โซลาร์เซลล์คืออะไร? อธิบายหลักการทำงานและประเภทของโซลาร์เซลล์
โซลาร์เซลล์คืออะไร? มาทำความเข้าใจหลักการทำงานและประเภทต่าง ๆ กัน!
เคยสงสัยไหมว่าเจ้าแผงสีดำ ๆ บนหลังคาบ้านหรือตามทุ่งกว้าง ๆ ที่เราเห็นบ่อย ๆ มันทำงานยังไง? นั่นแหละครับ โซลาร์เซลล์ อุปกรณ์สุดเจ๋งที่เปลี่ยนพลังงานจากแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นไฟฟ้าได้โดยตรง แถมยังเป็นพลังงานสะอาด เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสุด ๆ ไม่แปลกใจเลยที่ทั่วโลก รวมถึงบ้านเราในไทยจะหันมาใช้กันเยอะขึ้น เพราะมันช่วยให้เรามีพลังงานใช้แบบยั่งยืน แถมยังลดโลกร้อนได้อีกด้วยนะ
เลือกอ่าน
โซลาร์เซลล์ทำงานยังไงนะ?
หลักการทำงานของโซลาร์เซลล์เนี่ยฟังดูซับซ้อน แต่จริง ๆ แล้วมันคือ ปรากฏการณ์โฟโตโวลเทอิก (Photovoltaic Effect) ครับ พูดง่าย ๆ คือการเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า ลองมาดูกันทีละขั้นตอนนะ:
- ดูดซับแสงอาทิตย์: เมื่อแสงอาทิตย์ (หรือที่เรียกว่า "โฟตอน") มาตกกระทบที่ผิวหน้าของโซลาร์เซลล์ ซึ่งส่วนใหญ่จะทำมาจาก ซิลิคอน ครับ
- ปลดปล่อยอิเล็กตรอน: พอแสงมาโดนปุ๊บ พลังงานจากโฟตอนก็จะไปกระตุ้นให้อิเล็กตรอนที่อยู่ในอะตอมของซิลิคอนกระเด้งหลุดออกมา
- สร้างกระแสไฟฟ้า: อิเล็กตรอนที่หลุดออกมาก็จะเฮโลไปในทิศทางเดียวกัน เกิดเป็น กระแสไฟฟ้า ขึ้นมานั่นเอง
- เก็บพลังงาน: กระแสไฟฟ้าที่ได้ก็จะถูกรวบรวมด้วยสายไฟที่อยู่ด้านบนและด้านล่างของแผงเซลล์ จากนั้นก็เอาไปใช้งานได้เลย หรือจะเก็บไว้ในแบตเตอรี่สำรองก็ได้
ลองนึกภาพง่าย ๆ โซลาร์เซลล์เหมือนแซนด์วิชที่ประกบกันระหว่างสารกึ่งตัวนำ 2 ชนิด คือ P-type และ N-type พอมันโดนแสง ก็จะเกิดสนามไฟฟ้าขึ้นตรงรอยต่อ ทำให้อิเล็กตรอนวิ่งจากฝั่ง P ไปหาฝั่ง N เกิดเป็นไฟฟ้าไหลปรี๊ดออกมา!
ประเภทของโซลาร์เซลล์
โซลาร์เซลล์มีหลายประเภท แต่ละประเภทมีคุณสมบัติและประสิทธิภาพแตกต่างกัน ได้แก่:
1. โซลาร์เซลล์ชนิดผลึกซิลิคอน (Crystalline Silicon Solar Cells)
โมโนคริสตัลไลน์ (Monocrystalline):
- มีประสิทธิภาพสูง (15-22%)
- มีสีดำเข้มและมีรูปทรงเหลี่ยมมุมมน
- อายุการใช้งานยาวนาน 25-30 ปี
- ราคาค่อนข้างสูง
- เหมาะสำหรับพื้นที่จำกัด เนื่องจากให้กำลังผลิตต่อพื้นที่สูง
โพลีคริสตัลไลน์ (Polycrystalline):
- มีประสิทธิภาพปานกลาง (13-17%)
- มีสีน้ำเงินแวววาว
- ราคาถูกกว่าแบบโมโนคริสตัลไลน์
- ทนต่อความร้อนได้น้อยกว่า
- เหมาะสำหรับพื้นที่กว้าง เช่น ฟาร์มโซลาร์เซลล์
2. โซลาร์เซลล์ชนิดฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cells)
อะมอร์ฟัสซิลิคอน (Amorphous Silicon - a-Si):
- มีประสิทธิภาพต่ำ (6-9%)
- บางและยืดหยุ่นได้
- ผลิตได้ด้วยต้นทุนต่ำ
- ทำงานได้ดีในสภาพแสงน้อยหรือมีเมฆมาก
- อายุการใช้งานสั้นกว่าแบบผลึกซิลิคอน
แคดเมียมเทลลูไรด์ (Cadmium Telluride - CdTe):
- มีประสิทธิภาพปานกลาง (10-12%)
- ต้นทุนการผลิตต่ำ
- ข้อเสีย: แคดเมียมเป็นสารพิษ
คอปเปอร์อินเดียมแกลเลียมไดเซเลไนด์ (CIGS):
- มีประสิทธิภาพสูงกว่าฟิล์มบางชนิดอื่น (12-15%)
- ยืดหยุ่นสูง สามารถใช้งานได้หลากหลาย
- ทนทานต่อสภาพอากาศ
3. โซลาร์เซลล์รุ่นใหม่
เพอรอฟสไกต์ (Perovskite Solar Cells):
- เทคโนโลยีใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูง (กว่า 25% ในห้องทดลอง)
- ต้นทุนการผลิตต่ำ
- ยังอยู่ในขั้นพัฒนาเพื่อเพิ่มความเสถียรและอายุการใช้งาน
โซลาร์เซลล์สารอินทรีย์ (Organic Solar Cells):
- ผลิตจากโพลิเมอร์อินทรีย์
- น้ำหนักเบา ยืดหยุ่นสูง
- ประสิทธิภาพต่ำ แต่ต้นทุนผลิตต่ำและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
โซลาร์เซลล์มีดีอะไร? แล้วข้อจำกัดล่ะ?
