Solar Cell คืออะไร? ทางเลือกประหยัดไฟฟ้า ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
ปัจจุบัน Solar cell กลายเป็นทางเลือกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ที่ช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าให้หลายๆ ครัวเรือน รวมถึงอาคารสำนักงานต่างๆ บทความนี้จะพาไปดูว่า Solar Cell คืออะไร มีหลักในการทำงานอย่างไร และมีข้อดีอย่างไรบ้าง ทำไมผู้คนจึงหันมาใช้งาน พร้อมแนะนำวิธีการติดตั้ง Solar Cell สำหรับผู้ที่สนใจ ไปดูพร้อมกันเลย
ทำความรู้จัก Solar Cell คืออะไร
Solar Cell คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกสร้างขึ้น เพื่อรับพลังงานจากแสงอาทิตย์มาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า มีเซมิคอนดักเตอร์ (Semiconductor) หรือ สารตัวกึ่งนำ ซึ่งมีหน้าที่ในการแปลงพลังงานที่ได้รับจากแสงอาทิตย์ให้เป็นกระแสไฟฟ้า เพื่อใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน อาคารสำนักงาน หรืองานอุตสาหกรรม
Solar Cell มีหลักการทำงานยังไง
การทำงานของ Solar Cell คือ การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า กล่าวคือ เมื่อแสงอาทิตย์มาตกกระทบที่แผงโซล่าเซลล์ โดยแผงโซล่าเซลล์มีลักษณะเป็นวัสดุโลหะ และมีรูปแบบเป็นเส้นตาราง ทำให้ระหว่างที่แสงอาทิตย์ตกกระทบลงบนพื้นผิวแผงโซล่าเซลล์ เส้นตารางโลหะจะช่วยกักเก็บพลังงานไฟฟ้าเอาไว้ อีกทั้งบริเวณพื้นผิวชั้นบนของโซล่าเซลล์ยังมีสารเคลือบออปติคอล เคลือบป้องกันแสงสะท้อน พร้อมช่วยลดการสูญเสียของแสงสะท้อน และทำหน้าที่ส่งพลังงานไปยังชั้นแปลงพลังงานด้านล่าง อีก 3 ชั้น ได้แก่ ชั้นจุดเชื่อมต่อด้านบน ชั้นตัวดูดซับ และชั้นจุดเชื่อมต่อด้านหลัง ก่อนส่งพลังงานไปยังจุดแปลงกระแสไฟฟ้าที่เรียกว่า เซมิคอนดักเตอร์ (Semiconductor) หรือ สารตัวกึ่งนำ ซึ่งวัสดุที่นิยมใช้ ได้แก่ คอปเปอร์อินเดียมซีลีไนด์ แกลเลียมอาร์เซไนด์ อินเดียมฟอสไฟด์ และซิลิคอน โดยเซมิคอนดักเตอร์จะมีหน้าที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เกิดเป็นกระแสไฟฟ้า
- โซล่าเซลล์รับพลังงานจากแสงอาทิตย์
- เส้นตารางโลหะ ทำหน้าที่กักเก็บพลังงาน และส่งต่อพลังงานไปยังชั้นด้านล่าง
- พลังงานส่งผ่านชั้นของเซลล์ในรูปแบบโฟตอน
- โฟตอนให้พลังงานอิเล็กตรอนในชั้นด้านล่าง
- ชั้นด้านล่างเกิดการถ่ายทอดอิเล็กตรอนระหว่างกัน
- อิเล็กตรอนถูกทำให้เกิดการแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้ในการใช้งาน
Solar Cell มีดียังไง ทำไมคนส่วนใหญ่ถึงเลือกใช้งาน
Solar Cell มีข้อดีมากมาย ไม่ว่าจะติดตั้งเพื่อใช้งานในครัวเรือน อาคารสำนักงาน หรือใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรมก็สะดวก โดยข้อดีที่ทำให้คนหันมาใช้งานโซล่าเซลล์มีดังนี้
เป็นการใช้พลังงานทดแทน
การใช้งานแผงโซล่าเซลล์ ไม่ว่าจะเป็นการมี Solar Cell ติดบ้าน หรือติดที่โรงงาน แผงโซล่าเซลล์จะรับพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่เป็นพลังงานธรรมชาติ พลังงานหมุนเวียน และพลังงานทดแทน หรือมีหมายความว่า พลังงานแสงอาทิตย์นี้สามารถนำมาใช้งานได้เรื่อยๆ เป็นพลังงานทดแทนที่สะอาด และไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม
