โซลาร์เซลล์ต้องโดนแดดกี่ชั่วโมง? ไม่มีแดดแล้วโซลาร์เซลล์ใช้ได้ไหม
|
โซลาร์เซลล์ทำงานอย่างไร?
โซลาร์เซลล์หรือเซลล์แสงอาทิตย์ทำงานโดยแปลงพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านกระบวนการที่เรียกว่า “โฟโตโวลเทอิก” (Photovoltaic Effect) โดยเริ่มจากการดูดซับแสงที่แผงโซลาเซลล์โดยประกอบด้วยชั้นของซิลิคอน (Silicon) ที่สามารถดูดซับโฟตอนจากแสงอาทิตย์และเมื่อโฟตอนพุ่งชนอะตอมของซิลิคอนก็จะทำให้อิเล็กตรอนถูกปลดปล่อยออกมา หลังจากนั้นก็จะเกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่แผ่นซิลิคอนในโซลาเซลล์มีสองชั้น ได้แก่ชั้น P (บวก) และ ชั้น N (ลบ) ซึ่งสร้างสนามไฟฟ้าภายในเซลล์ และเมื่ออิเล็กตรอนถูกปลดปล่อย มันจะเคลื่อนที่จากชั้น P ไปยังชั้น N ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลและส่งผลให้เกิดการส่งพลังงานไฟฟ้าที่กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนั้นจะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้โดยตรงกับอุปกรณ์ไฟฟ้าบางชนิด หรือถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) โดยอินเวอร์เตอร์ (Inverter) เพื่อให้ใช้งานร่วมกับระบบไฟบ้านได้
ไขข้อสงสัย โซลาร์เซลล์ต้องโดดแดดกี่ชั่วโมง?
สำหรับโซลาร์เซลล์ต้องโดนแดดกี่ชั่วโมงนั้นจะสามารถทำงานได้ดีที่สุดเมื่อได้รับแสงแดดโดยตรงประมาณ 4-6 ชั่วโมงต่อวัน โดยเฉพาะช่วง 10.00 – 15.00 น. ซึ่งเป็นเวลาที่ดวงอาทิตย์อยู่ในตำแหน่งสูงสุดทำให้แสงตกกระทบแผงในมุมที่เหมาะสมและมีความเข้มของแสงสูงสุด อย่างไรก็ตามแผงโซลาร์เซลล์สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตั้งแต่พระอาทิตย์ขึ้นจนตกดินถึงแม้ว่าช่วงเช้าหรือช่วงเย็นจะมีแสงแดดอ่อนลง แต่ว่าก็ยังคงผลิตพลังงานได้ดีและประสิทธิภาพอาจจะลดลงเหลือประมาณ 10-30% ของช่วงเวลาที่แดดแรงที่สุดเท่านั้น
นอกจากจำนวนชั่วโมงที่แผงโซลาร์เซลล์ต้องโดนแดดกี่ชั่วโมงแล้วประสิทธิภาพในการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์นั้นก็ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ โดยเฉพาะทิศทางและมุมการติดตั้ง ซึ่งการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในประเทศไทยนั้นควรติดตั้งให้แผงหันไปทางทิศใต้ และปรับมุมเอียงให้เหมาะสมเพื่อรับแสงแดดได้เต็มที่ตลอดทั้งปี และถ้าหากติดตั้งผิดทิศทางหรือมีเงาบัง เช่น เงาต้นไม้ เงาอาคาร หรือมีฝุ่นสะสมก็อาจส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าลดลงได้อีกด้วย
ปัจจัยที่ส่งผลต่อระยะเวลาการรับแสงแดด
สำหรับระยะเวลาที่แผงโซลาร์เซลล์ได้รับแสงแดดนั้นสามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้โดยตรง ซึ่งก็มีปัจจัยหลายอย่างที่สามารถทำให้แผงได้รับแสงมากหรือน้อยกว่าที่ควรจะเป็น และอาจส่งผลต่อปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ โดยปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อระยะเวลาการรับแสงแดดมีดังนี้
ตำแหน่งทางภูมิศาสตร์
สำหรับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ที่ใช้ติดตั้งโซลาร์เซลล์นั้นส่งผลโดยตรงต่อระยะเวลาที่ได้รับแสงแดด โดยเฉพาะประเทศที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร เช่น ประเทศไทย ที่จะได้รับแสงแดดเป็นเวลานานกว่าประเทศที่อยู่ใกล้ขั้วโลกเพราะดวงอาทิตย์ขึ้นและตกในตำแหน่งที่สูงกว่า
ฤดูกาล
