Solar Cell

ข้อมูลจาก พันธ์ทิพทิ์ เว็บบอร์ด โดย คุณต่อ และ คุณคน 16 มี.ค.2543

ผู้จัดทำคัดข้อมูลเหล่านี้มาจากกระทู้ ใน อาษาเวบบอร์ด ของสมาคมสถาปนิกสยามฯ นำมาจัดทำและ เรียบเรียงขึ้นมาใหม่ ผู้จัดทำ ใคร่ขอ ขอบคุณ ท่าน เจ้าของกระทู้และ คำตอบมา ณ.ที่นี้ ถ้ามี ความผิดพลาด ใดๆ ผู้จัดทำ ขอรับไว้ แต่เพียงผู้เดียว

ทางเลือกของแหล่งพลังงาน

แหล่งพลังงานที่สำคัญของโลกส่วนใหญ่ได้มาจากฟอสซิล ได้แก่ น้ำมัน ก๊าซ และ ถ่านหิน เมื่อมีการเติบโต ทางเทคโนโลยี และ ทางเศรษฐกิจ จึงทำให้การบริโภคพลังงานเป็นไปอย่างมหาศาล ซึ่งคาดว่า แหล่งพลังงานของ โลกที่ได้มาจาก ฟอสซิลดังกล่าว จะมีสำรองให้ใช้ได้อีกไม่เกิน 50 ปี
กระบวนการผลิต และใช้พลังงานจาก ฟอสซิล นั้น ล้วนก่อให้เกิดผลกระทบ ต่อสิ่งแวดล้อม ติดตามมาอย่างมากมาย เช่น มลพิษทางอากาศ ฝนกรด และ สภาวะเรือนกระจก ซึ่งมีผลกระทบเป็น ลูกโซ่ต่อทั้งระบบนิเวศน์ และความเป็นอยู่ของมนุษย์
การนำพลังงานในรูปแบบอื่นมาใช้ เช่น พลังงานไฟฟ้าจาก นิวเคลียร์ มีค่าใช้จ่ายในการลงทุนในการก่อสร้าง และ ถอดทิ้ง ทำลายเตาปฏิกรณ์สูงมาก แล ะยังไม่สามารถสร้างความเชื่อมั่นในความปลอดภัย ที่ประชาชนทั่วไปยอมรับได้
การส่งเสริมให้มีการใช้พลังงานหมุนเวียนให้มากขึ้น ได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานชีวมวล และ การแปรรูปจากมูลฝอย ด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาสู่ปัจจุบัน กระบวนการแปรรูป พลังงานแสงอาทิตย์ ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า นับเป็นกระบวนการที่สะอาดและไร้มลภาวะ และเมื่อเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายทั้งในด้านการลงทุน เพื่อให้ได้มาซึ่งพลังงาน โดยรวมถึงผลกระทบที่อาจมีต่อสิ่งแวดล้อมด้วยแล้ว
จะเห็นได้ว่าต้นทุนพลังงานที่ผลิตได้จาก เซลล์แสงอาทิตย์ มีราคาถูกกว่า แหล่งพลังงานประเภทอื่น และประการสำคัญก็คือ พลังงานจากแสงอาทิตย์ เป็นหนึ่งในพลังงานที่มีความยั่งยืน ไม่มีที่สิ้นสุด

เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell)

"เซลล์แสงอาทิตย์" เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สร้างขึ้นเพื่อเป็นอุปกรณ์สำหรับการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยการนำสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน ซึ่งมีราคาถูกที่สุดและมีมากที่สุดบนพื้นโลก นำมาผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ผลิตให้เป็นแผ่นบางบริสุทธิ์ และในทันทีที่มีแสงตกกระทบบนแผ่นเซลล์ รังสีของแสงที่มีอนุภาคของพลังงานประกอบ ที่เรียกว่า Proton จะถ่ายเทพลังงานให้กับ Electron ในสารกึ่งตัวนำ จนมีพลังงานมากพอที่จะกระโดดออกมาจากแรงดึงดูดของ Atom และสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ดังนั้นเมื่อ Electron มีการเคลื่อนที่ครบวงจรก็จะทำให้เกิดไฟฟ้ากระแสตรงขึ้น

