พลังงานแสงอาทิตย์: สิ่งที่คุณต้องรู้
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานที่ใช้งานได้ซึ่งเกิดจากแสงอาทิตย์ในรูปของพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานความร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ถูกจับได้หลายวิธี ซึ่งโดยทั่วไปมักใช้แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ที่แปลงรังสีของดวงอาทิตย์ให้เป็นไฟฟ้าที่ใช้งานได้ นอกเหนือจากการใช้โฟโตโวลตาอิกเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าแล้ว พลังงานแสงอาทิตย์ยังถูกใช้ในงานด้านความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่พื้นที่ภายในอาคารหรือของเหลว เจ้าของทรัพย์สินที่อยู่อาศัยและพาณิชยกรรมสามารถติดตั้งระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์และออกแบบอาคารโดยคำนึงถึงการให้ความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟเพื่อใช้ประโยชน์จากแสงอาทิตย์'s อย่างเต็มที่ด้วยเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์
สนใจรับประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์หรือไม่ แผงโซลาร์เซลล์ได้รับการติดตั้งในสามระดับหลัก: ที่อยู่อาศัย เชิงพาณิชย์ และสาธารณูปโภค พลังงานแสงอาทิตย์ขนาดที่อยู่อาศัยโดยทั่วไปจะติดตั้งบนหลังคาบ้านหรือในที่โล่ง (ติดตั้งบนพื้นดิน) และโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 5 ถึง 20 กิโลวัตต์ (kW) ขึ้นอยู่กับขนาดของทรัพย์สิน โครงการพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์โดยทั่วไปมีการติดตั้งในระดับที่ใหญ่กว่าพลังงานแสงอาทิตย์ที่อยู่อาศัย แม้ว่าการติดตั้งแต่ละรายการอาจแตกต่างกันอย่างมากในขนาด แต่พลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์มีจุดประสงค์ที่สอดคล้องกัน: เพื่อจัดหาพลังงานแสงอาทิตย์ในสถานที่ให้กับธุรกิจและองค์กรไม่แสวงหาผลกำไร ในที่สุด โครงการพลังงานแสงอาทิตย์ระดับสาธารณูปโภคมักจะมีขนาดใหญ่ ติดตั้งหลายเมกะวัตต์ (MW) ที่ให้พลังงานแสงอาทิตย์แก่ลูกค้าสาธารณูปโภคจำนวนมาก
พลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร?
แผงโซลาร์เซลล์ (หรือที่เรียกว่าแผงโซลาร์เซลล์) ประกอบด้วยชั้นของเซลล์ซิลิกอน กรอบโลหะ หน่วยปลอกแก้ว และสายไฟเพื่อถ่ายโอนกระแสไฟฟ้าจากซิลิกอน ซิลิคอน (อะตอม #14 ในตารางธาตุ) เป็นอโลหะที่มีคุณสมบัติเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ช่วยให้ดูดซับและแปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้าที่ใช้งานได้ เมื่อแสงตกกระทบเซลล์ซิลิกอน แสงจะทำให้อิเล็กตรอนในซิลิกอนเคลื่อนที่ได้ โดยทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า สิ่งนี้เรียกว่า "ผลกระทบจากไฟฟ้าโซลาร์เซลล์" และอธิบายการทำงานทั่วไปของเทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์
ศาสตร์แห่งการผลิตไฟฟ้าด้วยแผงโซลาร์เซลล์ทำให้เกิดปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิกนี้ มันถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1839 โดย Edmond Becquerel และถือได้ว่าเป็นคุณสมบัติของวัสดุเฉพาะ (เรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์) ที่ช่วยให้พวกเขาสร้างกระแสไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกับแสงแดด
กระบวนการโฟโตโวลตาอิกทำงานผ่านขั้นตอนกว้างๆ ดังต่อไปนี้:
1. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิกอนเซลล์แสงอาทิตย์ดูดซับรังสีแสงอาทิตย์
2. เมื่อรังสีของดวงอาทิตย์ทำปฏิกิริยากับเซลล์ซิลิกอน อิเล็กตรอนจะเริ่มเคลื่อนที่ ทำให้เกิดกระแสไฟ
3. สายไฟจับและป้อนกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (DC) นี้ไปยังเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)
ประวัติโดยย่อของพลังงานแสงอาทิตย์
ในปี พ.ศ. 2497 Bell Labs ได้พัฒนาเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนเป็นครั้งแรก แม้ว่าพลังงานแสงอาทิตย์จะถูกดักจับและแปลงเป็นพลังงานที่ใช้งานได้ก่อนหน้านี้ด้วยวิธีการต่างๆ แต่หลังจากปีพ.ศ. 2497 พลังงานแสงอาทิตย์ก็เริ่มกลายเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าสู่อุปกรณ์ไฟฟ้าในช่วงเวลาที่ขยาย เซลล์แสงอาทิตย์ชุดแรกแปลงรังสีจากดวงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ 4 เปอร์เซ็นต์ สำหรับข้อมูลอ้างอิง แผงโซลาร์เซลล์ที่มีอยู่อย่างแพร่หลายในปัจจุบันสามารถเปลี่ยนแสงแดดเป็นพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นจำนวนที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
