โลกกำลังประสบกับวิกฤตพลังงานระดับโลก แสนล้าน ประชากรจำนวนมากยังคงขาดการเข้าถึงพลังงานที่เพียงพอ โชคดีที่ปัจจุบันมีความชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าระบบโซลาร์เซลล์แบบโฟโตวอลตาอิคเป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาที่มีแนวโน้มดีที่สุดสำหรับวิกฤตที่เรากำลังเผชิญอยู่ แต่ระบบดังกล่าวทำงานอย่างไร และระบบโซลาร์เซลล์แบบโฟโตวอลตาอิคมีประเภทใดบ้างที่มีจำหน่าย
สารบัญ
ระบบโฟโตวอลตาอิคโซลาร์เซลล์คืออะไร?
ระบบโซลาร์เซลล์แบบโฟโตวอลตาอิคมี 3 ประเภท
คู่มือการเลือกระบบโซล่าเซลล์ PV
ระบบโฟโตวอลตาอิคโซลาร์เซลล์คืออะไร?
ระบบ PV มีมาตั้งแต่ปี 1990 และได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในฐานะทางเลือก พลังงานทดแทน แหล่งที่มา ระบบโฟโตวอลตาอิคพลังงานแสงอาทิตย์ใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์เพื่อแปลงรังสีดวงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า ประกอบด้วยหนึ่งหรือหลายระบบ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ และส่วนประกอบอื่นๆ เช่น อินเวอร์เตอร์ ตัวควบคุม ระบบติดตั้ง หรือแบตเตอรี่ ระบบ PV สามารถใช้เป็นแอปพลิเคชันแบบสแตนด์อโลนหรือระบบที่เชื่อมต่อกับกริด และขนาดของระบบจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ระบบบนหลังคาไปจนถึงโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ ขึ้นอยู่กับปริมาณไฟฟ้าที่ต้องการและพื้นที่ว่างสำหรับการติดตั้ง
ระบบพลังงานแสงอาทิตย์และ PV
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานสะอาดหมุนเวียนที่สามารถนำมาใช้ผลิตไฟฟ้าได้ เป็นทรัพยากรที่มีมากมายและไม่มีวันหมดสิ้นเนื่องจากมาจากดวงอาทิตย์ หนึ่งชั่วโมงแสงอาทิตย์ที่ส่องกระทบพื้นผิวโลกมีปริมาณเพียงพอที่จะให้พลังงานแก่มนุษย์ได้ตลอดทั้งปี แสงจากดวงอาทิตย์เรียกอีกอย่างว่ารังสีดวงอาทิตย์และประกอบด้วยโฟตอน เซลล์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ จับรังสีนี้และเปลี่ยนให้เป็นอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ตอบสนองต่อกริดไฟฟ้าภายใน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในกระบวนการนี้
ส่วนประกอบหลักของระบบโซล่าเซลล์พีวี
ส่วนประกอบหลักทั้งสี่ของระบบโฟโตวอลตาอิคพลังงานแสงอาทิตย์ ได้แก่ แผงโซลาร์เซลล์ อินเวอร์เตอร์ สายเคเบิล และแบตเตอรี่สำรอง
แผงเซลล์แสงอาทิตย์
เทศกาล แผงเซลล์แสงอาทิตย์ เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของระบบโฟโตวอลตาอิกส์ ประกอบด้วยเซลล์จำนวนมากที่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ซิลิกอนผลึก เมื่อแสงอาทิตย์กระทบแผงโซลาร์เซลล์ จะแยกอิเล็กตรอนออกจากอะตอมในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ส่งผลให้เกิดไฟฟ้าซึ่งสามารถนำไปใช้จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือชาร์จแบตเตอรี่ได้
อินเวอร์เตอร์
อินเวอร์เตอร์ เป็นส่วนประกอบสำคัญของระบบโซลาร์เซลล์แบบโฟโตวอลตาอิค ซึ่งแปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ซึ่งเป็นไฟฟ้าประเภทที่ใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนและโรงงานที่กินไฟมาก
