึงแผงโซล่าเซลล์แบบบาง Thin-film solar cell ชนิดของแผงโซล่าเซลล์ทั้งหมดนี้เป็นที่นิยมใช้กันทั่วโลก

แผงโซล่าเซลล์แบบ Monocrystalline และ Polycrystalline ทำจากผลึกซิลิคอน (Silicon) ซึ่งนิยมนำมาใช้เป็นสารกึ่งตัวนำกันอย่างแพร่หลาย นอกจากนี้ ซิลิคอน ยังเป็นส่วนประกอบหลักของแก้ว ซีเมนต์ เซรามิก อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ และ ซิลิโคน อีกด้วย โดยลักษณะการนำซิลิคอนมาผลิตเป็นแผงโซล่าเซลล์จะแบ่งออกเป็น 2 แบบดังนี้

  1. Monocrystalline (ผลึกแบบเดี่ยว) เป็นแผงโซล่าเซลล์ที่พบได้มากที่สุด เนื่องจากเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตขึ้นมาตั้งแต่เริ่มคิดค้นที่จะนำพลังงงานจากแสงอาทิตย์มาใช้ประโยชน์ โดยแผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้สามารถสังเกตุได้ง่ายๆ คือ จะเห็นเป็นผลึกสีดำสี่เหลี่ยมจัตุรัสเรียงกันเป็นช่องๆ บนแผงโซล่าเซลล์นั้นเอง
  2. Polycrystalline (ผลึกแบบรวม) แผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้ต่อยอดมาจากแผงแบบ Monocrystalline โดยต้องการลดต้นทุนในการผลิตให้ต่ำลง วัตถุประสงค์เพื่อนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ เช่น โซล่าฟาร์ม หรือ โรงงานผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งต้องใช้แผงโซล่าเซลล์ในการผลิตไฟฟ้าเป็นจำนวนมาก จึงจำเป็นต้องลดต้นทุนในการผลิตเพื่อให้คุ้มค่ากับการลงทุน ดังนั้นแผงโซล่าแบบ Polycrystalline จึงมีประสิทธิภาพน้อยกว่าแผงโซล่าแบบ Monocrystalline นั้นเอง

สำหรับแผงโซล่าเซลล์แบบบาง Thin-film solar cell หรือเรียกอีกอย่างว่า Thin-film amorphous เป็นเทคโนโลยีใหม่ของเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งมีความบางเหมือนแผ่นพลาสติก แต่เนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์แบบบางนี้ยังไม่มีประสิทธิภาพที่ดีเท่าที่ควร จึงทำให้ดูดซับพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้น้อยกว่า 2 ชนิดแรก เป็นผลให้ปัจจุบันจึงยังไม่เป็นที่นิยมนำมาใช้กันเท่าที่ควร

ข้อดี ข้อเสีย ของแผงโซล่าเซลล์แต่ละชนิด

Monocrystalline Panel

ข้อดีของแผงโซล่าเซลล์ Monocrystalline คือ

  • แผงโซล่าเซลล์แบบ Monocrystalline มีประสิทธิภาพในการดูดซับพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้สูงสุดเพราะผลิตขึ้นจากซิลิคอนเกรดสูง สามารถแปลงพลังงานจากแสงอาทิยต์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่า 22% จึงทำให้ผลิตกระแสไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ได้มากกว่า
  • แผงโซล่าเซลล์แบบ Monocrystalline ผลิตจากซิลิคอนเกรดสูงจึงมีขนาดเซลล์เล็ก แต่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ได้มากกว่า ช่วยประหยัดพื้นที่ในการติดตั้ง และยังสามารถนำมาผลิตเป็นโคมไฟโซล่าเซลล์สำเร็จรูปได้เป็นอย่างดี
  • เนื่องจากแผงโซล่าเซลล์แบบ Monocrystalline สามารถเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่า 22% จึงทำให้ชาร์จไฟได้เร็วกว่าแผงโซล่าเซลล์แบบอื่นๆ ทำให้เราสามารถใช้งานอุปกรณ์ได้อย่างต่อเนื่องยาวนาน
  • Monocrystalline Panel มีอายุการใช้งานที่ยาวนานเนื่องจากผลิตจากซิลิคอนซึ่งเป็นวัตถุสารที่มีความคงทนสูงมาก จึงมีอายุการใช้งานที่ยาวนานมากกว่า 25 ปีเลยทีเดียว

ข้อเสียของแผงโซล่าเซลล์ Monocrystalline คือ

  • เนื่องจากแผงโซล่าเซลล์แบบ Monocrystalline ผลิตจากซิลิคอนเกรดสูง จึงทำให้มีราคาค่อนข้างสูง แต่ถ้าเทียบกับประสิทธิภาพที่ได้และอายุการใช้งานที่ยาวนานก็ถือว่าคุ้มค่าเลยทีเดียว ทั้งนี้จึงไม่นิยมนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์เพราะมีต้นทุนสูง แต่สามารถนำมาผลิตเป็นโคมไฟโซล่าเซลล์สำเร็จรูปได้เพราะให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า