ข้อดี
- พลังงานสะอาด: ไม่ปล่อยมลพิษ ไม่ทำร้ายโลก
- พลังงานไม่มีวันหมด: ตราบใดที่พระอาทิตย์ยังส่องแสง เราก็มีพลังงานใช้!
- ค่าบำรุงรักษาต่ำ: ติดตั้งเสร็จก็แทบไม่ต้องดูแลอะไรมาก
- ติดตั้งได้ทุกขนาด: ไม่ว่าจะบ้านหลังเล็ก โรงงานใหญ่ หรือโซลาร์ฟาร์ม ก็ทำได้หมด
- ลดค่าไฟในระยะยาว: ลงทุนครั้งเดียว ลดค่าไฟไปยาว ๆ คุ้ม!
ข้อจำกัด
- ต้นทุนการติดตั้งยังสูงอยู่: แม้จะถูกลงเรื่อย ๆ แต่ก็ยังเป็นเงินก้อนใหญ่อยู่
- ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับแดด: ถ้าวันไหนฝนตก ฟ้าครึ้ม หรือตอนกลางคืน ก็ผลิตไฟได้น้อยลง
- ต้องการพื้นที่เยอะ: ยิ่งอยากได้ไฟเยอะ ก็ต้องใช้พื้นที่ติดตั้งแผงเยอะตามไปด้วย
- ต้องมีแบตเตอรี่สำรอง: สำหรับใช้งานตอนกลางคืนหรือตอนที่แดดไม่มี
ในไทยเราเอาโซลาร์เซลล์ไปทำอะไรบ้าง?
บ้านเรานี่แหละตัวจริงเรื่องโซลาร์เซลล์ เพราะแดดดีตลอดทั้งปี! มาดูกันว่าใช้ทำอะไรบ้าง:
- โซลาร์ฟาร์ม: ทุ่งกว้าง ๆ ที่เต็มไปด้วยแผงโซลาร์เซลล์ขนาดมหึมา เพื่อผลิตไฟฟ้าป้อนเข้าระบบส่งเลย
- โซลาร์รูฟท็อป: ติดตั้งบนหลังคาบ้าน อาคาร หรือโรงงาน เพื่อผลิตไฟฟ้าใช้เอง ประหยัดค่าไฟไปได้เยอะ!
- ระบบไฟส่องสว่าง: อย่างไฟถนนโซลาร์เซลล์ที่เราเห็นตามต่างจังหวัด หรือในพื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง
- ระบบสูบน้ำ: ชาวนา ชาวสวนเอาไปใช้สูบน้ำเพื่อการเกษตร สะดวกสบาย ไม่ต้องง้อไฟฟ้าหลัก
- อุปกรณ์พกพา: อย่างเครื่องชาร์จโทรศัพท์พลังงานแสงอาทิตย์ พาวเวอร์แบงก์โซลาร์เซลล์
สรุปแล้วโซลาร์เซลล์คืออนาคตจริงไหม?
แน่นอนครับ! โซลาร์เซลล์เป็นเทคโนโลยีพลังงานทดแทนที่สำคัญมาก ๆ ที่จะช่วยให้เราลดการพึ่งพาน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน ซึ่งเป็นสาเหตุของปัญหาสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ แม้จะมีข้อจำกัดอยู่บ้าง แต่ด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาไปข้างหน้าไม่หยุด ทำให้โซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและราคาถูกลงเรื่อย ๆ
ดังนั้น การใช้พลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสุด ๆ สำหรับอนาคตพลังงานที่ยั่งยืน ทั้งในประเทศไทยและทั่วโลกเลยครับ!
ลดหย่อนภาษี 200,000 บาท
ครม. ไฟเขียวมาตรการภาษี เพื่อ ส่งเสริมพลังงานหมุนเวียน โดยเฉพาะการติดตั้ง Solar Rooftop! มาตรการนี้มีเป้าหมายหลักคือการ ลดภาระค่าไฟฟ้า ของประชาชนและภาคธุรกิจ พร้อมทั้ง จูงใจให้เกิดการลงทุน ในพลังงานสะอาดมากขึ้น
