โซล่าเซลล์ คืออะไร? ทุกสิ่งที่คุณควรรู้เกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์

ในยุคที่พลังงานเป็นหัวใจสำคัญของการดำเนินชีวิตและช่วยในการพัฒนาเทคโนโลยี การค้นหาทางเลือกที่ยั่งยืนและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมถือว่าเป็นสิ่งจำเป็นและมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น พลังงานโซล่าเซลล์ หรือ เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ ได้กลายเป็น 1 ในเทคโนโลยีที่ได้รับความสนใจอย่างมาก ด้วยความสามารถในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โซลาเซลล์ไม่เพียงแต่ช่วยลดค่าไฟฟ้า แต่ยังมีส่วนช่วยในการลดมลพิษและอนุรักษ์พลังงานเพื่ออนาคตที่ยั่งยืน ในบทความนี้เราจะพาคุณไปเรียนรู้ว่าแผงโซล่าเซลล์ทําหน้าที่อะไร พร้อมทำความรู้จักให้มากขึ้นกัน

โซล่าเซลล์ คืออะไร?

โซล่าเซลล์ หรือ Solar Cell คือ อุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานจากแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า Photovoltaic Effect จะเกิดขึ้นเมื่อแสงอาทิตย์กระทบกับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ (ส่วนใหญ่เป็นซิลิคอน) ในโซลาเซลล์ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและสร้างกระแสไฟฟ้าขึ้นมาได้ 

พลังงานโซล่าเซลล์ถือเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในการผลิตพลังงานทดแทน เนื่องจากใช้พลังงานจากแหล่งธรรมชาติที่ไม่มีวันหมดและไม่ก่อให้เกิดมลพิษ

ประโยชน์ของพลังงานโซล่าเซลล์

หลายๆ คนอาจจะยังไม่รู้ว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทําหน้าที่อะไร และมีประโยชน์อย่างไร ด้วยความสามารถในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ทำให้โซล่าเซลล์มีประโยชน์หลากหลาย ดังนี้

1.เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

• ลดมลพิษทางอากาศ : การใช้พลังงานแสงอาทิตย์โซล่าเซลล์ในการผลิตไฟฟ้าช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและมลพิษที่เกิดจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ซึ่งเป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อน
• พลังงานหมุนเวียน : แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมด ทำให้การใช้โซล่าเซลล์เป็นวิธีที่ยั่งยืนในการผลิตพลังงาน

2. ประหยัดค่าไฟฟ้า

• ลดค่าใช้จ่ายระยะยาว : การติดตั้งระบบ solar cell สามารถช่วยลดค่าไฟฟ้าได้อย่างมากในระยะยาว แม้จะมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งในระยะแรก แต่หลังจากนั้นคุณจะได้ใช้พลังงานไฟฟ้าที่ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายอีก
• ผลตอบแทนการลงทุน : แม้ว่าโซล่าเซลล์จะมีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นในการติดตั้งสูง แต่การลงทุนนี้จะคืนทุนในระยะยาวด้วยการลดค่าไฟฟ้า และยังเพิ่มมูลค่าทรัพย์สินในบ้านหรืออาคารที่ทำการติดตั้ง

3. ความเป็นอิสระทางด้านพลังงาน

• ลดการพึ่งพาพลังงานจากภายนอก : การผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ทำให้คุณไม่ต้องพึ่งพาการใช้พลังงานจากโครงข่ายไฟฟ้าหลัก ซึ่งมีประโยชน์ในกรณีที่เกิดการขัดข้องหรือไฟฟ้าดับ
• ใช้งานในพื้นที่ห่างไกล : โซล่าเซลล์เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานในพื้นที่ห่างไกลหรือพื้นที่ที่การเข้าถึงไฟฟ้าจากโครงข่ายหลักเป็นไปได้ยาก

4. ช่วยส่งเสริมเศรษฐกิจ

• ส่งเสริมอุตสาหกรรมสีเขียว : การขยายตัวของอุตสาหกรรมโซล่าเซลล์จะช่วยสร้างงานในหลายสาขาเพิ่มมากขึ้น เช่น การผลิต การติดตั้ง และการบำรุงรักษา
• เพิ่มโอกาสทางเศรษฐกิจ : การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ช่วยลดการพึ่งพานำเข้าเชื้อเพลิงฟอสซิล ทำให้เกิดความมั่นคงทางพลังงานและส่งเสริมเศรษฐกิจในระดับท้องถิ่นและประเทศ

5. การใช้งานที่หลากหลาย

• ระบบไฟฟ้าในบ้านเรือน : การติดตั้งระบบ solar cell บนหลังคาบ้านเพื่อผลิตไฟฟ้าใช้ในบ้าน เป็นการช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าและเพิ่มความสะดวกสบายในการใช้ชีวิต
• ภาคเกษตรกรรม : โซล่าเซลล์สามารถใช้ในงานเกษตร เช่น การสูบน้ำ การรดน้ำพืช และการใช้งานในฟาร์ม เพื่อลดต้นทุนพลังงาน
• ภาคอุตสาหกรรม : โรงงานและอาคารสำนักงานสามารถใช้โซล่าเซลล์เพื่อผลิตไฟฟ้าในกระบวนการผลิตและการดำเนินงานต่างๆ
• ระบบไฟถนนและสัญญาณไฟจราจร : การใช้โซล่าเซลล์ในการให้พลังงานกับไฟถนนและสัญญาณไฟจราจร จะช่วยลดการใช้พลังงานจากไฟฟ้าส่วนกลาง

