พลังงานแสงอาทิตย์ ข้อดี ข้อเสีย มีอะไรบ้างที่ได้รวบรวมไว้บทความนี้ ปัจจจุบัน การนำพลังงานแสงอาทิตย์ มาใช้เริ่มนิยมมากขึ้นมากกว่าเมื่อสิบปีที่ผ่านมา
พลังงานแสงอาทิตย์ คืออะไร
พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy) คือ พลังงานทดแทนชนิดหนึ่งที่สามารถผลิตได้จากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ที่อยู่ในรูปของแสงแดด ซึ่งให้ทั้งพลังงานแสงและพลังงานความร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ถือเป็นพลังงานหมุนเวียนสะอาดที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษหรือส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และยังเป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพสูง ไม่มีวันหมด และสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย หลัก ๆ คือ การผลิตกระแสไฟฟ้าและการผลิตพลังงานความร้อน
พลังงานแสงอาทิตย์แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ
พลังงานที่เกิดจากแสง รูปแบบการนำพลังงานของแสงอาทิตย์มาใช้งาน แบ่งอย่างกว้าง ๆ เป็น 2 รูปแบบ ขึนอยู่กับวิธีการในการจับพลังงานแสง การแปรรูปให้เป็นพลังงานอีกรูปหนึ่ง และการแจกจ่ายพลังงานที่ได้ใหม่นั้น รูปแบบแรกเรียกว่า แอคทีพโซลาร์ เป็นการใช้วิธีการของโฟโตโวลตาอิคส์ หรือ solar thermal เพื่อจับและเปลี่ยนพลังงานของแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานความร้อนโดยตรง
อีกรูปแบบหนึ่งก็คือ พาสซีฟโซลาร์ เป็นวิธีการใช้ประโยชน์ทางอ้อม ได้แก่ การออกแบบอาคารในประเทศหนาวให้รับแสงแดดได้เต็มที่ หรือ การติดตั้งวัสดุที่ไวต่ออุณหภูมิ thermal mass เพื่อปรับสมดุลของอากาศในอาคาร หรือติดตั้งวัสดุที่มีคุณสมบัติกระจายแสง หรือการออกแบบพื้นที่ว่างให้ อากาศหมุนเวียนโดยธรรมชาติ
พลังงานที่เกิดจากความร้อน เช่นพลังงานลม พลังงานน้ำ พลังงานคลื่น
เครดิตจากเพจ
พลังงานแสงอาทิตย์ ข้อดี ข้อเสีย คืออะไร
| ข้อดี | ข้อเสีย |
| 1.พลังงานแสงอาทิตย์ใช้ไม่มีวันหมด | 1.ปริมาณในการผลิตไฟฟ้าไม่มีความแน่นอน ขึ้นอยู่กับแสงอาทิตย์ของแต่ละวัน |
| 2.เป็นแหล่งพลังงานที่สะอาด | 2.พลังงานที่ได้จะไม่สูง ถ้าต้องการใช้ไฟฟ้าสูงอาจจะต้องเพิ่มจำนวนของแผงโซล่าเซลล์ตามขนาดที่ต้องการใช้ไฟฟ้า |
| 3.ปลอดภัย ไม่ต้องเสี่ยงกับปัญหาไฟฟ้าลัดวงจร | 3.เนื่องจากกระแสไฟฟ้าจะผลิตได้จากแสงอาทิตย์เท่านั้น ต้องมีการเก็บสะสมไว้ถึงจะมีไฟฟ้าใช้ในเวลากลางคืน |
| 4.ประหยัดค่าไฟ ดีต่อสิ่งแวดล้อม | 4.การติดตั้งบางครั้ง บางจุดติดตั้ง อาจจะไม่คุ้มค่า ต้องศึกษาและคำนวณให้ดีก่อนทำการติดตั้งเพื่อใช้งาน |
| 5.การติดตั้งง่าย ดูแลง่าย ใช้งานง่าย | |
| 6.ผลิตไฟฟ้าได้ทุกขนาด สามารถประยุกต์ใช้ได้หมด |
