News

Article

แดด 1 วัน สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานให้เราใช้ได้นานแค่ไหน

พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานของแสงและพลังงานของความร้อนที่แผ่รังสีมาจากดวงอาทิตย์ ในหลายๆประเทศมีศักยภาพในการผลิตพลังงานมากกว่าการบริโภคพลังงานหลายเท่าหากใช้ประโยชน์อย่างเหมาะสม พลังงานแสงอาทิตย์สามารถใช้โดยตรงเพื่อผลิตไฟฟ้าหรือสำหรับทำความร้อน หรือแม้แต่ทำความเย็น มีวิธีการมากมายที่สามารถนำพลังงานจากแสงอาทิตย์มาใช้งาน
ประเทศไทยเป็นเมืองร้อน จึงได้เปรียบในการใช้พลังงานด้านนี้ให้เกิดประโยชน์ โดยใน 1 ชั่วโมง โลกได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ประมาณ 174 เพตะวัตต์ 30% ของพลังงานนี้ถูกสะท้อนกลับไปในอวกาศ ที่เหลือถูกดูดซับโดยเมฆ มหาสมุทรและพื้นดิน หรือถ้าพูดให้เข้าใจง่ายขึ้นก็คือ พลังงานนี้ใน 1 ชั่วโมงมีปริมาณเกือบเท่ากับพลังงานที่โลกใช้ทั้งปี สำหรับประเทศไทยเรามีแสงแดดเฉลี่ยที่ 5 ชม.ต่อวัน ฉะนั้นการคิดคำนวณการผลิตไฟจะอยู่ที่ 10 kW x 5.00 ชั่วโมงต่อวัน = 50.0 หน่วย/วัน เมื่อคิดค่าความสูญเสียของแต่ละขั้นตอนของการแปลงพลังงานไฟฟ้าจากแสงแดดจนจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าไปในระบบของการไฟฟ้าโดยคร่าวๆแล้ว สามารถผลิตไฟเฉลี่ยได้วันละ 44.55 หน่วยต่อวัน ในบางวันที่แสงแดดดีเราก็สามรถผลิตได้มากกว่านี้ และในทางกลับกัน หน่วยไฟที่ผลิตได้ก็จะได้น้อยกว่านี้ ในเดือนที่มีฝนตกเช่นกัน เพราะการผลิตไฟก็เป็นไปตามแสงแดดบางวันมีมาก บางวันมีน้อย แต่การทำงานของระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์จะใช้ความเข้มของแสงจากดวงอาทิตย์ เป็นตัวผลิตไฟฟ้า ไม่ได้ใช้จากความร้อนของดวงอาทิตย์ที่ส่องลงมา ซึ่งทำให้คนส่วนใหญ่เข้าใจว่าหากดวงอาทิตย์ถูกเมฆบังบางช่วงเวลา จะไม่สามารถผลิตไฟฟ้าใช้ได้ แต่ในความเป็นจริงแล้ว ยังสามารถผลิตไฟฟ้าได้ เพราะแผงโซลาร์เซลล์ ทำงานโดยแปลง ‘ความเข้มของแสง’ ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ดังนั้นเมื่อแดดไม่แรง หรือดวงอาทิตย์ถูกบังด้วยเมฆบางส่วน แต่หากยังมีความเข้มของแสงแผงโซลาร์เซลล์ก็ยังคงทำงานปกติ อย่างไรก็ตาม คำว่า “พลังงานแสงอาทิตย์” หมายถึงการเปลี่ยนแสงอาทิตย์โดยตรงมากกว่าเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อนหรือพลังงานไฟฟ้าสำหรับใช้งาน