เซลล์แสงอาทิตย์แบ่งได้เป็น 2 ชนิดใหญ่ๆ คือ

1.เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากซิลิคอน แบ่งตามลักษณะของรูปผลึกได้เป็น 3 รูปแบบ คือ แบบผลึกเดี่ยว (Single Crystalline) แบบผลึกรวม (Polycrystalline) และแบบไม่มีรูปผลึก (Amorphus) ซึ่งบางครั้งอาจเรียกว่า เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cell)

2.เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากสารประกอบ เช่น สารประกอบแกลเลี่ยมอาเซไนด์ แคดเมียมเทลเลอไรด์ คอปเปอร์อินเดียมไดอาเซไนด์ เป็นต้น
ซึ่งมีทั้งแบบผลึกเดี่ยว และผลึกรวม ส่วนใหญ่มีประสิทธิภาพสูง ข้อเสียของเซลล์ชนิดนี้คือ มีราคาแพง บางชนิดทำจากสารที่เป็นพิษต่อสภาวะแวดล้อม และยังมีปัญหาเรื่องอายุการใช้งานอีกด้วย

ในปัจจุบันได้มีการวิจัยพัฒนา เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ของเซลล์แสงอาทิตย์ ให้สูงขึ้น เช่น การเคลือบวัสดุลดการสะท้อนแสงที่ผิวหน้า การทำพื้นผิวของเซลล์แสงอาทิตย์ ให้ขรุขระเพื่อเพิ่มพื้นที่รับแสง และการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์แบบซ้อนกัน (Tandem Solar Cell) ซึ่งมีผลให้เซลล์แสงอาทิตย์ มีประสิทธิภาพขึ้นกว่าเดิมอีกร้อยละ 2-5

(อีกแนวคิดหนึ่งกล่าวเกี่ยวกับการเกิดไฟฟ้าในแผ่นโซล่าเซลล์คือ: ในแสงจะมี อนุภาคทาง quantum mechanic ที่เรียกว่า photon อยู่ photon เป็นอนุภาคที่มีพลังงาน แต่มี momentum น้อย (ที่Room Temperature) และยังมี อนุภาคที่เรียกว่า phonon ที่มีพลังงานต่ำแต่ทำให้ momentum เปลี่ยนแปลงได้   เมื่อแสงตกกระทบ silicon ซึ่งเป็น indirect (bandgap) semiconductor ก็จะ ทำให้ electron จาก valence band มีพลังงานและ momentum ที่จะไปสู่ condcution band ได้ และ จะเหลือ hole ไว้ที่ valence band ตอนนี้ technology ของ cell ในห้องวิจัยกำลังก้าวไปสู่ thrid generation
first generation = เซลล์ที่เป็น wafer ปกติจะมีความหนา 400 micron มีปัญหาเรื่องการสูญเสีย silicon มากไปในการผลิต เซลล์ในท้องตลาดปัจจุบัน อยู่ใน ขั้นนี้
second generation = จะเป็น thin film บน substrate ซึ่งยังอยู่ใน pilot production line อยู่
third generation = เป็น thin film ที่ทำบน Crstalline Silicon Superlattice ซึ่งเพิ่งเป็นที่สนใจไม่นาน คาดว่าอีก 20-30 ปีจะพร้อมใช้ )