สำหรับฤดูกาลก็สามารถส่งผลต่อระยะเวลาการรับแสงแดดได้เช่นกัน เพราะว่าแกนโลกเอียงทำให้ตำแหน่งของดวงอาทิตย์เปลี่ยนไปตลอดปี เช่น ช่วงฤดูร้อน กลางวันจะยาวขึ้น ทำให้แผงโซลาร์เซลล์ได้รับแสงแดดนานขึ้นและผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้น ช่วงฤดูหนาวกลางวันสั้นลง ทำให้เวลาการรับแสงแดดลดลงหรือโซลาร์เซลล์หน้าฝน และในช่วงที่มีเมฆมากทำให้ปริมาณแสงแดดที่ตกกระทบแผงโซลาร์เซลล์ลดลงและส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า
มุมการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์
สำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์นั้นจะต้องติดตั้งในมุมที่เหมาะสม เพื่อให้ได้รับแสงแดดมากที่สุด โดยมุมที่ดีที่สุดคือมุมเอียงที่สอดคล้องกับละติจูดของพื้นที่นั้นๆ ในประเทศไทย ซึ่งอยู่ที่ละติจูดประมาณ 13-20 องศาเหนือ และมุมที่เหมาะสมสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ คือ ประมาณ 10-15 องศา และหันหน้าไปทางทิศใต้เพราะเป็นทิศที่ได้รับแสงแดดมากที่สุดตลอดทั้งปี และถ้าหากติดตั้งในมุมที่ไม่เหมาะสม เช่น เอียงมากเกินไปหรือหันไปในทิศที่ไม่รับแดดโดยตรงอาจทำให้ระยะเวลาการรับแสงแดดจะลดลง และประสิทธิภาพในการทำงานลดลงได้
เงาจากสิ่งกีดขวาง
สำหรับเงาจากสิ่งกีดขวาง เช่น ต้นไม้ อาคาร เสาไฟ หรือแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งใกล้กันเกินไปก็สามารถลดระยะเวลาที่แผงสามารถรับแสงแดดได้ เพราะถ้าหากเงาบดบังบางส่วนของแผงจะทำให้เซลล์แสงอาทิตย์บางจุดไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างเต็มที่ นอกจากนี้แผงโซลาร์เซลล์บางประเภทมีการเชื่อมต่อแบบอนุกรม และถ้าหากเซลล์ใดเซลล์หนึ่งถูกเงาบังอาจทำให้ประสิทธิภาพของทั้งแผงลดลง ดังนั้นการวางแผงในตำแหน่งที่ไม่มีเงาบดบังและมีแสงแดดส่องถึงตลอดวันจึงสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตพลังงานได้ดี
โซลาร์เซลล์ไม่มีแดดใช้ได้ไหม? การทำงานของโซลาร์เซลล์ในวันแดดน้อย-กลางคืน
“โซลาร์เซลล์” เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าโดยตรงผ่านกระบวนการโฟโตโวลตาอิก (Photovoltaic Effect) ดังนั้น “แสงแดด” จึงเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้โซลาร์เซลล์สามารถผลิตพลังงานได้ แต่ในวันที่แดดน้อย มีเมฆมาก ฝนตก หรือเวลากลางคืนที่ไม่มีแสงอาทิตย์นั้นโซลาร์เซลล์ไม่มีแดดใช้ได้ไหม มีรายละเอียดต่างๆ ดังนี้
โซลาร์เซลล์ในวันที่แดดน้อยหรือมีเมฆมาก
สำหรับวันที่ท้องฟ้ามีแดดน้อยหรือมีเมฆมากนั้นโซลาร์เซลล์ยังคงสามารถผลิตพลังงานได้อยู่ แต่ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้จะลดลงเหลือประมาณ 10-50% ของวันที่แดดแรง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของเมฆด้วย ถ้าหากเป็นเมฆแบบบางๆ ก็อาจทำให้โซลาร์เซลล์ยังสามารถรับแสงกระจัดกระจายและผลิตพลังงานได้ในระดับปานกลาง แต่ถ้าหากเป็นเมฆหนาหรือใช้โซลาร์เซลล์หน้าฝนอาจทำให้แสงอาทิตย์ที่ผ่านลงมาน้อยมาก และส่งผลให้พลังงานที่ผลิตได้ลดน้อยลง ดังนั้นถ้าหากต้องการใช้งานพลังงานได้อย่างต่อเนื่อง ก็สามารถเลือกใช้แบตเตอรี่สำรองร่วมกันกับการใช้งานโซลาร์เซลล์ได้
โซลาร์เซลล์ในเวลากลางคืน