ช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย
บ้าน อาคารสำนักงาน หรือสถานที่ต่างๆ ต้องมีการใช้ไฟฟ้าเพื่อให้ความสว่าง ความอบอุ่น และเพื่อความปลอดภัย แต่การใช้งานไฟฟ้าในจำนวนมากๆ ก็มีข้อจำกัดในเรื่องของค่าใช้จ่ายที่อาจเกินความจำเป็น จึงทำให้การมี Solar Cell ติดบ้าน อาคารสำนักงาน หรือสถานที่ต่างๆ กลายเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่หลายคนนิยม เพราะช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย และยังติดตั้งได้ทุกที่
เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ปัจจุบันการผลิตกระแสไฟฟ้ามีอยู่ด้วยกัน 2 รูปแบบ คือ การผลิตไฟฟ้าโดยใช้เชื้อเพลิงถ่านหินมาเผาไหม้ให้กลายเป็นพลังงาน ซึ่งการเผาไหม้ของถ่านหินก่อให้เกิดมลพิษที่ทำลายชั้นบรรยากาศ เช่น ก๊าซเรือนกระจก ทำให้เกิดมลพิษที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม แตกต่างจาก Solar Cell คือ เป็นพลังงานที่ได้รับจากแสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียว ถือเป็นพลังงานธรรมชาติ สะอาดบริสุทธิ์ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เป็นการลงทุนในระยะยาว
การมี Solar Cell ติดบ้าน อาคารสำนักงาน โรงงานขนาดใหญ่ หรือสถานที่ที่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าในประมาณมาก ถือเป็นการลงทุนที่มีความคุ้มค่าในระยะยาว เนื่องจากโซล่าเซลล์มีอายุการใช้งานที่ยาวนานเฉลี่ยประมาณ 20 ปี อีกทั้งยังมีความทนทานสูง แม้ว่าการติดตั้งในครั้งแรกจะมีค่าใช้จ่ายที่สูง แต่หากเปรียบเทียบในระยะยาว ก็ย่อมมีคุ้มค่ามากกว่า
เป็นพลังงานที่ใช้ได้อย่างไม่จำกัด
การใช้โซล่าเซลล์ หมายถึง การใช้พลังงานธรรมชาติได้อย่างไม่จำกัด เพราะการทำงานของโซล่าเซลล์คือการอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นหลัก ซึ่งแสงอาทิตย์ก็มีอยู่ทุกวัน ทำให้พลังงานถูกนำมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างสม่ำเสมอ แม้ว่าบางฤดูกาลจะมีแสงน้อย แต่โซล่าเซลล์ก็ยังสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง
Solar Cell มีกี่ระบบ แต่ละระบบเหมาะกับการใช้งานแบบไหน
Solar Cell มีด้วยกัน 3 ระบบหลักๆ คือ Solar Cell Off Grid, Solar Cell On Grid และ Solar Cell Hybrid โดยแต่ละระบบก็มีข้อดีข้อเสีย และเหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน ดังนี้
Off Grid System
Solar Cell Off Grid คือ ระบบโซล่าเซลล์ที่ไม่มีการเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้า ไม่ต้องพึ่งพลังงานไฟฟ้าส่วนกลาง เป็นระบบ Stand Alone ไม่ต้องขออนุญาตการไฟฟ้าเพื่อการใช้งาน เหมาะสำหรับพื้นที่ที่ไฟฟ้าไม่เข้าถึง เช่น พื้นที่ห่างไกล บนดอยสูง รวมถึงการติดตั้งระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
หลักการทำงาน
การทำงานของ Solar Cell Off Grid เมื่อพลังงานไฟฟ้าถูกผลิตขึ้นจากแสงอาทิตย์ ประจุไฟฟ้าจะถูกนำไปเก็บในแบตเตอรี่ และเมื่อมีการใช้งานอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้า ประจุไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ก็จะถูกดึงมาใช้งาน