แนวโน้มในด้านราคาของเซลล์แสงอาทิตย์

ราคาต้นทุนค่าไฟฟ้าเฉลี่ยของประเทศ มีราคาประมาณ 1.05 บาท/หน่วย ในขณะที่ราคาต้นทุนค่าไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโรงไฟฟ้าของ กฟผ. ที่ใช้ดีเซลเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งตั้งอยู่ในจังหวัดแม่ฮ่องสอน นั้น มีราคาประมาณ 9.8 บาท/หน่วย เนื่องจากเป็นระบบการผลิต และ จ่ายกระแสไฟฟ้า เพื่อสนองตอบต่อความต้องการใช้ ของประชาชนในพื้นที่ห่างไกล ที่ไม่คุ้มกับการใช้สายส่ง จึงมี ค่าการลงทุน ค่อนข้างสูง ดังนั้น
หากนำมูลค่าการลงทุน ก่อสร้าง โรงไฟฟ้า พลังดีเซล เปรียบเทียบกับราคาต้นทุนไฟฟ้า ที่ผลิตจาก เซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งมีราคาประมาณ 8 บาท/หน่วย แล้ว จะเห็นได้ว่า ราคาต้นทุนการผลิตมีค่าใกล้เคียงกันมาก ทั้งนี้ ยังไม่รวมถึง ค่าใช้จ่าย ในการลงทุนที่ กฟผ. จะต้องใช้ในการจัดการกับมลภาวะ ที่เกิดจากกระบวนการผลิตไฟฟ้า ด้วยดีเซล
ราคาต้นทุน ของการผลิตไฟฟ้า ที่ใช้พลังงานจาก ฟอสซิล นั้น มีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นด้วยปัจจัยต่างๆ ตามภาวการณ์ทางเศรษฐกิจ ที่ส่งผลกระทบ ให้ราคาเชื้อเพลิงสูงขึ้น ในทางตรงข้าม ราคาต้นทุนของการผลิตไฟฟ้าด้วย พลังแสงอาทิตย์ มีปัจจัยแปรผันหลักที่ราคา เซลล์แสงอาทิตย์
ซึ่งเมื่อพิจารณาจากราคาตลาดของ เซลล์แสงอาทิตย์ โดยเฉลี่ยแล้ว จะเห็นว่ามีแนวโน้มที่จะลดราคาลงอย่างรวดเร็ว กล่าวคือ จากราคา ต้นทุนการผลิตเมื่อปี พ.ศ. 2533 เซลล์แสงอาทิตย์ มีราคา 4.5-5 US$/Wp ปัจจุบันมีราคาทุนอยู่ที่ระดับ 3-3.5 US$/Wp ซึ่งคาดว่าภายใน 10 ปี ข้างหน้า ราคาต้นทุนจะลดลงเหลือเพียง 1.50-2 US$/Wp ด้วยสมมติฐานดังนี้

1.ราคาค่าเชื้อเพลิงที่ได้จากฟอสซิลจะสูงขึ้น และ กระแสต่อต้านการทำลายสิ่งแวดล้อมเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ มีการใช้ พลังงานที่ผลิตได้ จาก เซลล์แสงอาทิตย์ เพิ่มปริมาณมากขึ้น เนื่องจากแสงอาทิตย์ เป็นแหล่งพลังงานที่เสถียร และ กระบวนการ แปรรูป เป็นพลังงานไฟฟ้าที่ไร้มลภาวะ
จึงพยากรณ์ได้ว่า จากปัจจุบันที่ทั่วโลกมีการใช้พลังงานเซลล์แสงอาทิตย์ประมาณ 760 MW จะมีอัตราการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ เพิ่มขึ้นในอัตราร้อยละ 20 ต่อปี ทั้งนี้ภายใต้เงื่อนไขที่ภาวการณ์ ดังกล่าว หากรัฐมีนโยบายที่จะให้การส่งเสริม และสนับสนุนการใช้ พลังงานหมุนเวียน ในแต่ละประเทศแล้ว คาดว่าในปี พ.ศ. 2553 โลกจะมีปริมาณการใช้เซลล์แสงอาทิตย์สูงถึง 4,000 MW/ปี หรือในทางภาวะการณ์ที่ตรงข้าม หากราคาเชื้อเพลิงที่ได้จากฟอสซิลมีราคาต่ำลง แม้จะไม่มีสนับสนุนการใช้พลังงานหมุนเวียน จากภาครัฐของประเทศต่างๆ ก็ตาม ปริมาณการใช้ เซลล์แสงอาทิตย์ ของโลกก็จะอยู่ในระดับ 600 MW/ปี จำนวน ความต้องการที่เพิ่มขึ้นนี้เอง ที่ทำให้ต้นทุนการผลิต เซลแสงอาทิตย์ มีราคาลดลง

