20 กันยายน 2556

โซล่าเซลล์แสงอาทิตย์สามารถผลิตไฟฟ้าได้

โซล่าเซลล์ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar module) เปลี่ยนแสงอาทิตย์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงไฟฟ้ากระแส (Current Electricity)

โซล่าเซลล์ แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ

  1. ไฟฟ้ากระแสตรง( Direct Current)  
  2. ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternation Current)

ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current)  ไฟฟ้ากระแสตรงนี้จะมี ทิศทางการไหลไปในลวดตัวนำเพียงทิศทางเดียว โดยกระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวก เสมอ เราเรียกว่ากระแสอิเล็กตรอน (Electron – Current) แต่เรานิยมให้ กระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกไปหาขั้วลบ เราเรียกว่า กระแสนิยม (Conventional- Current)

แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงนั้นมีต้นกำเนิดมาจากเซลล์ไฟฟ้า เช่น ถ่านไฟฉายและเบตเตอรี่ รถยนต์     เซลไฟฟ้า คือต้นกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้ปฏิกิริยาทางเคมี แบ่งตามลักษณะการใช้ งาน ได้ 2 ชนิดคือ       

1. เซลปฐมภูมิ (Primary Cell) คือเซลไฟฟ้าที่นำมาใช้งานจนหมดสภาพแล้วเราไม่สามารถนำมาใช้ได้อีก เช่น ถ่านไฟฉาย

2. เซลทุติยภูมิ  (SecondaryCell)  แบตเตอรี่แบบสะสมคือ  เซลล์ไฟฟ้าที่นำมาใช้งานแล้วสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ ได้อีกโดยการเติมประจุ (Charge) เข้าที่เซลล์ไฟฟ้านี้ เช่น แบตเตอรี่รถยนต์   หรือ  ถ่านนิเกิลแคดเมี่ยมที่ใช้กับโทรศัพท์มือถือ

ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternation Current) เป็นกระแสไฟฟ้าที่มีการ ไหลเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา  คือมีทั้งขั้วบวกและขั้วลบ สลับกัน โดยหลักการพื้นฐานแล้วกระแสไฟฟ้าสลับนี้เกิด จากการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กตัดกับขดลวด โดยการ นำเอาขดลวดไป
วางไว้ระหว่างสนามแม่เหล็กและหมุนขดลวดนั้นแล้วใช้เทคนิคในการต่อขั้วทั้งสองของขดลวดออก มาเราก็สามารถบังคับให้กระแสไฟฟ้าสลับออกมาใช้งานได้

เมื่อขดลวดอยู่ในตำแหน่ง (a) กำหนดให้เป็นมุม 0 องศาและกำหนดให้ขดลวดหมุนไปตามทิศทางของลูกศรในรูป เมื่อขดลวดอยู่ที่ 0 องศาขดลวดไม่ได้ตัดสนามแม่เหล็ก แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเป็น 0 เมื่อขดลวดหมุนไปอยู่ที่ 30 องศา และ 60 องศา แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะมีค่าสูงขึ้นและมีกระแสไหลจาก A ไป B ถ้ากำหนดให้ทิศดังกล่าวเป็นบวก ทิศของแรงเคลื่อนไฟฟ้าซึ่งเป็นบวกด้วยเมื่อขดลวดมาอยู่ตำแหน่งที่ (b) คือ 90 องศา ขดลวด A จะอยู่ใต้แม่เหล็ก S พอดีแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะมีค่าสูงสุดเมื่อขดลวดหมุนไปที่ 120 องศา และ 150 องศา

แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะมีค่าลดลงและจะเป็น 0 เมื่อขดลวดอยู่ในตำแหน่ง (c ) คือที่ 180 องศา เมื่อเลย 180 องศาไปจะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้นอีกแต่มีทิศทางกลับกัน  กระแสจะไหลจาก B ไป A เมื่อขดลวดหมุนไปเรื่อยๆก็จะได้ขนาดและทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้า

