ทำความรู้จัก ‘โซล่าเซลล์’ แผงเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ เปลี่ยนแดดร้อนให้กลายเป็นไฟฟ้า
สวัสดีครับ เชื่อว่า 'พลังงานทดแทน' เป็นคำคุ้นหูสำหรับหลายคน และอย่างที่เราทุกคนเคยเข้าใจว่าพลังงานทดแทน คือการนำเอาพลังงานจากสิ่งแวดล้อมรอบตัวที่เราพบเจอได้ทุกวัน มาสร้างเป็นกระแสไฟฟ้าไว้ใช้งาน โดยจะเป็น พลังงานลม พลังงานน้ำ หรือพลังงานแสงอาทิตย์ที่ให้ความสว่างก็ได้
และสำหรับการกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ หรือที่เราเรียกกันง่าย ๆ ว่าแสงแดด ก็คงจะใช้อุปกรณ์อะไรไม่ได้นอกไปจาก 'แผงโซล่าเซลล์' ที่เรารู้จักกัน ซึ่งแผงโซลาร์เซลล์นี้ก็ถูกใช้ทั้งใน บ้าน ออฟฟิศ โรงงาน และหน่วยงานต่าง ๆ เพื่อใช้เก็บพลังงานแสงอาทิตย์และนำไปแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ไหน ๆ ก็กำลังเข้าหน้าร้อน แดดก็เริ่มแรงแล้ว PropertyScout ขอพาทุกคนไปทำความรู้จักกับ 'โซล่าเซลล์' ว่าคืออะไร? มีการทำงานอย่างไร? และมีประโยชน์อะไรกับการติดตั้งในบ้านของเรากันบ้าง? เดี๋ยวไปดูกันครับ
'โซล่าเซลล์' คืออะไร?
'โซล่าเซลล์' หรือ 'แผงวงจรแสงอาทิตย์' เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถแปลง 'พลังงานแสง' หรือ 'โฟตอน' ให้กลายเป็นเป็นพลังงานไฟฟ้าด้วยปรากฏการณ์ 'โฟโตโวลตาอิก' โดยทำให้ค่าความต้านทาน แรงดัน และกระแสไฟฟ้าเปลี่ยนไปเมื่อมีแสงตกกระทบ โดยไม่ต้องพึ่งแหล่งจ่ายไฟจากภายนอก ง่าย ๆ เลยก็คือถ้าลองเอาหลอดไฟไปต่อวงจรเข้ากับแผงโซล่าเซลล์ หลอดนั้นก็จะสว่างขึ้นมา เรียกได้ว่าเป็น 'พลังงานสะอาด' ปราศจากมลพิษแบบจริง ๆ เราก็สามารถใช้พลังงานนี้ได้อย่างไม่มีขีดจำกัดครับ
โซล่าเซลล์ทำงานอย่างไร?
อย่างที่ได้กล่าวไปในตอนต้นว่าโซล่าเซลล์อาศัยการทำงานผ่านปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิก ซึ่งเป็นการปล่อยให้แสงเข้ามาตกกระทบและเปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้า แต่ปรากฎการณ์นี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีคุณสมบัติพื้นฐาน 3 ข้อ ดังนี้ครับ
- การดูดซึมของแสงเพื่อสร้างคู่อิเล็กตรอน-โฮล หรือเอ็กซิตอน อย่างใดอย่างหนึ่ง
- การแยกต่างหากของตัวขนส่งประจุที่ต่างชนิดกัน
- การสกัดการแยกออกจากกันของตัวขนส่งเหล่านั้นออกไปยังวงจรภายนอก
โซล่าเซลล์มีกี่ประเภท?