2.การพัฒนาทางด้านเทคโนโลยีของเซลล์แสงอาทิตย์ ที่เริ่มมีการพัฒนาจากเทคโนโลยีแบบผลึก (Crystalline) ซึ่งมีประสิทธิภาพ = 16% มาเป็นเทคโนโลยีแบบ Thin Film ซึ่งมีประสิทธิภาพ = 10% โดยปัจจุบันเซลล์แสงอาทิตย์แบบ Thin Film อยู่ในระหว่างการทดสอบเทคโนโลยี เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพให้สูงกว่า 16% รวมถึงความพยายามพัฒนา กระบวนการ ผลิต เซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อที่จะลดราคาต้นทุนการผลิตลง

การใช้เซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศไทย

ประเทศไทยได้เริ่มมีการใช้งานจากเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อปี พ.ศ. 2519 โดยหน่วยงานกระทรวงสาธารณสุข และมูลนิธิแพทย์อาสาฯ มีจำนวนประมาณ 300 แผง แต่ละแผงมีขนาด 15/30 วัตต์ และนับเป็นครั้งแรกที่ได้มีนโยบายและแผน ระดับชาติด้าน เซลล์แสงอาทิตย์ บรรจุลงใน แผนพัฒนาฯ ฉบับที่ 4 (พ.ศ. 2520-2524) การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ได้ติดตั้ง ใช้งาน อย่าง จริงจัง ในปลายปีของ แผนพัฒนาฯ ฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2530-2534) โดยมี กรมพัฒนาและส่งเสริมพลังงาน กรมโยธาธิการ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ที่เป็นหน่วยงานหลัก ในการนำเซลล์แสงอาทิตย์ใช้ผลิตพลังงานไฟฟ้า เพื่อใช้งานในด้านแสงสว่าง ระบบโทรคมนาคม และเครื่องสูบน้ำ

ข้อมูลของการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อใช้งานในประเทศไทย จนถึงปี พ.ศ. 2540 มีหน่วยงานต่างๆ ได้ติดตั้ง เซลล์ ขึ้นสาธิตใช้งานในลักษณะต่างๆ รวมกันแล้วประมาณ 3,734 กิโลวัตต์ ลักษณะการใช้งาน จะเป็นการติดตั้งใช้งานใน พื้นที่ที่ห่างไกล เป็นสถานีเติม ประจุแบตเตอรี 39% ระบบสื่อสารหรือสถานีทวนสัญญาณ ของ องค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทย 28% ระบบสูบน้ำด้วย พลังงานแสงอาทิตย์ 22% ระบบไฟฟ้าหมู่บ้านที่ห่างไกล 5% และ สัดส่วนที่เหลือจะติดตั้งใน โรงเรียนประถมศึกษา สาธารณสุข และ ไฟสัญญาณไฟกระพริบ

การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ได้ติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ มาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2521 เพื่อใช้งานในกิจการต่างๆ ของ กฟผ. ปัจจุบันติดตั้งใช้งานไปแล้ว ประมาณ 70 กิโลวัตต์ โดย กฟผ. ได้ทำการสาธิตการผลิตไฟฟ้า โดยใช้ เซลล์แสงอาทิตย์ ร่วมกับพลังงานชนิดอื่นๆ เช่น พลังน้ำ พลังงานลม แล้วส่งพลังงานที่ผลิตได้เข้าระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าภูมิภาคต่อไป กฟผ. ยังได้สาธิตการผลิตไฟฟ้า จากเซลล์แสงอาทิตย์ โดยไม่ใช้แบตเตอรี่
ในระบบ บ้านแสงอาทิตย์ เป็นหลังแรกของประเทศไทย ตั้งอยู่ในบริเวณ สถานีพลังงาน แสงอาทิตย์สันกำแพง หมู่บ้านสหกรณ์ 2 อ. สันกำแพง จ.เชียงใหม่ โดยทำการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์จำนวน 44 แผง รวมกำลังการผลิต 2.5 กิโลวัตต์

โครงการ สาธิตระบบผลิตและจำหน่ายไฟฟ้า จากเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาบ้าน

โครงการนี้เป็นกลยุทธ์หนึ่ง ในการส่งเสริมการเพิ่มปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้า จาก แสงอาทิตย์ให้เพิ่มมากขึ้น ซึ่งจะทำให้ ราคาเซลล์ และ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ รวมถึงอุปกรณ์แปลง กระแสไฟฟ้า มีราคาต่ำลงตามปริมาณการสั่งซื้อ

