โซล่าเซลล์คือคำตอบที่ลงตัวที่สุดหากคุณต้องการเทคโนโลยีพลังงานทดแทนที่ดีและสะอาด

โซล่าเซลล์จากพลังงานแสงอาทิตย์ คือคำตอบที่ลงตัวที่สุดหากคุณต้องการเทคโนโลยีพลังงานทดแทนที่ดีและสะอาด

ปัจจุบันมีการนำโซล่าเซลล์มาใชังานกันมากขึ้นอย่างต่อเนื่องในด้านต่างๆ แและจะเป็นเทคโลยีที่ได้รับความนิยมขึ้นไปอีกเรื่อยๆต่อจากนี้ไป

เชื่อว่าในปัจจุบันนี้ คุณคงได้ยินชื่อเสียงเรียงนามของ โซล่าเซลล์ (solar cell) หรือเซลล์แสงอาทิตย์กันบ่อยครั้งขึ้นใช่ไหมครับ แต่ก็เชื่ออีกเช่นกันว่ายังมีอีกหลายคนที่ยังไม่รู้จัก หรือไม่เข้าใจว่าเจ้าแผงหน้าตาเหลี่ยมๆ นี้คืออะไร และทำงานอย่างไร จึงสามารถผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ได้ วันนี้เราจะมาไขคำตอบให้ฟังกันครับ

โซล่าเซลล์

โซล่าเซลล์หรือแผงโซล่าเซลล์ในระบบโซล่าเซลล์ จะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง

โซล่าเซลล์ หรือเซลล์แสงอาทิตย์ หรือบ้างก็เรียกกันว่าเซลล์สุริยะนี้ เป็นเทคโนโลยีที่ทำหน้าที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยอาศัยกระบวนการตกกระทบของแสงบนวัตถุที่มีความสามารถในการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรงครับ ซึ่งเจ้าวัตถุที่ว่าซึ่งอยู่บนแผงนั้น ส่วนใหญ่เป็นสารกึ่งตัวนำ อาทิ ซิลิคอน (Silicon), แกลเลี่ยม อาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide), อินเดียม ฟอสไฟด์ (Indium Phosphide), แคดเมียม เทลเลอไรด์ (Cadmium Telluride) คอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ (Copper Indium Diselenide) เป็นต้น ซึ่งเมื่อสารกึ่งตัวนำเหล่านี้ได้รับแสงอาทิตย์โดยตรง ตัวมันเองจะเปลี่ยนสถานะเป็นพาหะนำไฟฟ้า และทำการแยกกระแสออกเป็นประจุไฟฟ้าบวกกับลบ เพื่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วทั้งสองของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งเมื่อนำขั้วไฟฟ้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไปต่อเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง หรือ DC กระแสไฟฟ้าที่เกิดจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ก็จะไหลเข้าสู่อุปกรณ์ไฟฟ้าเหล่านั้นทำให้สามารถทำงานได้นั่นเองครับ

โซล่าเซลล์

โซล่าเซลล์ในปัจจุบัน สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทใหญ่ๆ ครับ ซึ่งการแบ่งนั้นก็จะแบ่งตามวัสดุที่ใช้ในการผลิต นั่นคือ แบบ Single Crystalline, Polycrystalline และ Amorphous

Single Crystalline คือแบบที่ผลิตจากซิลิคอน ชนิดผลึกเดี่ยว (Silicon Solar Cell) หรือที่คนในวงการจะรู้จักกันในชื่อของ Monocrystalline

Polycrystalline คือแบบที่ผลิตจากซิลิคอน ชนิดผลึกรวม มีลักษณะเป็นแผ่นซิลิคอนแข็งและมีความบางมาก

Amorphous (อะมอร์ฟัส) คือแบบที่ผลิตจากอะมอร์ฟัสซิลิคอน มีลักษณะเป็นฟิล์มบาง น้ำหนักเบาถึงเบามาก

โซล่าเซลล์

ได้ทำความรู้จักตัวแผงและวิธีการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้ากันไปแล้ว ต่อไปเรามาดูวิธีการใช้งานเจ้าแผงโซล่าเซลล์นี้กันบ้างดีกว่า อย่างที่บอกไปครับว่าไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงนั้น จะออกมาในรูปของไฟฟ้ากระแสตรง หรือ DC ซึ่งหากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่คุณต้องการใช้นั้น เป็นอุปกรณ์ DC (DC Load) อยู่แล้ว ก็สามารถต่อวงจรจากแผงเข้าสู่อุปกรณ์ไฟฟ้านั้นๆ ได้โดยตรง ไม่ว่าจะเป็นเครื่องสูบน้ำ DC, มอเตอร์ DC หรือแม้แต่พัดลมปัจจุบันนี้ก็มีแบบ DC ให้เลือกใช้กันได้