Battery Deep Cycle

16 กันยายน 2556

ทำไมต้องใช้โซล่าเซลล์

ประเทศไทยวันนี้ ได้รับผลกระทบจากโลกร้อนหนักมาก น้ำท่วมทั่วประเทศอย่างที่ไม่เคยเป็นมาก่อน การใช้โซลาร์เซลล์ นอกจากจะช่วยลดภาวะโลกร้อนแล้ว โซลาร์เซลล์ ยังใช้ในยามฉุกเฉินที่น้ำท่วม ไฟฟ้าของการไฟฟ้าถูกตัดขาด ไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์  สามารถใช้ให้แสงสว่าง หุงข้าว เปิดพัดลม ดูทีวี ได้สบาย นอกจากนี้หน้าร้อนปัจจุบันร้อนมาก ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง เพื่อเปิด พัดลม หรือ แอร์ โซลาร์เซลล์ จะผลิตไฟฟ้าได้มากในหน้าร้อน ยิ่งแดดร้อนจ้า โซลาร์เซลล์ ยิ่งผลิตไฟฟ้าได้มาก การใช้โซลาร์เซลล์กับแอร์ แม้จะลงทุนสูงในตอนแต่ก็คุ้มในระยะยาว โดยเฉพาะผู้ที่อาศัยอยู่ตามหอพัก หรือบ้านเช่า ที่ชาร์จค่าไฟแพงกว่าปกติ หันมาใช้โซลาร์เซลล์จะคุ้มกว่า

ประโยชน์ของโซล่าเซลล์


ปัจจุบัน รัฐบาลช่วยค่าไฟฟ้า สำหรับผู้ที่ใช้ไม่เกิน 50 หน่วย ผู้ที่ใช้เกินต้องจ่ายค่าไฟเอง ดังนั้น หากนำโซลาร์เซลล์ มาผลิตกระแสไฟฟ้า ใช้เองตามครัวเรือน รวมกับส่วนที่ใช้ได้ฟรีจากรัฐบาลอีก 80 หน่วย จะประหยัดค่าใช้จ่ายในครัวเรือน ลงไปอย่างมาก โดยทั่วไป เงินลงทุนทำโซลาร์เซลล์ จะคุ้มค่าที่ลงทุนไป ในเวลาราว 2-3 ปี หลังจากนั้น ค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงโซลาร์เซลล์จะต่ำมาก อีกยาวนาน 20-25 ปี ที่เราจะสามารถใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซลาร์เซลล์ ในต้นทุนที่ต่ำมากๆ

อีกวิธีคือ ติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ สำหรับบ้านที่ใช้ไฟตอนกลางวันเยอะ มีคนอยู่บ้านตลอด ใช้แบตเตอร์รี่เก่า 3-5 ลูก เก็บไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ ปริมาณไม่มากนัก วิธีนี้จะทำให้ประหยัดงบประมาณระบบโซลาร์เซลล์ลงไปอย่างมาก เนื่องจากตอนกลางวันมีแดดมาก จึงสามารถใช้โซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าไปใช้ไป ส่วนตอนกลางคืนก็ใช้ไฟฟ้าของการไฟฟ้า วิธีนี้ระบบโซลาร์เซลล์ จะช่วยลดค่าไฟฟ้าลงได้เยอะ

ประโยชน์ของโซลาร์เซลล์

โซลาร์เซลล์ Solar Cell สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงของดวงอาทิตย์ ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซลาร์เซลล์ จะเป็น ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current) ซึ่งสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ทันที รวมทั้งนำไปเก็บไว้ในแบตเตอร์รี่ เพื่อนำมาใช้ในภายหลัง โซลาร์เซลล์ ปัจจุบันมีราคาถูกลงกว่าเมื่อก่อนมาก ทำให้เริ่มเป็นที่นิยมนำโซลาร์เซลล์มาผลิตกระแสไฟฟ้า เพื่อใช้ในครัวเรือน โดยสามารถนำไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซลาร์เซลล์ มาใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าได้ทุกชนิด เช่น ไฟแสงสว่าง พัดลม คอมพิวเตอร์ ทีวี และ เครื่องชาร์ตโทรศัพท์ ฯลฯ ส่วนจะใช้ได้นานมากน้อยแค่ไหน ขึ้นอยู่กับ ปริมาณไฟฟ้าที่โซลาร์เซลล์ผลิตได้ และ อัตราการใช้ไฟฟ้า ของเครื่องมือ เครื่องใช้ แต่ละชนิด



