แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์แปลงรังสีแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า

ต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแผงโซลาร์เซลล์หรือไม่? ทำความเข้าใจประเภท ฟังก์ชัน และข้อดี

ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์

คุณเคยคิดหาวิธีรับพลังงานที่ยั่งยืนกว่านี้ไหม แหล่งทางเลือกและแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เติบโตและได้รับพื้นที่มากขึ้นเรื่อย ๆ ในหมู่ชาวบราซิลคือพลังงานแสงอาทิตย์ บราซิลเป็นตลาดที่ยอดเยี่ยมสำหรับภาคพลังงาน เนื่องจากรังสีดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ยที่ตกลงบนพื้นผิวของประเทศนั้นสูงถึง 2300 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อตารางเมตร (kWh/m²) ตามข้อมูลของ Solarimetric Atlas ของ Cepel

แม้จะมีแรงจูงใจบางประการสำหรับการใช้พลังงานหมุนเวียนประเภทนี้ (สำคัญเนื่องจากช่วยลดความกังวลเกี่ยวกับอ่างเก็บน้ำของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ซึ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้รับผลกระทบจากฝนและแสงแดดที่มากเกินไป) แต่ก็ยังสามารถสังเกตได้ ข้อสงสัยบางประการในหมู่ผู้บริโภคและผู้สนใจนำระบบนี้ไปใช้ในบ้านหรือในธุรกิจของตน มันทำงานอย่างไร? ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งคืออะไร? ผลตอบแทนทางการเงินเป็นประโยชน์หรือไม่? ซื้อที่ไหน? คำถามมีมากมาย มาพบกับคำตอบกันเลย!

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบเซลล์แสงอาทิตย์ (หรือ "ระบบพลังงานแสงอาทิตย์" หรือแม้แต่ "ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์") เป็นแบบจำลองที่ส่วนประกอบของชุดอุปกรณ์ทำงานเพื่อจับพลังงานแสงอาทิตย์และแปลงเป็นไฟฟ้า เรียนรู้เพิ่มเติมในบทความ: "พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไรและขั้นตอนการผลิตไฟฟ้าผ่านรังสีดวงอาทิตย์ทำงานอย่างไร"

พลังงานที่ผลิตได้สามารถนำมาใช้เพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ได้ เช่น ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (ภาคธุรกิจพลังงานเชิงพาณิชย์) แต่ยังสามารถสร้างขึ้นในระดับที่อยู่อาศัยที่มีขนาดเล็กกว่า (พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับใช้ในบ้าน) นอกจากระบบสุริยะเพื่อผลิตไฟฟ้าแล้ว ยังมีอีกระบบหนึ่งสำหรับพลังงานความร้อนซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้รังสีแสงอาทิตย์เพื่อทำให้น้ำร้อน

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบโซลาร์เซลล์มีส่วนประกอบพื้นฐานบางส่วน ซึ่งจัดกลุ่มเป็นสามช่วงตึกที่แตกต่างกัน ได้แก่ บล็อกเครื่องกำเนิดไฟฟ้า บล็อกปรับสภาพพลังงาน และบล็อกจัดเก็บ แต่ละกลุ่มประกอบด้วยส่วนประกอบที่มีฟังก์ชันเฉพาะ

  • บล็อกเครื่องกำเนิดไฟฟ้า: แผงโซลาร์เซลล์; สายเคเบิล; โครงสร้างรองรับ
  • บล็อกปรับอากาศ: อินเวอร์เตอร์; ตัวควบคุมการชาร์จ
  • บล็อกการจัดเก็บ: แบตเตอรี่

แต่ทั้งหมดนี้ แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์คืออะไร? ถือเป็นหัวใจของระบบและเป็นส่วนหนึ่งของบล็อกแรก นั่นคือ การผลิตพลังงาน หน้าที่เฉพาะของมันคือการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า จำนวนแผงโซลาร์เซลล์ที่ต้องการจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความต้องการพลังงานของครัวเรือน

แผงโซลาร์เซลล์ทำงานอย่างไร?

แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ด้วยวิธีง่ายๆ นอกจากพลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์จะถือว่าสะอาดแล้ว เนื่องจากไม่ก่อให้เกิดของเสียเกินกว่าแผ่นและไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม แผงที่เปลี่ยนแสงแดดเป็นพลังงานไฟฟ้ายังต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อย แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นโดยชุดของเซลล์สุริยะที่มีอิเล็กตรอน (อนุภาคที่มีประจุลบที่หมุนรอบนิวเคลียสของอะตอม) และในทางกลับกันเมื่อโดนรังสีดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องทำการตรวจสอบเป็นระยะเพื่อตรวจสอบการสะสมของฝุ่น ใบไม้ หรือสิ่งรบกวนอื่นๆ (เช่น เศษนก) บนแผงควบคุม โดยปกติฝนจะเพียงพอที่จะทำให้แผงหน้าปัดปราศจากเศษขยะ แต่เมื่อไม่มี ให้ทำความสะอาดด้วยผ้าชุบน้ำหมาดๆ และผงซักฟอกที่เป็นกลาง ใช้ถุงมือยางเสมอและตรวจหาสายหลวมหรือออกซิไดซ์ (ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นในบริเวณที่เปียกหรือเค็ม) เพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุ

ขนาดและอายุการใช้งาน

ขนาดและน้ำหนักของแผงโซลาร์เซลล์นั้นค่อนข้างแปรปรวน มีหลายประเภทและหลายรูปแบบ แต่โดยเฉลี่ยแล้ว แผงหนึ่งมีขนาดประมาณหนึ่งตารางเมตร และหนักเพียง 10 กิโลกรัมเท่านั้น แผงตามสัดส่วนเหล่านี้มีแผงเซลล์แสงอาทิตย์ประมาณ 36 เซลล์ ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 17 โวลต์ และกำลังไฟสูงสุด 140 วัตต์

รุ่นที่มีอยู่โดยทั่วไปมีกำลังสูงสุดตั้งแต่ห้าถึง 300 วัตต์ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งานและเทคโนโลยีที่นำมาใช้ นอกจากนี้ สามารถติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ได้หลายแผง ซึ่งสามารถจัดเรียงได้หลายวิธี ช่วยให้คุณทำงานกับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ได้หลายรูปแบบ แผงโซลาร์เซลล์มีอายุการใช้งานประมาณ 25 ปี ใช้งานได้จริงเพราะไม่ต้องการการบำรุงรักษาอย่างหนัก (โปรดจำไว้ว่าส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบอาจมีอายุการใช้งานที่นานกว่าหรือสั้นกว่าเมื่อเทียบกับแผงนี้) เวลาคืนทุนในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์นั้นแปรผันและขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานที่คุณสมบัติต้องการ อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบของระบบบ้านคือเศรษฐกิจ: เมื่อถึงเวลาคืนทุนแล้ว ก็ไม่ต้องจ่ายบิลพลังงานอีกต่อไป พลังงานแสงอาทิตย์ที่เปลี่ยนเป็นไฟฟ้า "ฟรี"! เงินจำนวนมากสามารถลงเอยด้วยการออมมากกว่าการใช้จ่ายโดยไม่เกิดประโยชน์มากนัก

แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์มีสามประเภทพื้นฐาน

แผงโซลาร์เซลล์โมโนคริสตัลไลน์

แผงโซลาร์เซลล์โมโนคริสตัลไลน์

พวกมันให้ผลผลิตสูงและทำจากเซลล์ซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์ กล่าวคือ แต่ละเซลล์จะประกอบขึ้นจากผลึกเดี่ยวขององค์ประกอบนี้ กระบวนการผลิตแผงเหล่านี้มีความซับซ้อน เนื่องจากต้องใช้การผลิตผลึกซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูงเพียงผลึกเดียวสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์

แผงเซลล์แสงอาทิตย์โพลีคริสตัลไลน์

แผงเซลล์แสงอาทิตย์โพลีคริสตัลไลน์

มีประสิทธิภาพน้อยกว่าแผงก่อนหน้า ในผลึกคริสตัลลีน เซลล์ประกอบด้วยคริสตัลหลายชิ้น ไม่ใช่แค่คริสตัลเดียว ผลลัพธ์ที่ได้คือเซลล์สุริยะที่ดูเหมือนกระจกแตก

แผงฟิล์มบาง

แผ่นฟิล์มบาง

วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ถูกวางลงบนพื้นผิวโดยตรง (ซึ่งอาจเป็นโลหะหรือแก้ว) เพื่อสร้างแผง แม้จะมีราคาถูกกว่า แต่ก็มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานที่ต่ำกว่ามาก ทำให้จำเป็นต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อชดเชย

วิธีการเลือก?

การเลือกประเภทและจำนวนแผงที่จะติดตั้งนั้นขึ้นอยู่กับหลายด้าน เช่น:

  • ความต้องการพลังงาน
  • วัตถุประสงค์ของการใช้พลังงาน
  • ตำแหน่งการติดตั้งระบบ ;
  • พื้นที่ว่าง.

จะติดตั้งที่ไหน?

