โซลาร์เซลล์คืออะไร การทำงานของโซลาร์เซลล์ การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์

 

พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานทดแทนประเภทหมุนเวียนที่ใช้แล้วเกิดขึ้นใหม่ได้ตามธรรมชาติ เป็นพลังงานที่สะอาด ปราศจากมลพิษ และเป็นพลังงานที่มีศักยภาพสูง ในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถจำแนกออกเป็น 2 รูปแบบคือ การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตความร้อน

โซลาร์เซลล์คืออะไร

เซลล์แสงอาทิตย์หรือโซลาร์เซลล์ (Solar Cell) คือ อุปกรณ์ที่ทำจากแผ่นผลึกซิลิคอน ซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) ที่มีการประดิษฐ์ออกแบบให้สามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นกระแสไฟฟ้าได้ด้วยแรงดันไฟฟ้าภายในเมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบจากดวงอาทิตย์หรือแสงจากหลอดไฟ โซลาร์เซลล์จะเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current : DC) ถือว่าพลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากโซลาร์เซลล์นี้ เป็นพลังงานทดแทนชนิดหนึ่ง (Renewable Energy) ซึ่งเป็นพลังงานที่สะอาดและไม่สร้างมลพิษใด ๆ ต่อสิ่งแวดล้อมในขณะใช้งาน 

การทำงานของโซลาร์เซลล์

การทำงานของโซล่าเซลล์ เป็นขบวนการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นกระแสไฟฟ้าได้โดยตรง โดยเมื่อแสงซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและมีพลังงานกระทบกับสารกึ่งตัวนำ จะเกิดการถ่ายทอดพลังงานระหว่างกัน พลังงานจากแสงจะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า (อิเลคตรอน) ขึ้นในสารกึ่งตัวนำ จึงสามารถต่อกระแสไฟฟ้าดังกล่าวไปใช้งานได้

n – type ซิลิคอน ซึ่งอยู่ด้านหน้าของเซลล์ คือ สารกึ่งตัวนำที่ได้การโดปปิ้งด้วยสารฟอสฟอรัส มีคุณสมบัติเป็นตัวให้อิเล็กตรอนเมื่อรับพลังงานจากแสงอาทิตย์ p – type ซิลิคอน คือสารกึ่งตัวนำที่ได้การโดปปิ้งด้วยสารโบรอน ทำให้โครงสร้างของอะตอมสูญเสียอิเล็กตรอน (โฮล) เมื่อรับพลังงาน จากแสงอาทิตย์จะทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอน เมื่อนำซิลิคอนทั้ง 2 ชนิด มาประกบต่อกันด้วย p – n junction จึงทำให้เกิดเป็น ” โซล่าเซลล์ ” ในสภาวะที่ยังไม่มีแสงแดด n – type ซิลิคอนซึ่งอยู่ด้านหน้าของเซลล์ ส่วนประกอบส่วนใหญ่พร้อมจะให้อิเล็กตรอน แต่ก็ยังมีโฮลปะปนอยู่บ้างเล็กน้อย ด้านหน้าของ n – type จะมีแถบโลหะเรียกว่า Front Electrode ทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอน ส่วน p – type ซิลิคอนซึ่งอยู่ด้านหลังของเซลล์ โครงสร้างส่วนใหญ่เป็นโฮล แต่ยังคงมีอิเล็กตรอนปะปนบ้างเล็กน้อย ด้านหลังของ p – type ซิลิคอนจะมีแถบโลหะเรียกว่า Back Electrode ทำหน้าที่เป็นตัวรวบรวมโฮล

เมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบ แสงอาทิตย์จะถ่ายเทพลังงานให้กับอิเล็กตรอนและโฮล ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว เมื่อพลังสูงพอทั้งอิเล็กตรอนและโฮลจะวิ่งเข้าหาเพื่อจับคู่กัน อิเล็กตรอนจะวิ่งไปยังชั้น n – type และโฮลจะวิ่งไปยังชั้น p type

เมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบ แสงอาทิตย์จะถ่ายเทพลังงานให้กับอิเล็กตรอนและโฮล ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว เมื่อพลังสูงพอทั้งอิเล็กตรอนและโฮลจะวิ่งเข้าหาเพื่อจับคู่กัน อิเล็กตรอนจะวิ่งไปยังชั้น n – type และโฮลจะวิ่งไปยังชั้น p type อิเล็กตรอนวิ่งไปรวมกันที่ Front Electrode และโฮลวิ่งไปรวมกันที่ Back Electrode เมื่อมีการต่อวงจรไฟฟ้าจาก Front Electrode และ Back Elec trode ให้ครบวงจร ก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น เนื่องจากทั้งอิเล็กตรอนและโฮลจะวิ่งเพื่อจับคู่กัน