โซล่าเซลล์

ทั้งนี้ นั่นคือการใช้พลังงานไฟฟ้าจากแผงโดยตรง ซึ่งแน่นอนว่าเมื่อโซล่าเซลล์ผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ การใช้พลังงานไฟฟ้าจากแผงโดยตรงจึงทำได้เฉพาะเวลากลางวันเท่านั้น แล้วถ้าคุณเกิดอยากออกไปสูบน้ำตอนกลางคืนล่ะ จะทำอย่างไร ด้วยเหตุนี้ทำให้เราต้องใช้แบตเตอรี่ (Battery) สำหรับเก็บประจุไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงเอาไว้เหมือนในรถยนต์นั่นแหละครับ และเมื่อมีแบตเตอรี่แล้ว เราก็ต้องมีอุปกรณ์อีกตัวหนึ่ง นั่นคือ เครื่องควบคุมการประจุไฟฟ้า หรือชาร์จเจอร์ หรือคอนโทรลชาร์จ (Charge Controller) แล้วแต่จะเรียกกัน โดยเจ้าชาร์จเจอร์นี้จะเป็นอุปกรณ์ที่คอยควบคุมการชาร์จประจุไฟฟ้าจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ลงสู่แบตเตอรี่ให้เหมาะสม ไม่ให้มากจนล้นทะลักแบตเตอรี่ และเป็นตัวที่คอยควบคุมการส่งจ่ายประจุไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ไปสู่อุปกรณ์ไฟฟ้าให้เหมาะสมด้วยเช่นกัน โดยการใช้พลังงานในรูปแบบนี้ เราสามารถต่อวงจรได้โดยเริ่มจากแผง ต่อสายไปยังชาร์จเจอร์ จากชาร์จเจอร์ ขั้วหนึ่งต่อไปยังแบตเตอรี่ และอีกขั้วหนึ่งของชาร์จเจอร์ต่อไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า หรือพูดง่ายๆ ได้ว่า ให้ชาร์จเจอร์เป็นตัวกลางของทุกสิ่งนั่นเองครับ

โซล่าเซลล์

นั่นคือรูปแบบการใช้พลังงานไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า DC ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะนิยมใช้กันในพื้นที่การเกษตร เรือกสวนไร่นา พื้นที่ชนบท หรือพื้นที่ห่างไกลทุรกันดารที่ไฟฟ้ายังเข้าไม่ถึงครับ แต่ถ้าเป็นไฟฟ้าตามบ้านเรือนในเมืองทั่วไป หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ หรือ AC (AC Load) นี่ล่ะ จะทำอย่างไร

คำตอบคือใช้ได้ครับ แต่ต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติมเข้ามา นั่นคือ เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า หรืออินเวอร์เตอร์ (Inverter) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสตรง DC ให้เป็นกระแสสลับ AC นั่นเอง

วิธีการต่อเชื่อมวงจรก็ง่ายๆ ครับ ยึดเอาตามรูปแบบการใช้ไฟฟ้า DC แบบใช้แบตเตอรี่ได้เลย นั่นคือ จากแผง ต่อวงจรเชื่อมไปยังชาร์จเจอร์ ขั้วหนึ่งของชาร์จเจอร์ต่อเชื่อมไปยังแบตเตอรี่ อีกขั้วหนึ่งของชาร์จเจอร์ต่อเชื่อมไปยังอินเวอร์เตอร์ และจากอินเวอร์เตอร์ก็ต่อเชื่อมไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า AC ได้เลยไม่มีปัญหา

อย่างไรก็ตาม นั่นคือรูปแบบการใช้พลังงานไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ แบบที่พึ่งพาแบตเตอรี่ครับ อ่านถึงตรงนี้คุณอาจสงสัยว่า แล้วมีวิธีใช้แบบที่ไม่ต้องอาศัยแบตเตอรี่ (ยกเว้นการต่อตรงเข้าอุปกรณ์ DC) ได้ด้วยหรือ แน่นอนว่ามีครับ เป็นอีกรูปแบบหนึ่งที่ไม่ได้ใช้พลังงานไฟฟ้าจากแผงเพื่อ “ทดแทน” พลังงานไฟฟ้าจากการไฟฟ้าโดยตรง แต่เป็นรูปแบบของการ “ลด” ใช้พลังงานไฟฟ้าจากการไฟฟ้า และสามารถขายไฟฟ้าคืนให้การไฟฟ้าได้ด้วย นั่นคือแบบออนกริดครับ