โซล่าเซลล์ กับ พลังงานแสงอาทิตย์ เกี่ยวข้องกันอย่างไรบ้าง
การที่จะนำแสงอาทิตย์มาแปลงใช้ต้องอาศัยแผงโซล่าเซลล์เพื่อนำมาเปลี่ยนเป็นกระแสไฟเข้าสู่โคมไฟเพื่อให้แสงสว่าง ซึ่งมีรูปแบบและส่วนประกอบเบื้องต้นดังนี่้
หลักการทำงานของไฟโซล่าเซลล์คือการใช้แผงโซล่าเซลล์ในการดูดซับแสงแดดและเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าและเก็บไว้ในแบตเตอรี่ผ่านตัวควบคุม เมื่อถึงเวลากลางคืน (หรือเมื่อท้องฟ้าไม่สว่างพอ) ตัวควบคุมจะควบคุมแบตเตอรี่เพื่อจ่ายพลังงานให้กับแหล่งกำเนิดแสง LED ประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงานเพื่อให้ได้แสงสว่างโดยรอบ
เครดิตจากเพจ https://www.enrichenergy.co.th/
ประกอบไปด้วย แผงโซล่าเซลล์, เครื่องควบคุมการชาร์จ, แบตเตอรี่, โคมไฟและหลอดไฟ, เสาไฟและตู้ไฟสำหรับใส่อุปกรณ์ (กรณีเป็นหลอดไฟ 220Vac ก็ต้องมีตัวแปลงไฟขึ้น หรือ Voltage Inverter ด้วย)
โดยสรุป หลักการออกแบบระบบโคมไฟถนนโซล่าเซลล์ แอลอีดี (Solar Streetlight LED) ต้องคำนึงถึงสิ่งเหล่านี้
- แสงสว่างให้เพียงพอ
- ระบบมีสเถียรภาพ
- การรักษาอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
- การประหยัดงบประมาณ
- ความคุ้มค่า
จุดสำคัญในการเรียนรู้การใช้โซล่าเซลล์ คือ แผงโซล่าเซลล์
แผงโซล่าเซลล์
คือการนำเอา โซล่าเซลล์ จำนวนหลายๆเซลล์ มาต่อวงจรรวมกัน อยู่ในแผงเดียวกัน เพื่อที่จะทำให้สามารถผลิตและจ่ายกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น โดยไฟฟ้าที่ได้นั้นเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC)
แผงโซล่าเซลล์ คือ แผงที่มีโซล่าเซลล์จำนวนหลายๆเซลล์ต่อวงจรรวมกันอยู่ภายในแผงเดียว ซึ่งจะทำให้เราสามารถที่จะผลิตและจ่ายกระแสไฟฟ้าจะได้ในปริมาณมากขึ้น ไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์จะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง
ประเภทของแผงโซล่าเซลล์
แผงโซล่าเซลล์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ (Monocrystalline Silicon Solar Cells)
คือ แผงโซล่าเซลล์ที่ทำมาจากผลึกซิลิกอนเชิงเดี่ยวเชิงเดี่ยว (mono-Si) หรือบางทีก็เรียกว่า single crystalline (single-Si) เป็นชนิดที่ซิลิกอนมีความบริสุทธิสูง สังเกตค่อนข้างง่ายกว่าชนิดอื่น ลักษณะของแต่ละเซลล์จะเป็นสีเหลี่ยมตัดมุมทั้งสี่มุม มีสีน้ำเงินเข้มโดยเริ่มมาจากแท่งซิลิคอนทรงกระบอก อันเนื่องมาจาก เกิดจากกระบวนการ กวนให้ผลึกเกาะกันที่แกนกลาง ที่เรียกว่า Czochralski process จึงทำให้เกิดแท่งทรงกระบอก จากนั้นจึงนำมาตัดให้เป็นสี่เหลี่ยม และลบมุมทั้งสี่ออก เพื่อที่จะทำให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด และลดการใช้วัตถุดิบโมโนซิลิคอนลง ก่อนที่จะนำมาตัดเป็นแผ่นอีกที จึงทำให้เซลล์แต่ละเซลล์หน้าตาเป็นอย่างที่เห็นในแผงโซล่าเซลล์
