www.engineerthailand.com เวบไซต์สำหรับวิศวกรไทย และนักศึกษาวิศวกรรม รวบรวมความรู้ พัฒนาวิศวกรไทยสู่ความเป็นเลิศ                                                                                                                                                                                                                                          
 
 สถิติวันนี้ 711 คน
 สถิติเมื่อวาน 1189 คน
 สถิติเดือนนี้
สถิติปีนี้
สถิติทั้งหมด
11383 คน
194161 คน
1370475 คน
เริ่มเมื่อ 2012-11-03

     " เซลล์แสงอาทิตย์ "    (Solar cell )
เป็นสิ่งประดิษฐ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างจากสารกึ่งตัวนำซึ่งสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์(หรือแสงจากหลอดแสงสว่าง)
ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรงและไฟฟ้าที่ได้นั้นจะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง(Direct  Cuurent)จัดว่าเป็นแหล่งพลังงานทดแทน
ชนิดหนึ่ง(RenewableEnergy)สะอาดและไม่สร้างมลภาวะใดๆขณะใช้งาน
             เซลล์แสงอาทิตย์ผลิตพลังงานไฟฟ้าได้มากน้อยเพียงใด

      พลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นโลกเรามีค่ามหาศาลบนพื้นที่1ตารางเมตรเราจะได้พลังงานประมาณ1,000วัตต์หรือ
เฉลี่ย4-5กิโลวัตต์/ชั่วโมง/ตารางเมตร/วันซึ่งมีความหมายว่าในวันหนึ่งๆบนพื้นที่เพียง1ตารางเมตรนั้นเราได้รับพลังงานแสง
อาทิตย์ 1กิโลวัตต์เป็นเวลานานถึง4-5ชั่วโมงนั่นเองถ้าเซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานร้อยละ15ก็แสดง
ว่าเซลล์แสงอาทิตย์จะมีพื้นที่ 1ตารางเมตรจะสามาถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้150วัตต์หรือเฉลี่ย600-750วัตต์/ชั่วโมง/
ตารางเมตร/วัน
      ในเชิงเปรียบเทียบในวันหนึ่งๆประเทศไทยเรามีความต้องการพลังงานไฟฟ้าประมาณ250ล้านกิโลวัตต์/ชั่วโมง/วันดังนั้นถ้า เรามีพื้นที่ประมาณ1,500ตารางกิโลเมตร(ร้อยละ0.3ของประเทศไทยเราก็สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ได้
เพียงพอกับความต้องการทั้งประเทศ

     หลักการทำงานและการใช้งานทั่วไปของเซลล์แสงอาทิตย์
-โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ที่นิยมใช้กันมากที่สุดได้แก่รอยต่อพีเอ็นของสารกึ่งตัวนำซึ่งวัสดุสารกึ่งตัวนำที่ราคาถูกที่สุดและ
มีมากที่สุดบนพื้นโลกได้แก่ซิลิกอนซึ่งถลุงได้จากควอตไซต์   หรือทรายและผ่านขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ตลอดจนการทำให้เป็น
ผลึก
- เซลล์แสงอาทิตย์หนึ่งแผ่นอาจมีรูปร่างเป็นแผ่นวงกลม (เส้นผ่นศูนย์กลาง5นิ้ว)หรือสี่เหลี่ยมจัตุรัส  (ด้านละ 5 นิ้ว )  มีควมหนา
200 - 400ไมครอน ( ประมาณ 0.2 – 0.4 มิลลิเมตร )      และต้องนำมาผ่านกระบอนการแพร่ซึมสารเจือปนในเตาอุณหภูมิสูง
( ประมาณ1000C )เพื่อสร้างรอยต่อ    P-N    ขั้วไฟฟ้าด้านหลังเป็นผิวสัมผัสโลหะเต็มหน้าส่วนขั้วไฟฟ้าด้านหน้าที่รับแสงจะมี
ลักษณะเป็นลายเส้นคล้ายก้างปลา
-เมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบกับเซลล์แสงอาทิตย์จะเกิดการสรางพาหะนำไฟฟ้าประจุลบ  และประจุบวก ขึ้นซึ่งได้แก่อิเล็กตรอน
และโฮลโครงสร้างรอยต่อพีเอ็นจะทำหน้าที่สร้างสนามไฟฟ้าภายในเซลล์เพื่อแยกพาหะไฟฟ้าชนิดอิเล็กตรอนให้ไหลไปที่ขั้วลบ
และทำให้พาหะนำไฟฟ้าชนิดโฮลไหลไปที่ขั้วบวก    ด้วยเหตุนี้ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าแบบกระแสตรงขึ้นที่ขั้วทั้งสองเมื่อเราต่อ
เซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้า( เช่นหลอดแสงสว่าง มอเตอร์ เป็นต้น)ก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร

- เซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง5นิ้วจะให้กระแสไฟฟ้าลัดวงจรประมาณ3แอมแปร์และให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดประ
มาณ 0.5 โวลต์ถ้าต้องการให้ได้กระแสไฟฟ้ามากๆก็ทำได้โดยการนำเซลล์มาต่อขนานกันหรือถ้าต้องการให้ได้รแรงดันสูงๆ
ก็นำเซลล์มาต่ออนุกรมกันเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีขายในท้องตลาดจะถูออกแบบให้อยู่ในกรอบอลูมินั่มสี่เหลี่ยมผืนผ้าซึ่งเรียกว่า แผง หรือ โมดูล
  -เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากเซลล์แสงอาทิตย์เป็นชนิดกระแสตรง  ดังนั้นถ้าผู้ใช้ต้องการนำไปจ่ายไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ ไฟฟ้ากระแสสลับต้องต่อเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับอินเวอร์เตอร์   ( Inverter)    ซึ่งเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าจากกระแสตรงให้เป็นกระแส
สลับก่อน
-ถ้าจ่ายไฟฟ้าให้เฉพาะเครื่องใช้ไฟฟ้ากระแสตรงในเวลากลางวันเช่นหลอดแสงสว่างกระแสตรงสามารถต่อเซลล์แสงอาทิตย์กับ
เครื่องใช้ไฟฟ้ากระแสตรงได้โดยตรง
-ถ้าจ่ายไฟฟ้าให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้ากระแสสลับในเวลากลางวันเช่นตู้เย็นเครื่องปรับอากาศในระบบจะต้องมีอินเวอร์เตอร์ด้วย
-ถ้าต้องการใช้ไฟฟ้าในเวลากลางคืนด้วยจะต้องมีแบตเตอรี่เข้ามาใช้ในระบบด้วย
กล่องควบคุมการประจุไฟฟ้าทำหน้า
1.เลือกว่าจะส่งกระแสไฟฟ้าไปยังอินเวอร์เตอร์หรือส่งไปยังแบตเตอรี่หรือ
2.ตัดเซลล์แสงอาทิตย์ออกจากระบบและต่อแบตเตอรี่ตรงไป ยังอินเวอร์เตอร์
-อินเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงกระแสไฟฟ้าตรงเป็นกระแสไฟฟ้าสลับในการแปลงดังกล่าวจะเกิดการสูญเสียขึ้นเสมอโดยทั่ว
ไปประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์มีค่าประมาณร้อยละ 85-90 หมายความว่าถ้าต้องการใช้ไฟฟ้า 85-90 วัตต์เราควรเลือกใช้อิน
เวอร์เตอร์100 วัตต์เป็นต้น ในการใช้งานเราควรติดตั้งอินเวอร์เตอร์ในที่ร่มอุณหภูมิไม่เกิน 40 C °ความชื้นไม่เกินร้อยละ 60
อากาศระบยได้ดี ไม่มีสัตว์เช่น หนู งู มารบกวน และมีพื้นที่ให้บำรุงรักษาได้เพียงพอ
 -สถานที่ติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ควรเป็นที่โล่งไม่มีเงามาบังเซลล์ไม่อยู่ใกล้สถานที่เกิดฝุ่นอาจอยู่บนพื้นดินหรือบนหลังคาบ้าน ก็ได้ควรวางแผงเซลล์ให้มีความลาดเอียงประมาณ10- 15 องศาจากระดับแนวนอนและหันหน้าไปทางทิศใต้การวางแผง
เซลล์ให้มีความลาดดังกล่าวจะช่วยให้เซลล์รับแสงอาทิตย์ได้มากที่สุดและช่วยระบายน้ำฝนได้รวดเร็ว
          
              
 การออกแบบขนาดของระบบเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับติดตั้งบนหลังคาบ้าน

ขั้นตอนที่ 1 การกำหนดกำลังไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ควรติดตั้ง
 เจ้าของบ้านควรพิจารณาว่าจะใช้เซลล์แสงอาทิตย์สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าใดบ้างเพื่อจะได้ติดตั้งเซลล์แสง
อาทิตย์ได้เพียงพอกับความต้องการและไม่ติดตั้งมากเกินความจำเป็น
ตัวอย่างที่1 บ้านหลังหนึ่งมีเครื่องใช้ไฟฟ้าและชั่วโมงของการใช้งานดังนี้
เครื่องใช้ไฟฟ้า
จำนวน(1)
กำลังไฟฟ้าต่อชิ้น (วัตต์)(2)
จำนวนชั่วโมงที่ใช้งานในหนึ่งวัน (3)
ผลคำนวนวัตต์-ชั่วโมง) (1)x(2)x(3)
หลอดฟลูออเรสเซนต์
2
36
5
360
โทรทัศน์
1
100
3
300
เครื่องปรับอากาศ
1
1,500
4
6,000
อื่นๆ
-
100
1
100
รวม
6,760

-จากตารางข้างต้นนี้ได้ข้อมูลในหนึ่งวันบ้านหลังนี้ใช้ไฟฟ้า 6,760 วัตต์-ชั่วโมง กำลังไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ควรติดตั้ง
(Pcell)คำนวนได้ง่ายๆจากสูตรดังต่อไปนี้

โดยที่     Pl : ความต้องการพลังงานไฟฟ้าในหนึ่งวัน
             Q : พลังงานแสงอาทิตย์ในหนึ่งวัน (วัตต์-ชั่วโมง/ตารางเมตร) สำหรับประเทศไทยเท่ากับ 4,000 วัตต์-ชั่วโมง/ตารางเมตรโดยประมาณ
             A : ค่าชดเชยการสูญเสียของเซลล์ โดยทั่วไปกำหนดค่าประมาณ 0.8
             B : ค่าชดเชยความสูญเสียเชิงความร้อน โดยทั่วไปกำหนดค่าประมาณ 0.85
             C : ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ โดยทั่วไปกำหนดค่าประมาณ 0.85 –0.9
             D : ความเข้มแสงปกติ = 1,000 วัตต์-ชั่วโมง/ตารางเมตร
เพราะฉะนั้น บ้านหลังนี้ต้องใช้เซลล์แสงอาทิตย์ที่ให้กำลังไฟฟ้เท่ากับ
Pcell = (6,760/4,000x0.8x0.85x0.85/1,000) = 2,923 W หรือประมาณ 2.9 kW

ขั้นตอนที่ 2การกำหนดจำนวนแผงของเซลล์แสงอาทิตย์
 จำนวนแผงของเซลล์แสงอาทิตย์คำนวณได้โดยใช้กำลังไฟฟ้าของระบบหารด้วยกำลังไฟฟ้าที่เซลล์หนึ่งแผงที่ผลิตได้เมื่อทราบ
ค่าจำนวนแผงแล้วขั้นตอนต่อไปคือจะต้องคำนวลว่าจะต้องนำเซลล์มาต่ออนุกรมหรือขนานกันอย่างไรจึงจะได้แรงดันไฟฟ้าทื่
เพียงพอต่อการใช้งานจำนวนแผงเซลล์ที่จะต้องต่ออนุกรมกันหาได้โดยการใช้ค่าแรงดัรไฟฟ้าที่ต้องการหารด้วยแรงดันเอาต์พุต
ของหนึ่งแผง
ตัวอย่างที่ 2 จากตัวอย่างที่หนึ่งทราบว่าจะต้องติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์เท่ากับ 2.9 kW และแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ต้องป้อนให้
อินเวอร์เตอร์คือ 200 v ถามว่าจะต้องใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์กี่แผงและจะต้องต่อเรียงกันอย่างไร โดยสมมุติว่า แผงเซลล์แสง
อาทิตย์มีสเปกดังนี้ให้กำลังไฟฟ้าสูงสุดเท่ากับ 50 วัตต์ (W) แรงดันไฟฟ้าสู.สุด 17 โวลต์ (V) กระแสไฟฟ้าสูงสุดเท่ากับ 2.94 แอมแปร์ (A) แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 21.3 โวลต์ (V) และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร 3.15 แอมแปร์ (A)
วิธีพิจารณา
ประมาณการเริ่มแรกของจำนวนของแผงเซลล์ที่ต้องติดตั้งทั้งหมด   = 2,900 (W) / 50  (W)  =  58 แผง
                                                จำนวนของแผงเซลล์ที่ต่ออนรม    =  200(V)/ 17(V)   =12แผง(ปัดเศษขึ้น)
                                                        จำนวนแผงที่ต้องต่อขนาน = 58 / 12          = 5 แถว (ปัดเศษขึ้น)
ดังนั้นกรณีบ้านหลังนี้จะใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมด = 12 x 5 = 60 แผง โดยต่ออนุกรมแถวละ 12 แผงและต่อขนาน
จำนวน5 แถว
การบำรุงรักษาแผงเซลล์แสงอาทิตย์และอายุการใช้งาน
- อายุการใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์โดยทั่ไปยาวนานกว่า20ปีการบำรุงรักษาก็ง่ายเพียงแต่คอยดูแลว่ามีสิ่งสกปรกตกค้างบนแผง
เซลล์หรือไม่เช่นฝุ่นมูลนกใบไม้ถ้าพบว่ามีสิ่งสกปรกก็ใช้น้ำทำความสะอาดปีละ1–2ครั้งก็เพียงพอห้ามใช้น้ำยาพิเศษล้างหรือใช้
กระดาษทรายขัดผิวกระจกโดยเด็ดขาด เมื่อเวลาฝนตก น้ำฝนจะช่วยชำละล้างแผงเซลล์ได้ตามธรรมชาติ
- สำหรับในระบบที่มีการใช้แบตเตอรี่ชนิดใช้น้ำกลั่น (Lead Acid) ห้ามใช้ไฟฟ้าจนแบตเตอรี่หมดแต่ควรใช้ไฟฟ้าเพียงร้อยละ 30 – 40 และเริ่ประจุไฟฟ้าใหม่ให้เต็มก่อนการใช้ครั้งต่อไปและต้องคอยหมั่นเติมน้ำกลั่นและเช็ดทำความสะอาดขั้วของ
แบตเตอรี่
- ในกรณีที่มีการใช้อินเวอร์เตอร์ควรสังเกตว่ามีเสียงดังผิดปกติหรือเกิดความร้อนผิดปกติหรือไม่ถ้าพบความผิดปกติให้รีบตัด
ระบบไฟฟ้าออกจากอินเวอร์เตอร์และติดต่อบริษัทผู้ขาย เพื่อให้ตรวจหาสาเหตุและแก้ไขให้ใช้งานได้ต่อไป