ข้อดี
- Solar Cell Off Grid เหมาะกับการใช้งานในพื้นที่ห่างไกล พื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง และอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
- ผลิตไฟฟ้าใช้เองได้ โดยไม่ต้องพึ่งพาพลังงานไฟฟ้าจากการไฟฟ้า จึงช่วยประหยัดเรื่องรายจ่ายค่าไฟฟ้าไปได้
- สามารถใช้ยามฉุกเฉินได้ เช่น ไฟตก ไฟดับ เป็นต้น
ข้อจำกัด
- Solar Cell Off Grid มีต้นทุน ค่าใช้จ่าย และค่าดูแลรักษาที่สูง
- หากไม่มีแดดหรือมีฝนตกติดต่อกันมากเกินไป จะทำให้พลังงานในแบตเตอรี่หมดได้
On Grid System
Solar Cell On Grid คือ ระบบโซล่าเซลล์ที่มีการเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้า โดยในปัจจุบันเป็นที่นิยมติดอย่างมาก เนื่องจาก Solar Cell On Grid เป็นระบบที่ใช้ไฟฟ้าจากการไฟฟ้า และใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซล่าเซลล์ จึงมักติดตั้งที่บ้านเป็นส่วนใหญ่ เหมาะสำหรับบ้านที่ต้องใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลากลางวัน เพราะสามารถผลิตไฟฟ้าแล้วใช้ได้เลย และหากผลิตไฟฟ้าเกินความต้องการ ก็สามารถขายไฟฟ้าคืนให้ระบบของการไฟฟ้าได้
หลักการทำงาน
การทำงานของ Solar Cell On Grid คือ แผงโซล่าเซลล์จะมีสายเชื่อมต่อกับระบบสายส่งกระแสไฟฟ้าจากการไฟฟ้า และเมื่อต้องการใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้า แผงโซล่าเซลล์จะแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อนำไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่ออยู่
ข้อดี
- มีต้นทุน ค่าใช้จ่าย และค่าดูแลรักษาที่น้อยกว่า Solar Cell Off Grid
- หากผลิตไฟฟ้าเกิน สามารถขายคืนให้กับการไฟฟ้าได้ แต่ต้องมีสัญญาซื้อขายไฟฟ้ากับการไฟฟ้าก่อน
- ช่วงฤดูที่มีแสงน้อยยังสามารถผลิตไฟฟ้าใช้ได้ เพราะมีระบบไฟฟ้ามาช่วยเสริมการทำงาน
ข้อจำกัด
- ถ้าไฟฟ้าดับ ไฟตก แผงโซล่าเซลล์ก็จะหยุดทำงานไปด้วย ต่างจาก Solar Cell Off Grid ที่ยังคงทำงานได้ปกติ
- การเชื่อมต่อกับระบบการไฟฟ้าต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด
- หากมีการเปลี่ยนแปลง หรือปรับปรุงระบบจากการไฟฟ้า อาจมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมในการปรับปรุง
Hybrid Grid System
Hybrid Grid คือ โซล่าเซลล์ที่มีทั้งระบบ Solar Cell Off Grid และ Solar Cell On Grid โดยมีการใช้ไฟฟ้าจากระบบการไฟฟ้า ไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ และไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ หากมีการผลิตกระแสไฟฟ้ามากกว่าการใช้งาน พลังงานส่วนที่เหลือจะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่ เพื่อนำไปใช้ในเวลากลางคืน
หลักการทำงาน
การทำงานของ Hybrid Grid เป็นการทำงานร่วมกันระหว่าง Solar Cell Off Grid และ On Grid มีแผงโซล่าเซลล์ทำหน้าที่รับแสงอาทิตย์ แปลงพลังงานไฟฟ้า และส่งพลังงานไฟฟ้าไปยังไฮบริดอินเวอร์เตอร์ ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ก่อนเชื่อมต่อเข้ากับระบบจำหน่ายไฟ เพื่อต่อกระแสไฟฟ้าไปใช้งานกับอุปกรณ์ต่างๆ ในขณะเดียวกันก็ยังมีขั้วเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่เพื่อเก็บประจุไฟฟ้า
ข้อดี
- กรณีฉุกเฉิน เช่น ไฟดับ ไฟตก ก็ยังสามารถใช้งานต่อไปได้
- สามารถใช้งานไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากมีแหล่งจ่ายไฟ 3 แหล่ง ได้แก่ โซล่าเซลล์ แบตเตอรี่ และไฟฟ้าจากระบบการไฟฟ้า จึงมีความเสถียรในการใช้งานมากกว่า Solar Cell Off Grid และ On Grid
ข้อจำกัด
- มีต้นทุน ค่าดูแลรักษา และค่าใช้จ่ายที่สูง เนื่องจากมีอุปกรณ์ที่ต้องใช้เป็นจำนวนมาก
- อาจคืนทุนได้ช้ากว่า Solar Cell Off Grid และ On Grid
- ระบบการทำงานมีความซับซ้อน
- มีอุปกรณ์เชื่อมต่อพลังงานที่จำกัด
เทคนิคการเลือก Solar Cell สำหรับติดตั้งไว้ใช้งาน
การเลือก Solar Cell ในปัจจุบันมีหลากหลายรุ่น แต่ควรเลือกให้เหมาะกับการใช้งาน เช่น Solar Cell ติดบ้าน อาคารสำนักงาน หรือโรงงานอุตสาหกรรม เพื่อประสิทธิภาพการใช้งานสูงสุด โดยมีเทคนิคการเลือก ดังนี้
เลือก Solar Cell จากกำลังการผลิตกระแสไฟฟ้า
การเลือก หรือการติดตั้งโซล่าเซลล์เพื่อการใช้งาน สิ่งที่ควรคำนึงถึง คือ การใช้ไฟในแต่ละวันว่าใช้มากน้อยเพียงใด ดูขนาดกำลังไฟให้เหมาะกับการใช้งาน เพราะแผงโซล่าเซลล์แต่ละรุ่นจะมีตัวเลือกการผลิตกำลังไฟฟ้าที่ต่างกัน วิธีการเลือก Solar Cell คือ ต้องดูความต้องการในการใช้งาน หรือต้องการใช้งานประเภทไหน เพื่อที่จะได้นำข้อมูลไปคำนวณให้เหมาะสมกับความต้องการที่จะใช้งาน
เลือก Solar Cell ที่เหมาะสมกับพื้นที่ติดตั้ง และการใช้งาน
Solar Cell ติดบ้าน อาคารสำนักงาน หรือโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ก่อนการติดตั้งทุกครั้ง ควรตรวจสอบว่ามีพื้นที่เพียงพอสำหรับการติดตั้งหรือไม่ เช่น การติดตั้งตามอาคาร ติดตั้งบนหลังคาบ้าน หรือติดตั้งตามโรงงานอุตสาหกรรม เพราะแผงโซล่าเซลล์จำเป็นต้องรับพลังงานจากแสงอาทิตย์ เพื่อการกักเก็บ และแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า จึงควรติดตั้งให้ถูกจุด เพื่อให้แผงโซล่าเซลล์รับแสงอาทิตย์ได้เต็มที่ หากใครไม่มั่นใจเรื่องการติดตั้ง รวมถึงการเลือกขนาดให้เหมาะกับพื้นที่ ก็ควรปรึกษาผู้เชี่ยวชาญเพื่อขอคำแนะนำ
เลือก Solar Cell แบบพกพา สำหรับการใช้งานนอกสถานที่
นอกจากแผงโซล่าเซลล์ติดบ้าน อาคารสำนักงาน หรือสถานที่อื่นๆ ปัจจุบันก็ยังมีอีกแผงโซล่าเซลล์สำหรับพกพาโดยเฉพาะ ซึ่งผลิตขึ้นมาเพื่อให้ใช้งานง่ายขึ้น สามารถพกพาได้ มีขนาดกะทัดรัด น้ำหนักเบา และพับได้ เพื่อให้พกพาไปได้ทุกที่ เผื่อเกิดกรณีฉุกเฉินก็สามารถนำออกมาใช้งานได้ โดยการใช้งานก็จะใช้ร่วมกับอุปกรณ์แปลงไฟฟ้า ขั้วต่อสายโซล่าเซลล์ MC4 และพอร์ต USB ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ง่ายๆ ไม่ต้องยุ่งยาก
วิธีการติดตั้ง Solar cell ที่บ้านต้องทำอย่างไร
หากอยากติดตั้ง Solar Cell เพื่อไว้ใช้งานที่บ้าน ก็สามารถทำตามขั้นตอนนี้ได้