แม้ว่าการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้จะช้าในตอนแรก แต่แรงจูงใจและนโยบายของรัฐและรัฐบาลกลางจำนวนหนึ่งมีส่วนในการลดต้นทุนของแผงโซลาร์เซลล์ให้มากพอที่จะนำไปใช้อย่างกว้างขวางมากขึ้น ณ จุดนี้ พลังงานแสงอาทิตย์มีกำลังการผลิตเพียงพอสำหรับพลังงาน 11 ล้านจาก 126 ล้านครัวเรือนในประเทศ
ต้นทุนพลังงานแสงอาทิตย์
ควบคู่ไปกับการเพิ่มประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ ต้นทุนพลังงานแสงอาทิตย์ได้ลดลงอย่างมาก ในทศวรรษที่ผ่านมาเพียงอย่างเดียว ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ลดลงกว่า 60 เปอร์เซ็นต์ และผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมหลายคนคาดการณ์ว่าราคาจะลดลงอย่างต่อเนื่องในปีต่อๆ ไป:
นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับว่าคุณอาศัยอยู่ที่ไหน ส่วนลดหรือสิ่งจูงใจหลายอย่างสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์อาจมีส่วนช่วยในการลดต้นทุนของพลังงานแสงอาทิตย์ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานสะอาด ราคาไม่แพง พลังงานหมุนเวียนที่ควบคุมได้เกือบทุกที่ในโลก - จุดใดก็ตามที่แสงแดดส่องถึงพื้นผิวโลกเป็นตำแหน่งที่มีศักยภาพในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ และเนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์มาจากดวงอาทิตย์ มันจึงเป็นตัวแทนของแหล่งพลังงานที่ไร้ขีดจำกัด เทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนผลิตไฟฟ้าจากทรัพยากรที่ไม่มีที่สิ้นสุด ยกตัวอย่างเช่น การผลิตไฟฟ้าด้วยทรัพยากรหมุนเวียนกับเชื้อเพลิงฟอสซิล น้ำมัน ก๊าซ และถ่านหินต้องใช้เวลาหลายแสนปีจึงก่อตัว ดังนั้นทุกครั้งที่ทรัพยากรเหล่านั้นถูกเผาเพื่อผลิตไฟฟ้า ทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดจะถูกเคลื่อนย้ายเข้าใกล้การหมดลงเพียงเล็กน้อย การใช้ทรัพยากรหมุนเวียน เช่น ลม พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังน้ำ เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ไม่ได้ทำให้ทรัพยากรนั้นหมดสิ้นลง จะมีแสงแดดส่องถึงพื้นผิวโลก' และหลังจากเปลี่ยนแสงแดดเป็นไฟฟ้าแล้ว ยังมีแสงแดดจำนวนอนันต์ที่จะเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าในอนาคต นั่นคือสิ่งที่ทำให้พลังงานแสงอาทิตย์โดยธรรมชาติเป็นพลังงานทดแทน
พลังงานแสงอาทิตย์ + ที่เก็บแบตเตอรี่ รถยนต์ไฟฟ้า และอื่นๆ
การแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วประเทศและทั่วโลกได้นำไปสู่การเติบโตคู่ขนานในพื้นที่ใกล้เคียงหลายแห่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบกักเก็บพลังงานและยานยนต์ไฟฟ้าเป็นสองภาคส่วนที่พร้อมจะระเบิดควบคู่ไปกับพลังงานแสงอาทิตย์โดยการเพิ่มประโยชน์ของพลังงานแสงอาทิตย์
เนื่องจากแผงโซลาร์เซลล์สามารถผลิตพลังงานได้เฉพาะเมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสง การจัดเก็บพลังงานที่ผลิตขึ้นแต่ไม่ได้ใช้ตลอดทั้งวันเพื่อใช้ในภายหลังจึงมีความสำคัญมากขึ้น ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เก็บไฟฟ้าและสามารถดึงออกมาได้ในช่วงที่มีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำ ยิ่งไปกว่านั้น โซลูชันการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์บวกใช้ได้กับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ทุกขนาด และให้ประโยชน์เพิ่มเติมมากมาย ตั้งแต่ความน่าเชื่อถือด้านพลังงานไปจนถึงความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟฟ้าและพลังงานที่มีต้นทุนต่ำ
รถยนต์ไฟฟ้าเป็นผลิตภัณฑ์ที่สองที่พร้อมจะขับเคลื่อนคลื่นของการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ ด้วยค่าบำรุงรักษาที่ต่ำกว่า ค่าเชื้อเพลิงที่ลดลง และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ต่ำกว่ารถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิม รถยนต์ไฟฟ้าจึงถูกกำหนดให้เป็นชิ้นส่วนที่สำคัญของอุตสาหกรรมยานยนต์ในอีกหลายปีข้างหน้า ด้วยการใช้รถยนต์ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นทำให้ความต้องการไฟฟ้าในการขับขี่ยานพาหนะเพิ่มมากขึ้น เหมาะอย่างยิ่งสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจายให้พลังงานราคาถูกและเชื่อถือได้สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าโดยตรงจากดวงอาทิตย์ ในโลกของการใช้พลังงานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นทั่วทั้งบ้าน พลังงานแสงอาทิตย์เป็นวิธีที่ประหยัด เชื่อถือได้ และสะอาดที่สุดวิธีหนึ่งในการเติมเชื้อเพลิงให้กับอนาคตของเรา