เซลล์แสงอาทิตย์ประเภทต่างๆ
1. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกเดี่ยวซิลิกอน (Single Crystalline Silicon Solar Cell)และชนิดผลึกโพลีซิลิกอน (Polycrystalline Silicon Solar Cell)
ประเทศไทยนำเข้าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกเดี่ยวซิลิกอนมาใช้งานมากที่สุด ข้อดีเด่นคือ ใช้ธาตุซิลิกอนซึ่งมีมากที่สุดในโลกและมีราคาถูกเป็นวัตถุดิบ
2. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิกอน (Amorphous Silcon Solar Cell)
ได้แก่ เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ในเครื่องคิดเลขซึ่งมีลักษณะสีม่วงน้ำตาล มีความบางเบา ราคาถูกผลิตให้เป็นพื้นที่เล็กไปจนถึงใหญ่หลายตารางเมตรได้ใช้ธาตุซิลิกอนเช่นกัน แต่เคลือบให้เป็นฟิล์มบางเพียง 0.5 ไมครอน หรือ 0.0005 มิลลิเมตรเท่านั้น
3. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกแกลเลียมอาร์เซไนดิ (Gallium Arsenide Solar Cell)
เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิธิภาพสูงระดับร้อยละ 25 ขึ้นไปแต่มีราคาแพงมากไม่นิยมนำมาใช้งานบนพื้นโลก จึงใช้งานสำหรับดาวเทียมเป็นส่วนมาก
-เซลล์แสงอาทิตย์เป็นแปล่งพลังงานทดแทนซึ่งสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ (หรือแสงจากหลอดแสงสว่าง)ให้เป็นพลังงาน
ไฟฟ้าโดยตรงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานทดแทนที่สะอาดและไม่สร้างมลภาวะขณะใช้งานไม่ทำลายสภาพแวดล้อมเพียง แต่ติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ไว้กลางแดดก็สามารถใช้งานได้ทันทีเซลล์แสงอาทิตย์ทำงานได้โดยไม่สร้างเสียงรบกวนหรือการเคลื่อน ไหวเนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์ทำงานโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้นจึงเป็นการประหยัดน้ำมันและอนุรักษ์
พลังงานและสามารถผลติกระแสไฟฟ้าได้จากแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นพลังงานทีทมนุษย์ได้มาฟรีและมีไม่สิ้นสุดอายุการใช้งานของ
เซลล์แสงอาทิตย์ยาวนานกว่า 20 ปี ดังนั้นเมื่อลงทุนติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ในครั้งแรก ก็แทบจะไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นอีกต่อไป
- การใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ไม่มีความสลับซับซ้อนและไม่มีอันตราย ประชาชนทั่วไปสามารถหาซื้อและติดตั้งเพื่อใช้งานในครัว
เรือนด้วยตนเอง การใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์แบบง่ายๆอาจเริ่มจากการซื้ออุปกรณ์ชุดเซลล์แสงอาทิตย์สำเร็จรูปมาใช้งานเพื่อให้
เกิดการคุ้นเคย เช่น ไฟส่องสนามพลังงานแสงอาทิตย์ ไฟส่องโรงจอดรถพลังงานแสงอาทิตย์ ชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์พลังงาน
แสงอาทิตย์ สำหรับการออกแบบระบบใหญ่ที่ติดตั้งบนหลังคาบ้าน ควรปรึกษาผู้เชี่ยวชาญ
ตัวอย่างการใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ในด้านต่างๆ

 
ทางทะเล    แสงไฟประภาคาร แสงไฟของทุ่นลอยน้ำ
ทางบก  ไฟสัญญาณข้างถนนไฟสัญญาณพื้นถนนไฟสัญญาณให้รถไฟ โคมไฟบนทางด่วน
โทรศัพท์ฉุกเฉินบนทางด่วน กล้องวิดีโอข้างถนน พัดลมระบายอากาศที่หน้าต่าง / หลังคารถยนต์
ทางอากาศ    ดวงไฟสิ่งกีดขวางในที่สูง ดวงไฟนำร่องขึ้นลง
สถานีถ่ายทอดวิทยุโทรทัศน์บนภูเขาสูง เครื่องวัดพยากรณ์อากาศ กล้องตรวจความปลอดภัยที่เขื่อน โทรศัพท์มือถือ โทรศัพท์ทหาร
ท่อน้ำมัน ท่อก๊าซ สะพานเหล็ก เขื่อนกั้นคลื่น แสงไฟท่อก๊าซ
โคมไฟถนน โคมไฟสนามหญ้า โคมไฟประตูรั้ว โคมไฟป้ายรถเมล์ โคมไฟตู้โทรศัพท์ โคมไฟป้ายประกาศ โคมไฟป้ายลี้ภัย โคมไฟหอนาฬิกา หอนาฬิกา เครื่องขยายเสียง ปั๊มสูบน้ำ ประตูรั้วไฟฟ้า ประตูบ้านไฟฟ้า โคมไฟติดผนังอาคารเสริมงานสถาปัตยกรรม โคมไฟติดตั้งที่หลังคาสระว่ายน้ำ โคมไฟติดตั้งที่หลังคาสนามกีฬา
การอวกาศ
 การปศุสัตร์
ดาวเทียม สถานีอวกาศ ยานอวกาศเดินทางไกล
รั้วไฟฟ้าป้องกันสัตว์หนี ปั๊มน้ำดื่มน้ำใช้ แสงไฟจับกบจับแมลงต่างๆ
เครื่องกระตุ้นการแพร่พันธุ์สัตว์น้ำในทะเลด้วยเสียงและแสงไฟ โคมไฟล่อปลาในทะเล โคมไฟหาปลาในทะเล ห้องเย็นเก็บสัตว์ทะเล เป่าลมลงบ่อเลี้ยงสัตว์น้ำเพื่อกระตุ้นการแพร่พันธุ์
ปั๊มสูบน้ำ แสงไฟกรีดยางพารา บ้านชาวสวนยาง หุ่นไล่การ้องไล่นก ห้องอบ / เป่าพืชให้แห้ง เครื่องนวดข้าวกลางทุ่งนา การชลประทาน ระบบฉีดพ่นน้ำ
การวัดและรักษาสภาพแวดล้อม
เครื่องวัดอุณหภูมิน้ำทะเล เครื่องวัดความเค็มน้ำทะเล เครื่องวัดความเร็วน้ำทะเล เครื่องวัดความสูงคลื่นทะเล เครื่องวัดฝุ่นในอากาศ เครื่องวัดระดับเสียง / ควัน เครื่องวัดละอองเกสรดอกไม้ (ป้องกันโรคภูมิแพ้) เป่าลมลงบ่อน้ำ / คลอง
การแพทย์
ตู้เย็นเก็บยาและวัคซีน โคมไฟสถานีอนามัย วิทยุสื่อสาร
เรือมอเตอร์ โคมไฟแคมป์ วิทยุสื่อสาร โทรทัศน์ โคมไฟบ้านพักตากอากาศ เครื่องบิน เครื่องร่อน รถยนต์ไฟฟ้า ของเล่นไฟฟ้า รถไฟฟ้าสนามกอล์ฟ หมวกติดพัดลม
ต่อเข้าระบบการไฟฟ้าฯ หมู่บ้านห่างไกล โรงเรียนห่างไกล สถานีอนามัยห่างไกล
ภายในอาคาร
เครื่องคิดเลข นาฬิกาข้อมือ ของเล่น ประตู-หน้าต่างผลิตไฟฟ้าได้ พัดลมระบายอากาศที่หน้าต่าง
ติดตั้งบนหลังคาบ้าน
จ่ายไฟฟ้าให้บ้าน หลอดแสงสว่าง ตู้เย็น โทรทัศน์ เครื่องปรับอากาศ


เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) เป็นสิ่งประดิษฐ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างจากสารกึ่งตัวนำ ซึ่งสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ (หรือแสงจากหลอดแสงสว่าง) ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง และไฟฟ้าที่ได้นั้นจะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current)

การแปลงพลังงานจากแสงเป็นไฟฟ้าโดยตรงนี้เป็นพลังงานสะอาด และดูเหมือนได้ฟรี แต่ต้องคำนึงถึงพลังงานที่ใช้ในการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ด้วย

ในช่วงปี 1990 พลังงานที่ใช้ในการผลิต มากกว่าพลังงานที่เซลล์แสงอาทิตย์ได้ภายในช่วงอายุการใช้งานของมัน แต่ปัจจุบันพลังงานที่ใช้ในการผลิตจะเท่ากับที่เซลล์แสงอาทิตย์ให้พลังงานได้ราว 1-4 ปี ซึ่งเมื่อเทียบกับอายุการใช้งาน 20-30 ปี ก็นับได้ว่าเป็นพลังงานทางเลือกที่สะอาดและคุ้มค่า





มารู้จักSolar Cell กันดีกว่า

ไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ (Photovoltaics) ที่มา : วารสารประสิทธิภาพพลังงาน ฉบับที่ 46 บทนำ การพัฒนาแหล่งพลังงานที่สะอาดปราศจากมลพิษเพื่อชดเชยการใช้น้ำมันเป็นงานที่ท้าทายและสำคัญมากของนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันในจำนวนโครงการผลิตพลังงานทดแทนทั้งหมดกล่าวได้ว่าโครงการผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์นั้นปราศจากมลภาวะเป็นพิษมีแหล่งพลังงานอยู่ทั่วไปและไม่สิ้นสุดดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานขนาดมหึมาพลังงานที่ดวงอาทิตย์สร้างขึ้นประมาณ 3.8x1023 กิโลวัตต์ (รูปที่1) แต่เนื่องจากระยะทางที่ห่างจากโลกเราถึง 93 ล้านไมล์ทำให้พลังงานที่ส่งมายังโลกลดน้อยลงพลังงานแสงอาทิตย์เดินทางมาถึงโลกประมาณ 1.8x1014 กิโลวัตต์ ถูกดูดซับโดยบรรยากาศและพื้นโลกประมาณ 1.25x1014 กิโลวัตต์ ในขณะที่พลังงานที่มนุษย์ใช้รวมกันทั้งโลกประมาณ 1x1010 กิโลวัตต์ จะเห็นได้ว่าพลังงานทีได้จากพลังงานแสงอาทิตย์มีมากกว่าพลังงานที่มนุษย์ใช้รวมกันทั้งโลกประมาณ 10,000 เท่า สำหรับประเทศไทยพื้นที่เกือบทั้งหมดสามารถรับพลังงานจากแสงอาทิตย์เฉลี่ยประมาณ 4.5 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อวันดังนั้น ในพื้นที่ 1 ตารางกิโลเมตร สามารถติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพื้นที่ประมาณ 1,500 ตารางกิโลเมตร หรือคิดเป็นพื้นที่ประมาณ 0.3 % ของประเทศเท่านั้น รูปที่ 1 ปริมาณแสงอาทิตย์ที่เดินทางสู่โลก (ภาพจากบทความเรื่องเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ โดย ดร.ดุสิต เครืองาม ตีพิมพ์ในนิตยสารพลังงาน) ในอดีตการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์มีราคาแพงมาก แต่เนื่องจากปัจจุบันราคาของเซลล์แสงอาทิจย์ได้ลดลงมาอย่างมากและมีแนวโน้มว่าจะลดลงอีกเรื่อย ๆ เพราะประชาชนโดยทั่วไปได้ตระหนักถึงสภาวะแวดล้อมเป็นพิษเนื่องจากการใช้เชื้อเพลิงบรรพชีวินในการผลิตพลังงานจึงหันมาใช้เซลล์แสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ การผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์มีจุดเด่นที่สำคัญแตกต่าง

จากวิธีอื่นหลายประการดังต่อไปนี้

1. ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในขณะที่ใช้งานจึงทำให้ไม่มีมลภาวะทางเสียง

2. ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะเป็นพิษจากขบวนการผลิตไฟฟ้า

3. มีการบำรุงรักษาน้อยมากและใช้งานแบบอัตโนมัติได้ง่าย

4. ประสิทธิภาพคงที่ไม่ขึ้นกับขนาดจากเซลล์แสงอาทิตย์ ขนาด 33 เมกะวัตต์ หรือ 165,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงถ้าต้องการผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดจำเป็นต้องใช้

5. ผลิตไฟฟ้าได้ทุกมุมโลกแม้บนเกาะเล็ก ๆ กลางทะเลบนยอดเขาสูงและในอวกาศ

6. ได้พลังงานไฟฟ้าโดยตรงซึ่งเป็นพลังงานที่นำมาใช้ได้สะดวกที่สุด เพราะการส่งและการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า สารกึ่งตัวนำกับไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ Photovoltaic (PV) หมายถึงขบวนการผลิตไฟฟ้าจากการตกกระทบของแสงบนวัตถุที่มีความสามารถในการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรงวัสดุที่มีความสามารถในการเปลี่ยนพลังงานดังกล่าวคือสารกึ่งตัวนำเมื่อนำมาผลิตเป็นอุปกรณ์สำหรับเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า เรียกว่า Solar Photovoltaic Cell หรือ Solar Cell นั่นเอง

สารกึ่งตัวนำที่นิยมนำมาผลิตเป็น Solar Cell ได้แก่ ซิลิคอนที่มีรูปผลึกและไม่มีรูปผลึก (Crystalline และ Amorphous Silicon ) แกลเลี่ยม อาเซไนด์ (Gallium Arrsenide) อินเดียม ฟอสไฟด์ (Indium Phosphide) แคดเมียม เทลเลอไรด์ (Cadmium Telluride) และคอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ (Copper Indium Diselenide CIS) เป็นต้น การค้นพบการตอบสนองทางไฟฟ้าเมื่อมีแสงตกกระทบบนวัตถุถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อ Edmond Becquerel ในปี ค.ศ. 1839 เขาได้สังเกตุเห็นว่าเมื่อมีแสงตกกระทบบนด้านหนึ่งของ Electrochemical Cell แล้วจะมีการผลิตกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นต่อจากนั้นได้มีการผลิต Selenium Photovoltaic Cell ขึ้นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1883 ในปี ค.ศ. 1905 มีการค้นพบว่าจำนวนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนของวัสดุที่มีความไวต่อแสงจะเปลี่ยนแปลงไปตามความเข้มและความยาวคลื่นของแสงที่ตกกระทบบนวัสดุนั้น ๆ การทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์