- ติดตั้งแผงรับน้ำหนัก ควรสำรวจโครงสร้างของหลังคาบ้าน หรือดาดฟ้าของอาคาร ก่อนทำการติดตั้ง เพราะต้องทำการออกแบบ และติดตั้งที่ยึดแผง หรือ Solar Mounting เพื่อรองรับน้ำหนักของแผงโซล่าเซลล์ หากไม่ติดตั้งแผงรับน้ำหนัก อาจทำให้เกิดปัญหาการทรุดตัวของหลังคา หรือปัญหาหลังคารั่วซึมได้
- ติดตั้งแผง Solar Cell การติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ คือ การนำแผงมายึดกับโครงสร้างโดยช่างผู้ชำนาญ และติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ให้ความลาดเอียงของแผงอยู่ที่ประมาณ 15 – 20 องศา และต้องหันแผงไปทางทิศตะวันตก หรือทิศตะวันตกเฉียงใต้ เพื่อให้แผงได้รับแสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง
- ติดตั้ง Inverter ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซล่าเซลล์จะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ซึ่งไม่สามารถนำมาใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ จำเป็นต้องมีการแปลงกระแสไฟฟ้า โดยอาศัยตัวแปลงกระแสไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์ มาทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) สำหรับการเลือกอินเวอร์เตอร์ ควรพิจารณารายชื่อที่ผ่านการตรวจสอบ และรับรองโดยการไฟฟ้านครหลวง หรือการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค ซึ่งหากใครสนใจอินเวอร์เตอร์ ก็ขอแนะนำ INV600-L 12l24 อินเวอร์เตอร์ของ Chuphotic เหมาะกับการใช้งานคู่กับ Solar Cell ทุกระบบ
- ติดตั้งเครื่องควบคุมการชาร์จ โซล่าเซลล์เป็นระบบที่ไม่ได้อาศัยไฟฟ้าในระบบสายส่ง หรือที่เรียกกันว่า Solar Cell Off Grid ทำให้การติดตั้งแผงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ เพื่อใช้เก็บประจุไฟฟ้าในแบตเตอรี่ หรือ Solar Charge Controller สำหรับใช้งานช่วงกลางคืน หรือช่วงที่โซล่าเซลล์ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ อุปกรณ์นี้จะช่วยควบคุมความเสถียรในการชาร์ต และป้องกันการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่
- เดินสายไฟ ขั้นตอนสุดท้ายของการติดตั้ง Solar Cell คือ การเดินสายไฟ และอุปกรณ์ที่จำเป็น โดยสิ่งสำคัญที่ควรมีก็คือ ท่อร้อยสายไฟ สำหรับเดินสายเชื่อมต่อจากแผงโซล่าเซลล์ เพื่อต่อเข้าอุปกรณ์ อินเวอร์เตอร์ เครื่องควบคุมการชาร์จ แบตเตอรี่ และรวมสายเอาไว้ตู้ควบคุม เมื่อติดตั้งเรียบร้อยแล้ว อย่าลืมทดลองใช้งานจริง เพื่อตรวจสอบระบบ
Solar Cell คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างขึ้น เพื่อนำเอาพลังงานจากแสงอาทิตย์มาผลิตกระแสไฟฟ้า โดยมีหลักการทำงาน คือ มีแผงโซล่าเซลล์ที่ใช้ในการรับแสงอาทิตย์ และแสงอาทิตย์ก็จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าที่สามารถใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ ซึ่งโซล่าเซลล์ช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย และถือเป็นการลงทุนในระยะยาว รวมถึงเป็นพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยทาง Chuphotic เรามีผลิตภัณฑ์ และอุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกับโซล่าเซลล์ที่มีคุณภาพ มีมาตรฐาน เหมาะกับการใช้งานทุกรูปแบบ พร้อมให้คำปรึกษา และให้บริการอย่างครบวงจร