สำหรับโซลาร์เซลล์ในช่วงเวลากลางคืนนั้นไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้เพราะว่าไม่มีแสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม ระบบพลังงานแสงอาทิตย์สามารถทำงานต่อเนื่องได้ด้วยการเลือกใช้แบตเตอรี่สำรอง (Solar Battery Storage) ที่เก็บพลังงานจากช่วงกลางวันมาใช้ในช่วงกลางคืนได้ โดนระบบนี้เป็นวิธีที่นิยมใช้สำหรับบ้านที่ต้องการพึ่งพาพลังงานแสงอาทิตย์เป็นหลักโดยไม่ต้องเชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้าหลัก และสำหรับบ้านที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า หรือ Grid-Tied System หากโซลาร์เซลล์ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในเวลากลางคืนระบบจะดึงไฟจากสายส่งไฟฟ้าของการไฟฟ้ามาใช้แทนทำให้สามารถใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ตามปกติ นอกจากนี้ ในบางระบบอาจมีการใช้ Net Metering ซึ่งเป็นระบบที่ช่วยให้สามารถขายไฟฟ้าส่วนเกินที่ผลิตได้ในตอนกลางวันกลับเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า และใช้พลังงานจากโครงข่ายในตอนกลางคืนโดยไม่ต้องมีแบตเตอรี่สำรองได้
วิธีเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโซลาร์เซลล์
การใช้โซลาร์เซลล์ที่เป็นแหล่งพลังงานจากแสงอาทิตย์นั้นสามารถช่วยลดค่าไฟฟ้าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตามเมื่อใช้งานเป็นระยะเวลานานอาจทำให้ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ลดลงได้หรืออาจหาวิธีเช็กหาสาเหตุแผงโซลาร์เซลล์เสียได้ และยังสามารถเกิดขึ้นได้จากหลายปัจจัย เช่น ตำแหน่งติดตั้ง ฝุ่นละออง หรือการเลือกอุปกรณ์ที่ไม่เหมาะสม ดังนั้นหากต้องการให้แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าได้อย่างเต็มที่ ควรดูแลและปรับปรุงอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโซลาร์เซลล์สามารถทำได้ง่ายๆ ดังนี้
1. ติดตั้งในตำแหน่งที่รับแดดได้มากที่สุด
การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์นั้นควรติดตั้งในตำแหน่งที่รับแดดได้มากที่สุด เพราะว่าตำแหน่งติดตั้งมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์ โดยการติดตั้งในประเทศไทยนั้นควรติดตั้งแผงให้หันไปทางทิศใต้และปรับมุมเอียงให้เหมาะสมในแต่ละฤดูกาลเพื่อรับแสงแดดได้มากที่สุด และควรหลีกเลี่ยงการติดตั้งในที่มีเงาจากต้นไม้ อาคาร หรือสิ่งกีดขวางอื่นๆ เพราะอาจลดปริมาณพลังงานที่แผงสามารถรับได้
2. ใช้แบตเตอรี่สำรอง
สำหรับการใช้งานแบตเตอรี่สำรองร่วมกันกับแผงโซลาร์เซลล์นั้นจะช่วยเก็บพลังงานที่ผลิตได้ในช่วงกลางวัน เพื่อนำมาใช้ในเวลากลางคืนหรือช่วงที่แดดน้อย และที่สำคัญคือควรเลือกแบตเตอรี่ที่มีความจุสูงและมีประสิทธิภาพดี เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีคุณสมบัติในการช่วยให้การจ่ายไฟมีเสถียรภาพมากขึ้นและลดการพึ่งพาไฟฟ้าจากโครงข่ายหลัก เป็นต้น
3. ทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์อย่างสม่ำเสมอ
สำหรับพื้นที่ในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์นั้นเป็นพื้นที่กลางแจ้งอาจทำให้มีฝุ่นละออง ใบไม้ ขี้นก และสิ่งสกปรกอื่นๆ เกาะอยู่ที่บริเวณหน้าแผงได้ ซึ่งสิ่งสกปรกเหล่านี้สามารถลดประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ได้มากถึง 20-30% ดังนั้นควรทำความสะอาดอย่างน้อยเดือนละ 1-2 ครั้ง ด้วยการใช้ผ้านุ่มและน้ำสะอาด และควรหลีกเลี่ยงการใช้สารเคมีที่อาจทำลายพื้นผิวแผงได้
4. เลือกแผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูง
สำหรับแผงโซลาร์เซลล์นั้นมีให้เลือกใช้หลากหลายประเภท เช่น โมโนคริสตัลไลน์และโพลีคริสตัลไลน์ และในการเลือกใช้งานแผงโซลาร์เซลล์นั้นควรเลือกแผงที่มีค่าประสิทธิภาพ (Efficiency) สูงกว่า 18% มีคุณภาพดี และผลิตมาจากผู้ผลิตที่เชื่อถือได้ เพื่อให้สามารถผลิตพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีอายุการใช้งานยาวนาน
ติดตั้งโซลาร์เซลล์ในหน้าฝนใช้งานได้ไหม?