ทำไมแสงอาทิตย์จึงสามารถเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า ได้คำถามนี้อาจอธิบายได้ดังนี้รังสีของดวงอาทิตย์ประกอบอนุภาคของพลังงานที่เรียกว่า "โฟตอน (Pohton) โฟตอนจะถ่ายเทพลังงานให้กับอิเล็กตรอนในสารกึ่งตัวนำของเซลล์แสงอาทิตย์จนอยู่ในสถานะ Excited State เมื่ออิเล็กตรอนได้รับพลังงานจากโฟตอนแล้ว (Excited Electron) จะกระโดดออกมาจากอะตอมและสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระดังนั้นเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ครบวงจรจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นขั้วไฟฟ้า (Electrode) ที่อิเล็กตรอนมารวมกันและเคลื่อนที่ผ่านเรียกว่า "ขั้วลบ" และขั้วที่อยู่ตรงข้ามจะเรียกว่า "ขั้วบวก" เมื่อขั้วทั้ง 2 ถูกต่อด้วยหลอดไฟฟ้าก็จะทำให้มีแสงสว่างเกิดขึ้นสารกึ่งตัวนำที่นิยมนำมาผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ ในปัจจุบันคือสารซิลิคอนสาเหตุเพราะมีราคาต่ำและหาได้ง่ายในธรรมชาติ การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ สารซิลิคอนบริสุทธิ์ปรกติจะมีความเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ต่ำมากเพราะอิเล็กตรอนไม่มีการเคลื่อนที่ในบอนด์ แต่เมื่อใช้วิธีการโดปปิ้ง (Doping) โดยสารโบรอน (Boron) จะทำให้ความเป็นตัวนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเพราะโบรอน (Boron) จะทำตัวเป็นตัวพาประจุ (Charge Carrier) ซึ่งเป็นประจุบวกคือไม่มีอิเล็กตรอนแต่จะเป็นช่องว่างที่เรียกว่า Gaps หรือโฮล (holes) ซึ่งอิเล็กตรอนจะมาจับคู่ด้วยในโครงสร้างของรูปผลึกสารซิลิคอนเมื่อผ่านขบวนการนี้แล้ว เรียกว่า P-type การโดปปิ้งอีกแบบหนึ่งโดยใช้สาร ฟอสฟอรัส (Phosphorous) สารซิลิคอนที่ผ่านขบวนการโดปปิ้งแล้วเรียกว่า N-type ซึ่งหมายความว่าฟอสฟอรัสจะทำหน้าที่เป็นตัวพาอิเล็กตรอนหรือประจุลบเหมือนกับในโลหะทั่วไป ซิลิคอนเกือบทั้งหมดในเซลล์แสงอาทิตย์ คือส่วนที่เป็น P-type ในขณะที่ผิวส่วนหน้าของเซลล์ด้านที่แสงตกกระทบจะเป็นเพียงชั้นบาง ๆ เป็นแบบ N-type รอยต่อที่อยู่ระหว่างชั้นทั้ง 2 เรียกว่า pn junction ซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่สุดในเซลล์แสงอาทิตย์เพราะจะเป็นบริเวณที่มีประจุอิสระเคลื่อนที่ผ่านและทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้นระหว่าง Junction ในส่วนของซิลิคอนที่เป็น N-type นั้นอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระที่อุณหภูมิของห้องในขณะที่ซิลิคอนส่วนที่เป็น P-type มีส่วนที่เรี่ยกว่าโฮล คือส่วนที่อิเล็กตรอนขาดหายไป (Electron space) สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระที่อุณหภูมิของห้องเช่นกัน เมื่อประจุอิสระเหล่านี้เคลื่อนที่ข้ามรอยต่อ pn junction จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (Voltage) ระหว่างรอยต่อบนสารกึ่งตัวนำก็จะเกิดการผลิตประจุอิเล็กตรอนอิสระและโฮลขึ้นอย่างมากมาย มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าระหว่าง pn junction แรงเคลื่อนไฟฟ้าเกิดขึ้นการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนซึ่งก็คือการเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นนั่นเอง


ในการผลิตเซลล์เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดนั้นได้มีการปรับปรุงใน 2 ลักษณะคือ ให้หน้าสัมผัสโลหะเชื่อมติดกับผิวด้านหน้าของเซลล์เพื่อที่จะรวบรวมประจุโดยไม่มีการบดบังแสงที่มาตกกระทบมากนัก ลักษณะสุดท้าย คือการเคลือบสารลดการสะท้อนที่ด้านหน้าของเซลล์เพื่อลดการสะท้อนกลับของแสง คุณสมบัติเด่นของสารเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอนคือ สามารถผลิตไฟฟ้าได้ถึง 0.5 V. ไม่เกิดเสียงในขณะผลิตกระแสไฟฟ้าไม่มีส่วนที่เคลื่อนไหวจึงไม่มีการสึกหรอคงทน มีอายุการใช้งานที่ยาวนานถ้ามีการป้องกันความชื้นที่ดี รูปที่ 2 แสดงถึงโครงสร้างของเซลล์ที่ทำจากซิลิคอน รูปที่ 3 อธิบายการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ คำอธิบายการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ (รูปที่ 3) ขั้นตอนที่ 1 N type ซิลิคอนซึ่งอยู่ด้านหน้าของเซลล์คือสารกึ่งตัวนำที่ได้การโดปปิงด้วยสารฟอสฟอรัสมีคุณสมบัติเป็นตัวให้อิเล็กตรอนเมื่อรับพลังงาน จากแสงอาทิตย์ N type ซิลิคอนคือ สารกึ่งตัวนำที่ได้การโดปปิงด้วยสารโบรอน ทำให้โครงสร้างของอะตอมสูญเสียอิเล็กตรอน (โฮล) เมื่อรับพลังงานจากแสงอาทิตย์จะทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอน เมื่อนำซิลิคอนทั้ง 2 ชนิดมาประกบต่อกันด้วย pn junction จึงทำให้เกิดเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ ในสภาวะที่ยังไม่มีแสงแดด N type ซิลิคอน ซึ่งอยู่ด้านหน้าของเซลล์ส่วนประกอบส่วนใหญ่พร้อมจะให้อิเล็กตรอนแต่ก็ยังมีโฮลปะปนอยู่บ้างเล็กน้อยด้านหน้าของ N type จะมีแถบโลหะเรียกว่า (Front electrode) ทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอน ส่วน P type ซิลิคอนซึ่งอยู่ด้านหลังของเซลล์โครงสร้างส่วนใหญ่เป็นโฮลแต่ยังคงมีอิเล็กตรอนปะปนบ้างเล็กน้อยด้านหลังของ P type ซิลิคอนจะมีแถบโลหะเรียกว่า back electrode ทำหน้าที่เป็นตัวรวบรวมโฮล

ขั้นตอนที่2 เมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบแสงอาทิตย์จะถ่ายเทพลังงานให้กับอิเล็กตรอน และโฮลทำให้เกิดการเคลื่อนไหวเมื่อพลังสูงพอทั้งอิเล็กตรอนและโฮลจะวิ่งเข้าหาเพื่อจับคู่กันอิเล็กตรอนจะวิ่งไปยังชั้น N type และโฮลจะวิ่งไปยังชั้น P type ขั้นตอนที่ 3 อิเล็กตรอนวิ่งไปรวมกันที่ Front electrode และโฮลวิ่งไปรวมกันที่ back electrode เมื่อมีการต่อวงจรไฟฟ้า จาก Front electrode และ back electrode ให้ครบวงจรก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นเนื่องจากทั้งอิเล็กตอรนและโฮลจะวิ่ง เพื่อจับคู่กัน วัสดุที่ใช้ทำเซลล์แสงอาทิตย์ วัสดุสำคัญที่ใช้ทำเซลล์แสงอาทิตย์ในปัจจุบันได้แก่สารซิลิคอน (Si) ซึ่งเป็นสารชนิดเดียวกับที่ใช้ทำชิพในคอมพิวเตอร์และเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ ซิลิคอนเป็นสารซี่งไม่มีพิษมีการนำมาผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ใช้กันอย่างแพร่หลาย เพราะมีราคาถูกคงทน และเชื่อถือได้

วัสดุชนิดอื่นที่สามารถนำมาผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ได้ เช่น แกลเลียม อาเซไนด์ หรือแคดเมียม เทลเลอไรด์ แต่ยังมีราคาค่อนข้างสูงหรือยังไม่มีการพิสูจน์ว่าสามารถใช้งานได้นานกว่า 20 ปี ข้อเสียของเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอน คือ กรรมวิธีการเตรียมให้บริสุทธิ์และอยู่ในรูปของสารที่พร้อมทำเซลล์แสงอาทิตย์ยังมีราคาแพงและแตกหักได้ง่าย เมื่อถึงขั้นตอนสุดท้าย เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนที่ให้ประสิทธิภาพสูงสุด คือ อะตอมเรียงกัน เป็นแบบผลึกเดี่ยว (Single Crystal) หรือที่รู้จักกันในชื่อ (Monoceystalling) การเตรียมสารซิลิคอนชนิดนี้เริ่มต้นจากนำสารซิลิคอนมาหลอมละลายแล้วทำให้เกิดการจับตัวกันเป็นผลึกเล็ก ๆ จากนั้นจะขยายขนาดขึ้นเรื่อย ๆ จนเป็นแท่งผลึก นำแท่งผลึกมาตัดให้เป็นแผ่นบาง ๆ ด้วยเลื่อยตัดเพชรจากนั้นเป็นขบวนการทำให้ผิวให้เรียบโดยใช้สารละลายอัลคาไล การผลิต เซลล์แสงอาทิตย์อีกวิธีหนึ่งที่มีค่าใช้จ่ายถูกกว่าวิธีแรกคือการเทสารละลายซิลิคอนลงในแบบพิมพ์ เมื่อสารละลายซิลิคอนแข็งตัวก็จะได้เป็นแท่งซิลิคอนแบบผลึกรวม (Polycrystalline) ความแตกต่างระหว่างแบบผลึกเดี่ยวและแบบผลึกรวมสังเกตได้จากแบบผลึกรวมจะเห็นหน้าผลึกหลาย ๆ หน้าในแผ่นเซลล์ ในขณะที่แบบผลึกเดี่ยวจะเห็นเป็นสีเดียว คือสีน้ำเงินเข้ม เซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนแบบผลึกรวมนี้จะให้ประสิทธิภาพต่ำกว่าแบบผลึกเดี่ยว อย่างไรก็ตาม เซลล์ทั้ง 2 ชนิดมีข้อเสีย คือแตกหักง่าย


การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์อีกชนิดหนึ่งคือ การนำเทคนิคการเคลือบสารซิลิคอนที่เป็นพิล์มบาง (Thin film) บนแผ่นแก้วหรือแผ่นโลหะสารซิลิคอนที่ใช้เป็นแบบไม่มีรูปผลึกหรืออะมอฟัส (Amorphous) ซึ่งมีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนรูปพลังงานต่ำกว่า 2 แบบแรก แต่ปัจจุบันได้มีการนำเทคโนโลยีสมัยใหม่มาใช้ในการผลิตทำให้สามารถลดต้นทุนการผลิตลงและเพิ่มประสิทธิภาพขึ้นด้วย เช่น เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางที่มีโครงสร้างเป็นหลายชั้น (Triple junction structure) เป็นต้น ข้อดีของเซลล์แบบอะมอฟัส คือ มีน้ำหนักเบา สามารถบิดงอได้โดยไม่แตกหัก ในมุมมองของสถาปนิกยังให้ความสำคัญต่อความสวยงามของวัสดุที่ทำเซลล์อีกด้วย เซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกเดี่ยวจะเป็นสีน้ำเงิน และเป็นเนื้อเดียวกันแบบผลึกรวมมีสีน้ำเงินเหมือนกัน แต่ต่างกันที่ลวดลายบนหน้าผลึก ส่วนเซลล์แบบแผ่นบางไม่มีรูปผลึกจะมีสีน้ำตาลเหมือนกับที่ใช้ในเครื่องคิดเลขจากข้อจำกัดเหล่านี้ผู้ผลิตบางรายได้พยายามที่จะเปลี่ยนสีของเซลล์นั้นอาจทำให้เกิดการสะท้อนกลับของแสงที่ตกกระทบสูงขึ้นมีผลให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าลดลง แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Modules) แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นจากเซลล์เซลล์เดี่ยวจะมีค่าต่ำมากการนำมาใช้งานจะต้องนำเซลล์หลาย ๆ เซลล์มาต่อกันแบบอนุกรม เพื่อเพิ่มค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้สูงขึ้น เซลล์ที่นำมาต่อกันในจำนวนและขนาดที่เหมาะสม เรียกว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้ดีและยังเป็นเกราะป้องกันแผ่นเซลล์อีกด้วยแผงเซลล์จะต้องมีการป้องกันความชื้นที่ดีมากเพราะจะต้องอยู่กลางแดดกลางฝนเป็นเวลายาวนานในการประกอบจะต้องใช้วัสดุที่มีความคงทนและป้องกันความชื้นที่ดีเช่น ซิลิโคน และอีวีเอ (Ethelene Viny 1 Acetate) เป็นต้นเพื่อเป็นการป้องกันแผ่นกระจกด้านบนของแผงเซลล์จึงต้องมีการทำกรอบด้วยวัสดุทีมีความแข็งแรงแต่บางครั้งก็ไม่มีความจำเป็นถ้ามีการเสริมความแข็งแรงของแผ่นกระจกให้เพียงพอซึ่งก็สามารถทดแทนการทำกรอบได้เช่นกันดังนั้นแผงเซลล์จึงมีลักษณะเป็นแผ่นเรียบ (Laminate) ซึ่งสะดวกในการติดตั้ง เซลล์แสงอาทิตย์ 1 เซลล์จะทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าได้ 0.5 โวลท์ (DC) โดยไม่ขึ้นกับขนาดของเซลล์ส่วนกระแสที่ผลิตได้จะขึ้นอยู่กับขนาดของเซลล์ เช่น เซลล์ที่มีพื้นที่ 4 X 4 ตารางนิ้วจะให้กระแสประมาณ 3 แอมแปร์ กำลังผลิตประมาณ 15 วัตต์ ในกรณีที่ต้องการให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงขึ้นทำได้โดยการต่อเซลล์กันแบบอนุกรม (ขั้วบวกต่อเข้ากับขั้วลบของอีกเซลล์หนึ่ง) แต่ถ้าต้องการเพิ่มกระแสต้องต่อกันแบบขนาน (ขั้วบวกต่อกับขั้วบวกของอีกเซลล์) เซลล์ภายในแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะมีขั้วต่อที่เป็นขั้วบวกและขั้วลบต่อกับแบบอนุกรมแล้วต่อรวมออกมานอกแผงเซลล์ (รูปที่ 4) โดยทั่วไปแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีขายในท้องตลาดจะมีแรงเคลื่อนสูงสุดประมาณ 21-22 โวลท์ รูปที่ 4 โครงสร้างของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ แบบผลึกซิลิกอน ชุดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV Array) สิ่งหนึ่งที่น่าสนใจของเซลล์แสงอาทิตย์ก็คือกำลังผลิตที่สามารถเพิ่มโดยการต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์เข้าด้วยกันเป็นชุดหรือแถว (Array) ภายในชุดของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ มีหลักการต่อ 2 วิธีคือ ต้องการเพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้าต้องต่อแบบอนุกรมต้องการเพิ่มกระแสให้ต่อแบบขนาน ในกรณีของโครงการระบบผลิต และจำหน่ายไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาบ้าน 10 หลังแรกของประเทศไทยออกแบบระบบไว้ดังนี้ -

