โซลาร์เซลล์ ผลิตไฟฟ้าใช้เอง
(นาย วัฒนา สุริยะ)
นักวิชาการวิทยาศาสตร์ศึกษา
1. โซลาร์เซลล์ คืออะไร
โซลาร์เซลล์ หรือเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) เป็นผลงานของ แชปปิน (Chapin) ฟูลเลอร์ (Fuller) และเพียร์สัน (Pearson) ผู้คิดค้นเทคโนโลยีการสร้างรอยต่อ P-N ของผลึกซิลิคอน จนเกิดเป็นอุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ โดยโซลาร์เซลล์ชุดแรกสร้างขึ้นในปี 1954 เดิมทีใช้เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าในด้านอวกาศดาวเทียมเท่านั้น จากนั้นก็ค่อย ๆ พัฒนาระบบต่อยอดให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น นำมาใช้งานได้หลากหลายมากขึ้น โดยใช้ต้นทุนในการผลิตที่ต่ำลง สำหรับประเทศไทยมีการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์มานานแล้ว ทว่าในแง่ของการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า หรือการใช้โซลาร์เซลล์ เพิ่งจะเริ่มในปี 2519 หรือประมาณ 22 ปี หลังจากโซลาร์เซลล์แผ่นแรกถูกสร้างขึ้น โดยมีหน่วยงานกระทรวงสาธารณสุข และมูลนิธิแพทย์อาสาฯ เป็นผู้ดูแล และเริ่มเป็นรูปธรรมมากขึ้นในช่วงท้ายของแผนพัฒนาฯ ฉบับที่ 6 (2530-2534) โดยมีกรมพัฒนาและส่งเสริมพลังงานกรมโยธาธิการ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย เป็นผู้ดูแลหลัก จากการที่โซลาร์เซลล์เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ ประโยชน์หลัก ๆ ก็เลยเป็นการใช้พลังงานจากแหล่งที่ไม่มีวันหมด อีกทั้งยังเป็นพลังงานสะอาด ปราศจากมลพิษ สามารถนำมาใช้ทดแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลได้ นอกเหนือจากนี้ยังนำไปใช้งานได้หลากหลาย ผลิตไฟฟ้าได้ทุกขนาดตั้งแต่เล็กจนถึงใหญ่ และช่วยให้การผลิตไฟฟ้าใช้เองเป็นเรื่องง่าย เพราะผลิตที่ไหนก็ใช้ที่นั่นได้เลย ไม่ต้องคำนึงถึงการนำส่ง
2. การเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า
การเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าจะต้องประกอบด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น แผงโซลาร์เซลล์ เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (อินเวอร์เตอร์) ตู้กระแสสลับ มิเตอร์วัดกระแสสลับ และหม้อแปลงไฟฟ้า โดยกระบวนการไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเมื่อ “แสงอาทิตย์” ซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและมีพลังงาน มากระทบกับ “แผงโซลาร์เซลล์” ซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำ จนเกิดเป็นการถ่ายทอดพลังงาน ทำให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงขึ้น หลังจากนั้นก็เคลื่อนที่ต่อไปยังเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าเพื่อทำให้กลายเป็นกระแสสลับ เสร็จแล้วก็ส่งต่อไปสู่มิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้า เพื่อเพิ่มแรงดันและส่งใช้งานต่อไป
ข้อดี-ข้อเสียของโซลาร์เซลล์
ข้อดีของโซลาร์เซลล์
1. เป็นพลังงานสะอาด เพราะได้มาจากการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง ไม่ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หนึ่งในตัวการสำคัญของภาวะเรือนกระจก เหมือนกับการผลิตไฟฟ้าด้วยวิธีอื่น ๆ
2. เป็นพลังงานที่ไม่มีวันหมด เพราะผลิตมาจากแหล่งพลังงานที่ไม่จำกัด และไม่มีวันดับอย่างดวงอาทิตย์ แตกต่างจากแหล่งพลังงานอื่นที่มีอยู่อย่างจำกัด ใช้แล้วหมดไป เช่น น้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ
3. ผลิตไฟฟ้าได้ทุกขนาด ไม่ว่าจะเล็กระดับเครื่องคิดเลข หรือใหญ่ระดับโรงงานไฟฟ้า ก็สามารถผลิตกระแสไฟฟ้ามาใช้ได้ด้วยการใช้แผ่นโซลาร์เซลล์ที่มีลักษณะเหมือนกัน
4. ไม่จำเป็นต้องมีระบบส่ง เพราะโซลาร์เซลล์สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าในบริเวณที่จะใช้งานได้เลย แตกต่างจากการผลิตพลังงานไฟฟ้าในระบบปกติที่จะต้องนำส่ง เพราะแหล่งผลิตกับแหล่งใช้งานอยู่คนละที่กัน
ข้อเสียของโซลาร์เซลล์
1. ปริมาณไม่แน่นอน เพราะกระบวนการผลิตขึ้นอยู่กับความเข้มของแสงอาทิตย์หรือสภาพอากาศโดยตรง ถ้าหากวันไหนอากาศดี ท้องฟ้าแจ่มใส ก็จะได้ปริมาณไฟฟ้าเต็มที่ ถ้าหากวันไหนอากาศไม่ดี มีฝนหรือมีหมอก ก็จะได้ปริมาณไฟฟ้าน้อยลง
2. พลังงานไม่ค่อยสูง เพราะความเข้มของพลังงานดวงอาทิตย์ไม่สูงมากนัก ดังนั้น ถ้าหากที่ไหนต้องการปริมาณไฟฟ้ามาก ก็ต้องใช้จำนวนโซลาร์เซลล์และพื้นที่ในการติดตั้งเพิ่มมากขึ้น
3. เก็บสะสมไว้ใช้ได้ไม่นาน เพราะกระบวนการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าจะเกิดขึ้นได้เมื่อมีแสงเท่านั้น ฉะนั้นจึงต้องมีอุปกรณ์รองรับเพื่อสลับไปใช้ระบบไฟฟ้าปกติ หรือมีแบตเตอรี่เพื่อเก็บไว้ใช้ยามสำรองด้วย
เอกสารอ้างอิง
1 https://erc.kapook.com/article22.php
2. https://sites.google.com/site/rebirthgroupen/kar-phlit-fifa-dwy-sell-saeng-xathity
3. ดร.พิรียุตม์ วรรณพฤกษ์ ผู้ตรวจสอบข้อมูล ที่ปรึกษาด้านการพัฒนาสิ่งแวดล้อมและพลังงาน