Polycrystalline Panel

ข้อดีของแผงโซล่าเซลล์ Polycrystalline คือ

  • กระบวนการผลิตแผงโซล่าเซลล์แบบ Polycrystalline ง่ายและคุ้มค่ากว่า เพราะสูญเสียปริมาณซิลิคอนในการผลิตน้อยกว่า
  • แผงโซล่าเซลล์แบบ Polycrystalline มีต้นทุนในการผลิตที่ต่ำกว่าจึงมีราคาถูกกว่าแผงโซล่าเซลล์แบบ Monocrystalline

ข้อเสียของแผงโซล่าเซลล์ Polycrystalline คือ

  • แผงโซล่าเซลล์แบบ Polycrystalline มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังไฟฟ้าได้น้อยเพียง 14 – 16% เท่านั้น เนื่องจากมีความบริสุทธิ์ของซิลิคอนต่ำจึงทำให้มีประสิทธิภาพน้อยกว่าแผงแบบ Monocrystalline
  • เนื่องจากแผงโซล่าเซลล์แบบ Polycrystalline มีประสิทธิภาพในการดูดซับพลังงานจากแสงอาทิตย์น้อย จึงจำเป็นต้องมีขนาดใหญ่เพื่อช่วยให้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เพียงพอ

แผงโซล่าเซลล์กับบ้านพักอาศัย

จากข้อมูลที่เราได้อธิบายถึง หลักการทำงานของโซล่าเซลล์ และ ชนิดของแผงโซล่าเซลล์ ไปแล้วนั้น หากถามว่าปัจจุบันมีความจำเป็นหรือไม่ที่เราจะติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ภายในบ้านของเรา เพื่อผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน? บทความนี้เป็นลิขสิทธิ์ของ www.lukesolar.com ลิงค์บทความ https://www.lukesolar.com/solar-cell-panel-work-type/

การนำเอาพลังงานจากธรรมชาติมาใช้เป็นเรื่องที่ดีและควรทำอย่างยิ่ง แต่หากเทียบกับค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบโซล่าเซลล์แบบเบ็ดเสร็จที่สามารถใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดนั้น ปัจจุบันราคาอุปกรณ์ต่างๆ ยังมีราคาสูงอยู่มาก ทำให้เราต้องใช้งบประมาณในการติดตั้งระบบโซล่าเซลล์อย่างน้อยอยู่ที่ประมาณ 50,000 – 100,000 บาท เพื่อให้สามารถใช้พลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ได้เพียงพอต่อความต้องการ แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้านของเราว่ามีมากน้อยแค่ไหน โดยทั่วไปจะติดตั้งระบบโซล่าเซลล์เพื่อใช้กับอุปกรณ์ไฟ้ฟ้าที่กินไฟน้อย เช่น หลอดไฟ และ โคมไฟ ภายในบ้านซึ่งปัจจุบันนิยมใช้เป็น LED ที่กินไฟน้อยกว่า

ทั้งนี้จากปริมาณความต้องการใช้ไฟฟ้าในบ้านพักอาศัยโดยทั่วไปยังมีปริมาณน้อย ซึ่งยังไม่คุ้มค่ากับการลงทุนติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ซึ่งยังมีราคาอุปกรณ์ที่สูงอยู่มากในปัจจุบัน แต่อนาคตราคาอุปกรณ์อาจปรับลดลงได้เนื่องจากทั่วโลกมีความต้องการใช้พลังงานทดแทนเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ เราค่อยมาพิจารณาติดตั้งระบบโซล่าเซลล์อีกครั้งก็ยังไม่สาย

แต่ในปัจจุบันยังมีทางเลือกให้เราได้ใช้พลังงานสะอาดจากแสงอาทิตย์ได้ง่ายๆ ซึ่งเป็นแบบสำเร็จรูปพร้อมใช้งานได้ทันทีนั้นก็คือ โคมไฟ LED โซล่าเซลล์ ที่มีทั้งระบบเซ็นเซอร์ เปิด-ปิด เองอัตโนมัติ และ เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว และ ฟังก์ชั่นการทำงานอื่นๆ อีกมากมายให้ได้เลือกใช้กัน ซึ่งเป็นทางเลือกที่เหมาะมากสำหรับใครที่ต้องการใช้งานเฉพาะบางบริเวณภายในบ้าน เพราะมีราคาไม่แพงและมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการพิจารณาเลือกซื้อสินค้าของเราเองเป็นหลัก

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น