จากหลักเกณฑ์ แนวทาง และเงื่อนไขการขอรับการสนับสนุนจาก กองทุนเพื่อส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน การไฟฟ้าฝ่ายผลิต แห่งประเทศไทย (กฟผ.) ได้แสดงความจำนงที่จะเป็น “เจ้าของโครงการ” ในการทำโครงการ สาธิตระบบผลิต และ จำหน่ายไฟฟ้า จาก เซลล์แสงอาทิตย์ บนหลังคาบ้าน จำนวน 10 หลัง ในเขตกรุงเทพมหานคร ซึ่งนับได้ว่าเป็น โครงการนำร่อง โครงการแรก ที่หน่วยงานของรัฐร่วมกับประชาชน เพื่อส่งเสริมให้มีการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อการผลิตไฟฟ้าขึ้น โดยกองทุนฯ จะสนับสนุนเงินลงทุนในการติดตั้งคิดเป็นร้อยละ 45.70 ของเงินลงทุนทั้งระบบ ในลักษณะของเงินให้เปล่าแก่ผู้เข้าร่วมโครงการ ส่วนที่เหลือผู้เข้าร่วมโครงการ จะต้องเป็นผู้รับผิดชอบ โดยในปี พ.ศ. 2540 กฟผ. จะติดตั้งระบบ เซลล์แสงอาทิตย์ ให้ผู้สนใจที่จะเข้าร่วมโครงการจำนวน 10 หลัง ก่อนจะขยายผลในปีต่อไป

• การกำหนดกำลังไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ ที่ควรติดตั้ง

การพิจารณาเบื้องต้น เพื่อติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ได้เพียงพอกับความต้องการ และไม่มากจนเกินความจำเป็น จะพิจารณาตาม จำนวน เครื่องใช้ไฟฟ้า และ จำนวนชั่วโมงของการใช้งาน ดังนี้

จากตารางข้างต้นนี้ได้ข้อมูลว่าในหนึ่งวัน บ้านหลังนี้ใช้ไฟฟ้า 6,760 วัตต์-ชั่วโมง
กำลังไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ควรติดตั้ง (Pcell) คำนวณได้ง่ายๆ จากสูตรดังต่อไปนี้
Pcell =  (PL)/(Q X A X B X C/D)
โดยที่
PL : ความต้องการพลังงานไฟฟ้าในหนึ่งวัน
Q : พลังงานแสงอาทิตย์ในหนึ่งวัน (Wh/m2)  สำหรับประเทศไทยเท่ากับ 4,000 Wh/m2 โดยประมาณ
A : ค่าชดเชยการสูญเสียของเซลล์ฯ โดยทั่วไปกำหนดค่าประมาณ 0.8
B : ค่าชดเชยการสูญเสียเชิงความร้อน โดยทั่วไปกำหนดค่าประมาณ 0.85
C : ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ โดยทั่วไปกำหนดค่าประมาณ 0.85-0.9
D : ความเข้มแสงปกติ = 1,000 W/m2

เพราะฉะนั้น บ้านหลังนี้ต้องใช้เซลล์แสงอาทิตย์ที่ให้กำลังไฟฟ้าเท่ากับ
Pcell =  6,760/(4,000 X 0.8 X 0.85 X 0.85/1,000)= 2,923 Watt  หรือ 2.9 kW