แผงโซล่าเซลล์ชนิด โพลีคริสตัลไลน์ (Polycrystalline Silicon Solar Cells)
แผงโซล่าเซลล์ชนิด โพลีคริสตัลไลน์ เป็นแผงโซล่าเซลล์์ชนิดแรก ที่ทำมาจากผลึกซิลิคอน โดยทั่วไปเรียกว่า โพลีคริสตัลไลน์ (polycrystalline,p-Si) แต่บางครั้งก็เรียกว่า มัลติ-คริสตัลไลน์ (multi-crystalline,mc-Si) โดยในกระบวนการผลิตแผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้ เกิดจากการหลอมซิลิคอนหรือแก้วให้เหลว แล้วมาเทใส่โมลด์หรือแม่แบบที่เป็นสี่หลี่ยม พอเย็นตัวแล้วนำแท่งแก้วสี่เหลี่ยมนั้นมาตัดเป็นแผ่นบางๆ จึงทำให้เซลล์แต่ละเซลล์เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส ไม่มีการตัดมุม สีของแผงจะออกสีน้ำเงินฟ้าไม่เข้มมาก
ข้อควรรู้การใช้ผลิตภัณฑ์โซล่าเซลล์
1.ความสม่ำเสมอในการใช้งาน ต้องทำความเข้าใจว่าลักษณะของไฟประเภท Solar จะมีความเสถียรของการให้แสงสว่างไม่เท่ากับไฟบ้าน เพราะเป็นการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นหลัก ซึ่งอาจมีฝนตก แดดไม่ออก เมฆบัง ฯลฯ เกิดขึ้นได้ทั้งวันดังนั้น ในวันนนั้นๆแผงอาจไม่สามารถเก็บพลังงานได้เต็มที่ ทำให้แสงที่ออกมาอาจไม่เพียงพอ หรือสว่างน้อยเป็นต้น
2.Cycle ในการทำงาน อาจต้องรอระยะในการดู ซึ่งอาจเป็นระยะเวลา 1-2 สัปดาห์ในการสังเกตและให้รอบในการทำงานของแผง แบตเตอรี่และโคมไฟ อยู่ตัวการที่โคมไม่ติดหรือไม่สว่างอาจต้องให้สังเกต 1-2 สัปดาห์ในเวลาเดียวกันเพื่อยืนยันตาม รอบการทำงานของระบบ มีหลายครั้งที่ปัจจัยภายนอกเช่น แดด ฯลฯ กระทบในบางวันทำให้โคมไฟไม่สว่าง แต่ผ่านไปช่วงระยะนึงแล้วกลับมาทำงานปกติ
3.การวางแผง Solar : เนื่องจากแผง Solar จะทำงานได้อย่างเต็มที่นั้น มีปัจจัยที่หลายอย่างที่เข้ามาขัดขวาง ได้แก
3.1 “แสงแดด” : แดดที่ออกไม่สม่ำเสมอ แดดร่มหรือจ้าไม่เป็นเวลา
3.2 “การวางแผง Solar” : การวางแผง Solar ในตำแหน่งที่ไม่สามารถรับแสงแดดได้ดี ก็มีผลทำให้ไม่สามารถเก็บ พลังงานได้เต็มที่เพื่อนำไปใช้จ่ายไฟ เช่น ติดตั้งในที่ร่ม ติดตั้งในที่ซึ่งมีต้นไม้บดบังแสงแดด มีฝุ่นจับแผง Solar cell จำนวนมาก เป็นต้น
3.3 ให้สังเกตการณ์บังของแสง เช่น เงาของต้นไม้ที่ใกล้เคียง หรือสิ่งปลูกสร้างอาจบังแดดได้
3.4 รวมถึงแผงควรติดตั้งไปในทิศตะวันตก เพื่อรับแดดบ่ายที่มากกว่าช่วงเช้าก็มีส่วนในการรับแสงแดดที่เพียงพอ
4.แบตเตอรี่ : หากเพิ่งมีการเปิดใช้งาน ให้ทิ้งเวลาเพื่อให้ Cycle หรือ ระบบวงจรการทำงานของไฟ Solar ได้ทำงานไปก่อน ซึ่งบางคนมักเข้าใจผิดว่าไฟพัง
- บทความแนะนำอ่านเพิ่มเติม ข้อควรรู้ในการใช้งานและประโยชน์ที่คุ้มค่าของ โคมไฟถนนโซล่าเซลล์