การใช้ โซลาร์เซลล์ Solar Cell ผลิตไฟฟ้า จะได้กระแสไฟฟ้ามากในตอนกลางวันที่มีแสงแดด นิยมเก็บไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซลาร์เซลล์ และเหลือใช้จากตอนกลางวันไว้ในแบตเตอร์รี่ แล้วนำออกมาใช้งานในตอนกลางคืน ทำให้ช่วยประหยัดค่าไฟฟ้า ในระยะยาว จากการลงทุนซื้อโซลาร์เซลล์ ที่เกือบจะเรียกได้ว่า ลงทุนเพียงครั้งเดียว โซลาร์เชลล์ มีอายุการใช้งานประมาณ 20-25 ปี แบตเตอร์รี่ที่นำมาใช้เก็บไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซลาร์เซลล์ นิยมใช้แบตเตอร์รี่รถยนต์ ที่มีราคาถูก มีอายุการใช้งาน ราว 3-5 ปี หากเก็บไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ โดยใช้ แบตเตอร์รี่ชนิดพิเศษ ที่เรียกว่า deep circle battery ก็จะสามารถสะสมไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ ในปริมาณที่มากกว่าเก็บโดยแบตเตอร์รี่รถยนต์ได้เช่นกัน แต่จะราคาสูงกว่า ดังนั้น จึงมีบางคนนิยมนำแบตเตอร์รี่รถยนต์ ที่ไม่ใช้แล้ว มาซ่อมแซมเก็บไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซลาร์เซลล์ เพื่อประหยัดงบประมาณของระบบโซลาร์เซลล์

ไฟฟ้าที่ผลิตได้จาก โซลาร์เซลล์ Solar Cell จะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง โดยทั่วไปจะมีแรงดัน 12-24 โวลท์ เมื่อนำไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์มาเก็บในแบตเตอร์รี่ สามารถแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ แรงดัน 220 โวลท์ ที่ใช้ตามครัวเรือนได้ โดยใช้ inverter ซึ่งสามารถซื้อหาได้ทั่วไปในบ้านเราในราคาที่ไม่แพง นอกจากนั้น เรายังสามารถต่อพ่วงระบบไฟฟ้าที่ผลิตจากโซลาร์เซลล์ เข้ากับระบบของ การไฟฟ้าได้โดยใช้ grid inverter เมื่อไฟฟ้าทีผลิตได้จากโซลาร์เซลล์ ไม่เพียงพอ ระบบจะดึงไฟฟ้า จาก การไฟฟ้ามาใช้ต่อเนื่องทันที แต่การแปลงไฟฟ้า จากโซลาร์เซลล์ เป็น 220 โวลท์ จะมีการสูญเสีย 10-20% ดังนั้น หากใช้อุปกรณ์ไฟฟ้า 12 หรือ 24 โวลท์ ตามที่ผลิตได้จากโซลาร์เซลล์ โดยไม่ต้องแปลง จะคุ้มค่ากว่า

15 กันยายน 2556

ประเภทของ โซล่าเซลล์ เซลล์แสงอาทิตย์

ประเภทของ  โซล่าเซลล์ เซลล์แสงอาทิตย์ ที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบัน จะแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ คือ



1. กลุ่ม  โซล่าเซลล์ เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำประเภทซิลิคอน จะแบ่งตามลักษณะของผลึกที่เกิดขึ้น คือ แบบที่เป็น รูปผลึก ( Crystal ) และแบบที่ไม่เป็นรูปผลึก (Amorphous) แบบที่เป็นรูปผลึก จะแบ่งออกเป็น2 ชนิด คือ ชนิดผลึกเดี่ยวซิลิคอน ( Single Crystalline Silicon Solar Cell) และ ชนิดผลึกรวมซิลิคอน ( Poly Crystalline Silicon Solar Cell) แบบที่ไม่เป็นรูปผลึก คือ ชนิดฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิคอน ( Amorphous Silicon Solar Cell)

2. กลุ่ม โซล่าเซลล์ เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากสารประกอบที่ไม่ใช่ซิลิคอน ซึ่งประเภทนี้ จะเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 25% ขึ้นไป แต่มีราคาสูงมาก ไม่นิยมนำมาใช้บนพื้นโลก จึงใช้งานสำหรับดาวเทียมและระบบรวมแสงเป็นส่วนใหญ่ แต่การพัฒนาขบวนการผลิตสมัยใหม่จะทำให้มีราคาถูกลง และนำมาใช้มากขึ้นในอนาคต ( ปัจจุบันนำมาใช้เพียง 7 % ของปริมาณที่มีใช้ทั้งหมด )

แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นจาก โซล่าเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์เพียงเซลล์เดียวจะมีค่าต่ำมาก การนำมาใช้งานจะต้องนำเซลล์หลาย ๆ เซลล์ มาต่อกันแบบอนุกรมเพื่อเพิ่มค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้สูงขึ้น เซลล์ที่นำมาต่อกันในจำนวนและขนาดที่เหมาะสมเรียกว่า แผงเซลล์แสง อาทิตย์ (Solar Module หรือ Solar Panel)

การทำ โซล่าเซลล์ เซลล์แสงอาทิตย์ให้เป็นแผงก็เพื่อความสะดวกในการนำไปใช้งาน ด้านหน้าของแผงเซลล์ ประกอบด้วย แผ่นกระจกที่ มีส่วนผสมของเหล็กต่ำ ซึ่งมีคุณสมบัติในการยอมให้แสงผ่านได้ดี และยังเป็นเกราะป้องกันแผ่นเซลล์อีกด้วย แผงเซลล์จะต้องมีการ ป้องกันความชื้นที่ดีมาก เพราะจะต้องอยู่กลางแดดกลางฝนเป็นเวลายาวนาน ในการประกอบจะต้องใช้วัสดุที่มีความคงทนและป้อง กันความชื้นที่ดี เช่น ซิลิโคนและ อีวีเอ (Ethelele Vinyl Acetate) เป็นต้น เพื่อเป็นการป้องกันแผ่นกระจกด้านบนของแผงเซลล์ จึง ต้องมีการทำกรอบด้วยวัสดุที่มีความแข็งแรง แต่บางครั้งก็ไม่มีความจำเป็น ถ้ามีการเสริมความแข็งแรงของแผ่นกระจกให้เพียงพอ ซึ่งก็สามารถทดแทนการทำกรอบได้เช่นกัน ดังนั้นแผงเซลล์จึงมีลักษณะเป็นแผ่นเรียบ (laminate) ซึ่งสะดวกในการติดตั้ง

14 กันยายน 2556

ประวัติความเป็นมาของโซล่าเซลล์ Solar Cells

โซล่าเซลล์ เซลล์แสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นมาครั้งแรกในปี ค.ศ. 1954 (พ.ศ. 2497) โดย แชปปิน (Chapin) ฟูลเลอร์ (Fuller) และเพียสัน (Pearson) แห่งเบลล์เทลเลโฟน (Bell Telephon) โดยทั้ง 3 ท่านนี้ได้ค้นพบเทคโนโลยีการสร้างรอยต่อ พี-เอ็น (P-N) แบบใหม่ โดยวิธีการแพร่สารเข้าไปในผลึกของซิลิกอน จนได้เซลล์แสงอาทิตย์อันแรกของโลก ซึ่งมีประสิทธิภาพเพียง 6% ซึ่งปัจจุบันนี้เซลล์แสงอาทิตย์ได้ถูกพัฒนาขึ้นจนมีประสิทธิภาพสูงกว่า 15% แล้ว ในระยะแรกเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับโครงการด้านอวกาศ ดาวเทียมหรือยานอวกาศที่ส่งจากพื้นโลกไปโคจรในอวกาศ ก็ใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดพลังไฟฟ้า ต่อมาจึงได้มีการนำเอาแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาใช้บนพื้นโลกเช่นในปัจจุบันนี้ เซลล์แสงอาทิตย์ในยุคแรกๆ ส่วนใหญ่จะมีสีเทาดำ แต่ในปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาให้เซลล์แสงอาทิตย์มีสีต่างๆ กันไป เช่น แดง น้ำเงิน เขียว ทอง เป็นต้น เพื่อความสวยงาม