สำหรับการใช้งานโซลาร์เซลล์หน้าฝนนั้นยังคงสามารถทำงานได้ดี เพราะถึงแม้ว่าในช่วงหน้าฝนจะไม่มีแดดจัดแต่แสงอาทิตย์ยังสามารถส่องผ่านเมฆลงมาได้ อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าก็อาจจะลดลงเหลือประมาณ 10-50% ของวันที่แดดแรงและขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของเมฆและปริมาณฝนด้วย แต่ว่าการใช้งานโซลาร์เซลล์หน้าฝนก็ยังมีข้อดีตรงที่ฝนตกสามารถช่วยชะล้างฝุ่น และสิ่งสกปรกออกจากแผงได้ ทำให้แผงสะอาดขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าในวันที่ฟ้าเปิด และในส่วนเรื่องของความทนทานแผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่ถูกออกแบบให้กันน้ำและทนต่อทุกสภาพอากาศจึงสามารถติดตั้งได้ทุกฤดูกาล ทั้งนี้ถ้าหากต้องการใช้ไฟฟ้าได้ต่อเนื่องในช่วงหน้าฝนก็สามารถติดตั้งระบบแบตเตอรี่สำรองร่วมด้วยได้ เพื่อเก็บพลังงานไว้ใช้เมื่อการผลิตลดลง
สรุป
“โซลาร์เซลล์” ทำงานโดยเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าด้วยการผ่านกระบวนการโฟโตวอลเทอิก (Photovoltaic Effect) เมื่อแสงตกกระทบแผงโซลาร์เซลล์ และเซลล์ภายในจะผลิตกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (DC) และส่งไปยังอินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) สำหรับใช้งานในบ้าน และประสิทธิภาพการทำงานขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ ฤดูกาล มุมติดตั้ง และเงาจากสิ่งกีดขวาง โดยทั่วไปโซลาร์เซลล์ต้องโดนแดดกี่ชั่วโมงนั้นจะต้องโดนอย่างน้อย 4-6 ชั่วโมงต่อวัน ถึงแม้ในวันที่แดดน้อย ฝนตก หรือมีเมฆมาก แผงก็ยังผลิตไฟฟ้าได้แต่ลดลง แต่ในส่วนกลางคืนอาจต้องใช้แบตเตอรี่สำรองหรือไฟจากโครงข่ายไฟฟ้าแทน ดังนั้นเพื่อให้การใช้งานแผงโซลาร์เซลล์ในทุกช่วงฤดูกาลเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ก็สามารถเลือกใช้บริการกับ Chuphotic ผู้ผลิตและจัดจำหน่ายเครื่องจ่ายกระแสไฟฟ้าสำรองต่อเนื่อง UPS เครื่องรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ AVR แบตเตอรี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก อุปกรณ์ฉุกเฉิน และพลังงานทดแทน มาพร้อมกับบริการรับประกัน ซ่อม และการดูแลหลังจำหน่ายที่ช่วยให้ทุกเรื่องเกี่ยวกับการใช้งานโซลาร์เซลล์เป็นเรื่องง่ายมากขึ้น