ประเภทของระบบ Solar Cell

หากคุณเริ่มสนใจในการใช้พลังงานสะอาดอย่างโซล่าเซลล์ แต่ไม่รู้ว่าแผงโซล่าเซลล์มีกี่แบบ คำตอบก็คือมี 3 ระบบหลักสำคัญ ได้แก่

1.พลังงานโซล่าเซลล์แบบ Off-Grid

โซล่าเซลล์แบบ Off-Grid หรือที่เรียกว่า ระบบโซล่าเซลล์อิสระจากโครงข่ายไฟฟ้า คือระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าหลักของการไฟฟ้า ระบบนี้เหมาะสำหรับพื้นที่ห่างไกลที่ไม่สามารถเข้าถึงไฟฟ้าจากโครงข่ายหลักได้ หรือสำหรับผู้ที่ต้องการความเป็นอิสระทางพลังงานนั่นเอง

2.พลังงานโซล่าเซลล์แบบ On-Grid

โซล่าเซลล์แบบ On-Grid หรือที่เรียกว่า ระบบโซล่าเซลล์เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า คือระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าหลัก การติดตั้งระบบนี้จะช่วยให้คุณสามารถขายไฟฟ้าที่ผลิตได้เกินความต้องการกลับไปยังโครงข่ายไฟฟ้าหลัก ทำให้มีรายได้เสริมและลดค่าไฟฟ้าในบ้านหรืออาคาร

3.พลังงานโซล่าเซลล์แบบ Hybrid

โซล่าเซลล์แบบไฮบริด หรือ ระบบโซล่าเซลล์ผสม เป็นการรวมข้อดีของระบบโซล่าเซลล์แบบ Off-Grid และ On-Grid เข้าด้วยกัน ทำให้สามารถใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ระบบนี้เหมาะสำหรับผู้ที่ต้องการความมั่นคงทางพลังงานสูงสุด โดยมีแหล่งพลังงานสำรองในกรณีที่ไม่มีแสงแดดหรือไฟฟ้าดับ

หลักการทำงานของโซล่าเซลล์

โซล่าเซลล์หรือแผงโซล่าเซลล์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ ซึ่งการทำงานของโซล่าเซลล์ มีดังนี้

1.การดึงอิเล็กตรอน 

เมื่อแสงอาทิตย์ตกกระทบบนแผงโซล่าเซลล์ อิเล็กตรอนภายในวัสดุของโซล่าเซลล์จะถูกกระตุ้นให้กระโดดออกจากอลัมไนต์ของซิลิโคน (Silicon) ซึ่งเป็นวัสดุพื้นฐานที่ใช้ในการผลิตโซล่าเซลล์

2.การสร้างกระแสไฟฟ้า 

เมื่ออิเล็กตรอนกระโดดออกจากอลัมไนต์ของซิลิโคน จะเกิดกระแสไฟฟ้าได้ โดยที่อิเล็กตรอนจะถูกนำไปสู่สายนำเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current, DC)

3.การใช้งาน

กระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจะถูกนำไปใช้งานในอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ภายในบ้านหรืออาคาร หรือถูกนำไปใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่หรือการเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าหลักของอาคาร (ในกรณีของโซล่าเซลล์แบบ On-Grid)

โดยทั่วไปแล้ว โซล่าเซลล์ทำงานได้ดีในเงื่อนไขที่มีแสงอาทิตย์มากพอสมควรและไม่มีสิ่งกีดขวางที่ก่อให้เกิดเงาบนพื้นผิวของโซล่าเซลล์ การออกแบบและติดตั้งโซล่าเซลล์ที่ดีจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์

การใช้พลังงานโซล่าเซลล์ในชีวิตประจำวัน

พลังงานแสงอาทิตย์หรือโซล่าเซลล์มีส่วนสำคัญและเป็นประโยชน์ต่อชีวิตประจำวันอย่างหลากหลาย เช่น

• การติดตั้งแผงโซล่าเซลล์เพื่อผลิตไฟฟ้าใช้ในบ้าน ซึ่งเป็นวิธีที่นิยมอย่างมาก เนื่องจากเป็นการช่วยประหยัดค่าไฟฟ้า

• ในภาคการเกษตร มีการใช้พลังงานจากโซล่าเซลล์ในการสูบน้ำ รดน้ำพืช และการใช้ไฟฟ้าในฟาร์ม ซึ่งนับว่าเป็นการช่วยลดต้นทุนด้านการใช้พลังงานจากแหล่งอื่น
• ภาคอุตสาหกรรม โรงงานและอาคารสำนักงานสามารถติดตั้งโซล่าเซลล์เพื่อผลิตไฟฟ้าใช้ในกระบวนการผลิตและการดำเนินงานต่างๆ

• ระบบการจราจร มีการใช้โซล่าเซลล์ในการให้พลังงานกับไฟถนนและสัญญาณไฟจราจร 

ข้อควรพิจารณาในการติดตั้งระบบ Solar Cell

• ควรมีพื้นที่เพียงพอสำหรับการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ เพราะจำเป็นต้องได้รับแสงแดดโดยตรงตลอดทั้งวัน

• ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งโซล่าเซลล์อาจสูงในระยะแรก แต่สามารถคืนทุนได้ในระยะยาวด้วยการลดค่าไฟฟ้า

• แผงโซล่าเซลล์ต้องการการบำรุงรักษาน้อยมาก แต่ควรทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอเพื่อรักษาประสิทธิภาพด้านการผลิตไฟฟ้า

• การติดตั้งโซล่าเซลล์ต้องมีการเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าในบ้านหรืออาคาร และอาจต้องขออนุญาตจากหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง