ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร เจาะลึกหลักการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์คือแหล่งพลังงานมหาศาลที่มอบพลังงานให้โลกของเรามานานนับพันล้านปี และในปัจจุบัน ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เราสามารถเปลี่ยนพลังงานที่ได้รับมาฟรีๆ นี้ให้กลายเป็นไฟฟ้าที่ใช้งานได้โดยตรงในบ้านและธุรกิจของเราเอง กระบวนการนี้เรียกว่าการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งกำลังเป็นทางเลือกที่ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว บทความนี้ GREENERGY จะพาไปเจาะลึกตั้งแต่จุดเริ่มต้นว่า พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร และหัวใจสำคัญอย่างเซลล์แสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร

พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร

พลังงานแสงอาทิตย์คือ พลังงานในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ ถือเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) ที่สะอาดและมีปริมาณมหาศาลที่สุดเท่าที่มนุษย์จะเข้าถึงได้ โดยไม่มีวันหมดสิ้น แตกต่างจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ใช้แล้วหมดไปและสร้างผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม สำหรับประเทศไทยซึ่งตั้งอยู่ในเขตศูนย์สูตร ทำให้ได้รับความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์ในระดับสูงตลอดทั้งปี จึงมีศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สูงมาก

เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) คืออะไร

เพื่อให้เราสามารถนำพลังงานจากแสงอาทิตย์มาใช้งานได้ เราจำเป็นต้องมีเทคโนโลยีที่ทำหน้าที่ "แปลง" พลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า และอุปกรณ์ที่เป็นหัวใจสำคัญในการทำหน้าที่นี้ก็คือ เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) หรือที่เรียกอีกอย่างว่า เซลล์โฟโตโวลตาอิก (Photovoltaic Cell)

ประเภทของเซลล์แสงอาทิตย์ที่นิยมใช้ในปัจจุบัน

แม้ว่าเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์จะมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่ในตลาดปัจจุบันสามารถแบ่งชนิดของแผงโซล่าเซลล์ที่ผลิตจากซิลิคอน (Crystalline Silicon) ซึ่งเป็นที่นิยมสูงสุด ออกได้เป็นประเภทหลักๆ ดังนี้

• แผงโซล่าเซลล์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ (Monocrystalline Silicon Solar Panels): เป็นแผงเกรดพรีเมียมที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ผลิตจากผลึกซิลิคอนบริสุทธิ์เชิงเดี่ยว ทำให้มีสีดำเข้มสม่ำเสมอสวยงาม สามารถผลิตไฟฟ้าได้ดีแม้ในสภาวะแสงน้อย แต่ก็มีราคาสูงที่สุดเช่นกัน

• แผงโซล่าเซลล์ชนิดโพลีคริสตัลไลน์ (Polycrystalline Silicon Solar Panels): เป็นแผงที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีราคาที่ย่อมเยาและคุ้มค่า ผลิตจากผลึกซิลิคอนหลายผลึกมารวมกัน ทำให้มีสีน้ำเงินและลวดลายไม่สม่ำเสมอ มีประสิทธิภาพรองลงมาจากชนิดโมโนฯ

• แผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบาง (Thin Film Solar Panels): มีคุณสมบัติเด่นคือความบาง, น้ำหนักเบา, และมีความยืดหยุ่นสูง แต่มีประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าต่ำที่สุดเมื่อเทียบต่อพื้นที่ จึงไม่เหมาะกับการติดตั้งบนหลังคาบ้านที่พื้นที่จำกัด แต่นิยมใช้ในโครงการขนาดใหญ่หรือการใช้งานเฉพาะทาง

เซลล์แสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าได้อย่างไร?

การเปลี่ยนแสงแดดให้เป็นไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ได้ในบ้านนั้น ไม่ได้อาศัยแค่เซลล์แสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียว แต่ต้องอาศัยการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบ ซึ่งองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด มีดังนี้

แผงโซล่าเซลล์ (Solar Panel)

แผงโซล่าเซลล์คือการนำเซลล์แสงอาทิตย์จำนวนมากมาประกอบรวมกันบนแผ่นรองรับเดียวกัน และหุ้มด้วยกระจกนิรภัยและกรอบอะลูมิเนียมที่แข็งแรงทนทาน เพื่อป้องกันความเสียหายจากสภาพแวดล้อม หน้าที่หลักของแผงโซล่าเซลล์คือการรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์และผลิตออกมาเป็น "ไฟฟ้ากระแสตรง (DC)"

อินเวอร์เตอร์ (Inverter)

ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ผลิตได้จากแผงยังไม่สามารถใช้งานกับเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านได้ทันที จึงต้องมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า "อินเวอร์เตอร์" ซึ่งเปรียบเสมือนสมองของระบบ ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ให้เป็น "ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)" ที่มีแรงดันไฟฟ้า 220V เหมือนกับระบบไฟฟ้าของการไฟฟ้า

ระบบเชื่อมต่อไฟฟ้าและอุปกรณ์เสริม

นอกจากแผงและอินเวอร์เตอร์แล้ว ระบบยังต้องมีโครงสร้างรองรับแผง (Mounting), สายไฟ DC/AC, และอุปกรณ์ป้องกันทางไฟฟ้าต่างๆ เช่น เบรกเกอร์, อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (SPD) เพื่อเชื่อมต่อระบบทั้งหมดเข้ากับตู้ควบคุมไฟฟ้าในบ้าน (MDB) ได้อย่างปลอดภัยและได้มาตรฐาน