ปกติแล้วแผงโซลาร์เซลล์สำหรับที่อยู่อาศัยจะติดตั้งบนหลังคา (บนชั้นดาดฟ้า) อย่างไรก็ตาม คุณควรทราบคำแนะนำบางประการ:

  • การผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์อาจได้รับผลกระทบจากลม เงา และพื้นผิวสะท้อนแสง ซึ่งรบกวนการทำงานของกระบวนการลดประสิทธิภาพลง
  • สิ่งสำคัญคือต้องมีการไหลเวียนของอากาศที่ดีเพื่อไม่ให้เซลล์ร้อนมากเกินไป
  • หลังคาต้องทนต่อน้ำหนักของแผง

การเอียงและการวางแนวของแผงอาจรบกวนประสิทธิภาพได้เช่นกัน ในกรณีของบราซิล ซึ่งตั้งอยู่ในซีกโลกใต้ แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งจะต้องหันไปทางทิศเหนือจริง (ซึ่งไม่ใช่ทิศเหนือตามที่ระบุในเข็มทิศ) สำหรับประเทศในซีกโลกเหนือ แผงโซลาร์จะต้องหันไปทางทิศใต้อย่างแท้จริง ทิศเหนือแม่เหล็ก ซึ่งเป็นจุดเข็มทิศมาตรฐาน อยู่ในแนวเดียวกับเสาของโลกและเคลื่อนที่ตลอดเวลา แม้ว่าจะมีแสง ทิศเหนือจริงคือสิ่งที่คุณเห็นบนแผนที่กระดาษและเป็นค่าคงที่

ดูเพิ่มเติมเกี่ยวกับการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้านของคุณ ดูวิดีโอเกี่ยวกับวิธีการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์ (ภาษาอังกฤษ)

อย่าลืมตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนประกอบที่ใช้ได้รับการรับรองโดยสถาบันมาตรวิทยาคุณภาพและเทคโนโลยีแห่งชาติ (Inmetro) ซึ่งใช้ระเบียบที่ 357 ในปี 2014 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อกำหนดกฎเกณฑ์สำหรับอุปกรณ์การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีแนวโน้มมากที่สุดในบราซิลและในโลก เนื่องจากทำให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุดและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของผู้บริโภค พวกเขาจะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยเลือกวิธีการรับพลังงานที่มีศักยภาพที่เป็นอันตรายต่ำ

น่าเสียดายที่ยังมีสิ่งจูงใจและการจัดหาเงินทุนสำหรับพลังงานประเภทนี้ในบราซิลซึ่งยังเข้าถึงได้ยากและมีการบังคับใช้เพียงเล็กน้อย เป็นที่คาดหวังจากการบริโภคที่เพิ่มขึ้นของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ แรงจูงใจใหม่ๆ จะปรากฏขึ้น นำไปใช้ได้จริงมากขึ้น และเข้าถึงได้สำหรับที่อยู่อาศัยทั่วไป

ข้อเสีย

แม้ว่าการใช้พลังงานแสงอาทิตย์จะถือว่าสะอาด แต่การใช้แผงโซลาร์เซลล์อาจเป็นปัญหาได้ เนื่องจากนอกจากจะมีราคาแพงแล้ว ผู้เชี่ยวชาญยังกังวลอยู่แล้วว่าแผงโซลาร์หลายพันแผงจะทำอย่างไรเมื่อหมดอายุการใช้งาน

กระทรวงสิ่งแวดล้อมของญี่ปุ่นได้เตือนว่าภายในปี 2040 ประเทศจะผลิตขยะพลังงานแสงอาทิตย์จำนวน 800,000 ตัน

สำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศคาดการณ์ว่าภายในปี 2593 จำนวนแผงโซลาร์เซลล์จะอยู่ที่ 75 ล้านแผง หนัก 250,000 ตัน ซึ่งอาจเป็นปัญหาใหญ่ในแง่ของขยะมูลฝอยตามที่นักวิทยาศาสตร์

แผงโซลาร์เซลล์ถูกรีไซเคิลอย่างไร?

การรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์ยังไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ แม้ว่าพวกมันจะมีวัสดุล้ำค่า เช่น ทองแดงและเงิน แต่ก็ไม่ได้มีค่าเท่ากับโทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์อื่นๆ

ด้วยเหตุนี้ สถาบันวิจัยพลังงานไฟฟ้าจึงอ้างว่าทางออกที่ดีที่สุดสำหรับชะตากรรมของแผงโซลาร์เซลล์ในตอนนี้คือหลุมฝังกลบ

อย่างไรก็ตาม ในรัฐวอชิงตัน ในสหรัฐอเมริกา มีการผ่านกฎหมายที่กำหนดให้ผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ต้องมีแผนการรีไซเคิลสำหรับผลิตภัณฑ์ของตน

ในยุโรป โรงงานรีไซเคิลแผงโซลาร์เซลล์แห่งแรกเปิดตัวในเดือนมิถุนายน 2561