กำหนดแรงเคลื่อน (Rated Voltage) ที่ 255 โวลท์กระแสตรงใช้แผงเซลล์ต่ออนุกรมชุดละ 15 แผง - ใช้ 2 ชุด ต้องใช้แผงทั้งหมด 30 แผง - แผงเซลล์แต่ละแผงมีกำลังผลิตสูงสุด 75 วัตต์กำลังผลิตสูงสุด 2,250 กิโลวัตต์

- แผงหันไปทางทิศใต้ทำมุมเอียง 15-45 องศากับแนวนอนขึ้นอยู่กับบ้านแต่ละหลัง

- ความเข้มแสงอาทิตย์เฉลี่ยต่อวันใน 1 ปี 4.5 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ต่อรางเมตร - พลังงานไฟฟ้าที่คาดว่าจะผลิตได้ปีละ 2,800 3,600 กิโลวัตต์-ชั่วโมง

- ขนาดของแผงแต่ละแผง 1.20X0.527 เมตรแต่ละชุดมีพื้นที่เฉลี่ย 20 ตารางเมตร ร่มเงามีผลอย่างไรต่อการผลิตกระแสไฟฟ้า บ้านพลังแสงอาทิตย์ 10 หลังแรกของประเทศไทยก็เหมือนกับติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์โดยทั่วไปกล่าวคือ ชุดแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะผลิตไฟฟ้ากระแสตรงก่อนถูกแปลงให้เป็นกระแสสลับ 220 โวลท์ โดยเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) เครื่องแปลงกระแสจะต่อตรงเข้ารับระบบหลักของบ้านดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่ผลิตจากเซลล์แสงอาทิตย์จึงสามารถใช้ได้ทันทีแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ติดตั้งให้กับผู้ร่วมโครงการมีแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสตรง 255 โวลท์ (ชนิดผลึกเดี่ยว) และ 240 โวลท์ (ชนิดอะมอร์ฟัส) ซึ่งเป็นค่าที่เหมาะสมกับเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในโครงการนี้ในบางกรณีในสถานีที่ไม่ต้องการใช้ไฟฟ้ามากนักไฟฟ้าที่ผลิตได้จะไม่ถูกเปลี่ยนเป็นไฟฟ้ากระแสสลับยังคงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงที่มีแรงเคลื่อนต่ำเพื่อใช้กับเครี่องใช้ไฟฟ้าที่มีความเหมาะสมพลังงานที่ผลิตได้จะเก็บไว้ในแบตเตอรี่ขนาด 12 โวลท์ ดังนั้นแผงเซลล์แสงอาทิตย์โดยทั่วไปจะถูกออกแบบให้สามารถประจุไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี่ได้โดยตรงถึงแม้ว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงสุดในแต่ละแผงประมาณ 21-22 โวลท์ แต่เมื่อใช้งานจริงแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะลดลงเหลือ 16-17 โวลท์เท่านั้นซึ่งเท่ากับกระแสที่ใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่ทั่วไป ดังนั้นเมื่อนำเซลล์แสงอาทิตย์มาใช้ชาร์จแบตเตอรี่ จึงไม่จำเป็นต้องนำแผงมาต่อกันแบบอนุกรมเพื่อเพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้า แต่อย่างใด แผงเซลล์แสงอาทิตย์หากถูกบดบังจากร่มเงาแม้จะเป็นพื้นที่เพียงเล็กน้อยก็ตามแต่ก็มีผลต่อพลังงานที่ผลิตอย่างมาก การต่อแบบอนุกรมของตัวเซลล์ภายในแผงนั้นหมายถึงการที่เซลล์แต่ละเซลล์ยอมให้กระแสไหลผ่านได้แต่เมื่อเซลล์ ๆ หนึ่งถูกบดบังไม่เพียงแต่เซลล์ ๆ นั้นจะไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้แล้ว แต่ยังเป็นอุปสรรคต่อการไหลผ่านของไฟฟ้าในวงจรอีกด้วย (ในขบวนการผลิตไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์เห็นได้ว่าโฟตอนจะทำให้เกิดการพาประจุใน pn junction ดังนั้นประจุจะไม่สามารถไหลผ่าน pn junction ได้โดยปราศจาก โฟตอน) ดังนั้นการถูกบดบังแม้จะเป็นเซลล์เพียงเซลล์เดียวก็ตามแต่ก็มีผลเหมือนกับการถูกบดบังทั้งแผงเซลล์เลยทีเดียว ซึ่งผลกระทบนี้สามารถลดได้ถ้ามีการต่อระบบแบบขนาน คุณสมบัติทางไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ คุณสมบัติทางไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์สามารถแสดงได้โดยใช้ I-V curve ซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับใช้ตรวจสอบกำลังผลิตสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์ หมายถึงกระแสไฟฟ้า ซึ่งแทนด้วยเส้นกราฟในแกน Y และ V หมายถึง แรงเคลื่อนไฟฟ้าแทนด้วยเส้นกราฟในแกน X รูปที่ 5 การสร้าง I-V curve I-V curve มาตรฐานที่ใช้สำหรับหากำลังผลิตสูงสุด หรือ Wp (peak watts) ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้น ได้มาจากทดสอบในสภาวะมาตรฐานที่กำหนดโดยใช้แสงส่องสว่างมาตรฐาน (Solar simulator) ที่อุณหภูมิของเซลล์คงที่ 25๐ ในการสร้าง I-V curve สิ่งแรกต้องวัดก็คือแรงเคลื่อนไฟฟ้า (V) ที่ไม่มีการต่อโหลดเราเรียกว่า Open circuit voltage จะให้ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าในแกน X (V) เพราะไม่มีกระแสไหลผ่าน (รูปที่ 5) จุดทุกจุดเข้าด้วยกันจะเกิดเป็น I-V curve เมื่อต่อโหลดที่มีค่าต่าง ๆ กันค่าของกระแสและแรงเคลื่อนจะถูกบันทึกเก็บไว้ เมื่อต่อภายใต้สภาวะเฉพาะของ Irradiance และอุณหภูมิต่าง ๆ กันสิ่งที่น่าสนใจที่สุดก็คือ กำลังงานสูงสุด (maximum power) ที่ได้ในแต่ละภายใต้สภาวะนั้น ๆ ในทางไฟฟ้ากำลังงานที่ได้มีหน่วยเป็นวัตต์ (Watt) ซึ่งเกิดจากแรงเคลื่อนและกระแสไฟฟ้าสำหรับกำลังงานสูงสุด (maximum power) จะถูกแทนด้วยรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีพื้นที่มากที่สุดภายใต้เส้น I-V curve โดยจุดสัมผัสที่อยู่บนเส้น curve เรียกว่า knee (รูปที่ 6) ซึ่งมีหน่วยเป็นวัตต์สูงสุด (Wp) หรือ peak watt ค่านี้จะถูกระบุไว้ในข้อกำหนด (Speciflcation) ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์จากบริษัทผู้ผลิต รูปที่ 6 คุณสมบัติทางไฟฟ้าของ เซลล์แสงอาทิตย์โดยใช้ I-V curve ต่างกับการจ่ายระบบไฟฟ้าจากดีเซลที่เป็นกระแสสลับ 230 โวลท์ ไม่มีการจำกัดจำนวนอุปกรณ์ที่ใช้ แต่ถ้าเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ยิ่งใช้กระแสมาก แรงเคลื่อนไฟฟ้าก็จะตกจึงมีข้อจำกัดในการใช้ (จากการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ที่อธิบายไว้ในตอนต้นจะเห็นได้ว่า โฟตอนในแสงแดดถูกดูดซับโดยเซลล์แสงอาทิตย์ จะทำให้เกิดตัวพาประจุ (charge carrier) 1 คู่ ดังนั้นปริมาณกระแสไฟฟ้าจึงขึ้นกับปริมาณความเข้มของแสงอาทิตย์โดยตรง ถ้าเซลล์แสงอาทิตย์ถูกทำให้เกิดการลัดวงจรโดยใช้แอมป์มิเตอร์ค่าที่วัดได้เรียกว่า Short circuit current ซึ่งจะให้ค่าบนแกน Y (I) เพราะว่าในสภาวะการณ์เช่นนั้นค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้ามีค่าน้อยที่สุด หมายเหตุการทำให้เกิดการลัดวงจรในเซลล์แสงอาทิตย์จะไม่ก่อให้เกิดความเสียหายกับแผงเซลล์ ข้อกำหนดของกำลังผลิตสูงสุด (The peak power specification) Wp หมายถึง กำลังผลิตสูงสุด (Peak Watt) ที่ใช้วัดกำลังผลิตไฟฟ้าสูงสุดของแผงเซลล์ภายใต้สภาวะมาตรฐานที่ใช้ในการทดสอบซึ่งมีหน่วยเป็นวัตต์ (watt) กำลังผลิตสูงสุดของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่บริษัทผู้ผลิตแสดงไว้ที่แผงนั้นได้จาก I-V curve ที่ทดสอบในสภาวะมาตรฐานโดยกำหนดความเข้มของแสงตกกระทบที่ 1,000 W/M 2 ณ. อุณหภูมิของเซลล์ 25๐ (รูปที่ 7) กำลังผลิตสูงสุดของระบบเซลล์แสงอาทิตย์จะสัมผัสกับความเข้มของแสงอาทิตย์และอุณหภูมิของแผงเซลล์เป็นสำคัญในการใช้งานเพื่อให้เกิดกำลังงานสูงสุด (Maximum power) จึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ต่อพ่วงกับระบบเซลล์แสงอาทิตย์เรียกว่า Maximum Power Point Tracking (MPPT) คือเป็นตัวที่กำหนดจุดทำงานของแผงเซลล์หรือชุดแผงเซลล์ที่จุดให้กำลังงานสูงสุดจาก I-V curve ซึ่งชุด MPPT นี้สามารถใช้งานได้โดยตรงกับปั๊มน้ำประจุแบตเตอรี่และเครื่องแปลงกระแส (Inverter) ซึ่งเครื่องแปลงกระแสที่ออกแบบอย่างดีจะมีอุปกรณ์ MPPT อยู่ในเครื่องแล้ว รูปที่ 7 I-V curve ที่แสดง peak power ความลาดเอียงของแผง ในการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะต้องติดตั้งให้มีความลาดเอียงเพียงพอเพื่อที่จะให้ได้รับแสงแดดมากที่สุดและอีกประการหนึ่งเพื่อให้เกิดการระบายนำฝนได้อย่างรวดเร็ว เพื่อเป็นการชำระล้างสิ่งสกปรกที่ติดค้างอยู่บนแผงเซลล์ด้วย การเลือกมุมความลาดเอียง และทิศทางของแผงที่เหมาะสมนั้น จะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของสถานที่ว่าตั้งอยู่เส้นรุ้งเท่าไร สำหรับประเทศไทยดีที่สุด คือ 15 องศา โดยมีทิศทางหันหน้าไปทางทิศใต้แต่อย่างไรก็ตามถ้ามีการนำเซลล์แสงอาทิตย์ไปติดบนหลังคาบ้านมุมเอียงของแผงโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 15-45 องศา หรือขึ้นกับความลาดเอียงของหลังคาบ้านเป็นสำคัญ อีกวิธีหนึ่งที่ทำให้เซลล์แสงอาทิตย์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดก็คือ การปรับแผงให้เอียงตามการโคจรของดวงอาทิตย์ (Tracking) แต่วิธีนี้จะสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายมากดังนั้นในทางปฎิบัติจึงติดตั้งแผงให้มีความลาดเอียงที่ค่าใดค่าหนึ่งเท่านั้น ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ ถึงแม้ว่าจำนวนชั่วโมงที่พระอาทิตย์ส่องสว่างมายังพื้นโลกจะสามารถหาได้โดยใช้ข้อมูลของกรมอุตุนิยมวิทยาแต่ข้อมูลนี้ไม่สามารถนำไปใช้ในการคำนวณหาปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้จากเซลล์แสงอาทิตย์เพราะว่าปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตจากเซลล์แสงอาทิตย์จะขึ้นอยู่กับอัตราการตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ทั้งที่เป็นรังสีตรงและรังสีกระจากย (global irradience) ณ. ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง (Insolation) โดยมีหน่วยเป็นกิโลวัตต์ - ชั้วโมงต่อ ตารางเมตร (kWh / m2 ) ข้อสังเกตอัตราการตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ที่ถือว่าเป็นมาตรฐานที่ใช้สำหรับเป็นตัวกำหนดกำลังงานสูงสุดนั้นมีค่าเท่ากับ 1,000 วัตต์ ต่อตารางเมตร หรือ 1 กิโลวัตต์ต่อตารางเมตร ในทางกลับกันเราอาจจะกล่าวถึงพลังงานที่ตกกระทบพื้นผิวในแต่ละวันในรูปของจำนวนชั่วโมงการได้รับกำลังงานสูงสุดคงที่ 1 กิโลวัตต์ต่อตารางเมตร (Peak hour per day) ซึ่งเท่ากับจำนวนกิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อวัน (Kwh / m 2 per day) สมรรถนะของระบบ ปริมาณของพลังงานที่ผลิตได้ใน 1 วัน จากเซลล์แสงอาทิตย์จะขึ้นอยู่กับสภาวะอากาศและฤดูกาลเพื่อที่จะตัดปัญหาความยุ่งยากต่าง ๆ ในการคำนวณหาสมรรถนะของระบบนั้นควรใช้ปริมาณพลังงานไฟฟ้าเฉลี่ยที่ผลิตในเวลา 1 ปี ซึ่งมีหน่วยเป็นกิโลวัตต์ - ชั่วโมง (kWh) หน่วยหรือหน่วย (Unit) ซึ่งเหมือนกับการวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้าตามบ้านเรือนทั่วไปผลผลิตที่ได้ในรอบปีขึ้นอยู่กับ 3 องค์ประกอบดังนี้ 1. ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ (Insolation) ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในรอบปี (Annual insolation) จะขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่มุมเอียงของแผงและทิศทางที่เบี่ยงเบนจากทิศใต้ 2. อุณหภูมิของเซลล์แสงอาทิตย์ในขณะทำงานเป็นตัวแปรตัวหนึ่งที่ส่งผลกระทบต่อกำลังผลิตของเซลล์แสงอาทิตย์โดยทั่วไปประสิทธิภาพของเซลล์จะลดลง 0.5 % เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศา 3. ประสิทธิภาพของระบบ (Electrical conversion efficiency) ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยชุดแผงเซลล์แสงอาทิตย์อุปกรณ์ต่อเชื่อมและเครื่องแปลงกระแสดังนั้นประสิทธิภาพของระบบจึงขึ้นอยู่กับคุณภาพของอุปกรณ์ดังกล่าว พลังงานที่ผลิตได้ใน 1 ปี (Annual specific yield) เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่ใช้ในการเปรียบเทียบ และวัดสมรรถนะของระบบซึ่งคำนวณได้จากพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ทั้งหมด (Totak electric output) หารด้วยกำลังผลิตสูงสุดชุดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (peak power of array) จากข้อกำหนดดังกล่าวเราสามารถนำไปคำนวณค่าต่าง ๆ ข้อมูลเฉลี่ยของประเทศไทยจากการรวบเก็บข้อมูลโดยการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศแสดงว่าพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ในรอบปีมีค่าประมาณ 1,200 - 1,400 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อกิโลวัตต์สูงสุดต่อปี (ข้อมูลนี้ได้จากเซลล์แสงอาทิตย์รุ่นเก่า) แต่สำหรับเซลล์ที่ติดตั้งที่บ้านของผู้เข้าร่วมโครงการระบบผลิตและจำหน่ายไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาบ้าน 10 หลังแรกนั้นเป็นเซลล์รุ่นใหม่ ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าคาดว่าพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ประมาณ 1,300 - 1,600 กิโลวัตต์ชั่งโมงต่อกิโลวัตต์ สูงสุดต่อปี เอกสารอ้างอิง 1. 21 AD Architecture Digest for the 21th Century "PHOTOVOLTAICS" Oxford Brookes University , sponsored by BP Solar , 25 p. 2. "Solar Energy Utilization Technology" , New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO), Solar Energy Department , 31 p 3. Solar Photovoltaic Power Generation Using PV Technology , Vol. 1 , The Technology , ASIAN Development Bank finances study , 62 p.
โซล่าเซลล์คืออะไร
ตอบง่ายสุดๆ โซล่าเซลก็คือเครื่องชาร์จแบตเตอรี่นั่นเอง แผงโซล่าเซลวัตต์สูงชาร์จเร็ว   วัตต์ต่ำชาร์จช้า โดยใช้แสงอาทิตย์เป็นตัวกำเนิดพลังงานไฟฟ้า เราใช้งานตอนกลางคืนหรือตอนกลางวันในส่วนไฟฟ้าที่เหลือจากการชาร์จของแบตเตอรี่รถยนต์ซึ่งเป็นไฟฟ้า 12V. และถ้าต้องการไฟฟ้า 220V.เราจำเป็นต้องมีตัวแปลงไฟฟ้า นั่นก็คือ....
 Inverter : อินเวอร์เตอร์
คือเครื่องแปลงไฟแบตเตอรี่รถยนต์ 12V.เป็นไฟบ้าน 220V. อินเวอร์เตอร์มีวัตตต์หลายขนาด ตั้งแต่ 75วัตต์ จนถึง 2400วัตต์ ซึ่งแล้วแต่เครื่องใช้ไฟฟ้าของท่านกินกำลังไฟฟ้าเท่าไร
  •        เช่น บางท่านเอาไปใช้งานเกี่ยวกับอุปกรณ์กู้ภัยใช้ 800วัตต์ พวกหลอดไฟฟ้าส่องทางเวลาเกิดไฟไหม้
  • สว่านไฟฟ้า เครื่องตัดไฟฟ้า หินเจียร เป็นต้น
  • เอาไปใช้เที่ยวป่า หุงข้าว ทำอาหาร
  • สูบน้ำจากลำธาร
  • ดูทีวี   ใช้พัดลม
  • เอาไปใช้กับอุปกรณ์ Computer เช่น Notebook PC Printer ต่างๆ แล้วไปจอดรถหน้าห้างสรรพสินค้าทั่วไป รับจ้าง ทำนามบัตร ถ่ายรูปด่วน ส่งFax เล่นอินเตอร์เนท ส่งอีเมล์ ก็ยังมีเห็นมีอยู่บ่อยๆเลย หรือหรืออีกที บางหน่วยงาน
  • ไปใช้ร่วมกับโซล่าเซลบาง บางหน่วยงานรถไฟฟ้าใต้ดิน นำแบตเตอรี่มาพ่วงกับอินเวอร์เตอร์แล้วใส่รถเข็นไปไปบนรางรถไฟนำอุปกรณ์ ขุด ตัด ต่อ เจียร์ มาต่อเครื่องนี้ได้ทุกที่ๆเข็นรถคันนี้ไป ไม่ต้องโยงสายไฟฟ้าให้เกะกะ หรือยาวมากๆซึ่งสินเปลื่องค่าสายไฟฟ้ามากกว่าใช้อินเวอร์เตอร์นี้ ตกตอนเย็นก็นำแบตเตอรี่มาชาร์ทใหม่ ตอนเช้าก็เข็นไปบนรางรถไฟและใช้ได้เหมือนเดิม
  • บางร้านค้า หรือบ้านที่อยู่อาศัย ก็นำไปใช้เป็นไฟฟ้าฉุกเฉินได้สบายโดยต่อเครื่องนี้กับแบตเตอรี่อีกเช่นกัน เวลาไฟฟ้าดับ ก็สับคัทเอาท์ไฟฟ้าออก หาปลั๊กไฟฟ้าตัวผู้ 2หัว มาต่อเข้ากับเครื่องนี้ 1หัว ส่วนอีก 1หัวเสียบเข้ากับปลั๊กไฟฟ้าเดิมที่บ้านท่าน ท่านก็จะมีไฟฟ้าใช้ปกติเช่นเดิม เวลาไฟฟ้าของการไฟฟ้ามา ท่านก็ดึงปลั๊กที่เสียบปลั๊กไฟฟ้าเดิมของบ้านท่านออก แล้วสับคัทเอาท์ขึ้น ท่านก็ยังใช้ไฟฟ้าของการไฟฟ้าได้เหมือนเดิม ตามปกติ และโปรดจำไว้เสมอว่า ถ้าท่านยังไม่ปิดสวิทช์ที่อินเวอร์เตอร์แสดงว่าปลั๊กไฟฟ้าตัวผู้ 2หัวเส้นนั้นยังมีไฟฟ้า 220โวล์ทอยู่พึงระวังไว้เสมอ... .
  •  +++ ตัวอย่างการใช้งาน โดยหาแบตเตอรี่ 12โวล์ทมาต่อพ่วงกับอินเวอร์เตอร์ +++
  •  Notebook ทั่วไปตัวมันกินไฟฟ้าพร้อมชาร์ทแบตเตอรี่ของเครื่อง ก็ใช้ 75วัตต์
  •  ทีวีสี 14-20นิ้ว หลังทีวีนั้นมีบอกกินไฟฟ้า 70วัตต์
  • ทีวีสี 25-29นิ้ว ใช้ 200วัตต์
  • มีเครื่องเล่น VCD DVD รวมด้วยใช้ 400วัตต์
  • พัดลม 12นิ้วใช้ 75วัตต์
 