เมื่อเข้าใจเรื่องการทำงานแล้ว เดี๋ยวเรามาดูกันต่อในเรื่องประเภทของแผงโซล่าเซลล์แบบต่าง ๆ ซึ่งในปัจจุบันจะมีทั้งหมด 3 ประเภทด้วยกัน ดังนี้ครับ
- โมโนคริสตัลไลน์ (Monocrystalline Silicon Solar Cells)
- โพลีคริสตัลไลน์ (Polycrystalline Silicon Solar Cells)
- แผงโซล่าเซลล์ชนิด ฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cells)
ซึ่งแต่ละประเภทก็จะมีความแตกต่างกันดังนี้
แผงโซล่าเซลล์ชนิด 'โมโนคริสตัลไลน์' (Monocrystalline Silicon Solar Cells)
แผงโซล่าเซลล์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ ผลิตมาจาก 'ผลึกซิลิคอนเชิงเดี่ยว' (mono-Si) หรือบางทีก็เรียกว่า 'single crystalline' (single-Si) มีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมตัดมุมทั้งสี่มุม และจะมีสีเข้มครับ ซึ่งแผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้ผลิตขึ้นจากซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง ผ่านกระบวนการกวนให้ผลึกเกาะกันที่แกนกลาง ที่เรียกว่า 'Czochralski Process' เพื่อที่ให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด และลดการใช้วัตถุดิบโมโนซิลิคอนให้น้อยลงนั่นเอง
ข้อดี
- ด้วยการที่ผลิตจากซิลิคอนเกรดสูงสุด ทำให้มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานสูง เฉลี่ย 15% - 20%
- มีอายุการใช้งานนานที่สุด เฉลี่ย 25 ปีขึ้นไป
- ใช้พื้นที่ในการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์น้อย แต่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เกือบ 4 เท่า เมื่อเทียบกับแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่น
- เมื่ออยู่ในภาวะที่มีแสงอาทิตย์ค่อนข้างน้อย สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่น
ข้อเสีย
- มีราคาแพงที่สุดในบรรดาแผงโซล่าเซลล์
- หากไม่มีการดูแลรักษาที่ดี ปล่อยให้ตัวแผงโซล่าเซลล์มีคราบสกปรก หรือติดตั้งไปแล้วมีบางส่วนของแผงโซล่าเซลล์ไม่โดนแสงแดดเลย อาจจะทำให้วงจรหรือ inverter ไหม้เสียหายได้ครับ เนื่องมาจากภาวะ High Over Voltage
แผงโซล่าเซลล์ชนิด 'โพลีคริสตัลไลน์' (Polycrystalline Silicon Solar Cells)
แผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้ เป็นชนิดแรกที่ผลิตมาจากผลึกซิลิคอนทั่วไป ที่มีชื่อเรียกว่า 'โพลีคริสตัลไลน์' (polycrystalline,p-Si) แต่บางครั้งก็เรียกว่า 'มัลติ-คริสตัลไลน์' (multi-crystalline,mc-Si) มีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ไม่มีการตัดมุม และสีของตัวแผงโซล่าเซลล์จะออกสีน้ำเงินฟ้าโทนไม่เข้มมากครับ
สำหรับกระบวนการผลิตแผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้ จะเป็นการหลอม 'ซิลิคอน' หรือแก้วให้เหลว หลังจากนั้นก็มาเทใส่แม่แบบที่เป็นรูปสี่เหลี่ยม
ข้อดี
- หากใช้งานในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง จะมีประสิทธิภาพที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับแผงโซล่าเซลล์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์
- มีราคาที่ถูกกว่า เมื่อเทียบกับแผงโซล่าเซลล์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์
- มีกระบวนการผลิตง่าย ไม่ซับซ้อน และใช้จำนวนซิลิคอนในปริมาณที่น้อยกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์
ข้อเสีย
- มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานเฉลี่ยอยู่ที่ 13% - 16% ซึ่งน้อยกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์