• การกำหนดจำนวนแผงของเซลล์แสงอาทิตย์

จำนวนแผงของเซลล์แสงอาทิตย์คำนวณได้โดยใช้กำลังไฟฟ้าของระบบ หารด้วย กำลังไฟฟ้าที่เซลล์หนึ่งแผงผลิตได้ เมื่อทราบค่าจำนวนแผงแล้ว
ขั้นตอนต่อไป คือ จะต้อง คำนวณว่า จะต้องนำเซลล์ มาต่อ อนุกรม หรือ ขนาน กันอย่างไร จึงจะได้ แรงดันไฟฟ้า ที่เพียงพอต่อ การใช้งาน จำนวน แผงเซลล์ ที่จะต้องต่ออนุกรมกัน หาได้โดย การใช้ค่าแรงดันไฟฟ้า ที่ต้องการหาร ด้วย แรงดัน เอาต์พุตของหนึ่งแผง
หลังจากทราบว่าจะต้องติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์เท่ากับ 2.9 kW และแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ต้องป้อนให้อินเวอร์เตอร์คือ 200 V ถามว่าจะต้องใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์กี่แผงและควรต่อเรียงกันอย่างไร
โดยสมมติว่า แผงเซลล์แสงอาทิตย์นี้ให้กำลังไฟฟ้าสูงสุด 50 วัตต์ (W) แรงดันไฟฟ้าสูงสุด 17 โวลต์ (V) กระแสไฟฟ้าสูงสุด 2.94 แอมแปร์ (A) แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 21.3 โวลต์ (V) และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร 3.15 แอมแปร์ (A)
ประมาณว่าการเริ่มแรกของจำนวนของแผงเซลล์ ที่ต้องติดตั้งทั้งหมด = 2,900 (W) / 50 (W) = 58 แผง
จำนวนของแผงเซลล์ที่ต่ออนุกรม = 200 (V) / 17 (V) = 12 แผง
จำนวนแถวที่ต้องต่อขนาน = 58 แผง / 12 แผง = 5 แถว
ดังนั้น บ้านหลังนี้ จะใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมด = 12 X 5 = 60 แผง โดยต่ออนุกรมแถวละ 12 แผง และต่อขนานจำนวน 5 แถว

• การทำงานของระบบและการติดตั้ง

โครงการบ้านพลังงานแสงอาทิตย์นี้ กฟผ. คัดเลือกบ้านที่มีพื้นที่หลังคา ขนาด 24-40 ตารางเมตร เพื่อติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ จำนวน 30 แผง
กำลังการผลิตรวมประมาณ 2.5 kW โดยในช่วงเวลาที่มีแสงอาทิตย์ จะผลิตไฟฟ้ากระแสตรงผ่านเข้าสู่เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า เพื่อเปลี่ยนให้เป็นกระแสสลับ ขนาด 2.5 kW ซึ่งมีการติดตั้งระบบป้องกันต่างๆ เพื่อความปลอดภัยไว้ด้วย ไฟฟ้ากระแสสลับที่ผลิตได้ จะผ่านมิเตอร์ผลิตไฟฟ้าจ่ายเข้าระบบภายในบ้าน หากเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปิดอยู่ภายในบ้าน ใช้ไฟฟ้าน้อยกว่าที่ผลิตได้ ไฟฟ้าส่วนที่เกิน จะจ่ายผ่านมิเตอร์ออกไปเพื่อขายให้กับการไฟฟ้า
แต่หากไฟฟ้าที่ผลิตได้น้อยกว่าความต้องการใช้ ก็จะซื้อจากระบบจำหน่ายไฟฟ้า ผ่านมิเตอร์เข้ามาตามปกติ ซึ่งวิธีดังกล่าวนี้
ก็จะช่วยลดค่าใช้จ่ายในด้านพลังงานไฟฟ้าลง โดยไฟฟ้าที่ผลิตได้จากระบบนี้ประมาณ 3,750 – 4,500 หน่วยต่อปี หรือประมาณ 300 หน่วยต่อเดือน

• ขั้นตอนการติดตั้ง

1.ติดตั้งโครงยึดและแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาบ้าน
2.ต่อสายไฟฟ้าระหว่างแผงและเดินสายไฟไปยังตู้ควบคุม
3.เดินสายจากตู้ควบคุมเข้าเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า และมิเตอร์ผลิตและขายไฟฟ้า
4.เดินสายจากมิเตอร์ขายไฟฟ้าเข้าระบบจำหน่ายของการไฟฟ้า

ในการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาบ้าน กฟผ. ได้เลือกใช้วัสดุที่เป็น อลูมิเนียม เป็นส่วนใหญ่ ยกเว้นในส่วนที่ต้องการ ความแข็งแรง จึงใช้ เหล็กชุบ Galvanize เพื่อป้องกันการเกิดสนิม พื้นที่ติดตั้งโครงสร้าง แผงเซลล์แสงอาทิตย์ นั้น จะเลือก ทิศทาง ที่หันหน้าไปทาง ทิศใต้ และทำมุมเอียงระดับ 15 - 45 องศา กับหลังคาบ้าน เพื่อให้แผงเซลล์รับ รังสีแสงอาทิตย์ ให้มากที่สุด ก่อให้เกิด พลังงานสูงสุดเฉลี่ย ตลอดปี

• การบำรุงรักษาเซลล์แสงอาทิตย์และอายุการใช้งาน

อายุการใช้งาน เซลล์แสงอาทิตย์ โดยทั่วไปยาวนานกว่า 20 ปี และเนื่องจากเป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ ไม่มีส่วนใดที่เคลื่อนไหว เป็นผลให้ลดการดูแลและบำรุงรักษาระบบดังกล่าว จะมีเพียงในส่วนของการทำความสะอาด แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ที่เกิดจาก ฝุ่นละอองเท่านั้น เมื่อเปรียบเทียบกับ การดูแลระบบปรับอากาศ ขนาดเล็กตาม บ้านพักอาศัยแล้ว จะพบว่างานนี้ดูแลง่ายกว่า

เทคโนโลยีของ เซลล์แสงอาทิตย์ ในปัจจุบัน มีการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ประกอบกับ การนำ ระบบควบคุมที่ดี มาใช้ในการผลิต ทำให้ เซลล์แสงอาทิตย์ สามารถที่จะผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ประมาณ 1,600-1,800 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ต่อกิโลวัตต์ สูงสุดต่อปี พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากบ้าน 1 หลัง ประมาณ 3,750-4,500 หน่วย/ปี สามารถ ลดการใช้ น้ำมัน ในการผลิต ไฟฟ้าลงได้ 1,250-1,500 ลิตร/ปี

• ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

เนื่องจากการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ใช้เชื้อเพลิง โครงการนี้จึงมีส่วนช่วยลด CO2 SOX และ NOX ที่เกิดจากโรงไฟฟ้าที่ผลิตอยู่ในปัจจุบัน และ ช่วยลดค่าใช้จ่ายที่ใช้ในการกำจัดสารต่างๆ ดังกล่าวนั้นด้วย

• ผลสำเร็จของโครงการฯ

การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาบ้านประสบความสำเร็จอย่างดียิ่ง มีผู้ประสงค์จะเข้าร่วมโครงการฯ เป็นจำนวนมาก และเมื่อประมาณเดือน มีนาคม 2541
ปัจจุบัน กฟผ. ได้ติดตั้งระบบฯ ให้กับผู้เข้าร่วมโครงการฯ 10 ราย ในเขตกรุงเทพมหานคร เสร็จเรียบร้อยแล้ว
โดยพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้อยู่ในเกณฑ์ที่น่าพอใจ ค่าพลังงานสูงสุด แบบผลึกเดี่ยว เฉลี่ยได้ประมาณ 7.81-11.70 กิโลวัตต์-ชั่วโมง/วัน และแบบอะมอร์ฟัส เฉลี่ยได้ประมาณ 11.30-16.70 กิโลวัตต์-ชั่วโมง/วัน
จากการประเมินปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ ที่ตกบนแผงรับแสงอาทิตย์ในรอบปี กับค่าสมรรถนะของ ระบบที่ออกแบบ มาอย่างเหมาะสม ส่งผลให้ค่าความสามารถในการผลิตไฟฟ้าสูงขึ้น มีค่าประมาณ 1,500-1,600 หน่วยต่อปี ต่อกิโลวัตต์สูงสุด ใกล้เคียงกับที่ กฟผ. ประมาณไว้ และมีค่าสูงกว่าประเทศแถบยุโรปและญี่ปุ่น ซึ่งมีค่าอยู่ระหว่าง 800-1,100 หน่วยต่อปี ต่อกิโลวัตต์สูงสุด เท่านั้น