กรณ๊ใช้อินเวอร์เตอร์เป็นไฟสำรองฉุกเฉิน 
  • บ้าน ร้านอาหารต่างๆ เดี๋ยวนี้เขาใช้อินเวอร์เตอร์เป็นเครื่องสำรองไฟฟ้าใช้กันแล้ว พอไฟฟ้าดับ อินเวอร์เตอร์ก็ทำงานอัตโนมัติ เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆก็ทำงานได้ปกติ พอไฟฟ้ามา ก็มีเครื่องชาร์ตแบตเตอรี่ชาร์ตให้แบตเตอรี่เต็มตลอดเวลาใช้ในครั้งต่อไป
  • ถ้าใช้เกี่ยวกับอุปกรณ์การเลี้ยงปลาก็หาที่ชาร์จแบตเตอรี่มาต่อร่วมเวลาไฟดับอุปกรณ์นั้นยังทำงานตลอด
ข้อควรคิด "ท่านต้องคิดเสมอว่าการที่จะให้อินเวอร์เตอร์ทำงานนานๆหรือให้กำลังไฟฟ้าวัตต์สูงๆ(2400วัตต์) ท่านต้องมีแบตเตอรี่จ่ายไฟให้เหมาะสมหรือหลายลูก ไม่ใช่มีแบตเตอรี่เล็กๆลูกเดียวแล้วท่านจะใช้ได้นานๆหรือวัตต์สูงๆ ถ้าเป็นเช่นนั้นผมคงขายไฟฟ้าแข่งกับการไฟฟ้าฝ่ายผลิตด้วยแบตเตอรี่เล็กๆลูกเดียวดีกว่ามาขายอินเวอร์เตอร์แล้วครับ ต้องคำนวณให้เหาะสมกับการใช้งาน เช่น 75วัตต์กินไฟฟ้าแบตเตอรี่รถกระบะได้ประมาณ 16 ชั่วโมง แต่ถ้า 2400วัตต์ก็ประมาณ 30นาที ที่Loadสูงสุดครับ"
รายละเอียดของเครื่องใช้ไฟฟ้า
 สูตร: Watts หาร 220V. = Amps ........ Amps คูณ 220V. = Watts
Required Watts for Common Appliances:
  1.  Coffee pot (10 cup) 1200W. Coffee pot (4 cup) 650W
  2. VCR 40-60W. .
  3. CD or DVD Player 35W.
  4. Toaster 800-1500W.
  5. Stereo 30-100W.
  6. Cappuccino Maker 1250W.
  7. Clock Radio 50W.
  8. Coffee Grinder 100W.
  9.  AM/FM car cassette 10W.
  10.  Blender 300W.
  11. Satellite dish 30W.
  12.  Microwave (600 to 1000 W cooking power) 1100-2000W (elec. consumption)
  13. Vacuum cleaner 300-1100W.
  14. Waffle iron 1200W.
  15. Mini Christmas lights (50) 25W.
  16. Hot plate 1200W.
  17. Space Heater 1000-1500W.
  18. pan 1200W. Iron 1000W.
  19. Toaster Oven 1200W.
  20.  Washing machine 920W.
  21.  Blow dryer 900-1500W.
  22. 12" 3 speed table fan 230W.
  23.  Computer - laptop 50-75W. -
  24.  pc & monitor 200-400W. -
  25.  printer-inkjet 60-75W.
  26. TV - 25" color 300W. -
  27. 19" color TV or monitor 160W. - 12" b&w 30W.
  28. 13" color TV/VCR Combo 300W.
  29. Refrigerator/Freezer 600W.
  30.  Game Console (X-Box) 100W.
  31. Refrigerato   500-800W.
  32. Furnace Fan (1/3hp) 1200W.
Required Watts for Common Tools:
 Jig Saw 300W. 1/4" drill 250W. Band Saw 1200W. 3/8" drill 500W. Table Saw 1800W. Shop Vac 5 hp 1000W. 1/2" drill 750W. 6 1/2" circ. saw 1000W. 7 1/4" circ. saw 1200W. 8 1/4" circ. saw 1800W. Sabre Saw 500W. Portable Grinder 1380W. Disc Sander 1200W. Electric Chain Saw 14" 1200W. Makita Chop Saw 1550W. Airless Sprayer 1/2 hp 600W. Makita Cut Off Saw 1000W. Air Compressor 1 hp 2000W.
 
Make a solar cell in your kitchen 

A solar cell is a device for converting energy from the sun into electricity. The high-efficiency solar cells you can buy at Radio Shack and other stores are made from highly processed silicon, and require huge factories, high temperatures, vacuum equipment, and lots of money.  
 
  If we are willing to sacrifice efficiency for the ability to make our own solar cells in the kitchen out of materials from the neighborhood hardware store, we can demonstrate a working solar cell in about an hour.  
 
  Our solar cell is made from cuprous oxide instead of silicon. Cuprous oxide is one of the first materials known to display the photoelectric effect, in which light causes electricity to flow in a material.  
 
  Thinking about how to explain the photoelectric effect is what led Albert Einstein to the Nobel prize for physics, and to the theory of relativity.  
 
   
 
 
Materials you will need
 
 
  The solar cell is made from these materials:
  1. A sheet of copper flashing from the hardware store. This normally costs about $5.00 per square foot. We will need about half a square foot.
  2. Two alligator clip leads.
  3. A sensitive micro-ammeter that can read currents between 10 and 50 microamperes. Radio Shack sells small LCD multimeters that will do, but I used a small surplus meter with a needle.
  4. An electric stove. My kitchen stove is gas, so I bought a small one-burner electric hotplate for about $25. The little 700 watt burners probably won't work -- mine is 1100 watts, so the burner gets red hot.
  5. A large clear plastic bottle off of which you can cut the top. I used a 2 liter spring water bottle. A large mouth glass jar will also work.
  6. Table salt. We will want a couple tablespoons of salt.
  7. Tap water.
  8. Sand paper or a wire brush on an electric drill.
  9. Sheet metal shears for cutting the copper sheet.
 
 
   
 
   
 
 
How to build the solar cell
 
 
  My burner looks like this:  
 
   
 
   
 
  The first step is to cut a piece of the copper sheeting that is about the size of the burner on the stove. Wash your hands so they don't have any grease or oil on them. Then wash the copper sheet with soap or cleanser to get any oil or grease off of it. Use the sandpaper or wire brush to thoroughly clean the copper sheeting, so that any sulphide or other light corrosion is removed.  
 
