โซล่าเซลล์ (Solar Cell) คืออะไร ข้อดี ข้อเสีย มีส่วนประกอบอะไรบ้าง

ปฏิเสธไม่ได้ว่าในปัจจุบันที่ค่าไฟแพงขึ้น หลายคนเริ่มหันมาศึกษาเรื่องโซล่าเซลล์ หรือการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์กันมากขึ้น ซึ่งถือเป็นหนึ่งในทางเลือกที่ช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าให้กับหลาย ๆ ครัวเรือน รวมไปถึงโรงงานอุตสาหกรรม หรือธุรกิจต่าง ๆ ด้วยเหตุนี้เองจึงทำให้บริการรับติดตั้งโซล่าเซลล์กลายเป็นที่นิยมขึ้นอย่างรวดเร็ว ในบทความนี้เราจะพาทุกคนไปทำความรู้จักกับโซล่าเซลล์กันให้มากขึ้น ทั้งข้อดีข้อเสีย และข้อควรรู้ต่าง ๆ ก่อนตัดสินใจติดตั้งโซล่าเซลล์

โซล่าเซลล์ (Solar Cell) คือ

โซล่าเซลล์ (Solar Cell), เซลล์แสงอาทิตย์ หรือที่เรียกกันในอีกชื่อว่า เซลล์โฟโตโวลตาอิก (Photovoltaic cell) คือ อุปกรณ์ที่เมื่อได้รับแสงอาทิตย์ตกกระทบ จะแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อสำหรับการนำไปใช้ประโยชน์ โดยวัสดุทำมาจากสารกึ่งตัวนำ อย่างเช่น ซิลิคอน (Silicon), แคดเมียม เทลเลอไรด์ (Cadmium Telluride), อินเดียม ฟอสไฟด์ (Indium Phosphide), แกลเลี่ยม อาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide) และคอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ (Copper Indium Diselenide)

ประวัติความเป็นมา

โซล่าเซลล์ถูกค้นพบตั้งแต่ปี ค.ศ.1839 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสชื่อว่า Alexandre-Edmond Becquerel แต่แนวคิดนี้ยังไม่ถูกพัฒนาให้เป็นรูปเป็นร่าง จนกระทั่งในปี ค.ศ.1954 พลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการพัฒนาและถูกประดิษฐ์ขึ้น โดยนักฟิสิกส์ 3 ท่าน ซึ่งถือได้ว่าเป็นผู้คิดค้นโซล่าเซลล์ ได้แก่ Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller และ Gerald Pearson แห่ง Bell Telephone

ในปีเดียวกันนั้นเองโซล่าเซลล์ได้ถูกนำไปเป็นแหล่งจ่ายพลังงานให้กับดาวเทียมที่ส่งจากพื้นโลกไปยังอวกาศ หรือนำไปใช้กับโครงการด้านอวกาศต่าง ๆ ในอดีตโซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพเพียง 6% เท่านั้น แต่ต่อมาก็ได้มีการพัฒนาประสิทธิภาพขึ้นเรื่อย ๆ จนแผงโซล่าเซลล์ถูกนำมาใช้บนโลกเหมือนในปัจจุบันนี้

หลักการทํางานของโซล่าเซลล์ทำงานอย่างไร

หลักการทำงานของโซล่าเซลล์ คือ เมื่อโซล่าเซลล์ได้รับพลังงานแสงอาทิตย์ที่เป็นพลังงานสะอาดโดยตรง จะเปลี่ยนเป็นพาหะนำไฟฟ้า และจะถูกแยกเป็นประจุไฟฟ้าบวก-ลบ เพื่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อเรานำเอาขั้วไฟฟ้าต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง กระแสไฟฟ้าจะไหลเข้าสู่อุปกรณ์นั้นทำให้เราสามารถใช้งานได้

ซึ่งระบบการทำงานทั้งหมดจะเกิดขึ้นในแผงโซล่าเซลล์ หากนำโซลาร์เซลล์มารวมกันในรูปแบบแผง ก็จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและการผลิตพลังงานไฟฟ้าให้มากขึ้นนั่นเอง

ส่วนประกอบของระบบโซล่าเซลล์ประกอบด้วยอะไรบ้าง

ทั่วไปแล้วระบบโซลาร์เซลล์มักจะถูกติดตั้ง และใช้งานในลักษณะที่แตกต่างกันตามความต้องการ ซึ่งส่วนประกอบของโซล่าเซลล์ที่มักพบบ่อย ๆ มีอยู่ 3 รูปแบบได้แก่ On Grid, Off Grid และ Hybrid ในหัวข้อนี้เราจะมาอธิบายถึงรายละเอียดของรูปแบบต่าง ๆ เพื่อเป็นข้อมูลสำหรับตัดสินใจเลือกติดตั้งใช้งานระยะยาว

ระบบ On Grid

ระบบออนกริด (On Grid System) หรือแบบเชื่อมต่อใช้ร่วมกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า เป็นระบบหนึ่งที่ช่วยประหยัดพลังงานและสามารถช่วยลดค่าไฟฟ้าได้ เหมาะกับการใช้งานตอนกลางวันหรือช่วงเวลาที่มีแดดเพราะระบบจะดึงใช้ไฟจากการไฟฟ้าน้อย โดยใช้ไฟจากโซล่าเซลล์เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งจะไม่เหมาะกับผู้ใช้งานในเวลากลางคืนเนื่องจากเมื่อเป็นช่วงที่ไม่มีแสงแดดก็จะดึงใช้ไฟจากการไฟฟ้าเป็นหลัก สำหรับระบบนี้ในกรณีที่ผลิตไฟฟ้าเกินสามารถขายไฟฟ้าคืนรัฐบาลได้ (เฉพาะภาคครัวเรือนเท่านั้น)