เซลล์แสงอาทิตย์ หรือ โซลาเซลล์ (อังกฤษ: solar cell) หรือ เซลล์สุริยะ หรือ เซลล์โฟโตโวลตาอิก (Photovoltaic cell) เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำซึ่งหน้าที่แปลงพลังงานแสงหรือโฟตอนเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้ปรากฏการณ์โฟโตวอลเทอิก นั่นก็คือ คุณสมบัติของสารเช่น ค่าความต้านทาน แรงดัน และกระแส จะเปลี่ยนไปเมื่อมีแสงตกกระทบ ปรากฏการณ์ดังกล่าวถูกสาธิตให้ดูครั้งแรกในปี 1839 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสวัย 19 ปีชื่อ A.E. Becquerel โดยสาธิตว่า เมื่อแสงตกกระทบวัตถุบางอย่าง จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น เขาได้ทดลองโดยการใช้โลหะสองขั้วจุ่มลงในสารละลายอิออน แล้วให้แสงตกกระทบได้แค่ขั้วเดียว จะปรากฏกระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วทั้งสอง แสดงให้เห็นถึงกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในวัตถุ เมื่อมีแสงกระทบเขายังพบด้วยว่าเมื่อเปลี่ยนสี (ความยาวคลื่น พลังงาน) ของแสง ปริมาณของกระแสไฟฟ้าก็เกิดการเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย

โครงสร้างและการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอน ผู้ที่สร้างเซลล์แสงอาทิตย์เป็นคนแรก ในปี 1883 คือ นักวิจัย Charles Fritts เซลล์แสงอาทิตย์ในยุคแรกนี้ทำจากซีลีเนียม โดยมีประสิทธิภาพเพียง 1% เท่านั้น แต่เซลล์แสงอาทิตย์ก็ยังไม่ถูกสร้างขึ้นมาในเชิงพานิชย์ จนกระทั่งใน ปี ค.ศ. 1954 และได้ถูกนำไปใช้เป็นแหล่งจ่ายพลังงานให้กับดาวเทียมในอวกาศ เมื่อ ปี ค.ศ. 1959

โซล่าเซลล์ Solar Cell มีที่มาจากคำว่า photovoltaic โดยแยกออกเป็น photo หมายถึง แสง และ volt หมายถึง แรงดันไฟฟ้า เมื่อรวมคำแล้วหมายถึง "กระบวนการผลิตไฟฟ้าจากการตกกระทบของแสงบนวัตถุที่มีความสามารถในการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง" ดังนั้น สรุปได้ว่า
โซล่าเซลล์ เซลล์แสงอาทิตย์ คือ สิ่งประดิษฐ์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน (Silicon), แกลเลี่ยม อาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide), อินเดียม ฟอสไฟด์ (Indium Phosphide), แคดเมียม เทลเลอไรด์ (Cadmium Telluride) และคอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ (Copper Indium Diselenide) เป็นต้น ซึ่งเมื่อได้รับแสงอาทิตย์โดยตรงก็จะเปลี่ยนเป็นพาหะนำไฟฟ้า และจะถูกแยกเป็นประจุไฟฟ้าบวกและลบเพื่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วทั้งสองของเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อนำขั้วไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ต่อเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง กระแสไฟฟ้าจะไหลเข้าสู่อุปกรณ์เหล่านั้น ทำให้สามารถทำงานได้

โซล่าเซลล์ แผงเซลล์แสงอาทิตย์บนสถานีอวกาศนานาชาติสามารถรับแสงอาทิตย์ได้ทั้งสองหน้า เพิ่มประสิทธิภาพให้สูงขึ้นในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเซลล์หน้าเดียว ในปี 1960 ประสิทธิภาพในการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ถูกพัฒนาขึ้นมาได้ถึง 14% ซึ่งในตอนแรกถูกนำไปใช้เป็นของเล่นหรือของใช้เล็กๆน้อยๆ เพราะค่าใช้จ่ายในการนำไปผลิตไฟฟ้าอยู่ที่ 7500 บาทต่อวัตต์ ในขณะที่โรงไฟฟ้าถ่านหินมีค่าใช้จ่ายเพียง 90 บาทต่อวัตต์เท่านั้น

ประสิทธิภาพของโซล่าเซลล์ Solar Cells เซลล์แสงอาทิตย์แยกประเภทขบวนการผลิตในแต่ละผู้ผลิต หลังจากประสพความสำเร็จในการใช้งานในโครงการอวกาศของสหรัฐ ทำให้มีการพัฒนาการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่องจนในปัจจุบันสามารถผลิตให้ประสิทธิภาพสูงสุดได้ถึง 44% และค่าใช้จ่ายเหลือเพียง 18 บาทต่อวัตต์เท่านั้น ผู้ผลิตรายใหญ่คือประเทศจีน ผลิตได้ครึ่งหนึ่งของที่ผลิตได้ทั้งหมดในโลก หรือที่ 13 GW (ปี 2010)

ที่มา  http://th.wikipedia.org