เดินสาย
การเดินสายเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของระบบโซลาร์เซลล์ การเดินสายจะเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ ของวงจรและทำหน้าที่เป็นท่อที่ไฟฟ้าวิ่งผ่าน สายไฟและสายเคเบิลโซลาร์เซลล์ทำจากทองแดงหรืออลูมิเนียม ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดี
แบตเตอรี่
แบตเตอรี่มีบทบาทสำคัญในระบบโซลาร์เซลล์ โดยจะเก็บพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์เพื่อจ่ายไฟให้กับโหลดตลอดเวลา แบตเตอรี่ที่รองรับระบบโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่มักทำจากตะกั่ว-กรด แคดเมียม-นิกเกิล หรือลิเธียม
ระบบโซลาร์เซลล์แบบโฟโตวอลตาอิคมี 3 ประเภท
ด้วยตัวเลือกมากมายในการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ การจะหาระบบโซลาร์เซลล์ PV ที่เหมาะสมจึงอาจเป็นเรื่องยาก แต่ไม่ต้องกังวล! ในส่วนนี้จะแบ่งระบบโซลาร์เซลล์ PV ออกเป็น 3 ประเภทหลัก เพื่อให้ธุรกิจสามารถเปรียบเทียบระบบเหล่านี้ได้อย่างง่ายดายและตัดสินใจว่าระบบใดเหมาะกับความต้องการของตนมากที่สุด
ระบบ PV ที่เชื่อมต่อกับกริด
ระบบโซลาร์เซลล์แบบเชื่อมต่อกับกริดเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับผู้ใช้ในพื้นที่ที่มีเงินอุดหนุนการซื้อไฟฟ้าจากกริด โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีโครงสร้างพื้นฐานของกริดที่ดีกว่า เนื่องจากระบบดังกล่าวจะแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้ากระแสสลับและใช้กริดสาธารณูปโภคเพื่อปรับสมดุลความผันผวนของพลังงาน นอกจากนี้ ระบบโซลาร์เซลล์แบบเชื่อมต่อกับกริดยังช่วยให้ผู้บริโภคสามารถชดเชยค่าไฟฟ้าได้โดยการนำพลังงานส่วนเกินกลับเข้าสู่กริดเมื่อระบบโซลาร์เซลล์ผลิตพลังงานได้มากกว่าที่ครัวเรือนต้องการ
แม้ว่าระบบโซลาร์เซลล์ประเภทนี้จะมีราคาถูกกว่าประเภทอื่น แต่ควรทราบว่าระบบนี้ไม่มีการป้องกันไฟฟ้าดับ จึงเหมาะที่สุดสำหรับบ้านที่มีแหล่งพลังงานสำรองที่ดีอยู่แล้ว ตัวอย่างเช่น ระบบ 5 กิโลวัตต์ ระบบสุริยะแบบออนกริด เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับใช้ในบ้านและในเชิงพาณิชย์ แผงโซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพสูงถึง 17% และมีความต้านทานโหลดเชิงกลที่ยอดเยี่ยม นอกจากนี้ อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ยังมาพร้อมกับระบบป้องกันการชาร์จไฟเกินและฟังก์ชันตัดการเชื่อมต่อแรงดันไฟต่ำ ช่วยให้จัดเก็บและส่งพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ระบบ PV นอกระบบ
ระบบโซลาร์เซลล์แบบออฟกริด หรือที่เรียกอีกอย่างว่าระบบโซลาร์เซลล์แบบสแตนด์อโลน เป็นระบบที่แยกอิสระจากโครงข่ายไฟฟ้าและเหมาะสำหรับพื้นที่ชนบทและพื้นที่ที่ขาดแคลนพลังงานอย่างรุนแรงซึ่งยากต่อการเชื่อมต่อกับระบบโครงข่ายไฟฟ้า โดยระบบโซลาร์เซลล์แบบออฟกริดมี 2 รูปแบบ ได้แก่ ระบบไฟ DC และระบบไฟ AC