  Next, place the cleaned and dried copper sheet on the burner and turn the burner to its highest setting.  
 
   
 
   
 
   
 
  As the copper starts to heat up, you will see beautiful oxidation patterns begin to form. Oranges, purples, and reds will cover the copper.  
 
   
 
   
 
   
 
  As the copper gets hotter, the colors are replaced with a black coating of cupric oxide. This is not the oxide we want, but it will flake off later, showing the reds, oranges, pinks, and purples of the cuprous oxide layer underneath.  
 
   
 
   
 
   
 
  The last bits of color disappear as the burner starts to glow red.  
 
   
 
   
 
   
 
  When the burner is glowing red-hot, the sheet of copper will be coated with a black cupric oxide coat. Let it cook for a half an hour, so the black coating will be thick. This is important, since a thick coating will flake off nicely, while a thin coat will stay stuck to the copper.  
 
   
 
   
 
   
 
  After the half hour of cooking, turn off the burner. Leave the hot copper on the burner to cool slowly. If you cool it too quickly, the black oxide will stay stuck to the copper.  
 
   
 
   
 
   
 
  As the copper cools, it shrinks. The black cupric oxide also shrinks. But they shrink at different rates, which makes the black cupric oxide flake off.  
 
   
 
   
 
   
 
  The little black flakes pop off the copper with enough force to make them fly a few inches. This means a little more cleaning effort around the stove, but it is fun to watch.  
 
   
 
   
 
   
 
  When the copper has cooled to room temperature (this takes about 20 minutes), most of the black oxide will be gone. A light scrubbing with your hands under running water will remove most of the small bits. Resist the temptation to remove all of the black spots by hard scrubbing or by flexing the soft copper. This might damage the delicate red cuprous oxide layer we need to make to solar cell work.  
 
   
 
  The rest of the assembly is very simple and quick.  
 
  Cut another sheet of copper about the same size as the first one. Bend both pieces gently, so they will fit into the plastic bottle or jar without touching one another. The cuprous oxide coating that was facing up on the burner is usually the best side to face outwards in the jar, because it has the smoothest, cleanest surface.  
 
  Attach the two alligator clip leads, one to the new copper plate, and one to the cuprous oxide coated plate. Connect the lead from the clean copper plate to the positive terminal of the meter. Connect the lead from the cuprous oxide plate to the negative terminal of the meter.  
 
  Now mix a couple tablespoons of salt into some hot tap water. Stir the saltwater until all the salt is dissolved. Then carefully pour the saltwater into the jar, being careful not to get the clip leads wet. The saltwater should not completely cover the plates -- you should leave about an inch of plate above the water, so you can move the solar cell around without getting the clip leads wet.  
 
   
 
   
 
   
 
  The photo above shows the solar cell in my shadow as I took the picture. Notice that the meter is reading about 6 microamps of current.  
 
  The solar cell is a battery, even in the dark, and will usually show a few microamps of current.  
 
   
 
   
 
   
 
   
 
  The above photo shows the solar cell in the sunshine. Notice that the meter has jumped up to about 33 microamps of current. Sometimes it will go over 50 microamps, swinging the needle all the way over to the right.  
 
   
 
 
How does it do that?
 
 
   
 
  Cuprous oxide is a type of material called a semiconductor. A semiconductor is in between a conductor, where electricity can flow freely, and an insulator, where electrons are bound tightly to their atoms and do not flow freely.  
 
  In a semiconductor, there is a gap, called a bandgap between the electrons that are bound tightly to the atom, and the electrons that are farther from the atom, which can move freely and conduct electricity.  
 
  Electrons cannot stay inside the bandgap. An electron cannot gain just a little bit of energy and move away from the atom's nucleus into the bandgap. An electron must gain enough energy to move farther away from the nucleus, outside of the bandgap.  
 
  Similarly, an electron outside the bandgap cannot lose a little bit of energy and fall just a little bit closer to the nucleus. It must lose enough energy to fall past the bandgap into the area where electrons are allowed.  
 
  When sunlight hits the electrons in the cuprous oxide, some of the electrons gain enough energy from the sunlight to jump past the bandgap and become free to conduct electricity.  
 
  The free electrons move into the saltwater, then into the clean copper plate, into the wire, through the meter, and back to the cuprous oxide plate.  
 
  As the electrons move through the meter, they perform the work needed to move the needle. When a shadow falls on the solar cell, fewer electrons move through the meter, and the needle dips back down.  
 
   
 
 
A note about power
 
 
  The cell produces 50 microamps at 0.25 volts.
This is 0.0000125 watts (12.5 microwatts).
Don't expect to light light bulbs or charge batteries with this device. It can be used as a light detector or light meter, but it would take acres of them to power your house.
 
 
  The 0.0000125 watts (12.5 microwatts) is for a 0.01 square meter cell, or 1.25 milliwatts per square meter. To light a 100 watt light bulb, it would take 80 square meters of cuprous oxide for the sunlit side, and 80 square meters of copper for the dark electrode. To run a 1,000 watt stove, you would need 800 square meters of cuprous oxide, and another 800 square meters of plain copper, or 1,600 square meters all together. If this were to form the roof of a home, each home would be 30 meters long and 30 meters wide, assuming all they needed electricity for was one stove.  
 
  There are 17,222 square feet in 1,600 square meters. If copper sheeting costs $5 per square foot, the copper alone would cost $86,110.00 USD. Making it one tenth the thickness can bring this down to $8,611.00. Since you are buying in bulk, you might get it for half that, or about $4,300.00.  
 
  If you used silicon solar panels costing $4 per watt, you could run the same stove for $4,000.00. But the panels would only be about 10 square meters.  
 
  Or, for about a dollar, you can build a solar stove out of aluminum foil and cardboard. For about $20, you can build a very nice polished aluminum parabolic solar cooker.  
 



พลังงานแสงอาทิตย์ ทางเลือกที่น่าสนสำหรับคนยุคใหม่ โดย ดร.เอกรินทร์ วาสนาส่ง

พลังงานแสงอาทิตย์ ทางเลือกที่น่าสนสำหรับคนยุคใหม่

โดย ดร.เอกรินทร์ วาสนาส่งหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้ากำลัง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร

นับตั้งแต่การปฏิวัติทางอุตสาหกรรมในปี ค.ศ. 1765 (พ.ศ. 2308)โดยนายเจมส์ วัตต์ จนมาถึงการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1860 (พ.ศ. 2403) โดยนาย Etienne Lenoir พลังงานที่เรานำมาใช้ล้วนมาจากการเผาไหม้ของวัตถุดิบจากธรรมชาติ ที่ต้องใช้เวลาในการก่อกำเนิดนาน นับล้าน ๆ ปี ซึ่งวัตถุดิบดังกล่าวก็ได้แก่ ถ่านหิน น้ำมัน และ ก๊าซธรรมชาติ ซึ่งพวกเรารู้จักกันดี ภายหลังเมื่อ Nikola Tesla ได้คิดค้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับได้สำเร็จในปี ค.ศ. 1892 (พ.ศ. 2435) พลังงานจากวัตถุดิบเหล่านี้ก็ถูกนำมาเป็นต้นกำลังในการปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยการแปรรูปพลังงานความร้อนให้เป็นพลังงานไฟฟ้า และไฟฟ้าก็ถูกนำมาใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวัน จนถือว่าเป็นสิ่งสำคัญอันดับต้น ๆ ของชีวิตคนไปแล้ว ไม่ว่าจะเป็น เครื่องปรับอากาศ พัดลม ตู้เย็น ทีวี วิทยุ ล้วนใช้ไฟฟ้าทั้งสิ้น ปัจจุบันคงปฏิเสธไม่ได้ว่าถ้าไม่มีไฟฟ้าใช้มนุษย์ยุคใหม่อย่างเราคงอยู่กันอย่างลำบากกว่านี้มาก

จากตัวเลขจำนวนประชากรของโลก ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 6 พัน 1 ร้อยล้านคน และมีแนวโน้มเติบโตต่อเนื่อง คงไม่ต้องบอกถึงปริมาณความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าของโลก ที่ต้องเติบโตอย่างปฏิเสธไม่ได้ เมื่อมีความต้องการการใช้ไฟฟ้ามากขึ้น แหล่งพลังงานธรรมชาติที่เรามี เช่นก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน หรือน้ำมันก็จะต้องถูกนำมาใช้มากขึ้น เพื่อผลิตไฟฟ้า แน่นอนว่าเมื่อมีความต้องการมากขึ้น ในขณะที่ปริมาณวัตถุดิบเหล่านี้มีจำนวนลดลงทุกวัน ก็ย่อมทำให้ราคาของมันเพิ่มสูงขึ้นตามกลไกตลาด อย่างที่เราเห็นอยู่ในกรณีของน้ำมันขณะนี้ ไม่เพียงแค่นั้น แหล่งพลังงานจากธรรมชาติเหล่านี้ เมื่อต้องทำการเปลี่ยนรูปให้เป็นพลังงานความร้อนนั้น จะต้องมีการเผาไหม้เกิดขึ้น และไอเสียจากการเผาไหม้เหล่านี้นี่เองที่เราเรียกกันว่าเป็นมลพิษทางอากาศ ก๊าซที่เป็นผลมาจากการเผาไหม้เหล่านี้ก็ได้แก่ คาร์บอนไดอ๊อกไซด์ (CO2), ไนโตรเจนได- อ๊อกไซด์ (NO2), และ ซัลเฟอร์ไดอ๊อกไซด์ (SO2) ซึ่งพวกเราทุกคนคงคุ้นเคยกันดี และคงไม่อยากสูดมันเข้าไปในปอดของเราแน่ ๆ

จากข้อมูลที่นำเสนอไปจะเห็นว่าในการอยู่รอดของคนในโลกนี้อย่างยั่งยืน คงจะเกิดขึ้นไม่ได้ถ้าเรายังคงมีวิถีการใช้ชีวิตแบบเดิม ๆ คือเอาทรัพยากรธรรมชาติที่เรามีจำกัดมาเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานที่เราต้องการใช้ และในขณะเดียวกันผลพวกจากการแปรรูปพลังงานก็คือการทำลายสภาวะแวดล้อมรอบตัวเราไปทุกวัน ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะมาพิจารณากันใหม่ถึงทางเลือก และทางรอดที่เหมาะสมที่สุด ในอันที่จะทำให้ชีวิตของเรา เศรษฐกิจของเรา และ ธรรมชาติของเราอยู่ร่วมกันได้อย่างกลมกลืน ดังนั้นในการพิจารณาทางเลือกของการใช้พลังงาน เราจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลัก 3 ประการณ์ประกอบกัน ได้แก่ 1. เศรษฐกิจ 2. พลังงาน และ 3. สิ่งแวดล้อม ปัจจัยทั้ง 3 ประการณ์นี้จำเป็นจะต้องไปด้วยกันได้อย่างเหมาะสม จึงจะทำให้พวกเราสามารถใช้ชีวิตกันได้อย่างสบาย ๆ หาไม่แล้วพวกเราก็คงต้องหาโลกใบใหม่ แทนที่โลกใบเก่าในเวลาไม่ช้าไม่นาน

ในปัจจุบันหลาย ๆ ชาติในโลกซึ่งตระหนักถึงปัญหานี้ก็ได้มีการตกลงทำพันธะสัญญาระหว่างกันในเรื่องเกี่ยวกับการรักษาสภาพวะแวดล้อม ที่เรารู้จักกันดีก็คือ Kyoto Protocall ซึ่งพยายามที่จะให้ประเทศในโลก พยายามลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น CFC หรือ คาร์บอนไดอ๊อกไซด์ ซึ่งจะนำไปสู่การเกิดปรากฏการที่เรียกว่า Global Warming โดยหลาย ๆ ประเทศก็ให้ความร่วมมืออย่างดี ในขณะที่ประเทศยักษ์ใหญ่บางประเทศ กลับไม่ให้ความร่วมมือเนื่องจากกลัวเสียผลประโยชน์ทางธุรกิจที่มีมูลค่ามหาศาล โดยไม่สนใจว่าชาวโลกเขากำลังทำอะไรกันอยู่ ก๊าซเรื่อนกระจกเหล่านี้ส่วนมากจะถูกปล่อยออกมาจากอุตสาหกรรมหนัก ซึ่งก็รวมไปถึงโรงไฟฟ้าที่ใช้การเผาไหม้ของก๊าซ น้ำมัน และ ถ่านหิน ด้วย ดังนั้นจะว่าไปแล้วการผลิตไฟฟ้าก็เป็นส่วนหนึ่งที่ก่อให้เกิดมลภาวะทางอากาศ และทำให้เกิดปัญหา Global Warming ด้วย

ดังนั้นการผลิตไฟฟ้าด้วยวัตถุดิบที่มาจากธรรมชาติใต้พื้นโลก หรือพลังงานจากฟอสซิลล์ ในแบบเดิม ๆ นั้นดูเหมือนว่าจะไม่สามารถทำให้ ประโยชน์ทางธุรกิจ พลังงาน และ สิ่งแวดล้อม ก้าวหน้าไปพร้อม ๆ กันได้อย่างเต็มรูปแบบ เพราะการขยายตัวขององค์ประกอบหนึ่ง ย่อมจะส่งผลกระทบในทางตรงกันข้ามกับอีกส่วนหนึ่งอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่ก็ใช่ว่าจะไม่มีทางออกเสียทีเดียว ในปัจจุบัน หลาย ๆ หน่วยงานทั่วโลก รวมไปถึงรัฐบาลไทย ก็ได้มีการพูดถึงคำว่าพลังงานทดแทน หรือ Renewable Energy กันมากขึ้น บางครั้งอาจถูกเรียกกันว่า พลังงานทางเลือก ซึ่งพลังงานเหล่านี้ก็ได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy) พลังงานลม (Wind Energy) พลังงานจากของเหลือใช้ทางการเกษตร (Biomass Energy) รวมไปถึงพลังงานจากคลื่น (Wave Energy) หรือ น้ำขึ้นน้ำลง (Tidal Energy) ซึ่งพลังงานสองประเภทหลังนี้ไม่ค่อยได้รับความสนใจในประเทศไทยเลย เนื่องจากมีความเป็นไปได้ทางเศรษฐศาสตร์ต่ำมาก แม้กระทั่งพลังงานลมเอง ก็มีความเป็นไปได้น้อย เนื่องจากลมในประเทศไทย มีความเร็วไม่สูงมากเหมือนในต่างประเทศ ดังนั้น พลังงาน Biomass และ พลังงานจากแสงอาทิตย์ จึงดูเหมือนจะมีความเป็นไปได้มากที่สุด