ระบบแบบออนกริด หรือ On-grid System นี้เป็นระบบที่ต่อเข้ากับระบบสายส่งของการไฟฟ้าครับ วิธีการไม่ยุ่งยากซับซ้อนซ่อนเงื่อนอะไรเลย เพียงแค่ต่อวงจรจากแผงเข้าสู่กริดไทอินเวอร์เตอร์ (GRID TIE Inverter) เจ้าตัวกริดไทอินเวอร์เตอร์นี้จะทำหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสตรง เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ และจากกริดไทอินเวอร์เตอร์ เราสามารถต่อวงจรเข้ากับระบบสายส่งของการไฟฟ้าและระบบไฟฟ้าในบ้านได้เลย

การใช้งานระบบออนกริดนี้ พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงทั้งหมดจะถูกส่งเข้าสู่อุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้านที่เปิดใช้งาน ณ ขณะนั้นๆ และเหลือเท่าไหร่ก็จะถูกส่งเข้าสู่ระบบสายส่งของการไฟฟ้า ทำให้มิเตอร์ไฟฟ้าหมุนย้อนกลับ ช่วยลดค่าไฟฟ้าในแต่ละเดือนได้ พูดง่ายๆ ก็คือในเวลากลางวันที่แผงผลิตไฟฟ้าได้ เราก็จะได้ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ภายในบ้านแบบฟรีๆ ครับ (ในกรณีที่คำนวณระบบการผลิตไฟฟ้าจากแผงไว้ครอบคลุมปริมาณการใช้ไฟฟ้าในแต่ละวันแล้ว) และถ้าใช้ไม่หมด กระแสไฟฟ้าที่เหลือจากการผลิตได้ ก็จะถูกส่งเข้าระบบสายส่งของการไฟฟ้า ช่วยลดค่าไฟได้ด้วย และหากนโยบาย Solar PV Roof Top ของรัฐบาล ที่จะให้ภาคประชาชนสามารถผลิตไฟฟ้าขายให้แก่การไฟฟ้าโดยใช้ระบบออนกริดนี้ ได้ข้อสรุปออกมาเมื่อใด ระบบนี้จะน่าสนใจมากๆ ครับ ทั้งในแง่การลดค่าใช้จ่ายไฟฟ้าในครัวเรือน และสร้างรายได้ในการจำหน่ายไฟฟ้าที่ผลิตได้คืนให้แก่การไฟฟ้า

โซล่าเซลล์

แต่อย่างไรก็ดี ที่บอกไว้ตั้งแต่ต้นว่าระบบออนกริดนี้เป็นรูปแบบการใช้งานแบบลดใช้พลังงานไฟฟ้าจากการไฟฟ้า นั่นก็เพราะว่าไม่สามารถบรรจุแบตเตอรี่ไว้ในวงจรระบบได้ ทำให้เราจะไม่มีไฟฟ้าจากแผงใช้ในเวลากลางคืนหรือในเวลาที่แผงไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ ช่วงเวลาเช่นนี้เราจึงต้องใช้ไฟฟ้าจากระบบสายส่งของการไฟฟ้าเหมือนเดิม

จากที่เล่ามาทั้งหมดนี้ จะเห็นได้ว่าการใช้งานโซล่าเซลล์นั้นมีมากมายหลายรูปแบบนะครับ ซึ่งเราสามารถนำหลักการนี้ไปประยุกต์ใช้ให้เข้ากับรูปแบบการใช้งานพลังงานไฟฟ้าในแต่ละวันของเราได้เป็นอย่างดี เช่น หากเป็นเกษตรกรที่มีปัญหาเรื่องค่าไฟฟ้าในการสูบน้ำ ก็สามารถใช้แผงผลิตพลังงานไฟฟ้าแล้วต่อตรงเข้าเครื่องสูบน้ำ DC ได้ทันที ประหยัดค่าไฟฟ้าในการสูบน้ำได้ 100% แต่หากคุณเป็นคนเมือง คุณผู้ชายเป็นหัวหน้าครอบครัวที่ทำงานประจำ ส่วนคุณแม่บ้านทำงานเลี้ยงลูกอยู่บ้าน ระบบออนกริดก็น่าจะเหมาะสำหรับครอบครัวคุณ เพราะนอกจากภรรยาและลูกจะได้ใช้ไฟฟ้าฟรีที่ผลิตได้จากแผงแล้ว หากเหลือใช้ยังสามารถขายคืนให้แก่การไฟฟ้าได้อีกด้วย

จะลองปรับใช้ในรูปแบบไหนขึ้นอยู่กับตัวของคุณเอง แต่เชื่อเถอะครับว่า ในอนาคตโซล่าเซลล์จะถูกใช้งานอย่างแพร่หลายมากขึ้นทั่วโลก ทั้งในส่วนของภาครัฐ ภาคเอกชน และประชาชนคนทั่วไป เพราะเทคโนโลยีนี้สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้อย่างเห็นผล ใช้ทดแทนพลังงานไฟฟ้าจากการไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งยังเป็นพลังงานสะอาดที่ไม่ปลดปล่อยมลพิษอีกด้วย