ไขความลับของพลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานที่ได้รับจากการแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานความร้อน มีศักยภาพในการผลิตพลังงานมากกว่าการบริโภคพลังงานของโลกในปัจจุบันหลายเท่าหากใช้ประโยชน์อย่างเหมาะสม โดยใช้แผงโซล่าเซลล์เป็นเครื่องมือในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า

พลังงานแสงอาทิตย์ คืออะไร

เป็นกระบวนการของพลังงานจากดวงอาทิตย์ คือ การผลิตไฟฟ้าจากแสงแดด ความลับของกระบวนการนี้คือการใช้สารกึ่งตัวนำที่สามารถปรับเปลี่ยนให้เหมาะสมเพื่อปล่อยประจุไฟฟ้า ซึ่งเป็นอนุภาคที่ถูกชาร์จที่ขั้วลบ สิ่งนี้เป็นพื้นฐานของไฟฟ้า สารกึ่งตัวนำที่ใช้กันมากที่สุดในพลังงานแสงอาทิตย์ คือ “ซิลิกอน” ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่พบโดยทั่วไปที่อยู่ในทราย 

พลังงานแสงอาทิตย์ทุกชิ้นมีสารกึ่งตัวนำดังกล่าว 2 ชั้น

เมื่อแสงส่องมายังสารกึ่งตัวนำ สนามไฟฟ้าที่แล่นผ่านส่วนที่ 2 ชั้นนี้จึงตัดกันทำให้ไฟฟ้าลื่นไหล ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าสลับ ยิ่งแสงส่องแรงมากเท่าใด ไฟฟ้าก็ลื่นไหลมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นระบบพลังงานแสงอาทิตย์จึงไม่ต้องการแสงอาทิตย์ที่สว่างในการปฏิบัติงาน เพราะยังสามารถทำงานได้ในระดับแสงอ่อนและแสงเงามืดเล็กน้อยได้ แต่สมมุติว่าการมีแสงอาทิตย์ที่สว่าง ก็จะสามารถช่วยให้ระบบสามารถผลิตพลังงานได้มากขึ้น เนื่องจากโซล่าเซลล์จะได้รับแรงตึงที่สูงขึ้น แต่หากไม่มีแสงอาทิตย์แล้วโซล่าเซลล์ก็จะไม่สามารถผลิตพลังงานได้ เนื่องจากไม่มีแหล่งพลังงานที่จะสร้างกระแสไฟฟ้าในโมเดลของโซล่าเซลล์ 

วิธีการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์ 2 แบบ

1.ระบบโซล่าเซลล์ (Solar Photovoltaic System)

เป็นระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้โซล่าเซลล์ในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าได้ วิธีการใช้แผงโซล่าเซลล์ในการแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยการปล่อยอิเล็กตรอนจากโซล่าเซลล์ ซึ่งจะสร้างกระแสไฟฟ้า และสามารถนำไปใช้งานได้ทันที หรือเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้งานภายหลัง

2.ระบบพลังงานแสงอาทิตย์เซ็นทรัล (Concentrated Solar Power) 

เป็นระบบที่ใช้การโฟกัสแสงอาทิตย์เข้าสู่พื้นผิวที่มีเนื้อผ้ากันความร้อน เพื่อทำให้เกิดความร้อนขึ้น แล้วนำความร้อนนี้มาเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยใช้ตัวกำเนิดไฟฟ้า เช่น ไทอิสต์ได้มีการใช้เทคโนโลยี CSP เพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้าจำนวนมากขึ้น ซึ่งใช้การเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ โดยใช้กระบวนการเปลี่ยนแปลงเฉพาะกลุ่มของเลนส์และกระจุกน้ำร้อน จากนั้นน้ำร้อนจะสร้างไอน้ำเพื่อเป็นพลังงานไฟฟ้า

จะเห็นว่า พลังงานแสงอาทิตย์ที่เป็นแหล่งพลังงานที่สะอาด ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก หรือปล่องไฟฟ้าเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม และไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกหรือปล่องไฟฟ้าที่เป็นต้นกลับสู่บรรยากาศ ซึ่งส่งผลให้ระบบโซล่าเซลล์เป็นพลังงานที่ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ พลังงานแสงอาทิตย์ยังเป็นแหล่งพลังงานที่น้ำหนักเบา และมีความยืดหยุ่นในการใช้งาน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในหลายสถานที่ โดยทางสถาปนิกยังสามารถใช้เป็นคุณลักษณะสำคัญของการออกแบบ ตัวอย่างเช่น หลังคากระเบื้อง หรือหินชนวนที่สามารถใช้แทนวัสดุทำหลังคาที่ใช้กันโดยทั่วไป