ในที่นี้เราคงไม่พูดถึง Biomass เพราะเป็นที่กล่าวถึงโดยกว้างขวางอยู่แล้ว ไม่ว่าจะเป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้พลังงานจากแกลบ กากอ้อย หรือ กะลาปาล์ม รวมไปถึงการหมักก๊าซชีวภาพต่าง ๆ เพื่อให้ได้แก๊สมาใช้ในการผลิตไฟฟ้า แต่เราจะพูดถึงพลังงานที่เราได้มาฟรี ๆ จากดวงอาทิตย์ ซึ่งให้พลังงานแก่โลกมานับพันล้านปีแล้ว อันที่จริงมนุษย์เองก็รู้จักนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ในชีวิตประจำวันมาตั้งแต่โบราณกาล เพียงแต่ว่าเป็นการนำความร้อนมาใช้โดยตรง เช่นการตากแห้งต่าง ๆ การทำเนื้อแดดเดียว หมูแดดเดียว เหล่านี้ก็ล้วนแต่เป็นการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้โดยตรงทั้งสิ้น แต่การที่เราจะนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้เพื่อผลิตไฟฟ้านั้น ต่างกันออกไป โดยสามารถจำแนกการใช้ตามวิธีการผลิตได้ 2 ประเภท คือ

1)การเปลี่ยนแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงโดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า โซล่าเซลล์ (Solar Cells) หรือ โฟโตโวลตาอิคส์ (Photovoltaics)

2)การใช้ความร้อนจากดวงอาทิตย์มาต้มน้ำ เพื่อใช้ไอน้ำในการผลิตไฟฟ้า ที่เราเรียกกันว่า โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ (Solar Thermal Power Plant)

ในบทความนี้เราจะกล่าวถึงวิธีการแรกในการผลิตไฟฟ้า เนื่องจากเป็นวิธีที่กำลังได้รับความสนใจกันอย่างมากโดยเฉพาะในประเทศไทย หลังจากที่รัฐบาลมีนโยบายไฟฟ้าเอื้ออาธร หรือ Solar Home Project ซึ่งเป้าหมายก็คือต้องการให้ประชาชนทุกคนในประเทศไทย มีไฟฟ้าใช้กันอย่างทั่วถึง บางท่านที่ยังไม่ทราบว่า โครงการไฟฟ้าเอื้ออาธรคืออะไร ก็สามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมได้จากเวบไซท์ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค(กฟภ.) (http://www.pea.co.th/project/project_solar.htm) โดย กฟภ. เองรับหน้าที่เป็นเจ้าภาพโครงการนี้ โดยทำงานร่วมกับกระทรวงพลังงาน บางคนอาจจะยังสงสัยว่า แล้วไฟฟ้าเอื้ออาธรมาเกี่ยวข้องอะไรกับโซล่าเซลล์

ก่อนอื่นท่านผู้อ่านต้องไม่ลืมว่าพื้นที่ ๆ ไม่มีไฟฟ้าใช้ในประเทศไทยนั้น ล้วนแล้วแต่เป็นพื้นที่ห่างไกล หรือภาษาอังกฤษเขาเรียกว่า Remote Area ในพื้นที่เหล่านี้ สาเหตุที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ เนื่องจากว่าอยู่ไกลจนสายส่งไฟฟ้าของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคเข้าไปไม่ถึง หรือไม่คุ้มค่าที่จะสร้างสายส่งราคาหลายล้านบาท เพื่อจ่ายให้กับประชาชนเพียงไม่กี่หลังคาเรือน ซึ่งส่วนมากจะอยู่ในป่าในเขา หรือบนเกาะ ดังนั้นถ้าต้องการผลิตไฟฟ้าใช้ ชาวบ้านก็ต้องผลิตกันเอง เดิมในบางพื้นที่ก็มีการปั่นไฟฟ้าโดยใช้เครื่องยนต์ดีเซลล์ แต่เนื่องจากน้ำมันมีราคาแพง และต้องมีการขนย้ายน้ำมันปริมาณมาก ซึ่งไม่สะดวก ดังนั้นโซล่าเซลล์ดูเหมือนจะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด เนื่องจากไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง การดูแลรักษาทำได้งาย เพราะไม่มีส่วนที่ต้องเคลื่อนที่ และที่สำคัญคือไม่มีเสียงดังรบกวนในขณะที่ผลิตไฟฟ้า ซึ่งตามแผนของ กฟภ. จะติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้แผงโซล่าเซลล์ ที่มีขนาด 120 วัตต์ ส่วนประกอบอื่น ๆ ก้ได้แก่ แบตเตอรี่ ซึ่งทำหน้าที่เก็บพลังงาน และ อินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ ให้เป็นกระแสสลับที่ใช้กันตามบ้าน โดยจะแถมหลอดไฟให้อีก 2 หลอด และใช้งานกับทีวีได้อีก 1 เครื่อง พูดแค่นี้อาจจะมองไม่เห็นภาพว่ามันจะมีส่วนทำให้ตลาดของโซล่าเซลล์ในประเทศไทยตื่นตัวได้อย่างไร แต่ลองคำนวณดูนะครับว่าจำนวนบ้านที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ในประเทศไทยทั้งหมดกว่า 3 แสนครัวเรือน แต่ละหลังใช้โซล่าเซลล์ 120 วัตต์ ก็จะต้องใช้โซล่าเซลล์ทั้งหมดกว่า 36 เมกกะวัตต์ (1 เมกกะวัตต์ = 1 ล้านวัตต์) เลยทีเดียว ถ้าจะนับเป็นเงินก็คงจะปวดหัว เพราะ 1 วัตต์ของระบบประเภทนี้ต้องใช้เงินประมาณ 200 - 300 บาท ถ้าคูณกับ 36 เมกกะวัตต์เข้าไปแล้ว ก็หลายพันล้านบาท

เราคงเห็นแล้วว่าโซล่าเซลล์นั้น ไม่ใช่เรื่องไกลตัวอีกต่อไปแล้ว ถึงแม้ว่าครั้งหนึ่งมันจะดูเหมือนไกลตัวเรามาก เนื่องจากการใช้งานอย่างเป็นจริงเป็นจังของโซล่าเซลล์นั้น เริ่มต้นในอวกาศ โดยใช้ครั้งแรกกับดาวเทียมที่มีชื่อว่า Vanguard I ในปี ค.ศ. 1958 (พ.ศ. 2501) คือเมื่อ 46 ปีที่แล้ว สำหรับราคาของโซล่าเซลล์ในตอนนั้นคงไม่ต้องพูดถึง เพราะแพงมาก คนธรรมดาทั่วไปอย่าง เรา ๆ คงไม่มีสิทธิ์ซื้อมาเป็นเจ้าของอย่างแน่นอน เพราะกระบวนการผลิตนั้นค่อนข้างยุ่งยากและใช้งบประมาณในการลงทุนมาก แต่ต่อมาเมื่อมีการพัฒนากระบวนการผลิตใหม่ ๆ ขึ้นราคาของโซล่าเซลล์ก็ถูกลงเรื่อย ๆ จนสามารถนำมาใช้งานทั่วไป หรือผลิตในเชิงการค้าได้ ตัวอย่างเช่น ราคาของโซล่าเซลล์ต่อวัตต์สูงสุด ในปี ค.ศ. 1982 (พ.ศ. 2525) อยู่ที่ 27 US$ และลดลงมาอยู่ที่ 4 US$ ต่อวัตต์ ในปัจจุบัน และมีแนวโน้มที่จะลดต่อไป ในขณะที่ค่าไฟฟ้าที่ผลิตจากพลังงานฟอสซิลล์ มีแนวโน้มแต่จะเพิ่มขึ้นทุกปี โดยสังเกตได้จากราคาน้ำมัน และ แก๊สธรรมชาติที่เพิ่มสูงขึ้นอยู่ตลอดเวลา

เกริ่นให้ฟังกันมาพอสมควร ท่านผู้อ่านคงพอมองเห็นกันบ้างแล้วว่าทำไมผมจึงตั้งชื่อเรื่องว่า พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานที่น่าสนใจสำหรับคนยุคใหม่ สาเหตุที่พลังงานแสงอาทิตย์ และโซล่าเซลล์เป็นเรื่องที่น่าสนใจ เนื่องจากมันเป็นพลังงานทดแทนที่อาจเรียกได้ว่าไม่มีวันหมด เพราะมีการทำนายว่าอายุของดวงอาทิตย์นั้น คงจะอยู่ยาวนานไปอีกกว่า 4000 ล้านปี (ซึ่งก็คงนานพอ) นอกจากนั้นมันยังเป็นพลังงานที่สามารถเลี้ยงตัวเองได้ ซึ่งภาษาอังกฤษเขาใช้คำว่า Sustainable ซึ่งความหมายโดยละเอียดก็คงต้องอธิบายกันยาวสักหน่อย ในอดีตจนถึงปัจจุบัน มีนักวิชาการทางด้านพลังงานหลาย ๆ ท่านได้ออกมากล่าวว่าโซล่าเซลล์ เป็นทางเลือกที่แพงเกินไป และไม่คุ้มค่าที่จะลงทุน บางคนยังพูดเลยไปถึงว่า พลังงานที่ใช้ในการผลิตโซล่าเซลล์นั้นมันอาจจะมากกว่า พลังงานที่โซล่าเซลล์จะผลิตได้เสียอีก ซึ่งจริง ๆ แล้วมันเป็นความคิดที่ผิดเอามาก ๆ

ในอดีตนั้น การใช้พลังงานไฟฟ้าในการผลิตโซล่าเซลล์ชนิดคริสตัลไลน์ (Crystalline Silicon Solar Cells) ซึ่งการใช้พลังงานหลัก ๆ ก็อยู่ที่ขั้นตอนการผลิตซิลิคอน บริสุทธิ์ ซึ่งอยู่ในเกรดที่ผลิตโซล่าเซลล์ได้ โดยพลังงานที่ใช้อยู่ที่ประมาณ 250 กิโลวัตต์-ชั่วโมง(1) ต่อ การผลิตซิลิคอน เพื่อใช้ผลิตโซล่าเซลล์ 1 กิโลกรัม [1] โดยโซล่าเซลล์ที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 1 วัตต์นั้น จะใช้ซิลิคอนประมาณ 20 กรัม ดังนั้นในการผลิตโซล่าเซลล์ขนาด 1 วัตต์ เราจะต้องใช้ไฟฟ้าทั้งสิ้นประมาณ 5,000 วัตต์-ชั่วโมง นั่นก็หมายความว่า ถ้าเรานำโซล่าเซลล์ขนาด 1 วัตต์ที่ผลิตได้ มาผลิตไฟฟ้าให้ได้ 5,000 ชั่วโมง ก็จะเท่ากับพลังงานที่ใช้ในการผลิตตัวมันเอง ถ้าเราคิดว่าโซล่าเซลล์สามารถรับแสงได้วันละเฉลี่ย 6 ชั่วโมง เมื่อหาระยะเวลาเป็นปีออกมาแล้วจะอยู่ที่ประมาณ 2 ปีเศษ ๆ เท่านั้น ในขณะที่อายุการใช้งานของโซล่าเซลล์นั้นอยู่ที่ประมาณ 20 - 30 ปี ซึ่งก็คือ กว่า 50,000 ชั่วโมง ดังนั้นอีกกว่า 40,000 ชั่วโมงที่ได้ ก็คือกำไร ในแง่ของพลังงานที่ผลิตได้ ซึ่งพลังงานเหล่านี้ ถ้าเรานำกลับไปใช้ในการผลิตโซล่าเซลล์ ก็จะสามารถเพิ่มจำนวนโซล่าเซลล์ได้อีกหลายเท่า ซึ่งก็เป็นที่มาของคำว่า Sustainable Energy Source ยิ่งไปกว่านั้น ในปัจจุบันได้มีการวิจัย และ พัฒนารูปแบบ กระบวนการในการผลิตโซล่าเซลล์ให้ใช้พลังงาน และวัตถุดิบลดลง รวมทั้งลดความสูญเสียต่าง ๆ ในกระบวนการผลิต จนพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในการผลิตซิลิคอนสำหรับโซล่าเซลล์นั้นลงมาอยู่ที่ 15 - 30 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ต่อการผลิตโพลีซิลิคอน 1 กิโลกรัม เท่านั้น ซึ่งถือว่าลดลงมากว่า 80 % จะเห็นได้ว่าในอนาคต ราคาของโซล่าเซลล์นั้นยังคงจะถูกลงต่อไปอีก

สำหรับตลาดโซล่าเซลล์ของโลกในขณะนี้มีการใช้งานโซล่าเซลล์เพื่อการผลิตไฟฟ้ารวมกันทั่วโลกอยู่กว่า 1,000 เมกกะวัตต์ โดยประมาณ (1 เมกกะวัตต์ = 1 ล้านวัตต์) เราอาจจะยกตัวอย่างประเทศที่ร่วมในกลุ่ม IEA (International Energy Agency) ซึ่งประกอบด้วย หลายประเทศในยุโรป เยอรมนี สหรัฐ ญี่ปุ่น และประเทศอื่น ๆ อีกหลายประเทศ ซึ่งเป็นผู้นำในการใช้พลังงานจากโซล่าเซลล์ โดยมีการแสดงกำลังการผลิตสะสมจนถึงปี 2003 ดังแสดงในรูปด้านซ้าย จะเห็นได้ชัดว่าตลาดโซล่าเซลล์นั้นมีอัตราการเติบโตที่น่าสนใจมาก คือเฉลี่ยประมาณ 25 % ต่อปี และที่น่าสังเกตคือในช่วงหลังโซล่าเซลล์ถูกนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าขายให้การไฟฟ้า (Grid-connected PV Systems) มากกว่าการใช้งานในพื้นที่ห่างไกล (Remote Area Power Supply - RAPS) อยู่หลายเท่าตัว