ราคาโซลาร์เซลล์

เรื่องราคาโซลาร์เซลล์นั้นคงต้องติดต่อผู้ขายหรือผู้ให้บริการติดตั้ง เพราะมีราคาอุปกรณ์หลายเกรด หลายราคา ตามแต่ผู้ใช้บริการจะเลือกด้วยว่าต้องการใช้ไฟเท่าไหร่ เอาไปใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าใดบ้าง หากใช้ไฟฟ้าไม่มากก็อาจเริ่มต้นแค่หลักพัน ไปจนถึงหลักแสนหรือหลักล้าน (หากใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าหลายชิ้นในบ้าน รวมถึงเครื่องใช้ที่เปลืองไฟมาก เช่น เครื่องปรับอากาศ)

อายุการใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์โดยทั่วไปยาวนานกว่า 20 ปี ก็ถือเป็นการลงทุนค่าไฟระยะยาว ส่วนแบตเตอรี่โดยปกติจะมีอายุการใช้งาน ประมาณ 1-2 ปี แบบที่ใช้ในรถยนต์ เราสามารถหาซื้อได้ตามร้านค้าทั่วไปและสามารถเปลี่ยนเองได้ ถ้าใช้แบตเตอรี่ชนิด Deep Cycle 5-6ปี

การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์

ท่านสามารถติดตั้งเองได้ง่ายๆแบ่งเป็น 2 ขั้นตอน ดังนี้

1. ขั้นตอนการชารจ์ไฟฟ้าจากโซล่าเซล

1. นำแผงโซล่าร์เซลไปติดตั้งบนหลังคาหรือบนเสาในจุดที่ได้รับแสงอาทิตย์ดีที่สุด โดยควรหันแผงไปทางทิศใต้ เอียงพอประมาณ แต่ถ้าเป็นแผงขนาดเล็กอาจใช้วิธีตั้งหันหน้าแผงเข้าหาพระอาทิตย์ก็จะดีที่สุด
2. ต่อสายไฟจากขั้วบวก (+) ของแบตเตอรี่ ไปยังขั้วบวกของเครื่องชาร์ทประจุ และ ต่อสายไฟจากขั้วลบ (-) ของแบตเตอรี่ ไปยังขั้วลบของเครื่องชาร์ทประจุที่ตำแหน่งต่อไปแบตเตอรี่
3. ต่อสายไฟจากขั้วบวก (+) ของแผงโซล่าเซลล์ ไปยังขั้วบวกของเครื่องชาร์ทประจุ และต่อสายไฟจากขั้วลบ (-) ของแผงโซล่าเซลล์ ไปยังขั้วลบของเครื่องชาร์ทประจุ ที่ตำแหน่งต่อไปแผงโซล่าเซลล์ 

2. ขั้นตอนการนำไฟฟ้าไปใช้งาน

1. อุปกรณ์ที่ใช้ไฟบ้าน(AC220V) ใช้อินเวอร์เตอร์ (อุปกรณ์แปลงไฟเป็น AC 220 V) ต่อโดย ให้ขั้วบวกของอินเวอร์เตอร์ต่อไฟเข้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่ และให้ขั้วลบของอินเวอร์เตอร์ต่อไฟเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่ โดยถ้าเป็น อินเวอร์เตอร์ ตัวใหญ่ จะมีที่คีบที่ปลายสายให้เลย ส่วนถ้าเป็นอินเวอร์เตอร์ตัวเล็ก ก็ให้ใช้วิธีตัดปลายสาย(เป็นที่ต่อแบบเสียบกับที่จุดบุหรี่ในรถยนต์) แล้วให้นำที่คีบมาเชื่อมต่อโดยให้สังเกตุที่สายไฟ ซึ่งมีเป็น 2 เส้น เส้นที่เป็นพื้นสีเดียวกันจะเป็นขั้วลบ ส่วนเส้นที่มีตัวอักษรหรือแถบสีขาวจะเป็นขั้วบวก เมื่อคีบกับแบตเตอรี่เรียบร้อยก็เปิดสวิทซ์ (ON) ที่อินเวอร์เตอร์ ก็สามารถใช้งานได้เลย
2. อุปกรณ์ที่ใช้ไฟ DC ให้ ต่อสายไฟจากขั้วบวก (+) ของอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ไปยังขั้วบวกของเครื่องชาร์ทประจุ และ ต่อสายไฟจากขั้วลบ (-) ของอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ไปยังขั้วบวกของเครื่องชาร์ทประจุ ที่ตำแหน่งเครื่องใช้ไฟ DC ก็สามารถใช้งานได้เลย

ข้อดีและข้อเสียของโซล่าเซลล์

• facebook
• twitter
• line