บทส่งท้าย

แสงอาทิตย์เป็นพลังงานแห่งจักรวาล ต้นกำเนิดของพลวัตต่างๆ ที่ขับเคลื่อนโลกของเรา และป็นแหล่งพลังงานที่หล่อเลี้ยงทุกสรรพชีวิต บนดาวเคราะห์สีน้ำเงินใบนี้ น่าเสียดายที่เรายังไม่ได้ใช้ความพยายามอย่างเพียงพอ ที่จะประยุกต์ใช้ขุมพลังงานอันบริสุทธิ์ และยิ่งใหญ่นี้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด
แต่กลับเผาผลาญเชื้อเพลิงจากฟอสซิล ที่สะสมมานับเป็นล้านปีให้หมดไป ในระยะเวลาเพียงไม่กี่ชั่วอายุคน และสิ่งเหล่านี้ก็ยากที่จะย้อนให้กลับคืนมาเหมือนเดิม ซึ่งผลที่ได้คือความสะดวกสบายและความเจริญก้าวหน้า แต่เราก็ต้องเผชิญกับความเสื่อมโทรม ของสภาวะแวดล้อมที่กำลังบั่นทอน ทุกสรรพสิ่งบนโลกใบนี้

หวังว่าผลสำเร็จที่ได้จากโครงการนี้ จะเป็นแรงผลักดันให้ประเทศไทย มีการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์เพิ่มมากขึ้น ซึ่งจะช่วยชะลอการเผาไหม้เชื้อเพลิง เพื่อผลิตไฟฟ้าปีละประมาณ 1,200–1,500 ลิตร ได้อีกทางหนึ่ง และสนับสนุนอุตสาหกรรมการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศ ให้ขยายตัวเพิ่มขึ้น อันจะก่อให้เกิดการแข่งขันด้านคุณภาพ และราคา ซึ่งจะส่งผลให้การใช้งาน ขยายตัวเพิ่มขึ้นเป็นเท่าทวีคูณในอนาคต

การเริ่มต้นร่วมมือกันในวันนี้คงยังไม่สาย หากเราจะกลับไปสู่พลังงานที่ให้กำเนิดชีวิต และมีให้ใช้อย่างเหลือเฟือ ซึ่งเป็นอีกหนทางหนึ่ง ที่จะช่วยบรรเทาปัญหาการขาดแคลนพลังงาน และช่วยทำให้ปัญหามลภาวะเป็นพิษ เบาบางลงไป อันหมายถึงคุณภาพชีวิตและสิ่งแวดล้อมที่ดี ก็จะหวนกลับคืนมาสู่มวลมนุษย์และสรรพชีวิตบนดาวเคราะห์สีน้ำเงินใบนี้ ดังบทเพลงที่ กฟผ. ได้สร้างสรรค์ให้กับเด็กๆ ได้ร้องขับขาน เพื่อเชิญชวนให้คนไทยทุกคน ร่วมมือกันใช้พลังงานที่สะอาด เพื่ออนุรักษ์สิ่งแวดล้อม

เอกสารอ้างอิง

1. ข้อเสนอโครงการสาธิตระบบผลิตและจำหน่ายไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาบ้าน ของการไฟฟ้าฝายผลิตแห่งประเทศไทย ยื่นขอรับทุนจากกองทุนเพื่อส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน
2. เอกสารเผยแพร่ ชุด สาระน่ารู้เกี่ยวกับการอนุรักษ์พลังงาน "เซลล์แสงอาทิตย์" ของสำนักงานคณะกรรมการนโยบายพลังงานแห่งชาติ
3. การศึกษาแนวทางและหลักเกณฑ์ในการกำหนดนโยบายในการให้การสนับสนุนการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ ของศูนย์วิจัยและฝึกอบรมพลังงานแสงอาทิตย์   มหาวิทยาลัยนเรศวร เสนอต่อสำนักงานคณะกรรมการนโยบายพลังงานแห่งชาติ
4. เอกสารเผยแพร่กรมพัฒนาและส่งเสริมพลังงาน "พลังงานจากแสงอาทิตย์"
5. สำนักงานคณะกรรมการนโยบายพลังงานแห่งชาต วารสารนโยบายพลังงาน ฉบับที่ 41 เดือนกรกฎาคม-กันยายน 2541 http://www.nepo.go.th/