- มีสีจางออกไปทางสีน้ำเงิน ทำให้บางครั้งตั้งตั้งไปแล้วดูไม่ค่อยสวยงาม ไม่ค่อยเข้ากับสิ่งแวดแวดล้อมครับ
- เมื่ออยู่ในสภาวะแสงน้อยจะมีประสิทธิภาพต่อพื้นที่ต่ำกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์
แผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cells)
แผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบางนั้น คือ แผงโซลาร์เซลล์ที่ผลิตจากการนำสารที่สามารถแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานงานไฟฟ้ามาฉาบซ้อนกันหลาย ๆ ชั้น ทำให้ใช้ชื่อเรียกว่า 'ฟิล์มบาง' หรือ 'thin film' นั่นเองครับ แผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้ไม่ค่อยได้รับความนิยมสำหรับการติดตั้งตามบ้านหรือ ที่อยู่อาศัยเท่าไหร่ เนื่องจากว่ามีประสิทธิภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าเฉลี่ยเพียง 7% - 13% เท่านั้นครับ และอายุการใช้งานยังมีน้อยกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่น ๆ อีกด้วย
ข้อดี
- ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง แผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้จะมีผลกระทบน้อยกว่าชนิดอื่น ๆ
- ชั้นตอนการผลิตไม่ยุ่งยากซับซ้อน ทำให้สามารถสามารถผลิตได้เป็นจำนวนมาก และมีราคาถูก
ข้อเสีย
- ประสิทธิภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าต่ำ
- การรับประกันสั้นกว่าสองชนิดก่อนหน้านี้
- เมื่ออยู่ในสภาวะแสงน้อย จะมีประสิทธิภาพต่อพื้นที่ต่ำกว่าแผงโซล่าเซลล์สองชนิดก่อนหน้านี้
- ในกระบวนการติดตั้ง ค่อนข้างสิ้นเปลืองค่าโครงสร้าง และอุปกรณ์อื่น ๆ ครับ อย่างเช่นสายไฟและข้อต่อตามจุดต่าง ๆ เนื่องจากว่าการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้จะต้องใช้ในปริมาณที่เยอะครับ
ระบบการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์มีกี่แบบ?
สำหรับการใช้งานแผงโซล่าเซลล์หลัก ๆ แล้วจะสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ระบบหลัก ๆ ด้วยกัน เพื่อให้เกิดความเหมาะสมกับการใช้งานและพื้นที่ในการติดตั้งนั่นเองครับ โดยทั้ง 3 ระบบก็จะมีความแตกต่างกัน ดังนี้
'Off-Grid'
- เป็นระบบโซล่าเซลล์ที่ไม่เชื่อมต่อกับการไฟฟ้า สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงแดดแล้วสามารถใช้งานได้เลย และกรณีที่ใช้ไม่หมดก็สามารถเก็บสำรองไว้ในแบตเตอรี่ได้โดยไม่ต้องมีการขออนุญาตจากการไฟฟ้า ดังนั้นจึงเหมาะกับสถานที่ที่ไฟฟ้าเข้าไปไม่ถึงครับ อย่างเช่น บนภูเขา ในป่า บนเกาะ และ พื้นที่ห่างไกลอื่น ๆ
'On Grid'
- เป็นระบบโซล่าเซลล์ที่ใช้ทั้งไฟจากการไฟฟ้า และไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซล่าเซลล์ เหมาะสำหรับบ้านพักอาศัยครับ ซึ่งระบบนี้จะต้องผลิตไฟฟ้าแล้วใช้เลย จะไม่สามารถเก็บไฟฟ้าสำรองไว้ในแบตเตอรี่ได้ และจะต้องขออนุญาตการไฟฟ้าก่อนใช้งาน และในปัจจุบันระบบนี้ยังเป็นที่นิยมมากที่สุดอยู่ครับ
'Hybrid'
- ระบบที่ผสมผสานระหว่างระบบแบบ Off-Grid และ ระบบแบบ On Grid ถ้าอธิบายให้เข้าใจโดยง่าย คือจะเป็นการเชื่อมต่อพลังงานจากการไฟฟ้า ร่วมกับการใช้พลังงานจากแผงโซล่าเซลล์ และไฟในแบตเตอรี่ครับ ซึ่งระบบนี้จะไม่สามารถขายกระแสไฟฟ้าที่เราผลิตขึ้นมาให้กับภาครัฐได้ และที่สำคัญการติดตั้งระบบนี้มีราคาที่ค่อนข้างสูง ทำให้ในปัจจุบันระบบนี้ยังไม่ค่อยเป็นที่นิยมกันเท่าไหร่ครับ
ติดตั้งแผงโซล่าเซลล์บนหลังคาบ้าน มีข้อดีอย่างไร และใช้ทำอะไรได้บ้าง?