ระบบ DC ใช้ ตัวแปลง DC-DC เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์จากค่าดั้งเดิมขึ้นเป็นระดับที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในโหลด DC ในทางกลับกัน ระบบไฟฟ้ากระแสสลับใช้ อินเวอร์เตอร์ เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าของ PV ให้เป็นกระแสไฟฟ้าในครัวเรือนมาตรฐาน ตัวแปลง DC-DC สามารถใช้กับระบบไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อลดจำนวนแผงโซลาร์เซลล์ที่ต้องใช้
ตัวอย่างเช่น การบูรณาการอย่างสมบูรณ์ ระบบโซล่าเซลล์ PV 5 กิโลวัตต์ รวมถึงอินเวอร์เตอร์โซลาร์นอกระบบ DC-AC, ตัวควบคุมการชาร์จ แบตเตอรี่ลิเธียม 5 กิโลวัตต์ชั่วโมงและแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 12 วัตต์ จำนวน 450 แผง ระบบนี้เหมาะสำหรับบ้านที่อยู่ห่างไกลซึ่งไม่มีไฟฟ้าจากโครงข่ายไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ผู้บริโภคควรทราบว่าระบบ PV ประเภทนี้จะต้องมีการบำรุงรักษาเป็นระยะๆ รวมถึงการตรวจสอบขั้วต่อว่ามีการกัดกร่อนหรือไม่และตรวจสอบระดับอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์แบตเตอรี่หรือไม่
ระบบ PV ไฮบริด
ระบบ PV แบบไฮบริด เช่น ระบบโซล่าเซลล์ 10 กิโลวัตต์-30 กิโลวัตต์เหมาะที่สุดสำหรับสถานที่อุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ เช่น โรงเรียน โรงพยาบาล ฯลฯ ในพื้นที่ห่างไกลและพัฒนาซึ่งมีการเข้าถึงโครงข่ายไฟฟ้าได้จำกัด เนื่องจากระบบเหล่านี้ฝังแหล่งพลังงานอื่นๆ เช่น กังหันลมและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ระบบไฮบริดเหล่านี้จะจับคู่กับ แบตเตอรี่ลิเธียม เพื่อเก็บกักพลังงานส่วนเกินไม่ให้สูญเปล่า
ข้อดีของการใช้ระบบไฮบริด ได้แก่ ความสามารถในการผลิตไฟฟ้าได้เพียงพอแม้ว่าแหล่งพลังงานหนึ่งจะล้มเหลวหรือไม่สามารถใช้งานได้ ระบบดังกล่าวสามารถผลิตไฟฟ้าได้แม้ในขณะที่ไม่มีแสงแดดหรือไม่มีลมพัด ซึ่งถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาสำหรับพื้นที่ที่มีฤดูหนาวที่รุนแรงและไม่มีแสงแดดเป็นเวลานาน แม้ว่าระบบ PV ไฮบริดจะมีข้อดีหลายประการ แต่การติดตั้งอาจมีราคาแพง เนื่องจากต้องมีการออกแบบที่ซับซ้อนและแหล่งพลังงานหลายแหล่ง
คู่มือการเลือกระบบโซล่าเซลล์ PV
ระบบโซลาร์เซลล์แบบโฟโตวอลตาอิคเป็นวิธีการผลิตไฟฟ้าที่สะอาด ประหยัด และยั่งยืนสำหรับครัวเรือน ฟาร์ม และแม้แต่ผู้ใช้อุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ เช่น โรงงาน โรงเรียน โรงพยาบาล และห้างสรรพสินค้า ระบบโซลาร์เซลล์แบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก ได้แก่ ระบบโซลาร์เซลล์แบบออนกริด ระบบโซลาร์เซลล์แบบออฟกริด และระบบโซลาร์เซลล์แบบไฮบริด ระบบที่จะเลือกใช้จะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น ตำแหน่งที่ตั้ง งบประมาณ และความต้องการพลังงานของผู้ใช้
เท่านี้คุณก็รู้แล้ว! หลักสูตรเร่งรัดเกี่ยวกับพื้นฐานของระบบโฟโตวอลตาอิคพลังงานแสงอาทิตย์ คุณพร้อมที่จะเปลี่ยนจากแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมมาใช้พลังงานแสงอาทิตย์หรือยัง หากใช่ ลองดูหลักสูตรประหยัดต้นทุนเหล่านี้ ระบบ PV เพื่อการเริ่มต้นที่รวดเร็ว!