ส่วนประกอบ

• แผงโซล่าเซลล์ (Photovoltaics: PV)
• อินเวอร์เตอร์ (Inverter)
• ตู้เบรกเกอร์ หรือตู้ MDB
• ตู้มิเตอร์ไฟฟ้า

ระบบ Off Grid

ระบบออฟกริด (Off Grid System) หรือแบบอิสระ (Stand Alone) เป็นระบบที่ไม่เชื่อมกับระบบไฟจากการไฟฟ้า สามารถใช้ไฟได้ทั้งตอนกลางวันและกลางคืน เนื่องจากมีแบตเตอรี่สำรองไฟจึงสามารถนำพลังงานที่เหลือหรือเกินจากช่วงที่มีแดดมาชาร์จเก็บไว้เพื่อนำมาใช้ การติดตั้งระบบโซล่าเซลล์แบบออฟกริดนั้นสามารถช่วยประหยัดพลังงานและค่าไฟฟ้าได้ อีกทั้งยังสามารถสำรองไฟได้ในกรณีที่ไฟฟ้าดับ หรือพื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง

ส่วนประกอบ

• แผงโซล่าเซลล์ (Photovoltaics: PV)
• อินเวอร์เตอร์ (Inverter)
• เครื่องควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ (Charge Controller)
• แบตเตอรี่ (Battery)

ระบบ Hybrid

ระบบไฮบริด (Hybrid) หรือแบบผสม เป็นระบบที่รวบรวมข้อดีของระบบ On Grid กับ Off Grid เข้าไว้ด้วยกัน นั่นก็คือในช่วงกลางวันระบบจะผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อใช้งาน ส่วนในเวลากลางคืนระบบก็จะใช้ไฟฟ้าที่สำรองไว้ในแบตเตอรี่มาใช้ ซึ่งถ้าหากยังไม่พอระบบก็จะดึงไฟฟ้าจากการไฟฟ้ามาชดเชย ระบบโซล่าเซลล์ไฮบริดจึงเหมาะกับผู้ที่ต้องการใช้ไฟเยอะ ๆ ทั้งกลางวันและกลางคืน

ส่วนประกอบ

• แผงโซล่าเซลล์ (Photovoltaics: PV)
• อินเวอร์เตอร์ Hybrid (Inverter Hybrid)
• แบตเตอรี่ (Battery)
• ตู้เบรกเกอร์ หรือตู้ MDB
• มิเตอร์ไฟฟ้า

อ่านเพิ่มเติม : ระบบโซล่าเซลล์ On Grid, Off Grid, Hybrid คืออะไร ใช้แบบไหนดี

ข้อดี-ข้อเสีย ของโซล่าเซลล์

Solar Cell มีทั้งข้อดีและข้อเสียที่ควรพิจารณาก่อนตัดสินใจใช้งาน ดังนี้

ข้อดี

• โซล่าเซลล์เป็นพลังงานสะอาด เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
• ใช้พลังงานแสงจากดวงอาทิตย์ที่ไม่มีวันหมด
• ช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าได้
• การใช้โซล่าเซลล์ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
• อายุการใช้งานโซล่าเซลล์นานถึง 20-25 ปี ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการดูแลรักษา

ข้อเสีย

• การติดตั้งโซล่าเซลล์มีค่าลงทุนที่ค่อนข้างสูง
• ในพื้นที่ที่มีข้อจำกัดในเรื่องสภาพอากาศ เช่น แสงน้อย หรือไม่มีแสงอาทิตย์อาจทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของแผงโซล่าเซลล์ลดลงได้
• ในการติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ต้องใช้พื้นที่ค่อนข้างมาก อาจไม่เหมาะกับพื้นที่ที่มีจำกัด

โซล่าเซลล์ช่วยแก้ปัญหาอะไรบ้าง

• การติดตั้งโซล่าเซลล์ใช้ในบ้านจะช่วยแก้ปัญหาค่าไฟแพงในระยะยาว
• สามารถช่วยลดปัญหาความร้อนบนหลังคา รวมถึงลดการทำงานของเครื่องปรับอากาศ ทำให้บ้าน หรืออาคารเย็นขึ้น
• ช่วยแก้ปัญหาไม่มีไฟฟ้าใช้ หรือไฟฟ้าดับฉุกเฉินได้ รวมถึงพื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง หรือมีข้อจำกัดด้านไฟฟ้า
• ช่วยส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงานและสิ่งแวดล้อม หนึ่งในทางเลือกแก้ปัญหาภาวะโลกร้อน
• โซล่าเซลล์เพื่อการเกษตรจะช่วยลดการใช้พลังงานที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เช่น การใช้โซล่าเซลล์ในการเปิด-ปิดระบบบำบัดน้ำ เป็นต้น
• ช่วยลดปัญหาการขาดแคลนไฟฟ้าในอนาคตได้