วัตถุประสงค์ของการติดตั้งโซล่าเซลล์ที่แต่ละบ้านใช้กันทั่วไป มีดังนี้
- ติดตั้งเอาไว้ช่วยประหยัดค่าไฟในตอนกลางวัน เมื่อมีแสงแดดก็จะได้กระแสไฟฟ้ามาให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าใช้งาน
- เก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ สำหรับใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าในสถานการณ์ฉุกเฉิน เช่น ไฟดับ เป็นต้น
ข้อดีของการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์
- สามารถคืนทุนการติดตั้งได้ในระยะเวลาไม่กี่ปี
- ประหยัดค่าไฟได้ตั้งแต่เริ่มใช้งาน
- ช่วยสะท้อนความร้อน และลดอุณหภูมิภายในบ้านลงได้ 3-5 องศาเซลเซียส
- เป็นพลังงานสะอาด ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะ และหากไม่นับรวมค่าติดตั้งก็เป็นพลังงานที่สามารถใช้งานได้แบบฟรี ๆ
- เป็นการสร้างกระแสไฟฟ้าแทนการใช้เชื้อเพลิงแบบพลังงานฟอสซิล ช่วยลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ได้อีกด้วย เพราะว่าพลังงานที่ผลิตได้นั้นไม่มีการปล่อยก๊าชเรือนกระจกเหมือนกับแหล่งพลังงานอื่นนั่นเองครับ
ตามมาตรฐานโดยเฉลี่ยแล้ว แผงโซล่าเซลล์ขนาด 120 X 60 เซนติเมตร หรือประมาณ 0.72 ตารางเมตร สามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 100 วัตต์ครับ ซึ่งหมายความว่าหากเราต้องการไฟฟ้าชั่วโมงละ 1 กิโลวัตต์ จะต้องติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ทั้งหมด 10 แผงนั่นเอง และเมื่อเทียบกับอัตรากินไฟของเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน 1 กิโลวัตต์ก็ถือว่าเพียงพอสำหรับตู้เย็น เปิดพัดลม หรือเปิดทีวีได้สบาย ๆ หรือจะเปิดแอร์ที่มีกำลังไม่เกิน 12,000 ก็ได้ครับ
เทคนิคการเลือกซื้อแผงโซล่าร์เซลล์ให้เหมาะสมกับบ้าน
มาถึงตอนนี้แล้ว เชื่อว่าหลายคนก็คงมีความสนใจจะติดตั้งแผงโซล่าเซลล์บนบ้านของตัวเองอยู่บ้าง ไม่มากก็น้อย ตลอดจนตอนนี้เทรนด์รักษ์โลกก็กำลังมาแรง และที่สำคัญในปัจจุบันแผงโซล่าเซลล์ได้มีการพัฒนาคุณภาพให้ดียิ่งขึ้นไปอีกด้วย ดังนั้น PropertyScout ก็ได้มีเทคนิคเทคนิคในการเลือกซื้อแผงโซล่าร์เซลล์มาให้กับทุกคนกัน
เลือกชนิดของแผงโซล่าเซลล์ให้เหมาะสมกับงบประมาณและการใช้งาน
อย่างแรกที่เราต้องคำนึงถึงก็คืองบประมาณและการใช้งานของเราครับ ซึ่งแต่ละชนิดที่ได้กล่าวไปก่อนหน้านี้ก็จะมีประสิทธิภาพในการใช้งานที่ต่างกัน
คำนึงถึง ขนาด , กำลังการผลิต , และประสิทธิภาพ
เมื่อเลือกชนิดของแผงโซล่าเซลล์ได้แล้ว ต่อมาก็คือความคุ้มค่า และ ประสิทธิภาพนั่นเองครับ ซึ่งเมื่อเลือกแผงโซล่าเซลล์ที่มีกำลังในการผลิตไฟฟ้ามาก ตัวของแผงโซล่าเซลล์ก็จะมีขนาดที่ใหญ่ตามไปด้วย ดังนั้นเราต้องคำนึงถึงพื้นที่ในการติดตั้งด้วยครับ