ประเภทพื้นฐานของพลังงานแสงอาทิตย์ คือ “พลังความร้อนแสงอาทิตย์” และ “เซลล์แสงอาทิตย์” กระบวนการของเซลล์แสงอาทิตย์คือการผลิตไฟฟ้าจากแสง คือการใช้สารกึ่งตัวนำที่สามารถปรับเปลี่ยนให้เหมาะสมเพื่อปล่อยประจุไฟฟ้า ซึ่งเป็นอนุภาคที่ถูกชาร์จที่ขั้วลบ สารกึ่งตัวนำที่ใช้กันมากที่สุดในเซลล์แสงอาทิตย์คือซิลิกอน เซลล์แสงอาทิตย์ทุกชิ้นมีสารกึ่งตัวนำดังกล่าว 2 ชั้น ชั้นหนึ่งถูกชาร์จที่ขั้วบวก อีกชั้นหนึ่งถูกชาร์จที่ขั้วลบ เมื่อแสงส่องมายังสารกึ่งตัวนำ สนามไฟฟ้าที่แล่นผ่านส่วนที่ 2 ชั้นนี้ตัดกันทำให้ไฟฟ้าลื่นไหล ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าสลับ ยิ่งแสงส่องแรงมากเท่าใด ไฟฟ้าก็ลื่นไหลมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นระบบเซลล์แสงอาทิตย์จึงไม่ต้องการแสงอาทิตย์ที่สว่างในการปฏิบัติงาน นอกจากนี้ยังผลิตไฟฟ้าในวันเมฆมากได้ด้วยเนื่องจากผลิตไฟฟ้าได้สัดส่วนกับความหนาแน่นของเมฆ นอกจากนี้ วันที่มีเมฆน้อยยังผลิตพลังงานได้สูงขึ้นกว่าวันที่ท้องฟ้าแจ่มใสปราศจากเมฆ เนื่องจากแสงอาทิตย์สะท้อนมาจากเมฆ นอกจากนี้ ในด้านของการออกแบบ สถาปนิกยังใช้ประโยชน์ทางด้านเซลล์แสงอาทิตย์ โดยใช้เป็นคุณลักษณะสำคัญของการออกแบบ ตัวอย่างเช่น หลังคากระเบื้องหรือหินชนวนติดเซลล์แสงอาทิตย์สามารถใช้แทนวัสดุทำหลังคาที่ใช้กันทั่วไป ฟิล์มแบบบางที่ยืดหยุ่นสามารถนำไปประกอบเข้ากับหลังคารูปโค้งได้ ในขณะที่ฟิล์มกึ่งโปร่งแสงทำให้เกิดการผสมผสานแสงเงาเข้ากับแสงในตอนกลางวัน นอกจากนี้เซลล์แสงอาทิตย์ยังสามารถผลิตพลังงานสูงสุดให้กับอาคารในวันอากาศร้อนในฤดูร้อนเมื่อระบบปรับอากาศต้องใช้พลังงานมากที่สุด ดังนั้นจึงช่วยลดภาวะไฟฟ้าเพิ่มปริมาณขึ้นสูงสุด
เป็นที่น่าเสียดายที่ในปัจจุบัน ประเทศไทยยังมีการนำแสงแดดมาผลิตใช้เป็นพลังงานได้น้อยอยู่ เมื่อเทียบกับประเทศเพื่อนบ้านที่ความเข้มแสงแดดน้อยกว่าบ้านเรา แต่กำลังการผลิตมีมากกว่าเราหลายเท่าตัว เช่นในประเทศ ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา และอังกฤษ แต่คาดว่าในอนาคตแนวโน้มการใช้พลังงานบริสุทธิ์อาจเปิดกว้างและใช้กันมากขึ้น ประเทศของเราเป็นประเทศที่มีแสงแดดให้ใช้ตลอดทั้งปีและกำลังแดดมากกว่าประเทศอื่นๆ ทั้งนี้ต้องอาศัยการสนับสนุนจากทางด้านรัฐบาลและเอกชนในการสนับสนุนการใช้พลังงานหมุนเวียนในประเทศให้ยั่งยืนและเข้าถึงง่ายมากขึ้น