ในปัจจุบันประเทศที่มีปริมาณการใช้โซล่าเซลล์มากที่สุดในโลกได้แก่ ญี่ปุ่น ตามมาด้วยเยอรมนี และ สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่นนั้น นอกจากจะเป็นประเทศที่มีการใช้โซล่าเซลล์มากที่สุดคือกว่า 859เมกกะวัตต์ แล้ว ยังเป็นประเทศที่ผลิตโซล่าเซลล์ได้มากที่สุดในโลกด้วย คือปีละกว่า 400 เมกกะวัตต์ สำหรับประเทศไทย เรามีการติดตั้งโซล่าเซลล์เพื่อผลิตไฟฟ้าไปแล้ว 6 เมกกะวัตต์ และ มีโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตที่แม่ฮ่องสอนอีก 500 กิโลวัตต์ นอกจากนั้นก็อยู่ระหว่างการติดตั้ง สำหรับโครงการ Solar Home อีกกว่า 36 เมกกะวัตต์ จะเห็นว่าการเติบโตแบบก้าวกระโดดของการใช้โซล่าเซลล์ในบ้านเรานั้น คงต้องขอบคุณอานิสงค์ของโครงการ Solar Home ของรัฐบาล ซึ่งทำให้ผู้ผลิตโซล่าเซลล์ในเมืองไทยลืมตาอ้าปากได้ จนถึงขนาดเข้าตลาดหลักทรัพย์กันไปก็มี อย่างเช่นบริษัทโซล่าตรอน บางรายก็ลงทุนหลายร้อยล้านบาท ซื้อโรงงานจากต่างประเทศมาตั้งที่เมืองไทย เพื่อผลิตโซล่าเซลล์สำหรับป้อนโครงการดังกล่าว เช่น โรงงานบางกอกโซล่า ที่จังหวัดฉะเชิงเทรา ซึ่งใช้เทคโนโลยีของอะมอฟัสซิลิคอน บางรายก็กำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้างโรงประกอบแผงโซล่าเซลล์ และมีโครงการที่จะสร้างโรงงานผลิตโซล่าเซลล์ด้วยในอนาคต เช่น บริษัทเอกรัฐวิศวกรรม

มาถึงตรงนี้คงจะเห็นได้ชัดว่าตลาดโซล่าเซลล์นั้นกำลังเติบโตอย่างน่าสนใจทีเดียว ไม่ว่าจะเป็นตลาดโลก หรือตลาดในบ้านเราเองก็ตาม เมื่อมีผู้ผลิตมากขึ้น การแข่งขันทางด้านราคาก็จะตามมา ซึ่งก็เป็นประโยชน์กับผู้บริโภค หมายความว่าผู้บริโภคมีโอกาสเลือกได้มากขึ้น ราคาก็จะถูกลง เมื่อราคาถูกลง ผู้ที่ต้องการซื้อใช้ก็จะมากขึ้นทำให้ขนาดของตลาดขยายตัว จนในที่สุดโซล่าเซลล์ก็คงไม่ใช่สิ่งที่ไกลเกินเอื้อม หรือแพงเกินที่จะซื้อมาติดเล่นที่บ้านอีกต่อไปแล้ว แต่ก่อนอื่นก็คงต้องหวังว่าอีกไม่กี่ปีข้างหน้าเราคงจะได้เห็นโซล่าเซลล์ที่มีราคาวัตต์ละไม่เกิน 50 บาท ซึ่งถ้าเป็นเช่นนั้นจริง อีกหน่อยอาจจะเห็นหลังคาบ้านของคนไทยติดโซล่าเซลล์แทนที่กระเบื้องมุงหลังคา หรือว่าอาจจะเห็นรถไฟฟ้าที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ หรือแม้กระทั่งตึกที่ติดโซล่าเซลล์แบบมองทะลุผ่านได้แทนที่กระจกธรรมดา ถ้าเป็นอย่างที่ฝันไว้ได้ดูเหมือนมลภาวะคงจะลดลงได้พอสมควร และทำให้โลกเราน่าอยู่ขึ้นเยอะ แล้วท่านคิดอย่างไร

ระบบผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลระดับครัวเรือน
รศ. ดร. อภิชิต เทอดโยธิน
คณะพลังงานและวัสดุ
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

พลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นพลังงานได้เปล่าที่มีการใช้กันมานานแล้ว โดยทั่วไปสามารถแบ่งการใช้งานออกเป็น 2 ประเภท คือ แบบการใช้เป็นความร้อน และแบบการนำมาผลิตไฟฟ้า

การนำมาใช้เป็นความร้อนนั้นมีการใช้อย่างแพร่พลายในหลายๆ รูปแบบ เช่น การอบแห้งการทำน้ำร้อน รวมถึงการทำความเย็น ส่วนการนำแสงอาทิตย์มาผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่มักใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า โซล่าเซล

Solar Cells

ตัวโซล่าเซลเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีคุณสมบัติพิเศษ คือ เมื่อได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์แล้วจะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าชนิดกระแสตรงออกมาได้ ซึ่งในระยะแรกๆ ที่มีการค้นพบนั้นราคายังสูงมาก จึงถูกนำมาใช้ในงานพิเศษบางลักษณะ เช่น ในยานอวกาศ เป็นต้น แต่การพัฒนาทางเทคโนโลยี และปริมาณการใช้ที่มากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้ราคาของโซล่าเซลถูกลงครึ่งหนึ่งในทุกๆ 10ปี ในปัจจุบันราคาของโซล่าเซลถูกลงจนสามารถนำมาใช้ในบ้านเรือนทั่วไปได้ในระดับหนึ่ง จึงมีการนำโซล่าเซลมาใช้ในบ้านเรือนอยู่อาศัยใน 2 ลักษณะด้วยกัน คือ การใช้กับบ้านเรือนในพื้นที่ห่างไกลที่ยังไม่มีไฟฟ้าใช้ และใช้กับบ้านเรือนที่มีไฟฟ้าเข้าถึงแล้วแต่ต้องการลดการซื้อไฟฟ้าลงในบางช่วง (หรือแม้แต่สามารถขายไฟฟ้ากลับให้กับระบบไฟฟ้าได้)

เมื่อย้อนกลับมาพิจารณาถึงการมีไฟฟ้าใช้ของประเทศไทย จะพบว่าครัวเรือนในประเทศไทยนั้นมีไฟฟ้าใช้แล้วถึง 99 % ยังคงเหลืออีก 1 % ที่อาจจะตั้งอยู่ในพื้นที่ห่างไกลมาก หรืออยู่ในเขตสงวน ซึ่งการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคไม่สามารถเดินสายไฟฟ้าเข้าไปได้ รัฐจึงมีนโยบายที่จะให้ 1 % ที่เหลือนี้มีไฟฟ้าใช้อย่างทั่วถึง ซึ่งระบบที่เหมาะสมก็คือ ระบบผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลนี้เอง

แนวคิดดังกล่าวทำให้รัฐวางแผนจะใช้งบประมาณราว 7.6 พันล้านบาท ในการติดตั้งระบบโซล่าเซล ผลิตไฟฟ้าให้กับบ้านเรือนในชนบทห่างไกล จำนวนประมาณ 3 แสนหลังคาเรือนในระยะเวลาประมาณ 2-3 ปี

การวางแผนใช้เงินงบประมาณจำนวนมหาศาลในเรื่องดังกล่าว ทำให้แวดวงวิชาการที่คลุกคลีอยู่กับเรื่องโซล่าเซลมีความกังวลถึงความคุ้มค่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเด็นเกี่ยวกับความยั่งยืนของระบบ เพราะประสบการณ์จากหลายๆ ประเทศที่ทำโครงการในลักษณะนี้ พบว่ามีทั้งที่สำเร็จ และที่ล้มเหลว แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายๆ ประการ

มูลนิธิคลังสมองของชาติได้ให้ทุนแก่คณะพลังงานและวัสดุ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรีทำการศึกษาเรื่องนี้ ซึ่งพอสรุปได้ว่าทั่วโลกได้มีการจัดทำโครงการในลักษณะนี้มาแล้วกว่า 140 โครงการในกว่า 30 ประเทศ โครงการที่ประสบผลสำเร็จระบบสามารถทำงานอยู่ได้ ในระยะยาวนั้นมีปัจจัยร่วมกันสิ่งหนึ่งได้แก่ มีการออกแบบทางวิศวกรรมที่เหมาะสม เลือกใช้อุปกรณ์ที่มีคุณภาพ มีการทดสอบที่ได้มาตรฐาน และที่สำคัญที่สุดก็คือ ใช้กลไกทางการตลาดสร้างความเป็นเจ้าของให้แก่ผู้ใช้ ส่วนกรณีที่ไม่ประสบผลสำเร็จคือ ระบบเสียหายใช้การไม่ได้เมื่อเวลาผ่านไปไม่นานนั้นก็มีลักษณะร่วมกัน ได้แก่ เลือกใช้อุปกรณ์ราคาถูก การทดสอบไม่มีมาตรฐาน ขาดกลไกการบริหารจัดการที่เหมาะสมในการติดตามแก้ไขปัญหา โครงการที่เร่งรัดดำเนินการ และมักเป็นโครงการขนาดใหญ่ที่มีงบประมาณจำนวนมาก

สำหรับโครงการโซล่าเซล เอื้ออาทรของไทยนั้น พอสรุปได้ว่า มีการออกแบบทางวิศวกรรมได้ดี(เมื่อคำนึงถึงระยะเวลาที่จำกัด) การทดสอบทำได้ถึงระดับหนึ่ง เพราะเวลาจำกัดเช่นกัน ระบบที่เลือกใช้เป็นแบบกระแสสลับ 220 โวลท์ ซึ่งคาดว่าจะยากต่อการควบคุมพฤติกรรมผู้ใช้งาน เพราะผู้ใช้อาจซื้อหาอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ มาใช้กับระบบได้ง่ายทำให้ปริมาณไฟฟ้าที่ออกแบบไว้อย่างพอดีในขั้นต้นอาจจะไม่เพียงพอ ส่งผลให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ที่ใช้เก็บสะสมพลังงานมีอายุสั้นลงได้มาก และจากประสบการณ์ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ที่ได้ทำการติดตามระบบโซล่าเซลสูบน้ำและประจุแบตเตอรี่จำนวนหลายร้อยระบบ พบว่าความยั่งยืนของระบบโซล่าเซลจะสัมพันธ์โดยตรงกับความเข้มแข็งของชุมชน และความรู้สึกเป็นเจ้าของ

Solar-energy Water Heater

ณ นาทีนี้ที่โครงการโซล่าเซลเอื้ออาทรได้เดินหน้าไปมากแล้ว สิ่งหนึ่งที่สามารถทำได้ก็คือ การพยายามจัดระบบการบริหารจัดการที่เป็นรูปธรรมโดยด่วน ส่วนถ้าจะมีโครงการในลักษณะเช่นนี้อีกในอนาคตก็ควรได้มีการทดสอบที่สมบูรณ์แบบ และการเสริมสร้างการมีส่วนร่วมของผู้ใช้อย่างจริงจัง

โครงการโซล่าเซลเอื้ออาทรที่กำลังดำเนินการอยู่จะทำให้ชาวไทยที่อยู่ในชนบทห่างไกล ได้มีโอกาสใช้แสงสว่างจากไฟฟ้า และได้รับข่าวสารผ่านทางโทรทัศน์ อันจะยกระดับความเป็นอยู่ของเขาได้เป็นอย่างดี ความห่วงใยของนักวิชาการก็เพียงอยากให้แน่ใจระบบโซล่าเซลนั้น จะเป็นแสงสว่างให้แก่ชาวบ้านได้ยาวนานตามอายุขัยของระบบที่ควรจะเป็น


ตึกสูงที่แมนเชสเตอร์ ไม่ใช้กระจกแต่ใช้โซล่าเซลล์

อาคารของบริษัทประกันภัยที่ชื่อ CIS ที่ตั้งอยู่ ณ เมืองแมนเชสเตอร์ ประเทศอังกฤษเป็นอาคารเก่าแก่ ที่สร้าง มาแล้วกว่า 40 ปี โดยอาคารนี้มีลักษณะเป็นอาคารสำนักงานที่มีการแยกเอาส่วนสาธารณูปโภค ต่างๆ (เช่น ลิฟต์ บันได ระบบไฟฟ้า ระบบน้ำ ระบบอากาศ) มารวมไว้เป็นตึกที่ยี่นออกมาจากตัวตึกทีมี เป็นอาคารสำนักงานโดยตึกที่มี สาธารณูปโภครวมอยู่นี้ จะมีผนังอาคารภายนอกแบบปิดทึบด้วย ผนังคอนกรีต

โดยที่แต่เดิมนั้น อาคารสาธารณูปโภคที่มีผนังคอนกรีตปิดทึบนั้นจะมีการบุผนังภายนอก ด้วย กระเบื้องโมเสกซึ่ง เมื่อผ่านเวลามายาวนานกระเบื้องโมเสกด้านนอกก็เริ่มหลุดลอกและอาจจะตกลง มาทำอันตรายต่อคนด้านล่าง ได้ ทางบริษัท CSI เจ้าของตึกจึงมีนโยบายปรับปรุงผนังอาคารในส่วนนี้ใหม่ แต่แทนที่จะทำการปรับปรุง แบบเดิมๆ ทางผู้บริหารบริษัทกลับมีหัวคิดทันสมัย นำเอาแผงโซล่าเซล มาติดตั้งบนผนังอาคารแทน
 

ภายหลังการติดตั้งอันยาวนานถึง 6 เดือน อาคารหลังนี้ถูกหุ้มด้วยแผงโซล่าเซลล์โดยสมบูรณ์ โดยมีการใช้แผง โซล่าเซลล์ขนาด 80W มากถึง 7,244 แผง (มีโซล่าเซลล์ประมาณ 2346 แผงไม่ อยู่ในตำแหน่งที่ได้รับแสงอาทิตย์) ซึ่งสามารถสร้างพลังไฟได้ถึง 390kW หรือเท่ากับพลังงาน ที่ใช้ต้มชาได้ถึง 9 ล้านถ้วย และนอกเหนือจาก แผงโซล่าเซลล์ ตึกนี้ยังมีกังหันลมสำหรับผลิต ไฟฟ้าอยู่บนดาดฟ้าของตึกอีก 10 ตัว ซึ่งรวมกันแล้วจะสามารถผลิต พลังงานไฟฟ้าได้เองเท่ากับ 10% ของการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดของตึก

โครงการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ที่ติด CSI แห่งนี้ ได้ใช้งบประมาณไปกว่า 390 ล้านบาท โดยทางบริษัทเจ้าของตึก ได้รับเงินสนับสนุนจากองค์อนุรักษ์สิ่งแวดล้อมต่างๆด้วย สำหรับใน ประเทศไทย ตึกสูงๆหลายแห่งน่าจะเอาอย่างดูบ้าง เพราะแดดในประเทศไทยแรงดีเหลือเกิน น่าจะผลิตกระแสไฟฟ้า ได้เยอะกว่าแดดที่อังกฤษ ถ้าทำได้จริงๆ คงช่วยชาติประหยัดพลังงาน ไปได้ไม่น้อยเลยทีเดียว




คลิ๊กนี้มีความหมาย

Copyright (c) 2011 by www.engineerthailand.com