เปรียบเทียบค่ากำลังไฟและใช้ของที่มีคุณภาพ
หากจะติดแผงโซล่าเซลล์ทั้งที ก็อย่าลืมคำนึงถึงค่ากำลังไฟฟ้าทั้งหมดภายในบ้านด้วยนะครับ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น โทรทัศน์ และเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ เพื่อที่เราจะได้คำนวณกำลังไฟฟ้าในการเลือกซื้อเครื่องแปลงกระแสไฟได้อย่างถูกต้อง PropertyScout แนะนำว่าควรคำนวณเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมดให้ได้ค่าไฟฟ้ารวมกันประมาณ 30% - 40% ครับ
และเมื่อเปลี่ยนไปติดตั้งแผงโซล่าเซลล์แล้วเราควรใช้อุปกรณ์ที่ได้มาตรฐาน อย่างเช่นการเลือกซื้อสายไฟที่ต้องสามารถทนทานต่ออุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียสขึ้นไป และ เบรกเกอร์ที่จะต้องทนน้ำ และ ความร้อนได้เป็นอย่างดี เพื่อความปลอดภัยในการใช้งานครับ
การรับประกันสินค้า
เป็นสิ่งสุดท้ายที่ขอพูดถึงแต่ก็สำคัญเป็นอันดับต้น ๆ ครับ เพราะการเลือกซื้อเเผงโซล่าเซลล์ราคาแพงที่สุด นั่นอาจจะไม่ได้หมายความว่าเราจะได้สิ่งที่ดีทีสุด ดังนั้นนอกจากเรื่องของความคุ้มค่า คุณภาพอุปกรณ์ที่นำมาใช้แล้ว ก็จะต้องให้ความสำคัญกับ ระยะเวลาในการรับประกันสินค้าด้วยครับ ซึ่งส่วนใหญ่หากเป็นโซล่าเซลล์ที่ราคาไม่สูงมากจะมีการรับประกันอุปกรณ์และความเสียหายที่เกิดจากการผลิตเพียงแค่ 10 ปี แต่สำหรับแบรนด์ที่มีคุณภาพสูงระดับโลก มีรางวัลการันตี หรือ มีเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิตโซล่าเซลล์มายาวนาน ก็จะมีการรับประกันนานกว่านั้น โดยจะรับประกันทั้ง ตัวแผงโซล่าเซลล์ , Inverter , พร้อมให้บริการหลังการขายอีกด้วยครับ
สรุปส่งท้าย
หวังว่าข้อมูลในบทความนี้จะเป็น ประโยชน์กับทุกคนที่กำลังสนใจ หรือมีแผนจะติดตั้ง 'แผงโซล่าเซลล์' อยู่นะครับ สำหรับเทรนด์รักษ์โลกหรือการใช้พลังงานทดแทนนั้นถือว่ากำลังมาแรงทีเดียว และการติดตั้งโซล่าเซลล์นั้นก็เป็นวิธีที่สามารถช่วยลดการใช้พลังงานเชื้อเพลิง และที่สำคัญคือช่วยลดค่าไฟฟ้าได้อย่างมากครับ สำหรับใครที่อาจจะยังไม่รู้ว่าเราต้องติดตั้งประเภทไหน หรือ ระบบไหนดี ก็สามารถนำข้อมูลในบทความนี้ไปช่วยพิจารณาตัดสินใจได้เลยนะครับ
วันนี้ต้องขอจบเพียงเท่านี้นะครับ หากว่ามีความคิดเห็น ข้อเสนอแนะ หรืออยากแชร์ประสบการณ์เกี่ยวกับการอยู่อาศัยในบ้าน สามารถคอมเม้นท์กันมาได้ที่ด้านล่างเลยครับ เดี๋ยว PropertyScout จะรีบมาตอบเลย
อ่านบทความ รีวิวโครงการ อัปเดตข่าวเกี่ยวกับอสังหาริมทรัพย์ได้ที่ PropertyScout Blog
มีคำถาม ข้อสงสัยต่าง ๆ เกี่ยวกับอสังหาริมทรัพย์ หรือต้องการ เช่า ซื้อ ขาย
คลิกตามด้านล่างได้เลย
อ่านบทความอื่นที่เกี่ยวข้อง คลิก