ประโยชน์และการประยุกต์ใช้ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

เทคโนโลยีโซล่าเซลล์มีความยืดหยุ่นสูง ทำให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้เพื่อสร้างประโยชน์ได้ในหลากหลายระดับ ตั้งแต่บ้านพักอาศัยไปจนถึงโครงการขนาดใหญ่ของประเทศ

สำหรับบ้านพักอาศัย (Residential)

เป็นการใช้งานที่ได้รับความนิยมสูงสุด โดยการติดตั้งโซล่าเซลล์บนหลังคา (Solar Rooftop) เพื่อผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ใช้เองในตอนกลางวัน ช่วยลดค่าไฟฟ้าในแต่ละเดือนได้อย่างมีนัยสำคัญ สร้างความมั่นคงทางพลังงาน และเพิ่มมูลค่าให้กับตัวบ้าน

สำหรับภาคธุรกิจและอุตสาหกรรม (Commercial & Industrial)

โรงงาน, คลังสินค้า, และอาคารสำนักงานขนาดใหญ่มีการใช้ไฟฟ้าในตอนกลางวันสูงมาก การติดตั้งโซล่าเซลล์จึงเป็นการลงทุนที่คุ้มค่าอย่างยิ่งในการลดต้นทุนการดำเนินงาน (OPEX) และยังช่วยเสริมสร้างภาพลักษณ์องค์กรที่ใส่ใจต่อสิ่งแวดล้อมตามหลัก ESG อีกด้วย

สำหรับพื้นที่ห่างไกล (Remote Areas)

สำหรับพื้นที่ที่สายส่งไฟฟ้าเข้าไม่ถึง เช่น พื้นที่เกษตรกรรมบนภูเขา, ชุมชนห่างไกล, หรือสถานีทวนสัญญาณ ระบบโซล่าเซลล์แบบ Off-Grid ที่ทำงานร่วมกับแบตเตอรี่ คือทางออกที่ช่วยสร้างแสงสว่างและเปิดโอกาสให้ผู้คนสามารถเข้าถึงพลังงานไฟฟ้าได้อย่างเท่าเทียม

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าในวันที่มีเมฆมากได้หรือไม่

ได้ครับ แต่จะผลิตได้น้อยลง แผงโซล่าเซลล์รุ่นใหม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้แม้ในสภาวะแสงน้อย แต่ปริมาณไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับความหนาของเมฆโดยตรง

"เซลล์แสงอาทิตย์" กับ "แผงโซล่าเซลล์" แตกต่างกันอย่างไร

เซลล์แสงอาทิตย์ คือชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก 1 ชิ้น ส่วน "แผงโซล่าเซลล์" คือการนำเซลล์จำนวนมากมาประกอบรวมกันในกรอบเดียวกันเพื่อให้ได้กำลังผลิตที่สูงขึ้น

อายุการใช้งานของเซลล์แสงอาทิตย์นานแค่ไหน

โดยทั่วไป เซลล์แสงอาทิตย์ ในแผงโซล่าเซลล์มีการรับประกันประสิทธิภาพการผลิตนานถึง 25 ปี โดยประสิทธิภาพจะลดลงเล็กน้อยในแต่ละปีตามการใช้งาน

สรุปบทความ

จากที่กล่าวมาทั้งหมดจะเห็นได้ว่า พลังงานแสงอาทิตย์คือ แหล่งพลังงานที่ทรงพลังและเข้าถึงได้ง่าย และด้วยเทคโนโลยี เซลล์แสงอาทิตย์ ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นเรื่อยๆ ทำให้การผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ไว้ใช้เองไม่ใช่เรื่องไกลตัวอีกต่อไป แต่เป็นการลงทุนที่ชาญฉลาดสำหรับอนาคตที่ทั้งประหยัดและยั่งยืน

หากคุณสนใจที่จะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริง ทีมผู้เชี่ยวชาญของ GREENERGY พร้อมให้คำปรึกษาและออกแบบระบบที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณ เพราะบริษัท กรีนเนอร์ยี่ ประเทศไทย จำกัด มีทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญพร้อมให้คำปรึกษา ออกแบบ รับติดตั้งโซล่าเซลล์และดูแลตลอดอายุการใช้งาน ท่านสามารถติดต่อสอบถาม หรือขอคำปรึกษาได้ตามช่องทางดังนี้

• เบอร์ติดต่อ : ฝ่ายขาย 081-235-6832 

• Line : @greenergy

• อีเมล : sales@greenergythailand.com 

• เว็บไซต์ : www.greenergythailand.com

• ที่ตั้ง: บริษัท กรีนเนอร์ยี่ (ประเทศไทย ) จำกัด เลขที่ 252/131-132(A-B) อาคารเมืองไทย-ภัทร คอมเพล็กซ์ ตึก บี ชั้นที่ 30 ถนนรัชดาภิเษก แขวงห้วยขวาง เขตห้วยขวาง กรุเทพมหานคร 10310